Энергосберегающие технологии Системы теплоснабжения Развитие нетрадиционной энергетики Устройство ветроэлектрической установки Солнечные коллекторы Активные гелиосистемы отопления зданий. Геотермальная энергия

Расчет основных показателей ТАМ

Исходными данными расчета являются: массовый расход теплоносителя G, кг/с; промежуток времени протекания теплоносителя τ, с; масса Мm теплоаккумулирующего материала, кг; температура, теплоносителей tг вых на выходе из аккумулятора и горячего tх вх на входе в аккумулятор. Кроме того, должны были заданы тип ТАМ и вид теплоносителя.

Приведем методику расчета для теплового аккумулятора с твердым ТАМ, чаще всего, применяемым в сельском хозяйстве. В качестве теплоносителя используется газоподобная среда (как правило, воздух).

Отношение водяных эквивалентов газа и аккумулятора

  (4.1)

Параметр теплопередачи

 (4.2)

Относительная температура на входе

. (4.3)

Средняя относительная температура на выходе

. (4.4)

В приведённых формулах, кроме уже указанных, приняты такие обозначения:

cp – удельная теплоемкость теплоносителя, кДж/ (кг∙К);

сm – удельная теплоемкость ТАМ, кДж/ (кг∙К);

a – коэффициент теплообмена, Вт/(м2∙К);

А – площадь поверхности теплоотдачи, м2;

г., х., вx., вых. – параметры теплоносителя соответственно горячего, холодного, на входе в ТАМ и на выходе из него.

Отношение водяных эквивалентов теплоносителя Wг/Wх колеблется в пределах 0,8–1,0.

Зависимость относительной температуры охлажденного теплоносителя tвых от параметра теплопередачи θ* и водяного эквивалента Wгаза и ТАМ приведена на рис. 4.1 на входе ТА с твердым ТАМ при Wг/Wх =l,0(a); Wг/Wх =0,9(б); Wг/Wх =0,8(в) и разных значениях θ* (цифры на кривых отвечают значениям θ*).

Рис. 4.1. Относительные температуры холодного теплоносителя на выходе из ТА с твердым ТАМ при Wг/Wх =l,0(a); Wг/Wх =0,9(б); Wг/Wх =0,8(в)

На рисунке обозначено: I – начальная; II – конечная; III – средняя цифра. Цифры на кривых – значения параметра теплопередачи.

Относительный параметр теплопередачи θ* представляет собой осреднённое значение передачи теплоты холодного Qх и горячего Qг газов:

. (4.5)

Необходимая площадь поверхности теплообмена равна

. (4.6)

В конце расчета определяют эффективность использования теплоаккумулирующего материала Uм и эффективность регенерации теплоты Р.

Параметр Uм равняется отношению количества теплоты, переданной газу, к максимальному количеству аккумулированной теплоты, а параметр Р – отношению количества теплоты, переданной охлажденному газу, к количеству теплоты, выданной горячим газом:

; (4.7)

. (4.8)

Обозначения к главе 4

М – массовый расход теплоносителя, кг/с;

τ – продолжительность процесса аккумулирования, с;

Мт – масса теплоаккумулирующего материала, кг;

tг вых, tх вх – температура теплоносителя, соответственно горячего и холодного, на входе в теплоаккумулятор, °С;

W – отношение водяных эквивалентов газа и аккумулятора;

tвх – относительная температура теплоносителя на входе в теплоаккумулятор, °С;

tвых – средняя относительная температура теплоносителя на выходе, °С;

сТ – удельная теплоемкость материала аккумулятора, кДж/(кг∙К);

ср – удельная теплоемкость теплоносителя, кДж/(кг∙К);

θ* – приведенный параметр теплопередачи;

θх, θг – приведенные параметры теплопередачи для холодного и горячего газов;

Uм – параметр эффективности использования теплоаккумулируемого материала;

Р – эффективность регенерации теплоты.


Проектирование активных систем солнечного горячего водоснабжения