Оптимизация параметров теплообменников пароводонагревателя и системы отопления и расходов теплоносителей

Поскольку один теплообменник работает на нагрев воды в бойлере, а другойна нагрев теплоносителя системы отопления, то их оптимальные параметры необходимо определитьв режиме их одновременной работы, что является с энергетически точки зрения наиболеетяжелым режимом для пароводонагревателя. При этом выходными параметрами, определяющими работоспособность ГЭТУ, являютсятемпература воды в бойлере в конце заданного промежутка времени и температура воздуха в помещении.

Для оптимизации используетсяматематическая модель (31), которая решаетсячисленным методом при помощи программы MathCAD. Проводясерий расчетов при различных комбинациях значенийF_то1,F_то2,F_ро, таким образом, чтобы t_твв конце заданного промежутка времени равнялась требуемому значению (80ºС), атемпература t_пом воздуха в не понизилась ниже заданной(15ºС) при t_ос = –28 ºС, потребляемая мощность не превышала 25 кВт.

Исходные данные и результаты расчетов приведены вПРИЛОЖЕНИИД.В результате определены следующиеоптимальные значения:F_то1=0,4 м²,F_то2= 0,235 м²,F_ро=14м², кг/с,

На рисунке 7показана динамика изменения t_тв,t_то1,t_то2,t_ро,t_пом и Рпри F_то2= 0,235 м²,F_ро = 14м², кг/с, t_ос = –28 ºС.

 

Рисунок 7–Динамика изменения t_тв,t_то1,t_то2,t_ро,t_пом и Рпри F_то2= 0,235 м²,F_ро = 14м², кг/с, иt_ос = –28 ºС

 

Как видно из рисунка7, за 150 минt_твповышается до 80ºС, аt_пом повышается от 10 ºС до 18 ºС.Мощность пароводонагревателяс течением времени снижается, но незначительно. В дальнейшем по сигналу датчика температуры нагрев воды в бойлере прекращается, а температура воздуха регулируется в пределах заданных значению по команде датчика температуры воздуха.

Таким образом, предъявляемые требованияк температурным режимам удовлетворяются при следующих оптимальных значениях:F_то1 =0,4 м²,F_то2=0,235 м²,F_ро = 14м², кг/с, . Определенный интерес представляет влияние размера площадитеплообменной поверхности на интенсивность нагрева воды в бойлере.Для расчета использовалась математическая модель (26) и вычислительная программа Mathcad и ранее использованные исходные данные.

На рисунке 8представлены графики, описывающие динамику t_тв и Р_то (тепловая мощность теплообменника) при работетеплообменника ТО1 сF_то1 =0,4 м², анарисунке9при работе теплообменника ТО2 сF_то2=0,235 м²т.е. с меньшей поверхностью теплообмена.Анализ графиковпоказывает, что при использованиитеплообменника ТО1 t_твповышается от 23 до 73ºС за 105 мин, а в случае ТО2за 115 мин. Причем, к концу нагрева Р_тоснижается в первом случае до 9500 Вт, а во втором случае6300 Вт.

Рисунок 8–Динамика изменения t_тв и Р_то при работе

теплообменника ТО1 сF_то1 =0,4 м²

Рисунок 9–Динамика изменения t_тв и Р_то при работе

 теплообменника ТО2 сF_то1 =0,235 м²

 

 

3.2 Изготовление экспериментального образца ГЭТУ –25

Основными элементами конструкции ГЭТУ–25 являются бойлер 1 электродный пароводонагреватель 2,гелиоколлектор (на рисунке непоказан), щит управления 3, вытеснительный бачок 4совмещенный с подпиточным баком и циркуляционные насосы 5 (рисунок 10).

Пароводонагреатель, вытеснительныйбачок, корпус щита управления и подставка были изготовлены в соответствии с конструкторской документацией на опытно–экспериментальном заводе КазНИИМЭСХ.

Приобретены комплектующие изделия (листовое железо, текстолит, пускозащитные устройства, вентили, указатель уровня воды, проходные изоляторы, электромагнитный клапан, датчики температуры, давления и др.).

Рисунок 10– Общий вид экспериментального образца ГЭТУ–25

 

После изготовленияэкспериментального образца были проведены следующие виды контроля:

а) контроль комплектности;

б) контроль габаритных размеров и массы;

в) контроль герметичности фланцевых, резьбовых, сальниковых, разъемных соединений, арматуры трубопроводов;

г) контроль предохранительных клапанов;

д) наружный и внутренний осмотр;

е) гидравлические испытания корпуса ЭП;

ж) контроль качества сварных соединений;

и) контроль технологичности сборочных операций.

---

Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 360; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!