Разработка системы обогрева пешеходной дорожки с использованием теплоты перегретого пара холодильных машин для катка "Медеу"

 

В последние годы технологии энергосбережения становятся все более и более актуальными. Си¬стемы утилизации тепла конденсации холодильной машины позволяют экономить не электроэнергию, потребляемую непосредственно системой холодоснабжения, а дают возможность снизить затраты других систем, используемых на объекте.


Если рассматривать термодинамику цикла, то можно увидеть, что есть две основные возможности снять теплоту. Первая — использовать перегрев сжатого в компрессоре газа. Вторая — утилизировать теплоту конденсации хладагента.


При использовании перегрева сжатого газа в холодильном контуре устанавливается дополнительный теплообменник. В этом случае можно утилизировать до 20 % всего тепла, сбрасываемого установкой. Так как температура хладагента в конце процесса сжатия может превышать 100 °C, среда (воздух или вода) нагревается до 80-90 °C.


При утилизации теплоты конденсации можно снять намного больше тепла, но тепла низкопотенциального, позволяющего нагреть воду или воздух лишь до 30 градусов.


Интересным представляется применение систем подобного рода на ледовых катках. Системы снеготаяния служат для растапливания снега и предотвращения образования льда на открытых площадках в зимнее время. Данные системы применяются для поддержания внешних территорий в незамерзающем состоянии в зимний период с целью повышения безопасности, облегчения чрезвычайно трудоемких работ по очистке территорий от снега и льда.


Процесс снеготаяния можно разделить на 2 стадии — нагрев снега до 0 градусов и перевод снега в жидкое состояние.


На выбор необходимой мощности на 1 кв. метр влияет большое количество факторов — интенсив¬ность снегопада, скорость ветра, температура. Если учитывать все эти факторы и рассчитывать исходя из этого мощность источника тепла получится слишком большое значение. Поэтому при нормальных условиях можно пользоваться значением 200-300 Вт с 1 кв. метра.


Пешеходная дорожка катка «Медеу» имеет ориентировочную площадь 845 м2. Для системы с пло¬щадью 845 м2 рекомендуется использовать трубы диаметром 25 мм. При укладке трубы 25 и 32 мм рекомендуемый шаг между трубами — 250 мм.


Рекомендуемая максимальная длина контура 110 м.


Площадь контура (S) рассчитывается по формуле:


S = LC,


где C — шаг между трубами, м.


При теплосъеме 300 Вт/м2 (W) общая мощность, снимаемая с контура (Q) будет


Q = SW, кВт.


Расход теплоносителя (V) в контуре рассчитывается следующим образом:


V = Q/ρcdT,


где c — теплоемкость теплоносителя, для 40 % раствора этиленгликоля 3,3 кДж/(кг*К); ρ — плотность этиленгликоля 1067 кг/м3; dT — перепад температуры в контуре. Для системы снеготаяния перепад может быть 15 °C.


Падение давления на 1 метр трубы рассчитывается по номограммам — по диаграмме для трубы 25x2,3 падение давления составляет 0,163 кПа/м, и полное давление для контура 0,163 кПа/м x 110 м = 18 кПа.


Для труб диаметром 25 мм используются коллектора из полиэтиленовых труб, с отводами на расстоянии 0,5 м. Коллектора укладываются относительно друг друга со сдвигом 250 мм, таким образом, получается шаг 250 мм. В данных коллекторах нет балансировочных клапанов, они укладываются в землю вместе с трубами. Диаметр коллектора — 50, 75, 110 мм и более. В коллектор вварены отводы из полиэтиленовых труб.


В данном случае необходимо уложить 31 контур, 110 м каждый контур. Перепад температур в контурах для всех случаев можно принимать 15 °С.Температура теплоносителя в трубах в основном зависит от необходимой мощности теплосъема с одного квадратного метра, шага укладки трубы и толщины бетона над трубой. Для стандартного случая — рекомендуемый шаг, теплосъем (300 Вт/м2) рекомендуются следующие температуры теплоносителя (см. таблицу).


Не рекомендуется делать слой над трубой толще, чем 120 мм. Корректировку температуры теплоносителя можно произвести уже при смонтированной системе — температура на поверхности бетона (дорожного покрытия) должна быть +2 ... + 5 °С.


Для охлаждения ледового катка Медео установлены пять машин: одна машина хладопроизводи- тельностью Q0 = 1389 кВт работающая на хладогенте R507 и четыре машины, каждая мощностью Qo = 900 кВт, работающие на хладогенте R22. Суммарная нагрузка на конденсатор


QK = 6967 кВт.


В зимний период средняя температура конденсации 20 °С, этот температурный уровень не может быть использован из-за низкого потенциала, в связи с этим рекомендуется использовать теплоту перегретого пара. Холодильные машины работающие на хладоне R22 имеют среднюю температуру перегретого пара 42 °С, а машина работающая на хладоне R507 имеет среднюю температуру перегретого пара 32,5 °С. Поэтому рекомендуется использовать холодильные машины работающие на хладоне R22, количество теплоты перегретого пара Qnn = 195 кВт от каждой машины. Для обеспечения нормальной работы системы снеготаяния пешеходной дорожки необходима теплота от двух машин.

Теги: Каток Медеу 15 Ноября 2013
Комментарии 0

Комментариев пока нет