ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE Fakulta stavební. Laboratoře TZB. Ing. Daniel Adamovský, Ph.D. Katedra TZB, fakulta stavební, ČVUT v Praze

Transkript

1 ČESKÉ YSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ PRAZE Fakulta stavbní Laboratoř TZB Cvční č. 3 Stanovní účnnost výměníku ZZT Ing. Danl Adamovský, Ph.D. Katdra TZB, fakulta stavbní, ČUT v Praz Praha 2011 Evropský socální fond Praha & EU: Invstujm do vaší budoucnost

2 Formulac úkolu: Zadání ypočtět skutčně přnsný tplný tok mz proudm ochlazovaného a ohřívaného vzduchu. Zjstět aktuální účnnost sdílní ctlného a účnnost sdílní clkového tpla výměníku zpětného získávání tpla v vzduchotchncké jdnotc.

3 Zadání Podmínky měřní a měřné vlčny měřní proběhn př ustálném provozním stavu vzduchotchncké jdnotky tploty vzduchu na vstupu a výstupu dskového rkupračního výměníku rychlost vnkovního (ohřívaného) a vntřního (ochlazovaného) vzduchu

4 lčny: Zadání t 1, ϕ 1 - tplota a rlatvní vlhkost vntřního (ochlazovaného) vzduchu na vstupu do ZZT t 2, ϕ 2 - tplota a rlatvní vlhkost vntřního (ochlazovaného) vzduchu na výstupu z ZZT t 1, ϕ 1 - tplota a rlatvní vlhkost vnkovního (ohřívaného) vzduchu na vstupu do ZZT t 2, ϕ 2 - tplota a rlatvní vlhkost vnkovního (ohřívaného) vzduchu na výstupu z ZZT v - rychlost vntřního (ochlazovaného) vzduchu v - rychlost vnějšího (ohřívaného) vzduchu

5 Postup prác: Zadání Měřní bud trvat přblžně 5 mnut na skupnu, běhm této doby budou člnové skupny zaznamnávat měřné hodnoty. Doporučujm po 1 mnutě. 1) Sznámt s s stuací měřní, zakrslt schéma. 2) Odčíst čtyř tploty, čtyř rlatvní vlhkost a dvě rychlost vzduchu v zvolném časovém kroku. 3) yhodnott zaznamnané údaj, vypočítat průměrnou hodnotu pro každou z vlčn a absolutní a rlatvní chybu. 4) ypočítat průtok odváděného a přváděného vzduchu. 5) ypočítat skutčně přnsný tplný tok Q mz proudm ochlazovaného a ohřívaného vzduchu. 6) ypočítat účnnost sdílní ctlného a účnnost sdílní clkového tpla pro průměrné hodnoty. 7) Stanovt tplný výkon ohřívač pro zadanou cílovou tplotu vzduchu. 8) Napsat závěrčnou zprávu.

6 zduchotchncká jdnotka Duplx: Místo měřní I2 E2 I1 E1

7 Místo měřní Schéma měřní: E1 I1 v I2 t 2 2, ϕ 2 2 t 2 2, ϕ 2 2 E2 v Průměr potrubí 250 mm t 1 1, ϕ 1 1 t 1 1, ϕ 1 1

8 Místo měřní Osazní čdly: I2 E2 E1 I1

9 Použtá zařízní: Měřící vybavní 4 ks Kombnované čdlo tplota-vlhkost vzduchu Ahlborn FHA646-E1 2 ks anmomtrcké vrtulkové čdlo Ahlborn FA915S220 1 ks měřcí ústřdna Ahlborn ALMEMO M

10 Měřící vybavní Ústřdna: Časový krok 1 mnuta Čtní dsplj:

11 Zadání úlohy Podklady: Wb katdry: &u=1

12 Tortcká příprava Základní rozdělní zařízní pro ZZT: rgnrační ntalpjní získávání tpla, - přvažující sdílní ctlné, latntní tplo, hmota, rkuprační tplotní získávání tpla, - přvažující sdílní ctlné (latntní) tplo,

13 Prncp zařízní pro ZZT Účl: yužít nrg přnášnou odpadním (znčštěným) vzduchm a zlpšt clkovou nrgtckou blanc systému. yužtí tpla: ohřv přváděného črstvého vzduchu, ohřv jné látky pro využtí v nrgtckém systému provozu (voda, akumulační látka...), ohřv látky mmo nrgtcký systém (sušní,...) yužtí chladu: Tortcká příprava Přdchlazní přváděného vzduchu

14 Tortcká příprava Prncp zařízní pro ZZT Odváděný odpadní vzduch sdílí tplo/chlad: přímo do ohřívaného mda (mísní vzduchu), (nní obvykl brané jako zpětné získávání tpla, u chladu můž být opačný fkt) přs tplosměnnou plochu (většna výměníků), přs vložné zařízní (kapalnový oběh).

15 lvy na přnsný tplný tok: Paramtry výměníku Tortcká příprava vlkost, tvar a matrál tplosměnné plochy rovnoměrnost vystavní tplosměnné plochy proudům vzduchu tchncká kvalta výměníku těsnost, mchancká odolnost, odolnost příměsím v vzduchu apod. součntl prostupu tpla přs tplosměnnou plochu zjména součntlé přstupu tpla z vzduchu na tplosměnnou plochu na straně ochlazovaného a opačně na straně ohřívaného vzduchu, + další v případě vložných kapalnových okruhů

16 lvy na přnsný tplný tok: Paramtry provozu paramtry proudů vzduchu zjména rozdíl tplot a hmotnostních průtoků rovnost hmotnostních toků ochlazovaného a ohřívaného vzduchu tlakové rozdíly mz proudy vzduchu příměsy v vzduchu nčstoty, korozvní a lptavé látky údržba zařízní Tortcká příprava zjména pravdlné čštění tplosměnných ploch a výměna fltrů

17 Tortcká příprava Příklady: Rgnrační rotační výměníky přpínací výměníky Rkuprační dskové výměníky výměníky z tplných trubc oddělné výměníky s vložným kapalnovým okruhm

18 Tortcká příprava ýpočtní vztahy pro účnnost sdílní tpla vychází z obcné rovnc: η = Q Q max η j obcná účnnost zpětného získávání tpla, [-] Q j skutčně přnsný tplný tok, [W] Q max j maxmální tplný tok, ktrý lz získat mz proudy vzduchu a, [W]

19 Tortcká příprava Skutčně přnsný tplný tok Q vyjádřím na základě rovnost tplného toku Q odvzdaného ochlazovaným vzduchm a Q přjatého ohřívaným vzduchm, čímž přdpokládám, ž v výměníku ndochází k ztrátám tpla. Q = Q = Q = m ( h h ) = m ( h h ) m j hmotnostní průtok ochlazovaného suchého vzduchu, [kg.s -1 ] m j hmotnostní průtok ohřívaného suchého vzduchu, [kg.s -1 ] h j měrná ntalp (1 vstup, 2 výstup), [J.kg -1 s.v.]

20 Tortcká příprava Maxmální tplný tok Q max, lz tortcky sdělt v nkončně dlouhém protproudém výměníku a j dfnován rovncí př sdílní ctlného tpla. Q max = C mn ( t t ) 1 1 C mn j mnmální tplná kapacta z tplných kapact proudů ochlazovaného C = m.c p,vv a ohřívaného vzduchu C = m.c p,vv, [W.K -1 ] c p,vv j měrná tplná kapacta vlhkého vzduchu, [J.kg -1.K -1 ]

21 Tortcká příprava Maxmální tplný tok Q max, lz tortcky sdělt v nkončně dlouhém protproudém výměníku a j dfnován rovncí př sdílní clkového tpla. Q max = m mn ( h h ) 1 1 m mn j mnší z hmotnostních průtoků m a m, [kg.s -1 ]

22 Tortcká příprava Účnnost sdílní ctlného tpla, η c = Q Q max = C C mn ( t 1 t2 ) ( t t ) 1 1 = C C mn ( t2 t 1) ( t t ) 1 1 t 2;h 2;x 2; vntřní prostřdí t 1;h 1;x 1; t 1;h 1;x 1; vnější prostřdí t 2;h 2;x 2;

23 Tortcká příprava Účnnost sdílní clkového tpla, η = Q Q max = m m mn ( h 1 h 2 ) ( h h ) 1 1 t 2;h 2;x 2; vntřní prostřdí t 1;h 1;x 1; t 1;h 1;x 1; vnější prostřdí t 2;h 2;x 2;

24 η Rt = t2 t 1 ρ cp t ρ c Tortcká příprava Ostatní způsoby používané pro vyjádřní účnnost Tplotní účnnost j měřítkm fktvnost přnosu ctlného tpla, njpoužívanější z účnností v tchncké prax, p 1 t 1 = t t 2 1 t t 1 1 t 2;h 2;x 2; pro =, ρ = ρ, t 1;h 1;x 1; t 1;h 1;x 1; c p = c p vntřní prostřdí vnější prostřdí t 2;h 2;x 2;

25 η Rh = h 2 h 1 ρ (1 + x 1) h (1 + x ) ρ 1 Tortcká příprava Ostatní způsoby používané pro vyjádřní účnnost Entalpcká účnnost ukazuj provozní fktvnost přnosu tpla vzhldm k parcální kondnzac vodní páry (měrné vlhkost), 1 h 1 t 2;h 2;x 2; vntřní prostřdí t 1;h 1;x 1; t 1;h 1;x 1; vnější prostřdí t 2;h 2;x 2;

26 η η x, p η x, x, c = η η x, p Tortcká příprava Ostatní způsoby používané pro vyjádřní účnnost Exrgtcká účnnost vychází z II. zákona trmodynamky, popsuj ztráty nrg podmíněné nvratností dějů x, = E2 E E xrgtckou účnnost přnosu tpla z ochlazovaného do ohřívaného vzduchu - xrgtcká účnnost využtí tpla z ochlazovaného vzduchu popsuj jak j rálný nvratný procs blízký dálnímu vratnému procsu t 1;h 1;x 1; vnější prostřdí t 2;h 2;x 2; t 2;h 2;x 2; vntřní prostřdí t 1;h 1;x 1;

27 ČUT v Praz Fakulta stavbní Katdra tchnckých zařízní budov DĚKUJI ZA POZORNOST Ing. Danl Adamovský, Ph.D. ČUT Fsv, katdra TZB mal: danl.adamovsky@fsv.cvut.cz