Расчет теплоснабжения цеха химической очистки воды

Расчет теплоснабжения цеха химической очистки воды

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]

Определим 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

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

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

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

λ=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]

ηt=0.7

Действительная мощность компрессора составитк=

Эффективная мощность на валу компрессора при

ηм=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

Δt=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 испарителе неизменна, так как идет процесс его испарения и составлякти=0C

Δt=

Поверхность теплообмена испарителя составитто= м2

Принимаем в качестве испарителя стандартный однопоточный теплообменник типа труба в трубе с диаметром теплообменной трубки 89х5, длиной труб 4,5м и поверхностью 2,52 кв.м. по Дытнерский «Пособие по курсовому проектированию ПАХТ стр.61.

Определим диаметр штуцеров межтрубного пространства по которому будет двигаться испаряющийся хладагент (диаметры штуцеров тркбного пространства будут равны диаметру теплообменных трубок вследствие конструктивных особенностей теплообменника)

Скорость хладагента на входе в испаритель принимаем равной=2 м/свх=

Принимаем трубу диаметром 50x4

Скорость пара хладагента на выходе из испарителя принимаем равной=15м/с при плотности пара хладагента равной ρxa=3.86 кг/м3вх=

Аналогично принимаем трубу диаметром 50х4.