Расчет экономической эффективности при использовании рекуператора теплоты в канальных приточно-вытяжных системах
Виды рекуператоров воздуха. Расчет эффективности или коэффициента полезного действия рекуператора. Экономическая эффективность использования агрегата на примере пластинчатого рекуператора в приточно-вытяжной системе АБК машиностроительного завода.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | статья |
Язык | русский |
Дата добавления | 22.04.2019 |
Размер файла | 30,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
Расчет экономической эффективности при использовании рекуператора теплоты в канальных приточно-вытяжных системах
Еранцев П.А., Синицын А.В.
Под рекуперацией понимают сохранение теплоты. Выходящий поток воздуха изменяет температуру (нагревает, охлаждает) подаваемого воздуха приточно-вытяжной установкой.
Конструкция полагает разделение воздушных потоков для предотвращения их смешивания. Однако при использовании роторного теплообменника не исключается вероятность попадания отводимого воздушного потока в поступающий.
Сам по себе «Рекуператор воздуха» представляет собой устройство, обеспечивающее утилизацию тепла отводимых газов. Сквозь разделяющую стенку между теплоносителями производится теплообмен, при этом направление движения воздушных масс остается неизменным.
Важнейшая характеристика рекуператора определяется эффективностью рекуперации или КПД. Его расчет определяется из отношения максимально возможного получения тепла и фактически полученного тепла за теплообменником.
Коэффициент полезного действия рекуператоров может колебаться в широком диапазоне - от 36 до 95% [1]. Этот показатель определяется видом используемого рекуператора, скоростью движения воздушного потока сквозь теплообменник и разницей температур отводимого и поступающего воздуха.
Известно 5 основных видов рекуператоров воздуха:
? Пластинчатый;
? Роторный;
? С промежуточным теплоносителем;
? Камерный;
? Тепловые трубки.
Рассмотрим экономическую эффективность использования рекуператора на примере использования пластинчатого рекуператора в приточно-вытяжной системе АБК машиностроительного завода.
рекуператор эффективность пластинчатый
Расчет эффективности рекуператора
Расчет эффективности работы рекуператора производится по температуре или по энтальпии воздуха. Расчет по температуре учитывает явное теплосодержание воздуха, а по энтальпии - учитывается к тому же и влагосодержание воздуха. Расчет по энтальпии является более точным. Для расчета необходимо замерить температуру и влажность воздуха в трех точках: в помещении, на улице и в сечении приточного воздухораспределителя. Далее приведена формула для расчета эффективности рекуперации по температуре [2]:
K = (1)
Где: Kt - коэффициент эффективности рекуператора по температуре;
T1 - температура наружного воздуха, oC; T2 - температура вытяжного воздуха, оС;
T4 - температура приточного воздуха, оС.
Энтальпию определяют с помощью i-d диаграммы состояния влажного воздуха, нанеся на нее точки, соответствующие замеренной температуре и влажности в помещении, на улице и приточного воздуха. Расчет эффективности рекуперации по энтальпии выполняется по формуле [2]:
K = (2)
Где: Kh - коэффициент эффективности рекуператора по энтальпии;
H1 - энтальпия наружного воздуха, кДж/кг;
H2 -энтальпия вытяжного воздуха, кДж/кг;
H4 - энтальпия приточного воздуха, кДж/кг.
Экономическая целесообразность применения приточно-вытяжных установок с рекуперацией
В качестве примера возьмем технико-экономическое обоснование применения вентиляционных установок с рекуперацией в системах приточно-вытяжной вентиляции помещений АБК автомобилестроительного завода.
Исходные данные:
? объект - административно-бытовые помещения машиностроительного завода общей площадью 400 м2;
? высота помещений 3 м;
? для приточно-вытяжной вентиляции помещений выбираем вентиляционные установки канального типа: первая установка с расходом воздуха 900 м3/час и потребляемой мощностью 0,25 кВт и вторая установка с расходом воздуха 1500 м3/час и потребляемой мощностью 0,75 кВт [3].
? Производитель канальных вентиляторов выбранной марки гарантирует рабочий диапазон наружных температур воздуха (-40…+40) оС [3].
Для сравнения энергопотребления произведем расчет мощности канального электрического воздухонагревателя, которая необходима для подогрева наружного воздуха в холодное время года в приточной установке, состоящей из обратного клапана, канального фильтра, вентилятора и электрического воздухонагревателя, с расходами воздуха 900 и 1500 м3/час соответственно. Стоимость электроэнергии принимаем 7 рублей за 1 кВт·час.
Наружный воздух необходимо нагреть от -31 до +20 оС.
Расчет мощности электрического воздухонагревателя производится по уравнению теплового баланса:
Q = G • C • T (3)
где: Q - мощность воздухонагревателя, Вт;
G - массовый расход воздуха через воздухонагреватель, кг/сек;
C - удельная изобарная теплоемкость воздуха. C = 1000 кДж/кг·К;
T - разность температур воздуха на выходе из воздухонагревателя и входе.
T = 20 ? (?31) = 51°C
1. 900 / 3600 = 0,25 м3/сек с = 1, 2 кг/м3 - плотность воздуха.
G = 0, 25·1, 2 = 0,3 кг/сек
Q = 0,3 · 1000 · 51 = 15300 Вт.
2. 1500 / 3600 = 0, 417 м3/сек
G = 0, 417·1, 2 = 0, 5 кг/ сек
Q = 0,5 · 1000 · 51 = 25500 Вт.
Производитель канального пластинчатого рекуператора выбранной марки гарантирует КПД 50% при скорости движения воздуха через рекуператор 4 м/с. Таким образом, в случае применения рекуператора тепла в холодное время года совместно с воздухонагревателем, можно снизить (при подборе оборудования) мощность второго на 50%. Для первого случая мощность составит 7,65 кВт. Для второго - 12,75 кВт.
Кроме этого, применение установок с рекуперацией позволяет уменьшить финансовые затраты на отопление помещений в холодное время года и на их кондиционирование в теплое время примерно в 2 раза.
Произведем сравнительный анализ энергопотребления систем приточно-вытяжной вентиляции помещений АБК машиностроительного завода, укомплектованных установками с рекуперацией тепла канального типа совместно с электрическим воздухонагревателем и традиционных установок с электрическими воздухонагревателями. Выразим в денежном эквиваленте
Исходные данные:
Случай 1.
Установки с рекуперацией тепла расходом воздуха 900 м3/час.
Суммарная электрическая потребляемая мощность составит: вентиляторы - 2·0,25 = 0,5 кВт·час; приводы клапанов и автоматика - 0,1кВт·час; электрический воздухонагреватель - 7,5 кВт·час;
Итого: 0,25·2 + 7,5+0,1 = 8,1 кВт·час.
Установки без рекуперации тепла расходом воздуха 900 м3/час. вентиляторы - 2·0,25 = 0,5 кВт·час; приводы клапанов и автоматика - 0,1кВт·час; электрический воздухонагреватель - 15 кВт·час;
Итого: 0,25·2 + 15+0,1 = 15,6 кВт·час.
Случай 2.
Установки с рекуперацией тепла расходом воздуха 1500 м3/час. Суммарная электрическая мощность установки на 1500 м3/час составит: вентиляторы - 2·0,75 = 1,5 кВт·час; приводы клапанов и автоматика - 0,1 кВт·час; электрический воздухонагреватель - 12 кВт·час;
Итого: 0,75·2 + 12+0,1 = 13,6 кВт·час.
Суммарная электрическая мощность установки на 1500м3/час без рекуператора тепла составит:
вентиляторы - 2·0,75 = 1,5 кВт·час; приводы клапанов и автоматика - 0,1 кВт·час; электрический воздухонагреватель - 22,5 кВт·час;
Итого: 0,75·2 + 22,5+0,1 = 24,1 кВт·час.
Примем период использования нагрева воздуха в системах вентиляции 143 рабочих дня в год по 9 часов. Получаем 143·9 =1287 часов.
Суммарное потребление энергии установками с рекуперацией в первом и втором случаях соответственно составит: 8,1·1287 = 10424,7 кВт и 13,6·1287 = 17503,2 кВт
Затраты на эксплуатацию составят: 7·10424,7 кВт = 72972,9 руб. и 7·17503,2=122522,4 руб.
Суммарное потребление энергии установками систем 1 и 2 соответственно без рекуператора тепла составят: 15·1287 = 19305 кВт и 25·1287 = 32175 кВт
Затраты на эксплуатацию составят: 7·19305 = 135135 руб. и 7·32175 = 225222 руб.
Таким образом, в холодное время года эксплуатация установок, оснащенных электрическим воздухонагревателем совместно с рекуператором тепла (при соотношении расхода приточного и вытяжного воздуха 1:1) обходится дешевле эксплуатации традиционных вентиляционных установок практически в 2 раза.
Список использованной литературы
1. Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи. Изд. 2-е стереотип. М., "Энергия", 1977
2. Комина, Г. П., Яковлев, В. А. Энергосбережение и экономия энергоресурсов в системах ТГС: учеб. пособие по выполнению курсовой работы для студентов специальности 270109 - теплогазоснабжение и вентиляция / Г. П. Комина, В. А. Яковлев; СПб. государственный архитектурно-строительный университет. - СПб., 2009. - 133 с.
3. VERTRO - Российский производитель оборудования для вентиляции и кондиционирования. Каталог оборудования, 2015.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Описание конструкции агрегата: газохода, рекуператора. Характеристика и принцип работы тепловой работы агрегата. Расчет процесса горения природного газа, вертикального газохода, металлического трубчатого петлевого рекуператора для нагрева воздуха.
курсовая работа [496,5 K], добавлен 24.02.2012Конструктивное оформление конвективных рекуператоров. Факторы, влияющие на их прочность и долговечность. Способы компенсации температурных расширений рекуператорных труб. Расчет количества тепла, коэффициента теплопередачи и длины труб в теплообменнике.
курсовая работа [104,1 K], добавлен 21.01.2014Основы функционирования системы автоматического управления приточно-вытяжной вентиляции, ее построение и математическое описание. Аппаратура технологического процесса. Выбор и расчет регулятора. Исследование устойчивости САР, показатели ее качества.
курсовая работа [913,6 K], добавлен 16.02.2011Проведення теплового, конструктивного та аеродинамічного розрахунків газоповітряного рекуператора, вибір стандартного теплообмінного апарату. Розрахунок коефіцієнтів тепловіддачі конвекцією, потужності електричного приводу дуттьового вентилятора.
реферат [60,1 K], добавлен 13.09.2010Общая характеристика и назначение, сферы практического применения системы автоматического управления приточно-вытяжной вентиляции. Автоматизация процесса регулирования, ее принципы и этапы реализации. Выбор средств и их экономическое обоснование.
дипломная работа [1,2 M], добавлен 10.04.2011Технические сведения о компрессорной станции "Курская". Регенератор ГТК-25ИР конструкции "Нуово Пиньоне". Расчет экономического эффекта от чистки регенератора ГТК-25ИР. Анализ и оценка количества выбросов агрегата до и после установки рекуператора.
курсовая работа [7,0 M], добавлен 21.04.2015Обоснование и расчет аппарата, применяемого для абсорбции аммиака - насадочного абсорбера с насадкой (керамические кольца Рашига). Осуществление подбора вспомогательного оборудования: теплообменника-рекуператора, центробежных насосов и вентилятора.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 09.03.2015Расчет горения топлива для определения расхода воздуха, количества и состава продуктов сгорания, температуры горения. Характеристика температурного режима и времени нагрева металла. Вычисление рекуператора и основных размеров печи, понятие ее футеровки.
курсовая работа [349,4 K], добавлен 30.04.2012Проектирование рекуператора. Расчёт сопротивлений на пути движения воздуха, суммарные потери. Подбор вентилятора. Расчет потерь напора на пути движения дымовых газов. Проектирование борова. Определение количества дымовых газов. Расчет дымовой трубы.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 17.07.2010Устройство и принцип работы машинного агрегата. Структурный анализ его механизмов, их кинематический, силовой анализ и синтез. Уравновешивание сил инерции кривошипно-ползунного механизма. Расчет махового колеса и коэффициента полезного действия агрегата.
курсовая работа [2,1 M], добавлен 11.11.2010Разработка температурного графика нагрева печи, определение интенсивности внешнего теплообмена в рабочем пространстве. Расчет горелочных устройств и металлического трубчатого петлевого рекуператора. Автоматическое регулирование тепловой нагрузки печи.
курсовая работа [2,7 M], добавлен 29.06.2011Перспективы развития листопрокатного производства в ОАО "НЛМК". Характеристика конструкций печи. Проведение теплотехнических расчетов горения топлива, нагрева металла. Определение основных размеров печи, расчет материального баланса топлива, рекуператора.
курсовая работа [186,2 K], добавлен 21.12.2011Классификация и условия работы пружин, требования к их механическим свойствам, выбор марки стали. Определение температуры и режима нагрева, технология термообработки пружины слитковоза. Выбор и расчет термического оборудования. Расчет рекуператора.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 11.02.2014Тепловой расчет и компоновка парового котла ПК-14. Выбор топлива, расчет его теплосодержания и продуктов сгорания. Определение тепловых потерь и коэффициента полезного действия котла. Расчет топочной камеры, конвективных и хвостовых поверхностей нагрева.
курсовая работа [751,1 K], добавлен 28.09.2013Электрическая стекловаренная ванная печь: общая характеристика и конструктивное описание. Сырьевые материалы для производства стекла. Конструктивный расчет печи. Определение объема и состава топливных газов. Расчет насадки регенератора и рекуператора.
курсовая работа [947,2 K], добавлен 15.05.2014Применение пламенных печей в крупносерийном кузнечно-штамповочном производстве. Их разделение по характеру нагрева. Обоснование выбора печи. Выбор размеров. Материалы для сооружения. Расчет теплового баланса. Теплотехнические характеристики рекуператора.
курсовая работа [114,6 K], добавлен 04.03.2012Основные технические параметры карусельной печи. Характеристика горелок и распределение тепловой мощности по зонам печи. Техническая характеристика рекуператора. Расчет теплообмена в рабочем пространстве печи. Составление теплового баланса печи.
курсовая работа [266,2 K], добавлен 28.09.2015Общая характеристика нефтепровода. Климатическая и геологическая характеристика площадки. Генеральный план перекачивающей станции. Магистральные насосные и резервуарный парк НПС-3 "Альметьевск". Расчет системы приточно-вытяжной вентиляции насосного цеха.
дипломная работа [3,0 M], добавлен 17.04.2013Рассмотрение методов модернизации системы отопления, вентиляции, изоляции наружных ограждений. Обоснование использования установки приточно-вытяжной вентиляционной установки с централизованной рекуперацией и теплообменника с качественным регулированием.
дипломная работа [1,7 M], добавлен 02.02.2022Проектирование и тепловой расчет котельного агрегата. Характеристика котла, пересчет топлива на рабочую массу и расчет теплоты сгорания. Определение присосов воздуха. Вычисление теплообмена в топке и толщины излучающего слоя. Расчет пароперегревателя.
курсовая работа [3,4 M], добавлен 08.04.2011