8 (495) 984-74-92
8 (495) 226-51-87
Главная
Техническая информация
Расчет теплового баланса
Тепловая нагрузка от обменной вентиляции


Тепловая нагрузка от обменной вентиляции

Во многих холодильных камерах (например хранилищах овощей и фруктов) время от времени предусматривается обновление находящегося там воздуха путем его частичной замены на воздух из окружающей среды (наружный воздух), температура которого большую часть года выше, чем температура в холодильной камере. Поступивший в камеру свежий воздух должен быть охлажден от наружной температуры до температуры в холодильной камере, следовательно он представляет собой для камеры дополнительную тепловую нагрузку Qвен. Эта нагрузка определяется по формуле:

  • где Gвозд — приток наружного воздуха в камеру, кг/с;
  • Δi — разность энтальпий наружного воздуха и воздуха, находящегося в камере, кДж/кг;
  • Δi = iнар — iвнут;
  • iнар — энтальпия наружного воздуха, кДж/кг;
  • iвнут — энтальпия воздуха в холодильной камере, кДж/кг;
Для данных температуры и относительной влажности соответствующие значения энтальпий воздуха могут быть найдены либо по диаграмме влажного воздуха, либо из специальных таблиц.

Диаграмма влажного воздуха «влагосодержание d — энтальпия i», известная также как диаграмма Молье, представлена на рис. 2.3. Для определения параметров воздуха в произвольной точке диаграммы необходимо знать по крайней мере две величины. В общем случае в качестве таких величин используются температура воздуха, °С, и его относительная влажность φ, %. Допустим, задано, что tвозд= +25°С и φ = 70%. Тогда следуя по изотерме 25°С до пересечения с кривой φ = 70% получаем точку А (см. рис. 2.3), влагосодержание которой d — 14 г/кг сухого воздуха, а энтальпия i — 61 кДж/кг. Аналогично для точки В с параметрами t = −18°С и φ = 85% имеем d — 0,9 г/кг и i = −16 кДж/кг. В результате разность энтальпий воздуха с параметрами А и В A ΔiAB + 61 — (-16) = 77 кДж/кг.

Заметим, что диаграмма влажного воздуха строится по формулам:

где φ — относительная влажность, φ = pn/ps, psдавление насыщения паров воды при данной температуре, рn — парциальное давление паров воды при данной температуре, t — температура, °С, для определенного значения атмосферного (барометрического) давления В = pвозд + рn, среднего в данной местности. Диаграмма на рис. 2.3. рассчитана для давления 104300 Па (782 мм рт.ст.).

Значение Gвозд равно:

  • где Vпр — приток наружного воздуха, м3/сутки, в холодильную камеру,
  • ρкам— плотность воздуха в холодильной камере,
  • 86400 — число секунд в 24 часах (сутки).
Плотность воздуха в холодильной камере рассчитывается по уравнению:

  • где ρ0 — плотность воздуха при температуре 0°С (ρ0 = 1,293 кг/м3)
  • tкам — температура в холодильной камере, °С.
Наконец для суточного притока наружного воздуха имеем:

  • где Vкам — объем холодильной камеры, м3,
  • — ежесуточная степень обновления воздуха в холодильной камере, сутки-1; (объем Vкам берется в м3).

Пример расчета

Обратимся к примеру, считая камеру вентилируемой. Объем камеры хранения замороженного мяса

Vкам = 12×15×6 = 1080 м. Степень обновления воздуха

В нашем примере наружный свежий воздух поступает в камеру с температурой +25°С при относительной влажности 70%. По диаграмме влажного воздуха, рис. 2.3, находим iнар61 кДж/кг.

Точно также для воздуха в холодильной камере при t = −18°С и φ = 95% диаграмма 2.3 дает iвнут = −16 кДж/кг. Следовательно, Δi = iнар — iвнут = 61 — (-16) = 77 кДж/кг. Таким образом, тепловая нагрузка, обусловленная притоком свежего воздуха Qвен = 0,0368×77 = 2,837 кВт.

Вместе с тем, расчет тепловой нагрузки от обменной вентиляции может быть выполнен гораздо проще без использования диаграммы рис. 2.3. по формуле

  • где: qуд — удельный теплоприток в камеру, зависящий от разности температур и относительной влажности воздуха в камере и свежего воздуха. Значения qуд приведены в таблице 2.5.
  • ƒ — коэффициент интенсивности обновления воздуха. При низкой интенсивности ƒ = 0,5, при нормальной ƒ = 1,0 и при высокой интенсивности ƒ = 1,8.
Используя те же исходные данные, что и в предыдущем примере, имеем: n = 2,13, Vкам1080 м3. Из таблицы 2.5 для tнар = 25°С, φнар = 70% и tвн = −18°С интерполируя получим qуд = 25,4 ккал/м3. Считаем, что интенсивность обновления воздуха нормальная, то есть ƒ = 1,0.

Тогда Qвен = 2,13×1080×25,41/86400 = 0,68 ккал/с,

Или, переходя к системе СИ, Qвен = 0,68×4,1868 = 2,847 кВт, то есть полученный результат практически совпадает с результатом первого варианта расчета.

 

"Добавить комментарий"


"Обновить"

<< Расчет теплопритока в камеру через ее стенки   Тепловая нагрузка при термообработке продуктов >>