Определение параметров системы воздушного лучистого отопления на базе вторичных энергетических ресурсов

9.) 2015 г, Л-Э. /имяишл АН. f/жарева, М.С Макар/мш, ИЛ. Пеленав

Рііссмоірсна возможности использования спскуіы .пчпсіою отопления на примере цеха ио рсмонл сельикохизйствснной техники (Х)() «Южный ветер» ^ержіцч іде ко го района Ростовской области.

Дымовые газы проходят через тел.io утилизатор, где нагревают воздхх. который при помощи вентилятора циркулирует по іюптхополам системы лучистого отопления Тепловая мощность регулируете и изменением коднчссі на дымовых газов, проходящих чере-ихш.іоугіі.іизатор при помошм датчика расхода и электро магниті сых дроссельных клапанов. При использовании такой схемы одновременно решаются две важные теплоэнергетические проблемы: происходит экономия природных ресурсов за счет хтплнкіпии теплоты и снижение темпера п ры отработавших дымовых іазов.

В результате калорического расчета было установлено, что тепловая мощность системы лучистого отопления должна составлять 3227Х(е Вт. Система отопления состоит из семи трубок диаметром 125 мм ] Lioшадь геп.юисп чающей поверхности составляет 251 лг.

Для данной системы были определены функциональные завис и мости »вменения тепловой мощности, массового расхода теплоносителя (попу ха) и конечной температуры дымовых газон от температуры дымовых газов.

Проведенный корреляционный и рсзресснонный анализ подученных линейных уравнений исказит, что данные зависимости можно использовать для расчета энергетических іатрат и технико-экономических показателей использования предлагаемом системы.

KwvtwMe елг№^: лучистое отопление, воздуховоды, тепловая мощность. дымовые газы, тепло носитель.

Tlic (Ine gases pass through а Ikui I exchanger. yvlicre 11 icy lieal air 1lia1 is circulated by I he Jan oh air nidiaHL heating systems Tl^rmal power is adjusted by у Lining the Duc gas amount passing ihrough the l*c;il exchanger by means of electromagnetic П-ow sensor and ihrotllc x jIvqs WIkii using such a sclicmc al the same lime there arc re-sohed two major thermal ром er problems, there is an luiluml icsouices economy al ihc expense of heal utilization and reducing ilia cxhiusl line gases temperature.

As a result of caloric calculation, ii. uas found llint lire 1 hernial capacity of ihc пкіі^ип heating system slwuld be 322.7Ц6 Malts. Тік healing system consists of seven lubes хзііһа diameter of 125 mtn. Radiating surface aiea is 25 J nr.

For this system there ucrc determined ratio of functional thermal pouer changes. the mass coolant lair) Поту and tlK filial flue gases temperature from lite flue gas icmpcratiirc.

Тік condnclcd сопи]: it ion and regression analysis of die linear equulinns slicmcd ihal lliis nitios cun be used localculalc the energy costs and the technical and econoinic indicators of tlie use of the proposed system.

/fer hvWx radii I in liciiling. uirdnets. йкгиза] рохусг. fluegas. с(Н)і:іпі.

/fftcdc/rwe, В последнее время в связи с проблемой экономии тепловой энергии вновь привлек к себе нрлсіальиое винма-нке один из наиболее совершенных способов обогрева помещений - лучистое отоп-леЕіие [L 2]. Лучистая передача энергии при прочих равных условиях более эффективна, чем конвективная. При лучистом отоплении энергия беспрепятственно переносился на большие расстояния в обьсмс помещения, поэтому огонітіелыіые прибо ры можно располагать под потолком, в конструкциях ограждений и т.д

За рубежом [3J применяю-]- сисіему лучистого отопления, основанную на совершенно новом принципе, с использованием воздуха в качестве теплоносителя. Эта система представляет собой замкнутую систему воздуховодов. В одной из ее точек непосредственЕзо или косвеЕню нагревается воздух, циркуляция которого обсснсчива-еіся веіп иляюром. Эіи установки обычно используют для отопления зданий про- мышленного и сельскохозяйственного назначения. Рассмотрим возможности использования системы лучистого отопления на примере цеха по ремонту сельскохозй-ственной техники ООО «Южный ветер» Зерноградского района Ростовской области.

Результаты и их обсуждение. Цех по ремонту сельскохозяйственной техники является помещением павильонного типа с размерами 54><25х 10 м.

Так как на предприятии котельная находится в 100 м от цеха, для которого мы рассматриваем систему лучистого отопления. то принимаем схему, представленную на рисунке I

В31...В37 -боздухопрободы системы лучистого отоплен, ВЗП1. ВЗП2-подземные боздухобобы. ВИ-бентилятор центробежный. ГДП.ГДГЗ-газопробод дымобых газоб. ДМ-бымосос.ДР-датчик расхода. ПТ-датчик температуры.

ЗДЭ1,ЗДЭ2-задЬижки электромагнитные, К1. КЗ-котлы. КО-клапан обратный.

КС - контроллер сетебой, ТЗ-теплоутилизотор. ТД-дымобая труба

Рисунок I Принципиальная схема системы воздушного лучистого отопления на базе вторичных энергетических ресурсов

Дымовые газы проходят через тепло-утилизатор ТУ. где нагревают воздух, который при помощи вентилятора ВЦ циркулирует по подземным воздуховодам ВЗП1, ВЗП2 и по воздуховодам системы лучистого отопления B3I.. В37 Тепловая мощность регулируется изменением количества дымовых газов, проходящих через тепло-утилизатор при помощи датчика расхода ДР1 и электромагнитных дроссельных клапанов КДЭ1 и КДЭ2. При использовании такой схемы одновременно решаются две важные теплоэнергетические проблемы: происходит экономия природных ресурсов за счёт утилизации теплоты и снижение температуры отработавших дымовых газов HJ

Для рассматриваемого помещения был проведен калорический расчет. Температура наружного воздуха в соответствии с требованиями [5] была принята равной -22 °C. средняя радиационная температура + 12 °C [6] В результате калорического расчета было установлено, что тепловая мощность системы лучистого отопления должна составлять 322780 Вт.

Расчет системы утилизации теплоты отработавших газов котельных агрегатов проводился для газа Ставропольского месторождения Температура теплоносителя в системе отопления была принята в соответствии с рекомендациями [7].

В качестве теплоутилизатора был выбран пластинчатый теплообменник. Пло-

[[[аль теплоизлучающей поверхности была рассчитала из уравнения

где С। - коэффициент излучения поверхности подогревателя. С, = 4,62 Вт/мДЗф

С2 - коэффициент излучения стен цеха.

С;_3,5 Іһ7м"[8];

С ч    коэф ф і щие е іт । із лу че е і ия аб со л i otj io чёрного тела, С\_ 5,77 Вт/м‘[8];

F| - площадь поверхности подогревателя, м":

1;2 - площадь поверхности стенок помещения, Ғ2- 4280 м";

Т] - температура наружной поверхности iiojoj рева геля. T_L - 433 К,

Т2 - температура помещения, Т2_ 285 К".

Техническая характеристика рассчп-тайной с г істе м ы возду ш i ю го лу ч [ j стого отопления представлена в табл ине I.

Схема расположения системы воздушного отопления в цеху представлена на рисунке 2.

Из уравнения теплового баланса тепдоутили затора [9]

где Vl|ini - объемный расход дымовых газов, м/с:

С’ р - объемная теплоемкость дымовых газов;

Цы^п температура дымовых газов на выходе из котельных агрегатов. "С;

G|Ki;i массовый расход воздуха, кг/с;

C^.-i - массовая теплоемкость воздуха, к Дж/ кт' С;

Цым.к - температура газов после утилизатора. иС;

Щ,.-^ - температура воздуха на входе в і е 11 j і оу ri и 111 зал ор, °C.

Можно определить конечную температуру дымовых газов тц,|Ч k- и массовый расход теплоносителя GKl4J, которые зависят от тепловой мощности, а следовательно, и от температуры наружного воздуха.

Результаты расчётов представлены на рисунке 3

Таолниа 1 - Техническая характеристика системы воздушного лучистого отопления

Показаюль	Значение
Тепловая мощность системы отопления. Вт	222780
Температура выходящих из котельной установки дымовых газов, "С	300
Темпера тура іазов і юсл е те і шоу шли затора, "С	227.7
Площадь тепло передаюі ней поверхности тепдоутил и затора, м”	125.4
Температура воздуха на входе в тепдоутил и затор, 'С	107
Температура воздуха на выходе из тепдоутил из а гор а, "С	216
Температура воздуха на входе в воздуховоды системы отопления, "С	210
] емпература воздуха на выходе из воздуховодов системы отопления, (.	1 10
Массовый расход воздуха, кг/с	3.23
Площадь генлоизлучаЕСщей поверхности, м"	251.4
Диаметр воздуховодов, мм	125
Количество воздуховодов, пгт	7
Диаметр подземных воздуховодов, мм	426

7 трубки системы лучистого отопления. 2-пободящий и отводящий трубопроводы.

3.4-кронштейны

г

I

Температура наружного боздуха 7^, Т тепловая мощность.

расход воздуха.

конечная температура дымовых газов

Рисунок 3 Изменение тепловой мощности системы отопления, массового расхода воздуха и конечной температуры дымовых газов от температуры наружного воздуха

Анализ полученных зависимостей проводили методами статистической обработки, із чае м юс г и с использованием корреляционного и регрессивного анализов [10] Расчеты проводились для семи значений температур наружного воздуха. Табличное значение критерия Стьюдента принималось при 5% уровне значимости и числе степеней свободы л-2-7-2~5.

Результаты анализа представлены в таблице 2.

Но данным таблицы 2 можно сделать вывод, чю вес 3 линейные зависимости и ме еот с у щес г ве и е з у ю кор р ел я цио 1i1 ty i о связь с температурой наружного воздуха.

Об эюм говорит значение коэффициента корреляции, равное 1. Расчетное значение коэфф и ц ле и га С і ыо де і н а, з і іа ч i г тел ь и о превышаЕощее табличное, показывает, что коэффициенты регрессии во всех трех случаях значимы. Следователь но, полученные зависимости можно использовать в дальнейшем для регулирования расхода теплоносителя в системах воздушного лучистого отопления.

Изменение температуры дымовых газов позволит определить рациональные пара мезры газовоздушного тракта коіельной устаЕЮвки.

Таблица 2 - Результаты статистической обработки зависимости тепловой моецностп системы отопления, массового расхода воздуха и конечной температуры дымовых газов от температуры наружного воздуха

Показа і ель	Тепловая мощность	Расход воздуха	Конечная температура дымовых іазов
Ураві іепие регрессии	Ф = -948Қ 51 :һі. + 1 1403 2	гп = —0,08681.|1Г -г 1,043 1	t.:rih =2,12681,^ + 274.47
Коэффициент корреляции	-1	-1
Стандар т-иая ошибка коэффициента корреляции	&,27-] 0"һ	0,00107	0,00058
Ошибка коэффициента регрессии	0.06	9,28-10"-	0,0012
Т-критерий (Сгьюдеп-та) коэффициента реірессии	-159417	-935	1710,36
Т-критерий (Стьюдента) табли чипе значение	2,57

/?ылтя)ы, Зависимость расхода теплоносителя от температуры наружного воздуха дает возможеюсть рассчитать энергетические затраты на привод вентилятора и тех пике)-:? ко е і омі е чес кие по к азател и использования предлагаемой системы с учетом изменений тепловой и электрической мощностей