Годовой расход энергии на вентиляцию

Годовой расход энергии на вентиляцию связан с обработкой приточного воздуха.

Исходным для определения режимов нагрева и охлаждения вентиляционного воздуха является поле параметров внутреннего воздуха «В» (рисунок 3.2). Оно имеет форму четырехугольника и ограничено изотермами соответствующими значениям расчетных температур внутреннего воздуха и кривыми относительной влажности для теплого и холодного периодов года.

Вершина «Л» - расчетное сочетание параметров для теплого периода, вершина «З» – для зимнего периода.

Рисунок 3.2 – Поля внутреннего и наружного воздуха в i-d-диаграмме

В – поле параметров внутреннего воздуха; Н – поле параметров наружного воздуха; П – поле параметров приточного воздуха;

Поле параметров наружного воздуха «Н» представляет собой сочетание температуры и относительной влажности наружного воздуха φ, наблюдавшееся в метеосети в рассматриваемой местности. Поле ограничено линией, называемомй границей наружного климата.

Наложим поле внутренних параметров на поле наружных параметров и проведем через вершины поля «В» лучи процессов в помещении ε_п, Отложив на линиях ε_п рекомендуемую разность температур внутреннеого и приточного воздуха ∆t, получим поле требуемых параметров приточного воздуха «П». Положение линий постоянных теплосодержаний i₁ и i₂, проходящих через вершины поля «П», определяют границу режимов энергопотребления на обработку наружного воздуха (рисунок 3.3).

Рисунок 3.3 – К определению зоны охлаждения и нагрева наружного воздуха

Область параметров, лежащая выше изоэнтальпии i₁, соответствует режиму охлаждения наружного воздуха. При i₂,≤ i_н ≤ i₁, система находится в переходном режиме, те.е ни теплота, ни холод не потребляются. В области параметров наружного воздуха, лежащих ниже линии i₂,система работает в режиме нагрева наружного воздуха.

Если через вершины поля «П» провести еще и линии d=const, можно определить в зависимости от текущего положения точки Н рациональные способы обработки воздуха, требующие минимальных энергозатрат.

На i-d-диаграмму можно нанести климатическую кривую, соединяющую точки с наиболее вероятными сочетаниями t и φ. Она проходит от точки, соответствующей параметрам Б для холодного периода года до точки с параметрами Б в теплый период. Климатическая кривая позволяет вычислить годовой расход теплоты на нагрев наружного воздуха. Пример схемы построения и расчета показана на рисунке 3.4.

Рисунок 3.4 – Схема построения на i-d-диаграмме для расчета годового потребления тепловой энергии на нагрев наружного воздуха с использованием климатической кривой

Жирной линией показа основной процесс обработки воздуха в расчетных условиях холодного периода. Наносим на диаграмму изотермы t_нi с некоторым и нтервалом (например, 5⁰) и получаем на их пересечении с климатической кривой соответствующие точки состояния наружного воздуха Н_i. Затем из точек Н_i проводим линии d=const до пересечения с отрезком К-П', находим соответствующие точки окончания процесса нагрева К_i и определяем по построению температуры в этих точках t_ki.

После этого годовое энергопотребление , МДж/г, вычисляется по формуле

=G_п⋅с_в⋅(1–к_эф)⋅10^–3𝜮([t_ki–t_нi]⋅ z_i),

где z_i – число часов стояния наружной температуры в интервале от t_нi до t_нi+1, определяемое по климатическим данным;

G_п–массовый расход нагреваемого воздуха, кг/ч, G_п=L_п⋅ρ_в, где L_п –объемный расход притока, м³/ч, а плотность воздуха ρ_в можно принимать равной 1,2 кг/ м³;

с_в=1,005 кДж/кг⋅⁰С–удельная массовая теплоемкость воздуха;

к_эф– коэффициент температурной эффективности теплоутилизатора (при наличии в рассматриваемом варианте утилизации теплоты), определяемы по расчету теплоутилизационного оборудования.

На стадии предварительных вычислений можно принимать к_эф=0,4–0,5 для систем с промежуточным теплоносителем, 0,5–0,55 – для пластинчатых перекрестно-точных теплообменников и 0,7–0,8 – для вращающихся регенераторов.

Аналогично можно провести построение и расчет и для определения расхода холода в теплый период.

Ориентировочно потребление тепловой энергии за отопительный период системой вентиляции , МДж/г, например на стадии технико-экономического обоснования принципиальных решений, можно определить следующим образом

= z_p⋅G_п⋅с_в⋅D_d⋅(1–к_эф)⋅10^–3,

где z_p – число часов в сутки, когда отопительное или вентиляционное оборудование работает;

D_d– градусо-сутки отопительного периода;