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