|
| |
 |
Электронные компоненты Мануалы Wr cw(wrl ~tNГ1) (6.2) При количественном регулировании тепловой производительности воздухонагревателя через него изменяется расход горячей воды Gwr- Этот метод регулирования наше.л наибольшее применение в традиционных СКВ и приводит к энергетическим потерям. Выбор расчетного режима нагрева воздуха при параметрах Б в холодный период года осуществляется при скорости воды в трубках 0,12 м/с, как это правильно оговорено в п. 4.73 [18]. Ко.личеетвенное регулирование тепловой производительности путем сокращения расхода воды Gwr при росте приводит к резкому сокращению коэффициента теплопередачи К в зоне переходного режима течения (см. график на рис. 6.3). Уравнение тепловой производительности воздухонагревателя поверхностью нагрева F имеет вид i/- riCwrl ) (wr2 н) К x г--;-, IJT. 2,3 X Ig (6.3) Резкое снилчение коэффициента теплопередачи К приведет к резкому снижению теплотехнической эффективности воздухонагревателя и, соответственно, увеличению времени регулирования, что обусловит перерасход тепла. Вторым недостатком метода количественного регулирования является опасность снилчения температуры воды до 0°С в некоторых трубках воздухонагревателя, где из-за малого расхода горячей воды нет ее циркуляции. Снижение температуры воды даже в одной трубке до 0°С при проходе через воздухонагреватель нарулчного воздуха с отрицательной температурой приведет к замерзанию воды в этой трубке и ее разрыву. Традиционные методы предохранения от замерзания воды в трубах, как показывает опыт эксплуатации систем, не обеспечивают надежтюй и безопасной работы воздухонагревателей в СКВ. Наиболее наделчным и энергетически эффективным является метод качественного регулирования с помощью смесительного насоса, как это показано на рис. 6.4. В воздухонагревателе 1 нагревается приточный воздух Ln, температура нагрева которого tn /„ = const  g,,r * consl IlacocUPS g;,„ = var Ч\г2 Hacoc UPE Рис. 6.4. Принципиальная схема качественного регулирования воздухонагревателя с применением смесительного циркуляционного насоса UPS водам циркулирует переменный расход горячей воды Gri с температурой -vvri от центрального источника теплоснабжения. Для циркуляции переменного расхода горячей воды Gwri от центрального источника энергетически целесообразно применять насос с электронным регулированием, например, типа UPE. Качественное регулирование тепловой производительно ctpi воздухонагревателя 1 достигается благодаря наличию перемычки 5 и постоянно контролируется датчиком 2, имеющим импу.льсивную связь с автоматическим клапахюм 3, обычно смонтированным на обратном трубопроводе. По обратным 4 и подающим 6 трубопро- необходимости снижения тепловой производительноctpi воздухе-нагревателя при росте температуры наружного воздуха t. уравнение теп.лого баланса имеет вид  работе смесительного насоса 7 типа UPS при постоянном расходе горячей воды Gwrj проходящей по трубкам возд}хонагревателя 1, Для недопущения прохода горячей воды Gwri от источника горячего водоснаб?кения по перемычке 5 в обратный трубопровод служит обратный клапан 8. Для выравнивания гидравлического сопротивления перемычки 5 при проведении наладочных работ испо.?1ьзуется ручной вентиль Р. При повышении температуры наружного воздуха для сохранения постоянной температуры притока датчик 2 через импульсивную связь подает команду на автоматический клапан 3 для сокращения расхода горячей воды Gri от центрального источника. К всасывающей стороне смесительного насоса 7 через перемычку 5 будет поступать больше воды с низкой температурой tv2 из обратного трубопровода 4- Это обусловит снижение температуры горячей воды iwri, подаваемой насосом 7 в трубки возд}хонагревателе 1. Из уравнения (6.3) следует, что сохранение высокого расчетного значения коэффициента теплопередачи К обеспечит быстрое изменение тепловой производительности воздухонагревателя 1 при снижении температуры горячей воды fri-Это не приведет к перерасходу тепла в режиме регулирования по сравнению с традрщионным методом количественного регулирования. Благодаря сохранению постоянного рассода горячей воды Gr и расчетной скорости турбулентного режима течения воды в трубках воздухонагревателя 1 не могут создаваться условия прекращения циркуляции воды через отдельные трубки. Это принципиально отличает метод качественного регулирования от широко применяемых методов количественного регулирования воздухонагревателей. Показанхпле выше энергетические и эксплуатационные преимущества метода качественного регулирования воздухонагревателей позволяют сделать вывод о целесообразности применения смесительных насосов в СКВ. Считаем целесообразным изменить запись в СНиП в п. 4.736. на с. 18 [18] и рекомендовать этот метод регулирования к широкому применению в воздухонагревателях. На объектах с повышенными требованиями к надежности работы СКВ в качестве смесительных насосов применяются сдвоенные насосы, например типа UPSD [11]. На рис. 6.5 показана фотография конструкции одинарных UPS и сдвоенных насосов типа UPSD серии 200. Корпус 1 из серого чугуна GG 20 или бронзы, имеет нагнетательный 2 и всасывающий 3 патрубки. На фото на рис. 6.5 показано фланцевое присоединение патрубков 2 и 3 к фла1шам соответственно нагнетательного и всасывающего трубопроводов. На насосах малой производительности с диаметром патрубков 2 л 3 в 2Ь и 32 мм присоединение к нагнетательному   Рис.. 6.5. Фотографии конструкции одинарных UPS серии 200 а) конструкция одинарного насоса UPS; б) конструкция сдвоенного насоса UPSD. 1 - корпус из серого чугуна GG20 и бронзы; 2- нагнетателыгый патрубок; 3- всасывающий патрубок; 4 - электродвигатель; 5 - фланец электродвигателя; 6 - к.тсмная коробка; 7- ручка изменения частоты вращения в трех возможных положениях и всасывающему трубопроводам осуществляется на резьбовом соединении. В монта/Еном положении патрубки 2 а 3 располагаются на трубопроводах вертикалыю, а приводной электродвигатель 4 должен быть строго горизонтальным. Электродвигатель 4 имеет вал, на котором крепится рабочее колесо насоса. С помощью фланцев 5 электродвигатель 4 вместе с рабочим колесом крепится к корпусу / насоса. В сдвоенной конструкции насоса типа UPSD (рис. 6.56) при неисправности одного из двух рабочих колес или э.лектродвигателсй 4 неисправный узел насоса путем освоборкде-ния фланцевого крепления 5 вынимается и на это место ставится заглушка. Выемка неисправного узла и установка заглушки не занимает более 20 мин. После этого запускается второй резервный из сдвоенных насосов, что обеспечивает высокую надежность работы воздухонагревателя в составе СКВ. На рис. 6.5 хорошо видны клеммные коробки 6 для присоединения проводов электропитания насосов. У сдвоенного насоса осуществляется самостоятельная подводка электрических прово- доб. что делает независимым включение их электродвигателей. Па клеммной коробке б располагается ручка 7 д.пя ручного изменения ре?кимов работы насоса при трех частотах вращения вала электродвигателя. В случаях необходимости увеличения расхода горячей воды через воздухонагреватель оба электродвигате.пя 4 н сдвоенных насосах могут вк.лючаться для парал.чельной подачи воды в общий нагнетательный трубопровод. Для насосов фирмы «Грундфос» характерна их работа с высоким КПД, что достигается высоким качеством изготовления корпуса и рабочего колеса. Это сокращает гидравлические потери в насосе и увеличивает его КПД. 6.3. Экономия энергии и повышение эффективности регулирования воздухоохладителей На рис. 6.6 представлена расчетная зависимость [7] коэффициента теплопередачи К в ре?кимах охлаждения приточного на- К, вт/(м град) А 20 - a„ = 30bi/(M - град) ламинарный переходный турбулентный w, м/с Рис. 6.6. Расчетная зависимость коэффициента теплопередачи К в режимах охлаждения приточного воздуха при постоянном влагосодержании, при постоянной ско1)ОСти воздуха и изменяющихся скоростях воды в трубках воздухоохла-дргтеля ружного воздуха Lnn при постоянном влагосодер?капии, в котором справедливо следующее уравнение теплового баланса: •пн x Рпн x срх (t„ - tox) = Gwl x cw(tw2 " Kl)- (6-4) При снижении температуры нарулчного воздуха от расчетного значения для поддердчания постоянства температуры охла?кден-ного воздуха tox необходимо либо сократить расход хо.лодной воды G\vi через воздухоохладитель, либо увеличить температуру холодной воды /,1, поступающей в трубки воздухоохладителя. Регулирование ох.падите.аьной способности воздухоохладителя qox путем изменения расхода холодной воды называют количественным регулированием. При этом методе регулирования изменяется скорость воды в трубках воздухоохладителя. На графике рис. 6.6 хорошо видны три области изменения коэффициента теплопередачи К в зависимости от скорости воды в трубах при ее средней температуре 12 °С. При скоростях хо.аод-ной воды от 0,6 м/с и выше коэффициент теплопередачи достигает наиболее высоких величин. Эта область характеризуется ре?ки-мами развитого турбу.лентного течения холодной воды в трубках. Для сокращения гидравлических сопротивлений воздухоохпади-теля энергетически рационально расчетньш величины скоростей холодной воды принимать в пределах 0;6-0,8м/с. При сокращении расчетного расхода холодной воды Gwi турбулентный ре?ким сменяется переходным режимом при скоростях хо.подной воды от 0,6 до 0,1м/с. В этой области изменения скоростей холодной воды отмечается резкое снижение коэффициента теплопередачи. Уравнение теплового баланса в воздухоохладителе дополним выражением к x Fx {Ui i\\x2) {tox wxl) 2,3 x Ig (6.5) Из выралчепия (6.5) следует, что при снижении в два раза коэффициента теплоперетачи К в переходном режиме течения холод-1ЮЙ воды по трубкам воздухеохпадите.пя резко понизится теплотехническая эффектив1юсть и, соответственно, удлиняется время сокраще1гая расхода хо.лода. Принципиально другие возмолаюсти реализуются при применении метода качественного регулирования снижения расчетной холодопроизводите-льности путем изменения начальной температуры холодной воды twxb поступающей в трубки воздухоохладителя. На рис. 6.7 представлена принципиальная схема реализации метода качественного регулирования релшмов охлаждения минимального расхода приточного наружного воздуха Ьпн(мин) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 [ 39 ] 40 41 42 43 44 45 |