Построение графика температур и расхода сетевой воды на вентиляцию.

По характеру изменения расхода теплоты и температуры в подающей линии режим ра­боты вентиляционных установок можно разделить на три диапазона (рис. 4.12):

Рис. 4.12. Графики тепловой нагрузки, темпера­тур и расхода сетевой воды при комбинирован­ном регулировании вентиляционной нагрузки

1. I — между наружными температурами t_H.К - t_H.И. температура воды в подающей линии тепловой сети остается постоянной, а расход теплоты на вентиляцию изменяется;

2. II — между наружными температурами t_H.И - t_H.В. изменяется как температура воды в подающей линии, так и расход теплоты на вентиляцию;

3. III — между наружными температурами t_HB - t_{H 0}; температура воды в подающей ли­нии изменяется, а расход теплоты на венти­ляцию остается постоянным.

В диапазоне III при снижении наружной температуры от t_HB до t_{H 0} авторегуляторы уменьшают расход сетевой воды через ка­лориферы таким образом, что тепловая на­грузка Q_B остается постоянной. Это вызы­вает снижение температуры обратной сете­вой воды, а также снижение коэффициента теплопередачи калориферов.

В диапазоне II температура сетевой во­ды, поступающей в калориферы, растет по мере понижения наружной температу­ры. Расход теплоты также должен расти при понижении наружной температуры. Такая взаимосвязь между графиком температур подающей линии и расходом теплоты явля­ется типичной для качественного регулиро­вания. Поэтому в диапазоне II расход сете­вой воды через калориферы остается прак­тически постоянным.

В диапазоне I температура сетевой во­ды, поступающей в вентиляционные кало­риферы, постоянна.

При повышении наружной температуры повышается температура воздуха на выхо­де из калорифера.

В диапазоне I температура сетевой во­ды, поступающей в вентиляционные кало­риферы, постоянна.

При повышении наружной температуры повышается температура воздуха на выхо­де из калорифера.

Изменение температуры воздуха на вы­ходе из калорифера используется в качест­ве импульса, воздействующего на регуля­тор расхода сетевой воды. Авторегулятор снижает расход сетевой воды, что приводит к снижению температуры обратной воды после калорифера и коэффициента теплопе­редачи калорифера. В результате темпера­тура воздуха после калорифера поддержи­вается на заданном уровне.

Как видно из рис. 4.12, расход сетевой воды на вентиляцию остается практически постоянным только в диапазоне I I. Как в диапазоне I, так и в диапазоне III расход воды на вентиляцию изменяется при изме­нении температуры наружного воздуха.

Эквивалент расхода сетевой воды на вентиляцию W_П при режимах, отличных от расчетного, может быть определен на осно­вании уравнений характеристики водовоздушных калориферов (4.6), (4.14).

Следует иметь в виду, что в связи с расчетом калори­феров по среднеарифметической разности температур теплообменивающихся потоков коэффициенты в (4.8) должны быть равны а = b = 0,5.

Из совместного решения указанных выше уравнений выводится следующая система урав­нений для расчета W_n: (4.53а)

(4.53а)

Если пренебречь влиянием скорости воды на коэффициент теплопередачи калорифера, т.е. принять в (4.14) m₁ = 0, то зависимость (4.53а) принимает более простой вид

(4.53 б)

В (4.53а) и (4.536) t₂ и t₁ — температура воз­духа на входе и выходе из калорифера при лю­бом режиме; W_П и W_B — эквиваленты расхода греющей воды и воздуха при любом режиме; _ос — основной режимный коэффициент калорифера, определяемый обычно при расчетной наружной температуре для вентиляции t_H.В,

— расчетная тепловая нагрузка калорифера при t_H.В;

— среднеарифметическая разность температур между греющей и нагреваемой средой в калорифере при t_{H B};

W_М^// , W_П^// , W_В^// —значения меньшего эквивалента расхода и эквивалентов расхода греющего теплоносителя и нагреваемого воздуха при t_H.В.

При постоянном расходе воздуха W_В = W_В^// коэффициент  для данного калорифера постоянен.

Поскольку в (4.53) искомое значение W_П^// / W_В^// входит в двух различных степенях (в степейни 0,85), то задача решается методом последовательных приближений.

Температура сетевой воды после вентиляционных калориферов

(4.53)

Пример 4.3. Расчетная тепловая нагрузка водовоздушного калорифера = 1,163 МДж/с = 1 Гкал/ч при расчетных температурах: сетевой воды ₀₁^// = 102 °C, ₀₂^//, = 54 °С; воздуха t_H.В = -10 °С, t₁ = 25 °С, т.е. при заданном значен площади поверхности нагрева F.

Определить расход сетевой воды через калорифер G_n и температуру воды после калорифе _В2 при t_H = 10 °С, ₀₁, = 70 °С, t₁ = 25 °С. Расход воздуха через калорифер постоянный и равен расчетному расходу W_В = W_B^//.

Решение. Эквивалент расхода сетевой воды через калорифер при расчетном режиме

W"_n = 1.163*10⁶ / (102-54) = 24300ДЖ/(С ' К)

Эквивалент расхода воздуха через калори­фер при расчетном режиме

W"_В = 1.163*10⁶ / (25+10)=33300 Дж/(с • К).

Как видно из условия задачи,

W"_n= W"_М = 24300ДЖ/(С ' К)

Среднеарифметическая раз­ность температур в калорифере при расчетном режиме

t" = (102 + 54) /2 - (25 - 10)/2 = 70,5 °С.

Основной режимный коэффициент

_ОС =1.163*10⁶ /(70.5*24300)=0.68

По (4.53а) определяем W_n:

=(70-10)/(25-10) – 0.5=3.5,

=1/0.68 * 1^0.15 (33.3 / 24.3)^0.5 (33.3 / 24.3)^0.35 = 1.93

тогда

(W_П / W_B ) – 1.93(W_П / W_M) ^0.85- 0,5 = 0,

откуда W_П / W_M = 0,4, или

W_n = 0,4-33 300 = 13300Дж/(с-К).

Расход сетевой воды через калорифер

G_n = W_n / c = 13 300/4190 = 3,2 кг/с = 11,5 т/ч.

Тепловая нагрузка калорифера при рассмат­риваемом режиме

Qв =Q (t₁-t₂)= 33 300 (25 -10) = 500000 Дж/с

Температура воды после калорифера _B2 = 70 - 500 000/13 300 = 32 °С.