Dobór urz z odzyskiem ciepła


POLITECHNIKA WROCŁAWSKA Wrocław dnia 08.06.2003r.

Wydział INŻYNIERII ŚRODOWISKA

Katedra Klimatyzacji i Ciepłownictwa

Ćwiczenie projektowe nr.2

z

„Wybranych zagadnień z wentylacji przemysłowej”:

Temat: Dobór urządzeń wentylacyjnych z odzyskiem ciepła.

Sprawdził : Wykonał :

Dr inż. Wojcich Mazurkiewicz Mariusz Kamecki

SPIS TREŚCI

  1. CZĘŚĆ TEORETYCZNA................................................................................................

  1. CZĘŚĆ OBLICZENIOWA..............................................................................................

    1. Założenia

    2. Bilans cieplny okresu letniego...................................................................................

    3. Bilans cieplny okresu zimnego..................................................................................

  1. DOBÓR URZĄDZEŃ.....................................................................................................

3.1. Odzysk ciepła przez wymiennik krzyżowy................................................................

3.2. Odzysk ciepła przez wymiennik obrotowy higroskopijny.........................................

3.3. Odzysk ciepła przez wymiennik glikolowy................................................................

3.4. Odzysk ciepła przez wymiennik z „rurą ciepła”........................................................

  1. PORÓWNANIE POSZCZEGÓLNYCH CENTRALI WENTYLACYJNYCH...................

  1. CZĘŚĆ TEORETYCZNA

Poprzez odzysk ciepła zawartego w usuwanym powietrzu można osiągnąć znaczne zmniejszenie zużycia energii.

Najprostszym sposobem wykorzystywania energii zawartej w strumieniu powietrza usuwanego z pomieszczenia jest stosowanie recykulacji, czyli zawracania powietrza usuwanego z pomieszczenia i ponowne nawiewanie go po uprzednim zmieszaniu z powietrzem zewnętrznym. Rozwiązanie takie można stosować w przypadku, gdy w pomieszczeniu wentylowanym nie wydzielają się szkodliwe dla zdrowia zanieczyszczenia, bakterie chorobotwórcze, substancje cuchnące, wybuchowe lub łatwo zapalne. Norma niemiecka VDI 2071 nie traktuje recyrkulacji jako odzyskanie ciepła. Wymienia ona następujące kategorie odzysku ciepła:

Rozwiązania wymiany ciepła można podzielić na dwie grupy, różniące się sposobem przekazywania ciepła, a więc wymienniki rekuperacyjne ( umożliwiają tylko wymianę ciepła jawnego), oraz wymienniki regeneracyjne (umożliwiają nie tylko odzyskanie ciepła jawnego, ale także utajonego, bez wykraplania wilgoci na powierzchni wymiennika).

Najprostszymi konstrukcjami z pierwszej grupy wymienników za wymienniki przeponowe z wymianą bezpośrednią.

Wymiennik krzyżowy zbudowany jest z cienkich płyt aluminiowych tworzących kanały nawiewne i wyciągowe. Strumień ciepłego powietrza wyciąganego z pomieszczenia przepływa przez drugi kanał wymiennika nagrzewając jego płyty. Strumień powietrza nawiewanego przepływa w kierunku krzyżowym przez pozostałą część kanałów odbierając ciepło od płyt wymiennika. W zależności od otaczającego środowiska wymiennik może być wykonany z innych materiałów. Odszranianie wymiennika odbywa się za pomocą przepustnicy obejścia, która kieruje zimne powietrze przez wymiennik. Wydajność wymiany ciepła regulowana jest za pomocą przepustnicy krzyżowego.

Zalety stosowania wymiennika krzyżowego:

Wymiennik obrotowy z odzyskiem ciepła to regeneracyjny typ wymiennika. Zbudowany jest z ułożonych na przemian płaskich i falistych pasów blachy aluminiowej, tworzących kanały do przepływu powietrza. Strumień powietrza wyciąganego z pomieszczenia przepływa przez jedną połowę obudowy wymiennika nagrzewając wirnik. Wirnik wykonuje powolny obrót. Strumień powietrza nawiewanego przepływa przez drugą część obudowy w kierunku przeciwnym do strumienia powietrza wciąganego. Powietrze nawiewane odbiera ciepło od obracającego się nagrzanego wirnika. Wydajność wymiany ciepła jest regulowana liczbą obrotów rotora.

Wersje wykonania wirników:

Zalety stosowania wymienników obrotowych:

Wady stosowania wymienników obrotowych:

Zasada działania układu wymienników ciepła z obiegiem pośrednim jest następująca: dwa wymienniki, z których jeden umieszczany jest w ciepłym strumieniu powietrza wywiewanego, a drugi w zimnym strumieniu powietrza zewnętrznego, są połączone ze sobą za pomocą obiegu wody z glikolem wyposażonego w pompę cyrkulacyjną. Układ umożliwia odzyskiwanie ciepła w przypadku prowadzenia przewodu powietrza zewnętrznego i wywiewanego w pewnej odległości między nimi.

Zalety stosowania wymiennika z czynnikiem pośrednim to:

Wady stosowania wymiennika z czynnikiem pośrednim to:

Wymiennik typu „rura ciepła” zbudowany jest z zamkniętych rurek wypełnionych czynnikiem chłodniczym. Rurki te umieszczane są w pozycji pionowej. Powietrze wywiewane omywając dolne części rurek oddaje ciepło, dzięki czemu następuje odparowanie i przepływ czynnika ku górze. Chłodniejsze powietrze zewnętrzne odbiera energię od czynnika chłodniczego, który skrapla się i spływa w duł rurki, a proces rozpoczyna się na nowo. Na wydajność wymiennika ma wpływ temperatura zewnętrzna. Regulacja może odbywa się za pomocą przepustnicy „by-pass” ponad wymiennikiem.

Zalety stosowania „rury ciepła”:

Wady stosowania „rury ciepła”:

Kolejne urządzenia do odzysku ciepła to pompy ciepła. Jeżeli ciepło ze skraplacza w chłodziarce wykorzystywane jest do celów ogrzewczych, chłodziarka nazywana jest pompą ciepła. W tym przypadku pozwala się parownikowi na pobieranie np. z powietrza zewnętrznego, wywiewanego, wody powierzchniowej, gruntowej itd. W ten sposób w sprężarce podnoszona jest temp. i wykorzystywane jest ciepło ze skraplacza. Nazwa pompy ciepła wiąże się zwykle z źródłem, do którego pobierane jest ciepło:

  1. CZĘŚĆ OBLICZENIOWA

2.1. Założenia:

  1. Lokalizacja : Wrocław

Parametry okresu zimnego :

Zyski ciepła w okresie zimnym (ludzie ,technologia, oświetlenie): qzbjoz = 22 W/m2

Temperatura powietrza w pomieszczeniu : tpoz = 20°C

Straty ciepła : qstr. = 20 W/m3

-straty ciepła pokrywa c.o. do td = 7°C

Parametry powietrza zewnętrznego :IV strefa klimatyczna

-dla okresu zimnego : tzew. = -18°C

ϕ zoz = 100 %

  1. Parametry okresu ciepłego:

Zyski ciepła w okresie ciepłym: q zbjoc = 62 W/m2

Parametry powietrza zewnętrznego : II strefa klimatyczna

-dla okresu ciepłego : t zoc = 30°C

ϕ zoc = 55%

Parametry powietrza w pomieszczeniu :

tpoc = tpoz+tzoc / 2 = 20+30 / 2 = 25°C

tpoc = 25°C

  1. Liczba osób, zakladam 1osoba / 4 m2

300 / 4 = 75 osób

  1. Wymiary pomieszczenia:

a = 15,0 , b= 20,0 , h = 4,0 m

Kubatura pomieszczenia : K = 1200 m3

Powierzchnia pomieszczenia : F = 300 m2

  1. Rodzaj i parametry czynnika grzewczego : woda 90/70°C

  1. Rodzaj i parametry czynnika chłodniczego : woda 6/12°C

2.2. Bilans cieplny okresu ciepłego:

  1. Obliczenie strumienia powietrza wentylującego (pomieszczenie wentylowane z normowaniem temp . w okresie całorocznym)

V = Qzbjoc / cp * ρ * Δt [m3 /s]

Qzbjoc- zyski ciepła jawnego

Qzbjoc = qzbjoc * F = 62,0 * 300 = 18600W = 18,6 KW

Qzbjoc = 62 W/m2

F = 300 m2

cp - ciepło właściwe

cp = 1,006 kJ / kg*K

ρ - gęstość powietrza

ρ = 1,2 kg/ m3

Δt - różnica temperatur pomiędzy temp. pomieszczenia i tem. nawiewu = 6°C

V = Qzbjoc / cp * ρ * Δt [m3 /s]

V = 18,6 / 1,006 * 1,2 * 6 = 18,6 / 7,24 = 2,57 [m3 /s] = 9252 m3 /h

Strumień powietrza wywiewanego z pomieszczenia:

V w = 100%Vn

Vw = 2,57 [m3 /s] = 9252 m3 /h

Krotności wymian

Ψ = V / kub. = 9252 / 1200 = 7,71 przyjęto 8 wymian

2. Bilans ciepła całkowitego w pomieszczeniu.

Qzcoc = Qzjoc - Qzjocl + Qzcocl

Qzjoc = 18,6 kW

Qzjocl = n * qj * ϕ

n - ilość ludzi

qj -zyski jawne od ludzi (praca lekka stojąca , aktywność duża przy tpoc= 26°C)

ϕ - współczynnik jednoczesności przebywania ludzi w pomieszczeniu

Qzjocl = 75*72*0,85 = 4590W = 4,59 kW

Qzcocl= n * qc * ϕ

qc - zyski całkowite od ludzi

Qzcocl = 75*193*0,85 = 12303W = 12,30 kW

Qzcoc = Qzjoc - Qzjocl + Qzcocl

Qzcoc = 18,6 - 4,59 +12,30 = 26,31 kW

3.Bians wilgoci przy tp = 25°C

W = w*n

w-wilgoć g/h

n-liczba osób

W = 182*75*10-3 /3600 = 3,79 * 10-3 [kg/s]

4.Obliczenie współczynnika kierunkowego przemiany.

ε = Qzcoc/W

Qzcoc - bilans ciepła całkowitego w pomieszczeniu.

W - zyski wilgoci okresu ciepłego

ε = 26,31 /3,79 * 10-3 = 6942 kJ / kg,

5. Temperatura nawiewu w okresie ciepłym

tnoc = tpoc-Δt = 25-6 = 19°C

2.3. Bilans cieplny okresu zimnego:

1.Zyski ciepła jawnego w okresie zimnym

Qzjoz = qzjoz *F + Qstr

Qstr. - statyczne straty ciepła

qzjoz =22 W / m2

F = 300 m2

Qstr. = K * qstr. * (tpoz -td / tpoz - tzoz)

K- kubatura pomieszczenia ; K = 1200 m3

qstr.= 20,0 W / m3

tpoz = 20°C

td = 7°C

tzoz = -18°C

Qstr. = 1200*20*(20-7 /20-(-18)) = 8211 W = 8,2 kW

Qzjoz = (22*300)-8211 = = -1611 W = - 1,61 kW

2.Zyski całkowite w okresie zimnym

Qzcoz = Qzjoz-Qzjozl+Qzcozl

Qzjoz = -1,61 kW

Qzjozl = n * qj * ϕ

n - ilość ludzi

qj -zyski jawne od ludzi (praca lekka stojąca , aktywność duża przy tpoz= 20°C)

ϕ - współczynnik jednoczesności przebywania ludzi w pomieszczeniu

Qzjozl = 75*108*0,85 = 6885 W = 6,89 kW

Qzcocl= n * qc * ϕ

qc - zyski całkowite od ludzi

Qzcozl = 75*193*0,85 = 12304 W = 12,30 kW

Qzcoz = Qzjoz - Qzjozl + Qzcozl

Qzcoz = -1,61 - 6,89 + 12,30 = 3,80 kW

3.Bians wilgoci przy tp = 20°C

W = w*n

w-wilgoć g/h

n-liczba osób

W = 128*75*10-3 /3600 = 2,67 * 10-3 [kg/s]

4.Obliczenie współczynnika kierunkowego przemiany.

ε = Qc/W

Qc - bilans ciepła całkowitego w pomieszczeniu.

W - wilgoć

ε = 3,80 /2,67 * 10-3 = 1423 kJ / kg,

5. Temperatura nawiewu w okresie zimnym.

tnoz = tpoz - (Qzjoz/V*ρ*cp)

tnoz = 20 -(-1,61 / 2,57*1,2*1,006 ) = 20-(-0,52)=20,5 °C

3. DOBÓR URZĄDZEŃ

Dobrano urządzenia wentylacyjne firmy VBW Clima

Dobór centrali wentylacyjnej dla strumienia powietrza wentylacyjnego

V = 9252 m2 typ BS-RP-5

3.1. Odzysk ciepła i chłodu przy zastosowaniu wymiennika krzyżowego .

Odzysk ciepła

- wykresu sprawności dla stosunku powietrza nawiewanego do wywiewanego

VN/VW = 1 odczyt z wykresu sprawności dla powietrza suchego: η= 0,6

1. Okres zimny

Temperatury powietrza nawiewanego za wymiennikiem:

ηt - sprawność temperaturowa wymiennika

tN1 - temperatura powietrza zewnętrznego °C

tN2 - temperatura powietrza zewnętrznego za wymiennikiem ciepła °C

tW1 - temperatura powietrza wywiewanego z pomieszczenia °C

tW2 - temperatura powietrza wywiewanego za wymiennikiem ciepła °C

tN2 = tN1 + η * (tW1-tN1)

tN2 = -18 + 0,6 * (20- (-18) ) = 4,8° C

Temperatury powietrza wywiewanego za wymiennikiem:

W przypadku, gdyby udział powietrza nawiewanego do udziału powietrza wywiewanego wynosi 1, przyjmuje się, że spadek temperatury powietrza wywiewanego za wymiennikiem jest równy wzrostowi temperatury powietrza nawiewanego:

Δt=tN2 - tN1 = 22,8° C

Δt=tW1 - tW2 = -22,8° C

Moc nagrzewnicy:

Qn = V * ρ * cp * Δt

Qn - moc nagrzewnicy

V = 2,57 m3 /s - strumień powietrza wentylującego

cp = 1,006 kJ / kg*K - ciepło właściwe

ρ = 1,2 kg/ m3 - gęstość powietrza

Δt - różnica temperatur pomiędzy temp. nawiewu okresu zimnego a temp. występująca za wymiennikiem [°C]

Qn = 2,57 * 1,2 * 1,006 * (20,5- 4,8) = 48,7kW

2. Okres ciepły:

Temperatury powietrza nawiewanego za wymiennikiem

tN2 = tN1 + η * (tW1-tN1)

tN2 = 30 + 0,6 * (25-30 ) = 27° C

Temperatury powietrza wywiewanego za wymiennikiem:

Przyjęto:

Δt=tN2 - tN1 = -3° C

Δt=tW1 - tW2 = 3° C

Moc chłodnicy:

Qch = V * ρ * Δi Δi= iN2 - inoc

Przyjęto tem. czynnika chłodniczego (woda) 12/6 ° C

vŚĆ = (6+10)/2+1=10° C

Qch - moc chłodnicy

V = 2,57 m3 /s - strumień powietrza wentylującego

ρ = 1,2 kg/ m3 - gęstość powietrza

Δi - różnica entalpi 65-48=17 kJ/kg

Qch = 2,57 * 1,2 * (65-48) = 52,4 kW

3. Schemat centrali wentylacyjnej z wymiennikiem krzyżowym.

0x01 graphic

3,2. Odzysk ciepła i chłodu przy zastosowaniu wymiennika obrotowego higroskopijny .

Odzysk ciepła

- wykresu sprawności dla stosunku powietrza nawiewanego do wywiewanego

VN/VW = 1 odczyt z wykresu sprawności dla powietrza suchego: η= 0,77

1. Okres zimny

Temperatury powietrza nawiewanego za wymiennikiem:

ηt - sprawność temperaturowa wymiennika

tN1 - temperatura powietrza zewnętrznego °C

tN2 - temperatura powietrza zewnętrznego za wymiennikiem ciepła °C

tW1 - temperatura powietrza wywiewanego z pomieszczenia °C

tW2 - temperatura powietrza wywiewanego za wymiennikiem ciepła °C

tN2 = tN1 + η * (tW1-tN1)

tN2 = -18 + 0,77 * (20- (-18) ) = 11,3°C

Temperatury powietrza wywiewanego za wymiennikiem:

W przypadku, gdyby udział powietrza nawiewanego do udziału powietrza wywiewanego wynosi 1, przyjmuje się, że spadek temperatury powietrza wywiewanego za wymiennikiem jest równy wzrostowi temperatury powietrza nawiewanego:

Δt=tN2 - tN1 = 29,3° C

Δt=tW1 - tW2 = -29,3° C

Moc nagrzewnicy:

Qn = V * ρ * cp * Δt Δt=(tnoz - tN2)

Qn - moc nagrzewnicy

V = 2,57 m3 /s - strumień powietrza wentylującego

cp = 1,006 kJ / kg*K - ciepło właściwe

ρ = 1,2 kg/ m3 - gęstość powietrza

Δt - różnica temperatur pomiędzy temp. nawiewu okresu zimnego a temp. występująca za wymiennikiem [°C]

Qn = 2,57 * 1,2 * 1,006 * (20,5- 11,3) = 28,5kW

Zawartość wilgoci w powietrzu nawiewanym za wymiennikiem ciepła:

xN2 = xN1 + η * (xW1 - xN1) = 1,0 + 0,77 * (0,8 - 1,0) = 0,84 g/kg

η - sprawność temperaturowa wymiennika

xN1 - zawartość wilgoci w powietrzu zewnętrznym g/kg

xN2 - zawartość wilgoci w powietrzu zewnętrznym za wymiennikiem ciepła °C

xW1 - zawartość wilgoci w powietrzu wywiewanym z pomieszczenia °C

xW2 - zawartość wilgoci w powietrzu wywiewanym za wymiennikiem ciepła °C

2. Okres ciepły:

Temperatury powietrza nawiewanego za wymiennikiem

tN2 = tN1 + η * (tW1-tN1)

tN2 = 30 + 0,77 * (25-30 ) = 26,2 °C

Temperatury powietrza wywiewanego za wymiennikiem:

Przyjęto:

Δt=tN2 - tN1 = -3,8 °C

Δt=tW1 - tW2 = 3,8 °C

Moc chłodnicy:

Qch = V * ρ * Δi Δi= iN2 - inoc

Przyjęto tem. czynnika chłodniczego (woda) 12/6 ° C

vŚĆ = (6+10)/2+1=10° C

Qch - moc chłodnicy

V = 2,57 m3 /s - strumień powietrza wentylującego

ρ = 1,2 kg/ m3 - gęstość powietrza

Δi - różnica entalpi 61,2-46,2=15 kJ/kg

Qch = 2,57 * 1,2 * (61,2-46,2) = 46,3 kW

Zawartość wilgoci w powietrzu nawiewanym za wymiennikiem ciepła:

xN2 = xN1 + η * (xW1 - xN1) = 15,0 + 0,77 * (12,2 - 15,0) = 12,8 g/kg

η - sprawność temperaturowa wymiennika

xN1 - zawartość wilgoci w powietrzu zewnętrznym g/kg

xN2 - zawartość wilgoci w powietrzu zewnętrznym za wymiennikiem ciepła °C

xW1 - zawartość wilgoci w powietrzu wywiewanym z pomieszczenia °C

xW2 - zawartość wilgoci w powietrzu wywiewanym za wymiennikiem ciepła °C

3. Schemat centrali wentylacyjnej z wymiennikiem obrotowym:

0x01 graphic

3.3. Odzysk ciepła i chłodu przy zastosowaniu wymiennika pośredni glikolowy.

Odzysk ciepła

- wykresu sprawności dla stosunku powietrza nawiewanego do wywiewanego

VN/VW = 1 odczyt z wykresu sprawności dla powietrza suchego: η= 0,48

1. Okres zimny

Temperatury powietrza nawiewanego za wymiennikiem:

η - sprawność temperaturowa wymiennika

tN1 - temperatura powietrza zewnętrznego °C

tN2 - temperatura powietrza zewnętrznego za wymiennikiem ciepła °C

tW1 - temperatura powietrza wywiewanego z pomieszczenia °C

tW2 - temperatura powietrza wywiewanego za wymiennikiem ciepła °C

tN2 = tN1 + η * (tW1-tN1)

tN2 = -18 + 0,48 * (20- (-18) ) = 0,2° C

Temperatury powietrza wywiewanego za wymiennikiem:

W przypadku, gdyby udział powietrza nawiewanego do udziału powietrza wywiewanego wynosi 1, przyjmuje się, że spadek temperatury powietrza wywiewanego za wymiennikiem jest równy wzrostowi temperatury powietrza nawiewanego:

Δt=tN2 - tN1 = 17,8 °C

Δt=tW1 - tW2 = -17,8 °C

Moc nagrzewnicy:

Qn = V * ρ * cp * Δt Δt=(tnoz - tN2)

Qn - moc nagrzewnicy

V = 2,57 m3 /s - strumień powietrza wentylującego

cp = 1,006 kJ / kg*K - ciepło właściwe

ρ = 1,2 kg/ m3 - gęstość powietrza

Δt - różnica temperatur pomiędzy temp. nawiewu okresu zimnego a temp. występująca za wymiennikiem [°C]

Qn = 2,57 * 1,2 * 1,006 * (20,5- 0,2) = 63kW

2. Okres ciepły:

Temperatury powietrza nawiewanego za wymiennikiem

tN2 = tN1 + η * (tW1-tN1)

tN2 = 30 + 0,48 * (25-30 ) = 27,6° C

Temperatury powietrza wywiewanego za wymiennikiem:

Przyjęto:

Δt=tN2 - tN1 = -2,4° C

Δt=tW1 - tW2 = 2,4° C

Moc chłodnicy:

Qch = V * ρ * Δi Δi= iN2 - inoc

Przyjęto tem. czynnika chłodniczego (woda) 12/6 ° C

vŚĆ = (6+10)/2+1=10° C

Qch - moc chłodnicy

V = 2,57 m3 /s - strumień powietrza wentylującego

ρ = 1,2 kg/ m3 - gęstość powietrza

Δi - różnica entalpi 66-46,3=19,7 kJ/kg

Qch = 2,57 * 1,2 * (66-46,3) =60,8 kW

3.4. Odzysk ciepła przy zastosowaniu wymiennika rurka ciepła .

Odzysk ciepła

- wykresu sprawności dla stosunku powietrza nawiewanego do wywiewanego

VN/VW = 1 odczyt z wykresu sprawności dla powietrza suchego: η= 0,55

1. Okres zimny

Temperatury powietrza nawiewanego za wymiennikiem:

η - sprawność temperaturowa wymiennika

tN1 - temperatura powietrza zewnętrznego °C

tN2 - temperatura powietrza zewnętrznego za wymiennikiem ciepła °C

tW1 - temperatura powietrza wywiewanego z pomieszczenia °C

tW2 - temperatura powietrza wywiewanego za wymiennikiem ciepła °C

tN2 = tN1 + η * (tW1-tN1)

tN2 = -18 + 0,55 * (20- (-18) ) = 2,9 °C

Temperatury powietrza wywiewanego za wymiennikiem:

W przypadku, gdyby udział powietrza nawiewanego do udziału powietrza wywiewanego wynosi 1, przyjmuje się, że spadek temperatury powietrza wywiewanego za wymiennikiem jest równy wzrostowi temperatury powietrza nawiewanego:

Δt=tN2 - tN1 = 20,9 °C

Δt=tW1 - tW2 = -20,9 °C

Moc nagrzewnicy:

Qn = V * ρ * cp * Δt Δt=(tnoz - tN2)

Qn - moc nagrzewnicy

V = 2,57 m3 /s - strumień powietrza wentylującego

cp = 1,006 kJ / kg*K - ciepło właściwe

ρ = 1,2 kg/ m3 - gęstość powietrza

Δt - różnica temperatur pomiędzy temp. nawiewu okresu zimnego a temp. występująca za wymiennikiem [°C]

Qn = 2,57 * 1,2 * 1,006 * (20,5- 2,9) = 54,6kW

2. Okres ciepły:

Temperatury powietrza nawiewanego za wymiennikiem

tN2 = tN1 + η * (tW1-tN1)

tN2 = 30 + 0,55 * (25-30 ) = 27,3 °C

Temperatury powietrza wywiewanego za wymiennikiem:

Przyjęto:

Δt=tN2 - tN1 = -2,7° C

Δt=tW1 - tW2 = 2,7° C

Moc chłodnicy:

Qch = V * ρ * Δi Δi= iN2 - inoc

Przyjęto tem. czynnika chłodniczego (woda) 12/6 ° C

vŚĆ = (6+10)/2+1=10° C

Qch - moc chłodnicy

V = 2,57 m3 /s - strumień powietrza wentylującego

ρ = 1,2 kg/ m3 - gęstość powietrza

Δi - różnica entalpi 66-46=18 kJ/kg

Qch = 2,57 * 1,2 * (66-46) =55,5 kW

4. PORÓWNANIE POSZCZEGÓLNYCH CENTRALI WENTYLACYJNYCH.

Lp.

Rodzaj wymiennika ciepła

Odzysk ciepła

Odzysk wilgoci

Starty ciś. na wymienniku

Straty ciśnienia dla całej centrali

Sprawność odzysku

Moc nagrze- wnicy

Moc chłodnicy

-

-

-

Pa

Pa

%

KW

kW

1.

Wymiennik

Krzeżowy

+

-

240

885

60

48,7

52,4

2.

Wymiennik

Obrotowy

Higroskopijny

+

+

130

775

77

28,5

46,3

3.

Wymiennik glokolowy

+

-

260

905

48

63,0

60,8

4.

Wymiennik z „rurką ciepł”'

+

-

264

909

55

54,6

55,5

Lp

Rodzaj wymiennika ciepła

Długość

Szerokość

Wysokość

-

mm

mm

mm

1.

Wymiennik krzyżowy

6100

1240

2020

2.

Wymiennik obrotowy higroskopijny

2640

1240

2020

3.

Wymiennik glikolowy

4055

1240

1010

4.

Wymiennik z

„rurką ciepła”

4555

1240

2460

  1. Odzysk ciepła i chłodu przy zastosowaniu wymiennika obrotowego .

2.1 Wymiennik obrotowy z wirnikiem niehigroskopijnym. Odzysk ciepła jawnego.

a) Odzysk ciepła

ηt - sprawność temperaturowa

ηt = 75%

Obliczenie temperatury powietrza za wymiennikiem:

t1 = (-22 ° C) - temperatura zewnętrzna okresu zimnego

t3 = 22 ° C - temperatura w pomieszczeniu okresu zimnego

t2 - temperatura powietrza za wymiennikiem

t2 = ηt * (t3-t1)+t1

t2 = 0,75 * (22+22) -22 = 11 ° C

b) Odzysk chłodu

ηt - sprawność temperaturowa

ηt = 75%

Obliczenie temperatury powietrza za wymiennikiem:

t1 = (30 ° C) - temperatura zewnętrzna okresu ciepłego

t3 = 26 ° C - temperatura w pomieszczeniu okresu ciepłego

t2 -temperatura powietrza za wymiennikiem

t2 = ηt * (t3-t1)+t1

t2 = 0,75 * (26-30) +30 = 27 ° C

    1. Wymiennik obrotowy z wirnikiem higroskopijnym. Odzysk ciepła jawnego i utajonego

  1. Odzysk wilgoci w okresie zimnym.

Xn2 = ηt * (Xw1 - Xn1) + Xn1

Xn2 - ilość wilgoci w powietrzu za wymiennikiem [g/kg]

ηt - sprawność wymiennika .

Xw1 - ilość wilgoci w powietrzu wywiewanym z pomieszczenia [g/kg]

Xn1 - ilość wilgoci w powietrzu zewnętrznym [g/kg]

Xn2 = 0,75 * (6 - 0,7) + 0,7 = 4,6 [g/kg]

  1. Odzysk wilgoci w okresie ciepłym.

Xn2 = ηt * (Xw1 - Xn1) + Xn1

Xn2 - ilość wilgoci w powietrzu za wymiennikiem [g/kg]

ηt - sprawność wymiennika .

Xw1 - ilość wilgoci w powietrzu wywiewanym z pomieszczenia [g/kg]

Xn1 - ilość wilgoci w powietrzu zewnętrznym [g/kg]

Xn2 = 0,75 * (10,5 - 12) + 12= 10,8 [g/kg]

c) Obliczenie mocy nagrzewnicy i chłodnicy dla urządzenia wentylującego , w którym odzysk ciepła realizowany jest przez wymiennik obrotowy higroskopijny.

Qn = V * ρ * cp * Δt

Qn - moc nagrzewnicy

V = 2,36 [m3 /s] - strumień powietrza wentylującego

cp = 1,006 [kJ / kg*K] - ciepło właściwe

ρ = 1,2 [kg/ m3] - gęstość powietrza

Δt - różnica temperatur pomiędzy temp. nawiewu a temp. występująca za wymiennikiem [°C]

Qn = 2,36 * 1,2 * 1,006 * (24,6- 11) = 39 kW

Qch = V * ρ * Δi

Qch - moc chłodnicy

V = 2,36 [m3 /s] - strumień powietrza wentylującego

ρ = 1,2 [kg/ m3] - gęstość powietrza

Δi - różnica entalpi

Qch = 2,36 * 1,2 * (55-42) = 37 kW

  1. Odzysk ciepła i chłodu przy zastosowaniu układu z medium pośrednim (wymiennik glikolowy) .

a) Odzysk ciepła

ηt - sprawność temperaturowa

ηt = 45 %

Obliczenie temperatury powietrza za wymiennikiem:

t1 = (-22 ° C) - temperatura zewnętrzna okresu zimnego

t3 = 22 ° C - temperatura w pomieszczeniu okresu zimnego

t2 - temperatura powietrza za wymiennikiem

t2 = ηt * (t3-t1)+t1

t2 = 0,45 * (22+22) -22 = -2,2 ° C

b) Odzysk chłodu

ηt - sprawność temperaturowa

ηt = 45%

Obliczenie temperatury powietrza za wymiennikiem:

t1 = (30 ° C) - temperatura zewnętrzna okresu ciepłego

t3 = 26 ° C - temperatura w pomieszczeniu okresu ciepłego

t2 -temperatura powietrza za wymiennikiem

t2 = ηt * (t3-t1)+t1

t2 = 0,45 * (26-30) +30 = 28,2 ° C

c) Obliczenie mocy nagrzewnicy i chłodnicy dla urządzenia wentylującego , w którym odzysk ciepła realizowany jest przez wymiennik glikolowy.

Qn = V * ρ * cp * Δt

Qn - moc nagrzewnicy

V = 2,36 [m3 /s] - strumień powietrza wentylującego

cp = 1,006 [kJ / kg*K] - ciepło właściwe

ρ = 1,2 [kg/ m3] - gęstość powietrza

Δt - różnica temperatur pomiędzy temp. nawiewu a temp. występująca za wymiennikiem [°C]

Qn = 2,36 * 1,2 * 1,006 * (24,6+2,2) = 76 kW

Qn II = V * ρ * cp * Δt

Qn II= 2,36 * 1,2 * 1,006 * (20-17) = 9 kW

Qch = V * ρ * Δi

Qch - moc chłodnicy

V = 2,36 [m3 /s] - strumień powietrza wentylującego

ρ = 1,2 [kg/ m3] - gęstość powietrza

Δi - różnica entalpi

Qch = 2,36 * 1,2 * (59-40) = 53 kW

  1. Odzysk ciepła i chłodu przy zastosowaniu wymiennika typu „ rurka ciepła”

a) Odzysk ciepła

ηt - sprawność temperaturowa

ηt = 60%

Obliczenie temperatury powietrza za wymiennikiem:

t1 = (-22 ° C) - temperatura zewnętrzna okresu zimnego

t3 = 22 ° C - temperatura w pomieszczeniu okresu zimnego

t2 - temperatura powietrza za wymiennikiem

t2 = ηt * (t3-t1)+t1

t2 = 0,60* (22+22) -22 = 4,4 ° C

b) Odzysk chłodu

ηt - sprawność temperaturowa

ηt = 0,60%

Obliczenie temperatury powietrza za wymiennikiem:

t1 = (30 ° C) - temperatura zewnętrzna okresu ciepłego

t3 = 26 ° C - temperatura w pomieszczeniu okresu ciepłego

t2 -temperatura powietrza za wymiennikiem

t2 = ηt * (t3-t1)+t1

t2 = 0,60* (26-30) +30 = 27,6° C

c) Obliczenie mocy nagrzewnicy i chłodnicy dla urządzenia wentylującego , w którym odzysk ciepła realizowany jest przez wymiennik typu „rurka ciepła”.

Qn = V * ρ * cp * Δt

Qn - moc nagrzewnicy

V = 2,36 [m3 /s] - strumień powietrza wentylującego

cp = 1,006 [kJ / kg*K] - ciepło właściwe

ρ = 1,2 [kg/ m3] - gęstość powietrza

Δt - różnica temperatur pomiędzy temp. nawiewu a temp. występująca za wymiennikiem [°C]

Qn = 2,36 * 1,2 * 1,006 * (24,6-4,4) = 58 kW

Qn II = V * ρ * cp * Δt

Qn II= 2,36 * 1,2 * 1,006 * (20-17) = 9 kW

Qch = V * ρ * Δi

Qch - moc chłodnicy

V = 2,36 [m3 /s] - strumień powietrza wentylującego

ρ = 1,2 [kg/ m3] - gęstość powietrza

Δi - różnica entalpi

Qch = 2,36 * 1,2 * (58-39) = 53 kW


Wymiennik krzyżowy

Wymiennik obrotowy

Wymiennik glikolowy

Wymiennik typu „rurka ciepła”

centrala

typ

CV-A3 X314A/1-6

CV-A3LO-298A/1-6

CV-A3PG-42A/1-6

CV-A3PG256A/1-6

[mm]

4880 X 2272

3690 X2272

3310X1261

2930X1261

3110 X1980

Strata ciśnienia [Pa]

Nawiew

Filtr - 117

Wym. - 207

Nagrz.-22

Chłod.- 99

Filtr - 117

Wym. - 71

Nagrz.-22

Chłod.- 99

Filtr - 117

Nag. glik. - 278

Nagrz.-49

Chłod.- 99

Filtr - 130

Wym. - 100

Nagrz.-80

Chłod.- 80

Wywiew

Filtr-111

Wym.-181

Filtr-111

Wym.-61

Filtr-111

Chłod glik.-247

Filtr-130

Wym.-100

Moc nagrzewnicy

63

39

76

58

Moc nagrzewn .wtórnej

9

------------------

9

9

Moc chłodnicy

50

37

53

53

Sprawność

59%-odzysk temperatury.

75% -odzysk temperatury , wilgotności.

45%- odzysk temperatury

60%- odzysk temperatury

Parametry powietrza wywiewanego.

Jakość strumienia

Całkowita separacja strumienia nawiewanego i wywiewanego

Możliwe nieszczelności 3-5%, nie należy stosować przy całkowitej separacji strumienia.

Stosuje się w systemach o wysokim reżimie czystości powietrza .

Całkowita separacja strumienia nawiewanego i wywiewanego

Dodatkowe urządzenia

Wymiennik jest wyposażony w

  • przepustnicę obejściową (by-pass),

  • pod wymienn.,po stronie wywiewu odkraplacz z tacą na skropliny odpływ wyposaż . w syfon.

  • po stronie wywiewu za wymiennikiem znajduje się czujnik temp.

  • zaleca się zwiększenie mocy nagrzewnicy

Wymiennik jest wyposażony w

  • silnik z regulacją ilości obrotów (zabezpieczenie przed zamarzaniem)

  • w standardzie wirnik posiadający śluzy czyszczące zapobiegające przedostawaniu się powietrza wywiewanego na stronę nawiewu.

Dla poprawnego funkcjonowania ,układ musi być wyposażony w kompletną instalację glikolową która nie jest częścią składowa centrali

Wymiennik jest wyposażony w

  • przepustnicę obejściową (by-pass),

POLITECHNIKA WROCŁAWSKA

Wydział INŻYNIERII ŚRODOWISKA

Katedra Klimatyzacji i Ciepłownictwa

Ćwiczenie projektowe nr.1

Z

„Wybranych zagadnień z wentylacji przemysłowej”

Temat : Dobór urządzeń wentylacyjnych z odzyskiem ciepła.

Sprawdził : Wykonała :

mgr inż. Rafał Spławski Monika Kruk

0x08 graphic

CENTRALA NAWIEWNA CENTRALA WYWIEWNA

0x08 graphic

CENTRALA Z WYMIENNIKIEM TYPU „RURKA CIEPŁA”

0x01 graphic

0x01 graphic



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Dobór urz z odzyskiem ciepła1
pwsz kalisz rozporzadz, inżynieria ochrony środowiska kalisz, a pwsz kalisz ioś, VI odzysk ciepla ob
Odzysk ciepla w piekarni2 id 33 Nieznany
Zestawienie wazniejszych cech uzytkowych urzadzen wykorzystywanych do odzysku ciepla, Pomoce naukowe
do projektu2003, inżynieria ochrony środowiska kalisz, a pwsz kalisz ioś, VI odzysk ciepla obraniak
Wentylacja z odzyskiem ciepła, wentylacja
pwsz kalisz poczatki, inżynieria ochrony środowiska kalisz, a pwsz kalisz ioś, VI odzysk ciepla obra
pwsz kalisz SCIAGI Obraniak, inżynieria ochrony środowiska kalisz, a pwsz kalisz ioś, VI odzysk ciep
Odzysk ciepła chlodnictwo
Odzysk ciepła z wentylacji i rodzaje wentylacji
Systemy wentylacyjne z odzyskiem ciepła, budowlanka, wentylacja
01a ODZYSK CIEPLA
pwsz kalisz rozporzadzenia, inżynieria ochrony środowiska kalisz, a pwsz kalisz ioś, VI odzysk ciepl
pwsz kalisz rozporzadz, inżynieria ochrony środowiska kalisz, a pwsz kalisz ioś, VI odzysk ciepla ob
Poradnik Przyjazny dom Wentylacja z odzyskiem ciepła BARTOSZ
odzysk ciepła z kanalizacji
Odzysk ciepła w piekarni

więcej podobnych podstron