Секция подогрева собрана из трёхрядных теплообменников четырёх однометровых и четырёх полутораметровых, обвязанных параллельно по теплоносителю.

Площадь живого сечения теплообменников для прохода теплоносителя f_пр = 0,0056 м². Площадь живого сечения секции подогрева для прохода воздуха f = 6,0 м². Теплоотдающая площадь поверхности секции подогрева F=764 м².

Расчётные параметры наружного воздуха: t^/_нач = -23 ^оС; I^пр_нач = -5,9 ккал/кг. Расчётные параметры теплоносителя: t^/_гор = 157 ^оС; t^/_обр = 84 ^оС. Проектные значения конечной энтальпии и температуры воздуха: I^пр_кон = 8 ккал/ч; t^/_кон = 38 ^оС.

Подача кондиционера G =140000 кг/ч. Испытания проводились при параметрах наружного воздуха: t_нач = -17 ^оС; I_нач = 1,7 ккал/кг.

По результатам испытания получено: температура воды в поддоне оросительной камеры 13 ^оС; температуры теплоносителя: t_гор = 109 ^оС; t_обр = 69 ^оС.

Провести анализ результатов испытания секции первого подогрева прямоточного кондиционера КТ-160 и разработать необходимые рекомендации по изменению обвязки теплообменников.

Решение.

1.По температуре воды в поддоне оросительной камеры с помощью I-d-диаграммы определяем I_кон и t_кон : I_кон = 3,85 ккал/кг; t_кон = 34 ^оС.

Фактическое количество тепла, получаемое воздухом:

Q_ф = G(I_кон – I_нач) = 140000[3,75-(-2)] = 805000 ккал/ч.

2.Массу воды, поступающей в секцию подогрева:

кг/ч.

3.Средняя скорость движения воды в трубках теплообменников:

м/с.

4.Массовая скорость прохода воздуха через теплообменник:

кг/м² ∙ с.

5.Фактический коэффициент теплопередачи теплообменника:

ккал/(ч∙м²∙^оС).

6.Каталожный коэффициент теплопередачи теплообменника определяем по формуле:

К_к = 12,8 = 12,8 ∙ 6,48^0,49 ∙ 0,10^0,135 =23,44 ккал/(ч∙м²∙^оС).

с = К_ф/К_к = 0,96.

т.е. расхождение между коэффициентами теплопередачи составляет 4% и не превышает 20%.

7.Теплопроизводительность секции подогрева в расчетном режиме:

= 1150000 ккал/ч.

Проектная теплопроизводительность секции подогрева:

Q_пр = G = 140000[8,0-(-5,9)] = 1946000 ккал/ч.

Недостаток теплопроизводительности секции подогрева:

= 4,10%.

8.Определяем возможность увеличения теплопроизводительности секции подогрева за счет повышения скорости воды в трубках теплообменника.

Требуемый коэффициент теплопередачи секции подогрева

К_тр==23,27 ккал/(ч∙м²∙^оС).

9.Требуемая скорость движения воды в трубках теплообменника определяется по формуле:

= 0,095 м/с.

При изменении схемы обвязки теплообменников с параллельной на последовательную в ряду получим следующий расход W и скорость движения воды в трубках теплообменников:

W_p = = 26658 кг/ч;

= 0,66 > 0,10 м/с.

Исключение теплообменников из работы.

5. Задача №5.

В результате испытания секции подогрева прямоточного кондиционера КТ-160 получено: подача кондиционера 170000 кг/ч, коэффициент с = К_ф/ К_к = 0,85. Секция подогрева собрана из двух рядов двухрядных теплообменников, по восемь теплообменников в каждом ряду, обвязанных последовательно в ряду и смешано в секции. Площадь живого сечения теплообменников для прохода теплоносителя f_тр = 0,0028 м². Площадь живого сечения секции подогрева по воздуху f = 7,24 м². Теплоотдающая площадь поверхности секции подогрева F_ф = 1111,6 м².

Расчётные параметры наружного воздуха: t^/_нач = -23 ^оС; I^пр_нач = -5,9 ккал/кг. Расчётные параметры воздуха после секции подогрева: t^/_кон = 38 ^оС; I^пр_кон = 8 ккал/ч. Расчётные параметры теплоносителя: t^/_гор = 157^оС; t^/_обр =84 ^оС. Проверить секцию подогрева на замораживание при необходимость разработать рекомендации по изменению схемы обвязки теплообменников.

Решение.

1.Строим процесс нагрева воздуха секций подогрева на I-d-диаграмме при начальных параметрах t_нач = - 0,5 ^оС; φ_нач = 90% и определяем параметры воздуха после нагрева: I_кон = 46/1,19=10,98 ккал/кг; t_кон = 24 ^оС; I_нач = 7/4,19=1,67 ккал/кг.

2.Определяем требуемое количество тепла

Q = G(I_кон – I_нач) = 170000(10,98-1,67) =1582700 ккал/ч.

3.По графику температур теплосети находим температуру горячей воды при температуре наружного воздуха -0,5 ^оС; t_гор = 83 ^оС.

4.Расход теплоносителя определяем:= 25122 кг/ч.

5.Скорость движения воды в трубках

= 0,62 м/с.

6.Массовая скорость прохода воздуха = 6,52 кг/(м²∙с)

Коэффициент теплопередачи по каталогу

К_к = 13,5= 13,5 ∙ 6,52^0,49∙ 0,62^0,135 = 31,72 ккал/(ч∙м²∙^оС).

Фактический коэффициент теплопередачи

К_ф = К_к с = 31,72 ∙ 0,85 = 26,96 ккал/(ч∙м²∙^оС).

7.Определяем требуемую площадь поверхности нагрева:

= 1477 м²;

F_тр< F_ф, т.е. 1477 < 1111,6 м².

Так как требуемая площадь поверхности нагрева больше площади поверхности установленной секции, то конечная температура теплоносителя будет выше и равна 20 ^оС. Заданная обвязка теплообменников соответствует требованиям.

8.Определяем проектную теплопроизводительность секции подогрева

Q_пр = G = 170000[8-(-5,9)] = 2363000 ккал/ч.

9.Определяем коэффициент теплопередачи секции подогрева, исходя из теплопроизводительности секции с 10%-ным запасом:

К= = 24,35 ккал/(ч∙м²∙^оС).

10.Находим скорость движения воды в трубках теплообменника определяется из формулы К= 12,8 ;= 0,13 м/с.

11.Количество воды, которое необходимо подавать в каждый теплообменник: W^/ = ωf_тр∙ 3600 ∙ 1000 = 0,13 ∙ 0,0028 ∙ 3600 ∙ 1000 = 1310 кг/ч.

12.Необходимое число теплообменников n = W/W^/:

W = = 32370 кг/ч; n = 32370/1310 = 25.