Грунтовый воздушный теплообменник, реализуемый под Выборгом - 4

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Хоть вопрос и не ко мне, но хотелось бы внести и свои размышления. При ГТ нам важна не столько площадь поперечного сечения, сколько длина окружности (т.к. воздух нагревается по периметру трубы, соприкасаясь со стенками, а не по всей площади). Если бы туда еще как-то этот параметр привязать, то было бы вполне. Пример:
берем 200м3/ч
2 трубы 160 требуется 41 метров трубы, при этом длина окружности 1005мм
1 труба 200 требуется 27 метров трубы, при этом длина окружности 628 мм
вроде как 2 трубы по 160 должно требоваться меньше чем 1 200, поправьте, если где-то ошибаюсь.

 

Нашел статью по пластинчатым рекуператорам про эффективность
http://ventilation.baltcomfort.ru/informatsiya/59-energoeffektivnost-plastinchatykh-rekuperatorov.html

@ИвакинВ, так там это учитывается в формуле прописан радиус параметр E14.

 

Вопрос в разработке. Начнем, пожалуй. 1. С ростом температуры воздуха (на горение) растет температура уходящих газов из зоны горения, те. растет dT между греющей и нагреваемой средой, растет соответственно количество теплоты вырабатываемого котлом при том же расходе топлива Q=k*F*dT. 2. КПД любого газового котла считается при Т=20 град, хотя нам будет интереснее КИТ- речь идет о котлах с открытой камерой сгорания.

 

Радиус не равно длина окружности. В форме радиус высчитывается для того чтобы площадь сечения найти.
@Ганино, Да, встречал на форумах такое, что берут воздух из рекуператора (использовался грунтовый) для подачи воздуха в подполье, а оттуда к печке/камину. Подпол, если он есть, все равно время от времени надо проветривать.

 

@ИвакинВ, посмотрите чуток дописал так сказать критикуйте может что не так

 

Вот скрин:

 

Есть парочка неясностей:
.
- Если под "Коэффициент" предполагалась теплопроводность грунта, то размерность теплопроводности λгр Вт/(м*С) и ее значения в зависимости от типа грунта, влажности, состояния талый/мерзлый имеют значения в диапазоне 1-3.
Размерность Вашего "Коэффициент",- тепловой поток через площадь поверхности. Но тепловой поток зависит от градиентов температур (Тгр-Твозд)/R, а они по всей длине теплообменника изменяются, - на входе в ГТ градиент максимален, на выходе минимален. Идет значительная просадка температуры грунта вокруг ГТ на входе... Как это все учтено? Кроме того, R (тепловое сопротивление) составная величина, состоит из R стенок трубы и R грунта. R грунта по идее считается как R цилиндра с внутренним диаметром равным R трубы и наружным диаметром равным расстоянию, на котором считаем температуру грунта "неизменной" (порядка 1,5 - 3 м). В общем я не понял как получились значения потоков 10, 15, 25 Вт/м2.
.
- Теплосьем. Получаете 56 Вт с глубины 1,8 метра ($B$15)*$B$20 и 56Вт с глубины 3м ($B$15+5)*$B$26 тут к коэффициенту добавили 5... Там что, другой тип грунта? Грутновые воды? Так они могут быть на глубине метр а можно и на десяти их не найти. Если ввести значение коэффициента 15 "влажный песок", то на глубине 3м автоматически получим "сухую глину" ?
- Если посчитать требуемую мощность для нагрева потока сухого воздуха в 100м3/ч (Q = L* ro * Cp * (T1 – Т2)*t = = 100*1,3*1005*10*1/3600 = 362,9166667), то увидим что требуется нагреватель мощностью порядка 363 Вт. Если теплосьем меньше требуемых 363 Вт, - то воздух не нагреется на 10 градусов.

 

@musienkoalex, по поводу откуда взялся коэффициент, я его не придумывал нашел на сайте одной из фирм по тепловым насосам вот эта таблица:
Сухой песчаный грунт, = 10-15 Вт/кв.м
Сырой песчаный грунт, суглинок = 15-20 Вт/кв.м
Сухой глинистый грунт, = 20-25 Вт/кв.м
Сырой глинистый грунт, = 25-30 Вт/кв.м
поэтому я думал как так сделать чтобы все учесть и так как я не теплотехник, а связист то для меня это пока ново. Вот поэтому я и говорю критикуйте. Жду ваших предложений что делать.

 

У вас считается мощность теплосъема от общей длины теплосъемника, надо бы наоборот. Т. е.
при трубе 200 требуется всего 13 метров и при этом снимается 83 Вт
при 2 труб 160 требуется 21 метр и снимается уже 103 Вт
может, всетаки считать как-то в обратную сторону от требуемой мощности. Т. е. нам надо снимать такую-то мощность от нее в зависимости от диаметра трубы считаем нужную длину.
от площади зависит скорость потока, от периметра + скорости потока - объем снимаемой энергии

В excel есть функция "подбор параметра" вот через нее можно решить эту задачу.
Собрать бы более менее упрощенные формулы и можно попытаться в excel это накидать.

 

@ИвакинВ, то есть у нас должны задаваться 4 параметра:
мощность - Вт.
объем воздуха - м3/ч.
диаметр трубы - мм.
количество труб - шт.
Так?

 

Не совсем.
Мощность считается от дельты температуры на входе и выходе (чтобы руками не высчитывали), или задавать дельту температур руками объема воздуха и его удельной теплоемкости. А в идеале только объем воздуха и дельту температуры (если прочие данные есть в справочниках), а остальное считать по "теории игр" чтобы получить наименее затратный вариант.)

 

А как быть тогда с грунтом или брать среднее значение по всем.

 

Возможно, что он есть в каких-то справочниках? Делаем выпадающее меню указывая в нем какой грунт на глубине на которую хотим заложить теплообменник. Хотя бы даже те данные, которые уже есть в таблице.

А в ячейках B-D:18 и B-D:24 это что за константы? Это то же что и коэффициент из ячеек 16-20:G?

Еще раз отредактирую.)
Кстати, если не ошибаюсь, то есть таблица с температурой земли на различной глубине по климатическим зонам. Как можно температуру в мощность перевести с не очень большой погрешностью?

 

Почти коллеги

Ага, эти значения во-первых описывают теплоотдачу квадратного метра поверхности грунта для горизонтального теплообменника а никак не площадь поверхности труб.
Во-вторых эти коэффициенты применимы для жидкостного контура. В случае воздушного ГТ они не работают т. к. разница температур между теплоносителем и грунтом в случае жидкостного контура находится в районе 10 градусов, а для воздушного ГТ от 50 на входе до 5 на выходе.

Приятно что Вы решили для себя разобраться в физике процесса а не просто спросить "20 метров 250ки на 200 кубов мне хватит?"

 

10 градусов по всей поверхности с водяным и (50+5)/2=25 при ГТ или в ГТ нелинейно разница температур меняется от входа к выходу? Если с небольшим искривлением, то пусть будет небольшая погрешность.