2.2. Функциональная схема.
Функциональная схема энергосберегающей системы технического водоснабжения промышленного предприятия с наиболее полным использованием теплоты оборотной воды.
2.3.Расчет режима работы теплонасосной установки и выбор тепловых насосов.
Задачей расчета является определение расходов всех потоков воды, ее температуры, тепловых нагрузок теплообменников, теплопроизводительности теплонасосной установки, типоразмера и количества тепловых насосов.
Считаем, что функциональная схема системы водоснабжения соответствует приведенной на рис. 1. в качестве тепловых насосов применяются парокомпрессионные тепловые насосы с маслозаполнением винтовым компрессором.
Объемный расход воды на горячее водоснабжение
Vгв
=
= 17,18 м3/ч
где с, ρ – удельная теплоемкость и плотность воды.
Температура подпиточной воды системы горячего водоснабжения на выходе из предварительного теплообменника
tпт = tнп - ∆tнг = 38 - 4 = 34 оС
где ∆tнг – недогрев подпиточной воды в предварительном теплообменнике до температуры обратной воды, принимается ∆tнг =2…5 оС.
Тепловая нагрузка предварительного теплообменника
Qпт
= VгвСрρ(tпт-
tхв)
= (17,18
4,19
1000
(34 – 5))/3600 = 579,8 кВт
Теплопроизводительность теплонасосной установки
Q = Qо + Qв + Qгв = 600+400+1000 = 2000 кВт.
Количество рабочих тепловых насосов
N
=
≈
3
где Qкн, Qмн – номинальная теплопроизводительность конденсатора и маслоохладителя выбранного теплового насоса /см. табл. 1 Приложения/.
Количество устанавливаемых тепловых насосов с учетом резерва
Nуст = N + 1 = 3 + 1 = 4
Рекомендуется использовать однотипные и наиболее мощные тепловые насосы, стремясь к максимальному использованию их мощности. Минимальное количество тепловых насосов должно быть не менее двух /один рабочий и один резервный/. Устанавливаем два рабочих и один резервный тепловые насосы.
Тепловые нагрузки конденсатора и маслоохладителя каждого теплового насоса в расчетном режиме
Qкм
=
=
355 кВт
Тепловая нагрузка испарителя конденсатора в расчетном режиме
Qк = Qкм – Qмн = 355 – 47 = 308 кВт
Тепловая нагрузка испарителя в расчетном режиме
Qи
=
= 253,5 кВт
где φ – коэффициент трансформации теплового насоса, принимается φ = 3,2…4.
Расход обратной воды через предварительный теплообменник и испарители тепловых насосов
Vнп
=
=
21,1 м3/ч
Расход оборотной воды на градирни
Vг = Vов – Vнп = 200 – 21,1 = 178,9 м3/ч
Расход воды на отопление
Vo
=
=
34,3 м3/ч
Расход воды на вентиляцию
Vв
=
=
23 м3/ч
Тепловая нагрузка разделительного теплообменника
Qрт
= Vгв
Ср
ρ
(tгв–
tпт)
= 17,18
4,19
1000
(55 – 34) / 3600 = 420 кВт
Температура горячей воды в промежуточном контуре конденсаторов и маслоохладителей тепловых насосов на выходе из разделительного теплообменника
tрт = tпт + ∆tнo = 34 + 8 = 42˚С
где ∆tно – недоохлаждение воды промежуточного контура в разделительном теплообменнике, применяется ∆tно = 5 … 10 оC.
Расход воды из промежуточного контура для нагрева воды на горячее водоснабжение в разделительном теплообменнике
Vрт=
= 20 м3/ч
Расход воды в промежуточном контуре
Vпк = Vo + Vв + Vрт = 34,3 + 23 + 20 = 77,3 м3/ч