Менеджмент, контрольная работа 9 вариант. Контрольная работа 2 работа 9 вариант. Контрольная работа по Энергоснабжение в системах теплогазоснабжения и вентиляции ( наименование дисциплины)

• Название: Контрольная работа по Энергоснабжение в системах теплогазоснабжения и вентиляции ( наименование дисциплины)
• Анкор: Менеджмент, контрольная работа 9 вариант
• Дата: 15.05.2023
• Размер: 412.52 Kb.
• Имя файла: Контрольная работа 2 работа 9 вариант.docx
• Тип: Контрольная работа; #1133087
• страница: 3 из 5

1.1 Воздухо-воздушные рекуператоры

В качестве воздухо-воздушных теплоутилизаторов применяют пластинчатые и кожухотрубные теплообменники. Пластинчатые рекуператоры могут собираться из гладких пластин, образующих плоские каналы (рис.2, а). Между гладкими пластинами часто устанавливают пластины треугольного, U- или П- образного про­филя (рис.2, б, в, г),что значительно увеличивает поверхность контакта воздуха с пластиной без увеличения объема аппарата.

Площадь теплообменной поверхности F_vи площадь живого сечения для прохода воздуха ƒ_уд в пластинчатых воздухо-воздуш­ных рекуператорах обычно относят к объему теплообменника.

; (1.1)

При теплотехническом расчете рекуператоров необходимо так­же знать эквивалентный диаметр каналов

ƒ_уд ; (1.2)

и коэффициент оребрения , представляющий собой в данном слу­чае отношение площади суммарной теплообменной поверхности, включая площадь профильных пластин F, к площади поверх­ности гладких пластин .

Применение профилированных каналов в рекуператорах позволяет значительно увеличить тсплообменную поверхность.

В рекуператорах с изогнутыми по ходу движения воздуха каналами можно увеличить теплообмен в 1,3 раза и более. Наиболее эффективной, с теплотехнической точки зрения, яв­ляется противоточная схема движения теплообменивающихся сред. Однако конструктивное решение противоточных рекупера­торов вызывает сложности, связанные с необходимостью обеспе­чить герметичность воздушных распределительных камер, количе­ство стыков в которых в этом случае оказывается значительно большим. В связи с этим часто прибегают к перекрестноточному конструктивному решению теилоутилизаторов (рис.2).

Воздухо-воздушный рекуператор может работать в режиме «су­хого» теплообмена, а также с выпадением конденсата на всей или части теплообменной поверхности. При температуре хладоносителя ниже 0°С выпадающий на поверхности теплообменника кон­денсат может замерзать, образуя слой инея.[1]


а – с гладкими пластинами; б – с треугольными пластинами; в – с U – образными пластинами; г – с П- образными пластинами

Рисунок 2 – Схема устройства воздухо – воздушного рекуператора

1.2 Установки утилизации тепла с промежуточным теплоносителем

Утилизаторы тепла с промежуточным тепло­носителем объединяют большую группу установок. Отличительной особенностью этих тсплоутилизаторов является наличие циркуля­ционного контура, в котором перемещается рабочее вещество, обеспечивающее передачу тепловой энергии от теплоприемника к теплопередатчику.

Установки с промежуточным теплоносителем являются наиболее широко распространенным классом теплоутилизаторов. Они могут входить в системы с непосредственной передачей тепла, с использо­ванием тепловых насосов и др.

В зависимости от класса используемого теплообменника теплоутилизаторы могут быть рекуперативного или контактного типа. В контактных теплоутилизаторах теплоноситель вступает в непо­средственный контакт с теплообменивающимися средами. Возможны также варианты, когда в одном канале теплоноситель непо­средственно взаимодействует с теплообменивающейся средой, а в другом канале используется рекуперативный теплообменник.

Теплообменники с промежуточным теплоносителем могут ра­ботать в области однофазной жидкости, а также в области влаж­ного пара.

В качестве однофазной жидкости обычно применяют воду либо другие жидкости, не замерзающие в рабочем диапазоне температура.

В качестве жидкостей, обеспечивающих работу теплоутилиза­торов в области влажного пара, используют хладоны, водяной пар, аммиак, а также растворы (водоаммиачные, бромисто - и хлори-столитиевые).

Большую группу утилизаторов тепла с промежуточным тепло­носителем составляют теплообменники из тепловых трубок, рабо­тающие в области влажного пара.[1]

Утилизаторы тепла рекуперативного типа. На­ибольшее распространение получили утилизаторы, использующие тепло удаляемого из помещений воздуха или технологических вы­бросов. Технологические схемы воздухоприготовительных центров с рекуперативными теплообменниками, использующими тепло уда­ляемого воздуха для нагрева приточного, приведены на (рис.3, а, б).



а - с дополнительным догревом воздуха; б – с дополнительным подогревом

теплоносителя; 1— теплообменник-теплоприемник; 2 — датчик перепада давления; 3 — расширительный бак; 4 — регулирующий клапан; 5— дополнительный воздухонагреватель; 6 — теплообменник-теплопередатчик; 7 — циркуляционный насос

Рисунок 3-Схемы систем утилизации тепла в рекуперативных теплообменниках с промежуточным теплоносителем
Как правило, утилизируемого тепла оказывается недостаточно для нагрева приточного воздуха до требуемых температур в тече­ние всего отопительного периода, поэтому в воздухоприготовительных центрах необходимо иметь дополнительные источники тепла. При этом возможны два пути решения этой задачи. В соответствии с первым из них (см. рис.3, а)подогрев воздуха осуществляется в дополнительных воздухонагревателях. Другой возможный путь решения состоит в догрсве промежуточного теплоносителя в пери­оды похолоданий (см. рис.3, б).

В большинстве установок с промежуточным теплоносителем, применяемых в СКВ, на части поверхности теплообменника, рас­положенного в вытяжном канале, происходит конденсация водя­ного пара. Наличие конденсата вызывает опасность образования наледи, что приводит к необходимости либо предотвращения этого процесса, либо периодического оттаивания наледи. Способы за­щиты теплообменников с промежуточным теплоносителем от обра­зования наледи показаны на рис.3.

В схеме на (рис. 3, а) при образовании наледи на поверхности теплообменника по сигналу датчика перепада давления периоди­чески изменяется расход промежуточного теплоносителя или воз­духа через теплообменник приточного воздуха и происходит отта­ивание замерзшего конденсата.

В схеме на (рис. 3, б) для тех же целей используется подогрев промежуточного теплоносителя от постороннего источника.

Защита от замерзания конденсата может достигаться также пу­тем увеличения расхода промежуточного теплоносителя в период низких температур при включении резервного насоса.[1]

Утилизаторы тепла контактного типа. Тепло - утилизаторы контактного типа могут применяться для подогрева или охлаждения приточного воздуха, а также его осушки и увлаж­нения. В случае опасности замерзания промежуточной жидкости применяют растворы солей: хлористый натрий, хлористый кальций, хлористый литий. Чаще других применяют раствор хлористого ли­тия, обладающий активными сорбирующими свойствами. В резуль­тате оказывается возможным увлажнять приточный воздух за счет влаги, сорбируемой из вытяжного воздуха. Раствор хлористого ли­тия при рабочих концентрациях имеет низкую температуру замер­зания (до —30°С) и высокую температуру кипения, т. е. во всем возможном диапазоне температуры в системе утилизации тепла теплоноситель находится в жидком состоянии. Кроме того, хлори­стый литий обладает бактерицидными свойствами. Отрицательным качеством хлористого лития является то, что он вызывает коррозию многих широко применяемых металлов, если он недостаточно очи­щен от примесей.

Стойки к растворам хлористого лития легирован­ные стали, латунь, алюминий, олово. Достаточно стойка сталь мар­ки 45. Для замедления коррозионных процессов применяют инги­биторы.

В качестве контактных аппаратов для обработки воздуха рас­творами солей могут применяться форсуночные камеры, камеры с орошаемой насадкой, пленочные камеры, барботажные или пенные аппараты.

В настоящее время в СКВ с использованием раствора хлористого лития применяют следующие способы восстановления концентра­ции раствора: выпаривание влаги при кипении раствора, подогрева­емого высокотемпературной водой или паром; выпаривание влаги под вакуумом; воздушной десорбцией, при которой раствор подо­гревается до 60°С и направляется в камеру регенерации, где вза­имодействует с потоком воздуха и отдает ему избыточную влагу.

В МИСИ им. В. В. Куйбышева предложена система кондици­онирования с установкой утилизации тепла контактного типа, ко­торая не требует специального устройства для регенерации ра­створа (рис. 4). В этой системе удаляемый из помещения воздух поступает в поверхностный теплообменник, где он охлаждается ниже температуры точки росы, и часть влаги из воздуха конденси­руется на поверхности теплообменника и выводится из системы. Далее воздух направляется в контактный аппарат, в котором про­исходит его окончательное охлаждение и осушение в результате контакта с жидким сорбентом.

Расход холодного раствора через поверхностный теплообмен­ник 2 выбирается таким образом, чтобы из воздушного потока кон­денсировалась только избыточная для системы влага. Для воз­можности осуществления такого процесса поверхностный теплооб­менник снабжен обводным трубопроводом. Холодный раствор после контактного теплообменника 11 поступает к трехходовому крану 5, который по импульсу датчика концентрации раствора 10 устанавливает соотношение количества раствора, направляемого в аппарат 2 и по обводному трубопро­воду. Сигнал для срабатывания регу­лирующего вентиля 5 поступает по импульсной линии 7, Датчик концен­трации раствора 10 установлен в поддоне контактного аппарата 11.

Доведение состояния воздуха до требуемых параметров приточного производится с помощью увлажни­тельного устройства 8 и воздухона­гревателя второго подогрева 6. Им­пульсом для открывания

и закрыва­ния клапана воздухонагревателя слу­жит сигнал, поступающий от датчика температуры, расположенного в по­мещении. Для поддержания постоян­ной относительной влажности в поме­щении сигнал от датчика влажности поступает на клапан байпасного канала камеры орошения 8. При этом регулируется соотношение количеств воздуха, проходящего через камеру и обводной канал.



1,11— контактные теплообменники; 2— поверхностный теплообменник; 3— вентилятор при­точный; 4 — помещение; 5 — трехходовой кран; 6 — воздухонагреватель второго подогрева; 7 — импульсная линия; 8 — камера

орошения; 9 — циркуляционный насос; 10 — датчик кон­центрации раствора; 12 — фильтр.

Рисунок 4 - Схема системы утилизации тепла в контактных теплообменниках с промежуточ­ным теплоносителем — раствором хлористого лития.
Процессы изменения состояния воздуха и раствора хлористого лития в аппаратах такой системы на I-d -диаграмме влажного воз­духа показаны на (рис. 5). Поступающий наружный воздух с пара­метрами, отвечающими точке 2в, нагревается и увлажняется в кон­тактном теплообменнике в процессе 2в — 2в'. Увеличение его влагосодержания равно d₂. Теплый раствор, подаваемый в этот ап­парат с параметрами, соответствующими точке lw, при контакте с воздухом меняет свои параметры в процессе lw— lw' практичес­ки при постоянной концентрации = const. Воздух, удаляемый из помещения, соприкасаясь в поверхностном теплообменнике с по­верхностью, имеющей температуру на 3—6°С выше t_w, изменяет свои параметры в процессе 1в — 1в". При этом часть влаги из воз­духа конденсируется ( di).

После поверхностного теплообменника воздух с параметрами, соответствующими точке 1в", поступает в контактный теплообмен­ник, где окончательно осушается и охлаждается при непосредствен­ном контакте раствором (процесс 1в"—1в'). Раствор¹ же меняет свои параметры в процессе lw'—lw. Изменение влагосодержания удаляемого воздуха в контактном аппарате составляет di.

При работе системы достигается равенство изменений влагосодержании наружного и удаляемого воздуха в контактных аппа­ратах, т. е. d_l= d₂. Раствор получает от удаляемого и отдает при­точному воздуху равное₍количество влаги, поэтому в предлагае­мой системе нет необходимости в затратах тепловой энергии на восстановление концентрации раствора.



Рисунок 5- Процессы изменения сос­тояния воздуха и раствора на I-d-диаграмме в системе утилизации тепла с контактными теплообменни­ками и промежуточным теплоноси­телем.

Установки с теплообменниками из тепловых трубок. «Тепловая» трубка представляет собой теплообменный аппарат испарительно-конденсаторного типа, в котором циркуляция промежуточного теп­лоносителя осуществляется под действием естественной конвекции или сил капиллярного давления.

Конструктивно тепловые трубки выполняются в виде герметич­ной оболочки, заполненной рабочим веществом. В качестве послед­него используются химические элементы и соединения, которые при рабочей разности температуры могут находиться в парообразном и жидком состоянии. Форма герметичной оболочки зависит от ус­ловий применения, но чаще всего используется цилиндрическая форма трубки.

В рабочем положении тепловая трубка закрепляется в разде­лительной перегородке, и каждая ее сторона выступает в каналы, по которым движутся потоки, имеющие различную температуру. Од­на сторона трубки омывается потоком с высокой температурой и образует зону подвода тепла, которое передается через стенку обо­лочки заполняющему ее рабочему веществу и обусловливает про­текание процесса испарения рабочего вещества. Образовавшиеся пары перемещаются в зону низкого давления. Другая сторона омы­вается потоком с более низкой температурой и образует зону отво­да тепла, которое передается от конденсирующегося рабочего заполнителя через разделяющую оболочку внешнему потоку. Сконденси­ровавшееся рабочее вещество в виде жидкости перемещается из зоны конденсации в зону испарения, где снова превращается в пар.

Из описания видно, что в герметичной оболочке тепловой труб­ки осуществляется замкнутый цикл циркуляции рабочего вещества.

Эффективность работы тепловой трубки зависит от следующих факторов: условий обеспечения возвращения жидкого заполнителя из зоны конденсации в зону испарения; интенсивности подвода теп­ла через оболочку и условий протекания процессов испарения за­полнителя в зоне испарения; условий обеспечения переноса паров заполнителя из зоны испарения в зону конденсации.

Обеспечение возвращения жидкого заполнителя из зоны кон­денсации в зону испарения зависит прежде всего от конструктив­ного исполнения тепловой трубки.

Наиболее простой является конструкция бесфитильной тепло­вой трубки. Возвращение сконденсировавшегося жидкого заполни­теля в зону испарения происходит в ней самотеком под действием гравитационных сил. В связи с этим бесфитильные тепловые труб­ки должны устанавливаться в рабочем положении с некоторым наклоном в сторону зоны испарения.

В тепловых трубках с капиллярным устройством перемещение жидкости осуществляется благодаря силам поверхностного натя­жения (разности потенциалов влажности). Капиллярные устрой­ства могут выполняться в виде канавок на внутренней поверхнос­ти трубки, вкладышей из пористых материалов, сеток, фитилей и др.

Теплообменники с использованием тепловых трубок. Схемы воздухоприготовительных центров с использованием тепловых тру­бок по компоновочным решениям мало отличаются от схем с рекуперативными теплообменниками. Защита теплообменной поверхности от образования наледи в таких установках осу­ществляется путем байнасирования и предварительного подогре­ва наружного воздуха. Для нагрева и увлажнения приточного воз­дух - может использоваться схема, предусматривающая орошение части теплообменной поверхности. В такой установке необходим предварительный подогрев приточного воздуха, так как теплооб­менники из тепловых трубок не позволяют использовать подогрев промежуточного теплоносителя в отличие от схем с рекуператив­ными теплообменниками.

Регулирование тепломассообмена установок с тепловыми труб­ками можно осуществить путем изменения угла наклона трубок или байпасированием наружного воздуха.