CC BY
8УДК 697.921
Мозгова А.С.
канд. экон. наук, доцент кафедры теплотехники и гидравлики магистр кафедры строительных технологий, геотехники и экономики строительства Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова
(г. Чебоксары, Россия)
Волкова А.В.
магистр кафедры строительных технологий, геотехники и экономики строительства Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова
(г. Чебоксары, Россия)
Степанова Т.И.
магистр кафедры строительных технологий, геотехники и экономики строительства Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова
(г. Чебоксары, Россия)
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФАКТИЧЕСКОЙ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ ПРИТОЧНОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ
Аннотация: проблема энергоэффективности систем вентиляции на сегодняшний день очень актуальна. Энергоэффективность калорифера зависит от коэффициента теплопередачи устройства при определенных энергозатратах. В статье рассмотрен метод определения эффективности работы калориферов приточной вентиляции и тепловой завесы гаражей. Данный метод является важной практической рекомендацией для инженеров, занимающихся обслуживанием вентустановок и для отделов, которые разрабатывают энергосберегающие мероприятия для промышленных предприятий.
Ключевые слова: вентиляция, калориферы, эффективность, коэффициент теплопередачи, теплоотдача, вентустановки, инструментальное обследование, тепловая завеса.
Проблема энергоэффективности систем вентиляции на сегодняшний день очень актуальна. Одним из основных устройств, используемых для подготовки приточного воздуха к подаче в систему вентиляции является калорифер — обогреватель воздушного потока. Принцип действия калориферов основан на том, что теплоноситель имеет больший коэффициент теплоотдачи по отношению к потокам воздуха.
Энергоэффективность калорифера зависит от коэффициента теплопередачи устройства при определенных энергозатратах. Иными словами, чем больше тепла агрегат способен отдать при неизменных энергетических затратах, тем выше его эффективность.
Для определения эффективности работы калориферов были обследованы вентустановки приточной вентиляции и тепловые завесы гаражей на 100 и 75 автомашин крупнейшего промышленного предприятия по оказанию транспортных услуг по перевозке сыпучих грузов, в том числе руд и металлосодержащей продукции, крупногабаритных и тяжеловесных грузов, опасных грузов и т.д. Системы вентиляции совмещены с воздушным отоплением. Для предотвращения врывания холодного воздуха через ворота при въезде автотранспорта предусмотрены воздушно-тепловые завесы.
Для определения эффективности работы калорифера необходимо рассчитать фактический коэффициент теплопередачи. Коэффициент теплопередачи показывает, какое количество теплоты переходит в единицу времени от более нагретого к менее нагретому теплоносителю через 1 м2 теплообменной поверхности при разности температур. [] В учебной литературе отсутствует описание метода определения фактического коэффициента теплопередачи калорифера, приведены лишь паспортные данные коэффициентов для новых установок, необходимые при подборе оборудования.
Для вывода формулы для определения фактического коэффициента теплопередачи был использован справочник по наладке вентоборудования [ ] В результате фактический коэффициент теплопередачи калориферов определен по формуле:
,, =_2Q__(1)
* Р■ п ■ (Т + г2 -- г,) у'
здесь Q - теплопроизводительность калориферов, Вт; ^ - площадь поверхности нагрева калорифера, м2; п - количество калориферов; т -температура воды на входе в калорифер, 0С ; т - температура воды на выходе из калорифера, 0С; г - температура воздуха на входе в калорифер, 0С; гн -
температура воздуха на выходе из калорифера, 0С.
Теплопроизводительность калориферов по количеству тепла, отданному теплоносителем, определена по формуле:
Qт = О ■ с ■ (Т1 - Т2), Вт (2)
здесь О - расход теплоносителя через калорифер, кг/час; с - удельная теплоемкость воды, Вт ■ ч/(кг ■ 0С).
Теплопроизводительность калориферов по воздуху определена по формуле:
Qв = 0,278 ■ Ь ■ 1,2 ■ (гн - гк),Вт (3)
здесь Ь - расход воздуха через калорифер, м3/час.
Каталожный коэффициент теплопередачи калориферов определен по формулам с учетом массовой скорости движения воздуха и скорости воды в трубках калориферов. [ ]
к = 25,5 ■ (ир)0,496 V'16, Вт/м2 С (4)
ир =---, кг/(с • м2) (5)
3600 • / •п
Л в
0,24 • 10-6 • £
с =—--—, м/ с (6)
/тр • (Т - Т2) • л ^
здесь ир- массовая скорость движения воздуха через калорифер кг/(м2 • с); с- скорость воды в трубках калорифера, м/с; /в - площадь живого сечения калорифера для прохода воздуха, м2; /тр - площадь живого сечения трубок
калорифера, м2; п - число параллельных потоков воздуха и воды в схеме обвязки калориферов.
Эффективность работы калорифера определена по формуле:
к
п = -ф • 100% (7)
к
Расход воздуха определялся анемометром, а также из баланса по теплу.
Для анализа правильности замеров и определения количества воздуха были выполнены замеры токов по фазам электродвигателей вентиляторов.
Фактическая мощность электропривода вентилятора определена по формуле:
Р = у/3 • J • и • • С, кВт (8)
здесь 3 - средний ток фаз, А; и - напряжение на выводах электродвигателя, В.
По данной методике расчета можно определить эффективность работы вентустановки.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Богословский В. Н. Строительная теплофизика: учебник для ВУЗов. 3-е изд. - СПб: Изд-во АВОК СЕВЕРО-ЗАПАД, 2006. - 400 с.
2. СП 60.СП 118.13330.2012. Свод правил. Общественные здания и сооружения. Актуализированная редакция СНиП 31-06-2009. - М.: Минрегион развития. 2013. - 87 с.
3. СП 60.13330.2020. Свод правил. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Актуализированная редакция СНиП 41 - 01- 2003. -М.: Минрегион развития. 2013. - 76 с.
4. Антонов П. П. Методика расчёта и проектирования систем обеспечения микроклимата в помещениях плавательных бассейнов. - М.: Мир климата. - 2005.
5. Stefanutti L. Новый спортивный комплекс в Берлине // АВОК. - 2004. - № 3. - с. 44-48.
6. Проект ОАО Уралгражданпроект «Плавательный бассейн спорткомплекса «Юность» (реконструкция). 17.639, 6391-01- ОВ1, листы 2-5, эскизы разрезов, 1995.
7. Шумилов Р. Н., Толстова Ю. И. Оценка тепловлажностного режима плавательных бассейнов // Вестник УГТУ - УПИ. - 2006.- №№ 12 (83). - С. 361-364.
8. Гримитлин М. И. Распределение воздуха в помещениях. - М.: Стройиздат, 1982. - 164 с.
Mozgova A.S.
Chuvash State University (Cheboksary, Russia)
Volkova A.V.
Chuvash State University (Cheboksary, Russia)
Stepanova T.I.
Chuvash State University (Cheboksary, Russia)
DETERMINATION OF THE ACTUAL ENERGY
EFFICIENCY OF THE SUPPLY VENTILATION OPERATION
Abstract: the problem of energy efficiency of ventilation systems is very relevant today. The energy efficiency of the heater depends on the heat transfer coefficient of the device at certain energy costs. The article considers a method for determining the efficiency of the air heaters of the supply ventilation and the thermal curtain of garages. This method is an important practical recommendation for engineers involved in the maintenance of ventilation installations and for departments that develop energy-saving measures for industrial enterprises.
Keywords: ventilation, heaters, efficiency, heat transfer coefficient, heat transfer, ventilation installations, instrumental examination, heat curtain.
