Тепловий баланс редукційно-охолоджувальної установки

Складемо тепловий баланс редукційно-охолоджувальної установки:

Q₁=Q₂+Q₃ (7.1)

де Q₁ – кількість теплоти, яка вийшла з редукційно-охолоджувальної установки (РОУ);

Q₂ – кількість теплоти, яка надійшла в РОУ з перегрітою парою;

Q₃ – кількість теплоти, яка надійшла в установку з водою.

Визначаємо складові теплового балансу:

(7.2)

де D₀ – витрата пари після РОУ; i₂ – ентальпія пари після РОУ; D_п – витрата пари до змішування;

i₁ – ентальпія пари перед РОУ; _с – теплоємність води; t_х – температура води; G_x – витрата води.

Визначаємо витрату холодної води для РОУ за формулою:

(7.3)

Акумулювання теплоти

На ПП використовуються акумулятори теплоти:

• парові;

• водяні;

• твердотільні.

Метою використання акумуляторів теплоти є зменшення пікових навантажень, та підвищення ефективності використання теплоти протягом робочої зміни.

Водяні акумулятори теплоти

Водяні акумулятори теплоти – це найбільш ефективні акумулятори, бо вода має теплоємність

4,19 КДж/(кг∙ºС). Водяні акумулятори часто використовуються в системах ГВП, а також системах теплопостачання технологічних споживачів.

Переваги:

• невелика вартість;

• велика акумулюючи здатність;

• простота в експлуатації.

Р ис. 7.4. Схема підключення водяного акумулятора теплоти.

1. Котел 7. Клапан розрядки бака акумулятора

2. Регулятор

3. Бак акумулятор

4. Споживач теплоти

5. Насос

6. Клапан зарядки бака акумулятора

Система працює в трьох режимах:

1. Котельня виробляє стільки гарячої води, скільки потрібно споживачу(бак не працює).

2. Котельня виробляє більше теплоти ніж потрібно споживачу. Надлишкова гаряча вода подається в бак акумулятор (в верхню частину баку), а охолоджена вода з нижньої частини баку через клапан за допомогою насосу подається в котел.

3. Котельня виробляє менше теплоти ніж потрібно споживачу. Охолоджена вода через клапан 7 подається в нижню частину баку, а гаряча вода з верхньої частини надходить до споживача.

В водяних баках спостерігається значна стратифікація (розшарування).

Водяний бак акумулятор встановлюється як у верхній, так і в нижній частині приміщення.

Парові акумулятори теплоти.

Парові акумулятори теплоти уявляють з себе сосуд під тиском, в якому пара зберігається у вигляді конденсату під тиском.

Р ис. 7.5. Паровий акумулятор теплоти.

1. Пара яка надходить в бак акумулятор

2. Бак акумулятор

3. пара яка виходить з баку акумулятора

Розглянемо тепловий баланс парового баку акумулятора:

Q₁=Q₂+Q₃ (7.4)

Q₁ – кількість теплоти, яка знаходиться в зарядженому баці акумуляторі;

Q₂ – кількість теплоти, яка виходить з баку при розрядці;

Q₃ – кількість теплоти, яка залишається в баці у вигляді конденсату.

Кількість теплоти, яка виходить з баку при розрядці:

(7.5)

де z – час розрядки баку;

D₁ – витрата пари при розрядці;

i₁ – ентальпія пари.

Кількість теплоти, яка міститься в зарядженому баці:

(7.6)

де G_a – кількість рідини в баці акумуляторі в зарядженому стані;

t_a – температура рідини;

c – теплоємність рідини.

Кількість теплоти, яка залишається в баці при розрядці:

(7.7)

де t – температура рідини в баці після розрядки.

Метою складання цього балансу є визначення об’єму баку акумулятора, для чого визначають кількість рідини, яка міститься в зарядженому баці з балансу теплоти:

(7.8)

Об’єм баку акумулятора безпосередньо визначається за формулою:

(7.9)

де а – коефіцієнт заповнення баку; а=0,9-0,95;

 - густина конденсату в баці.