Методика розрахунку

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 2

Необхідна кількість енергії (теплоти) для зарядки ТА визначають за формулою

(1)

де – питома теплоємність повітря, кДж /кг∙⁰С;

– об'єм повітря, м³;

– густина повітря;

і – відповідно кінцева і початкова температура повітря, °С;

Кількість теплоти, що виділяється при охолодженні рідини теплового акумулятора, , кДж

(2)

де – питома теплоємність ТАМ в рідкому стані, кДж /кг∙⁰С (таблиця 1 і 2);

– об'єм ТАМ, м³;

– густина рідкого ТАМ;

– різниця температур при охолодженні рідкого ТАМ, °С.

Потужність теплового акумулятора

, (3)

де – час зарядки ТА, год.

Кількість теплоти, що виділяється при плавленні (фазовому переході) ТАМ теплового акумулятора, , кДж

(4)

де – питома теплота плавлення ТАМ, кДж /кг;

– об'єм ТАМ, м³;

– густина твердого ТАМ;

Загальна кількість теплоти, що виділяється при плавленні та охолодженні ТАМ, дорівнює

(5)

Необхідний об'єм ТАМ при плавленні та подальшому охолодженні рідкого ТАМ визначається за рівнянням

(6)

де – коефіцієнт втрат, = 5…8;

Таблиця 1 - Основні властивості ТАМ на основі кристалогідратів [1]

Матеріал	Т_пл, °С	С_пл, кДж/кг	с, кДж/(кг∙К)	, кг/м³	, кг/м³
СаСl₂∙6Н₂O	29,7		1,2
Na₂SO₄∙10H₂O	32,4		1,1
Na₂S₂O₃∙5H₂O			1,2
СН₃СООNa∙3H₂O	58,2		1,4
Ва(ОН)₂∙8H₂O			1,6
MgСl₂∙6Н₂O			1,1

Таблиця 2. - Основні властивості органічних ТАМ, що плавляться [1]

Матеріал	Температура плавлення, К	Теплота плавлення , кДж/кг	Питома теплоємність с, кДж/(кг∙К)	Густина, кг/м³

Поліетиленгліколь	293...298		2,26
Октадекан			2,18
Н-Ейкозан			2,08
Парафін 46 – 48			2,08
Нафталін			2,06
Ацетамін			2,09
Поліетилен високого тиску	398...408	240... 260	2,50
Пентаеритринол			2,10

При більш високих робочих температурах застосовуються, як правило, сполуки і сплави легких металів.

Завдання для практичного заняття

Розрахувати тепловий акумулятор с фазовим переходом для підігрівання припливного повітря вентиляційної системи.

Варіанти завдань наведені в таблиці Б.1 додатку Б.

Приклад рішення

Вихідні дані: Об'єм повітря, що подається припливним вентилятором L = 100 м³ ; початкова температура повітря t_п= -14°С, кінцева t_к =18°С, час зарядки і розрядки теплового акумулятора (ТА) τ = 12 год.

Рішення.

1. В якості ТАМ з фазовим переходом приймаємо гідрооксид барію Ва(ОН)₂∙8H₂O з температурою плавлення t_пл=78°С, питомою енергією плавлення = 301 кДж/кг і теплоємністю с = 1,6 кДж/кг ∙⁰С.

2. Необхідна кількість енергії (теплоти) для зарядки ТА визначається за формулою (1). Приймаємо: питому теплоємність повітря = 0,278 кДж/(кг°C); густину повітря = 1,2 кг/м³.

кДж.

3. Необхідна потужність теплового акумулятора, P становить

= 1068/12=89 кВт.

4. Приймаємо температурний перепад в ТА = 15°С і визначаємо температуру до якої відбудеться охолодження рідкої фази ТАМ

°С.

5. Необхідний об'єм ТАМ визначається рівнянням (6). Необхідні параметри теплоти плавлення і густини ТАМ приймаємо по таблицям 1 і 2.

м³

Таким чином, для акумуляційної вентиляційної системи необхідно 0,01м³ або 10 літрів гідроксиду барію.

1.4 Контрольні питання

1) Назвіть відомі вам ТАМ.

2) Назвіть переваги та недоліки відомих вам ТАМ.

3) Які ТАМ з фазовим переходом Ви знаєте?

4) Назвіть переваги ТАМ з фазовим переходом перед іншими.

5) Як визначити необхідну кількість енергії (теплоти) для зарядки ТА?

6) Як визначити необхідну кількість теплової енергії для зарядки ТА за годину?

7) Як визначити необхідну витрату ТАМ?

8) За якими показниками вибираються ТАМ?

9) Які типи теплових акумуляторів з твердим покриттям Ви знаєте? Наведіть їх конструкцію і принцип дії.

10) Приведіть конструкції акумуляторів з фазовим переходом. проаналізуйте їх переваги та недоліки

11) Яку конструкцію має тепловий акумулятор з тепловими трубами?

Рекомендована література

1. Левенберг В.Д. Аккумулирование тепла / В.Д. Левенберг. – К.: Техника, 1991 -112 с.

2. Шароглазов В.С. Расширение возможностей аккумулирования тепла// Промышленная энергетика.-1993.-№11.-С 32-37.

3. Корчемний М. Енергозбереження в агропромисловому комплексі/ М.Корчемний, В.Федорейко, В.Щербань. - Тернопіль; Підручники і посібники 2001 -С.410-449.

4. Кирюшатов А.И. Использование нетрадиционных возобновля-ющихся источников энергии в сельскохозяйственном производстве/ А.И.Кирюшатов. - М.: Агропромиздат 1991.- 96 с.

Додаток А

(довідковий)

Серійно освоєні теплові акумулятори (промислові і побутові)

а) JASPI-GTV 270 б) Jaspi-Sahkoovali

Рисунок Б.1 – Теплові акумулятори

Jaspi-Sahkoovali - новий електроакумулятор енергії з поліуретановою ізоляцією і сталевою обшивкою. Відмінно застосовується як джерело тепла як на нових, так і об'єктах реконструкції. За об'ємом Jaspi-Sahkoovali виготовляється трьох розмірів 1,2; 1,8 і 2,4 м/куб. Регулююча автоматика високого рівня в Jaspi-Sahkoovali управляє повністю автоматично роботою акумулятора. Струмові трансформатори, що поставляються разом з автоматикою, забезпечують ефективну експлуатацію головного запобіжника об'єкту, враховуючи інше електронавантаження в будинку. Управління можна легко підключити також до контурів електроуправління електростанції. Стандартна потужність нічної зарядки - 16,25 кВт або 21,75 кВт і денна потужність - 9,75 кВт. Зазвичай в Jaspi-Sahkoovali не використовують змійовики ГВС, гарячу побутову воду виробляють окремим водонагрівачем Jaspi. Система відмінно личить для радіаторів або низькотемпературної теплої підлоги, навіть найменший за розміром Jaspi-Sahkoovali досить для опалювання невеликого приватного будинку (прим. 120 кв.м.) майже повністю на нічній електроенергії.

JASPI-GTV 270 відмінно личить для збільшення водяного об'єму комбінованого казана. Акумулятор єфективізує експлуатацію комбінованого казана на твердому паливі і покращує його ККД при експлуатації на дизельному / газовому паливі. GTV 270 личить також для підключення до казана як водонагрівач.

Додаток Б

(обов’язковий)

Таблиця Б.1 – Вихіні дані для розрахунку біогазових установок

№ варі-анту	Об'єм повітря, L, м³	Початкова температура повітря t_п, °С	Кінцева температура повітря t_к, °С	Час зарядки і розрядки ТА τ , год.	Вид ТАМ
1.		– 14			СаСl₂∙6Н₂O
2.		– 12			Na₂SO₄∙10H₂O
3.		– 10			Na₂S₂O₃∙5H₂O
4.		– 8			СН₃СООNa∙3H₂O
5.		– 6			Ва(ОН)₂∙8H₂O
6.		– 4			MgСl₂∙6Н₂O
7.		– 2			Поліетиленгліколь
8.					Октадекан
9.					Н-Ейкозан
10.					Парафін 46 – 48
11.					Нафталін
12.					Ацетамін
13.		– 14			Поліетилен високого тиску
14.		– 12			Пентаеритринол
15.		– 10			СаСl₂∙6Н₂O
16.		– 8			Na₂SO₄∙10H₂O
17.		– 6			Na₂S₂O₃∙5H₂O
18.		– 4			СН₃СООNa∙3H₂O
19.		– 2			Ва(ОН)₂∙8H₂O
20.					MgСl₂∙6Н₂O
21.					Поліетиленгліколь
22.					Октадекан
23.					Н-Ейкозан
24.					Парафін 46 – 48
25.		– 14			Нафталін
26.		– 12			Ацетамін

⇐ Предыдущая 12