Расчет теплоснабжения цеха химической очистки воды

Контрольная работа - Физика

Другие контрольные работы по предмету Физика

Расчет теплоснабжения цеха ХВО с БПОВ (без учёта производственного помещения)

тепловой насос хладагент теплоснабжение

Исходные данные.

Объект теплоснабжения - цех ХВО с БПОВ

Площадь объектац=120м2

Высота потолковц=2,7м

Численность технологической бригадыч = 4 чел

Требуется спроектировать систему теплоснабжения с использованием теплового насоса (отопление и горячее водоснабжение).

Теплотехнический расчет системы теплоснабжения объекта:

Расчет тепловой энергии, требуемой на отопление

Объем объекта ц = Fц*Hц = 324 м3

Удельная отопительная характеристика жилых сооружений

По [1] для объема помещения до 400 м3 q0 = 0,7-0,8 Вт/(м3*К) ; примем q0 =

,7 Вт/(м3*К)

Необходимая температура воздуха в помещениив = 25 С

Средняя месячная температура воздуха (tнв) в г. Москва в отопительный сезон [2]

 

ОктябрьНоябрьДекабрьЯнварьФевральМартАпрель4-2,4-7,2-10,4-9,5-4,44,3Определим тепловую энергию необходимую для отопления помещения для каждого месяца Фi

Октябрь

Средняя месячная температура воздухавнокт =4C

Температурный коэффициент

аокт = 0,54+ = 1,588

Энергия на отопление

Фокт = q0* Vц*(tв - tвнокт)* аокт = 7,56 кВт

Ноябрь

Средняя месячная температура воздухавнноя = -2,4С

Температурный коэффициент

аноя =0,54+ = 1,343

Энергия на отопление

Фноя = q0*Vц*(tв-tвнноя)*аноя = 8,35 кВт

Декабрь

Средняя месячная температура воздухавндек = -7,2С

Температурный коэффициент

адек=0,54+ = 1,223

Энергия на отопление

Фдек = q0*Vц*(tв-tвндек)*адек=8,39кВт

Январь

Средняя месячная температура воздухавнянв= -10,4С

Температурный коэффициент

аянв=0,54+ = 1,161

Энергия на отопление

Фянв = q0*Vц*(tв-tвнянв)*аянв=9,33кВт

Февраль

Средняя месячная температура воздухавнфев = -9,5С

Температурный коэффициент

афев=0,54+ = 1,178

Энергия на отопление

Ффев= q0*Vц*(tв-tвнфев)*афев=9,21кВт

Март

Средняя месячная температура воздухавнмар = -4,4С

Температурный коэффициент

амар=0,54+ = 1,288

Энергия на отопление

Фмар = q0*Vц*(tв-tвнмар)*амар=8,59кВт

Апрель

Средняя месячная температура воздухавнапр = 4,3С

Температурный коэффициент

аапр=0,54+ = 1,603

Энергия на отопление

Фапр= q0*Vц*(tв-tвнапр)*аапр=7,52кВт

Тепловая энергия, необходимая для горячего водоснабжения:

Снабжение горячей водой осуществляется круглогодично.

Норма потребления воды при 65 С на одного человека в сутки составляет 110-130 л.

При расходе 130л/сут норма расхода теплоты 32,7 МДж/сут.

Произведем пересчет на количество рабочих

Суточный расход горячей воды

л/сут * nч =520 л/сут Мг = 520 л/сут

Расжод теплоты при этом= 32,7 МДж/сут * nч = 130,8 МДж/сут

Так как сут= 8,64*104 с=1,514*103 Дж/с = 1,51 кВт

Суммарное теплопотребление жилого дома

 

МесяцОтоплениеГорячее водоснабжениеСуммарное теплопотреблениеМай1,511,51Июнь1,511,51Июль1,511,51Август1,511,51Сентябрь1,511,51Октябрь7,561,519,07Ноябрь8,351,519,86Декабрь8,931,5110,44Январь9,331,5110,84Февраль9,211,5110,72Март8,591,5110,1Апрель7,521,51

Расчет системы теплового насоса

Хладагент - фреон-22.

Термодинамические свойства фреона-22 (дихлорфторметана)

объёмная теплопроизводительность qv

коэффициент преобразования ex= 3869 кДж/м3 ex=6.384

На диаграмме для хладона 22 строим холодильный цикл по точкам согласно схеме

Рис. 1

 

и задаваясь температурами хладагента

В испарителеи =0C

в конденсаторекон=50С

При этом давление в испарителе составит (по диаграмме)и=5 атм

А давление в конденсаторекон=19,3 атм

Расчет проводим на максимальную тепловую нагрузку (по январю)в=10,84кВт

Сняв с холодильного цикла значения энтальпий в точках 1и4 определим холодопроизводительность хладагента

i1=405 кДж/кг i4=263 кДж/кг

q= i1-i4 = 142 кДж/кг

Далее рассчитаем массовый расход хладагента

Gx=

Рассчитаем объёмную производительность хладагента

По графику находим коэффициент подачи компрессора в зависимости от степени сжатия

?=0,79

Определим описываемый объём компрессора

Теоретическая (адиабатическая) мощность при энтальпии в точке 2

i2=439 кДж/кгт =Gx*(i2-i1)= 2.595 кВт

Принимаем индикаторный КПД по рекомендации [4]

?t=0.7

Действительная мощность компрессора составитк=

Эффективная мощность на валу компрессора при

?м=0,9в=

По хладопроизводительности и действительной мощности подбираем компрессор Компрессор холодильный 1П10-2-02-поршневой вертикальный сальниковый одноступенчатый

По заданной теплопроизводительности определяется теплопередающая поверхность конденсатора

Ориентировочный коэффициент теплопередачи для системы жидкость-жидкость составляет=300 Вт/м2*С

Температуру горячей воды в системе принимаем на 5 С ниже температуры хладагентагв=tкон-5С=45С

При этом минимальный температурный напор составит

 

?t=tкон-tгв

 

Тепловой поток в конденсаторе определяется с учетом теплопритока от работы компрессора и определяется какк=Qв+Nк=1,455*104Вт

Поверхность теплообмена конденсатора составитто= м2

По заданной теплопроизводительности также определяется теплопредающая поверхность испарителя

Для испарения хладагента в качестве источника тепла используем воду циркулирующую в системе водоочистки, забираемую из Москва-реки.

Температуру принимаем 25С

Температуру отдающей тепло воды в системе принимаем на 5 С ниже начальной температурыхв=t-5C=20C

При этом для определения температурного напора определим минимальную и максимальную разность температур. Температура хладагента в