Доброго времени суток, ув. форумчане!


Имеется магистральный воздухопровод диаметром 500мм, избыточное давление 0,5МПа (50кПа), через трубопровод проходит 10,000 м3/ч воздуха с температурой 75 град. Очень хочется нагородить теплообменников, например, греть воду.

Берем хорошо нам всем знакомую Q=cmT.

..............Количество воздуха,м3 ///Маса, кг /// Тепла, кДж /// кВт телпа

При дельта Т 20 получим 10000 ///12200 ///245220 /// 68,11647594

При дельта Т 30 получим 10000 ///12200 ///367830 /// 102,1747139

Грубо прикинув на пачке сигарет засаленным карандашом, зная что теплоемкость воды 4,187кДж/(кг*К), получается можно нагреть две тонны воды. Звучит соблазнительно.

Вот и хочется уважаемые знатоки услышать Ваше компетентное мнение по этому поводу
Чем и сколько тепла забрать?
На англоязычном сайте наткнулся на статью, пишут что можно забирать до 80% тепла. Можно ли к примеру брать разность температур в 40 или 50 градусов?

Как подобрать теплообменник? С одной стороны есть закон сохранения энергии. С другой, подбор того же калорифера, для любой примитивной приточной вентиляции, когда мы греем воздух водой не вызывает трудностей. С чего начать для расчета нагрева воды воздухом.

Для определения характеристик по водяной стороне давайте принимать давление воды 0,3 МПа.

Примите еще начальную температуру воды, чтобы что-то можно было считать.


Каноническая методика такая. Расчет ведут в 2 этапа. Сначала подбирают типоразмер теплообменника по площади, потом выполняют проверочный расчет выбранного аппарата. Принимают расчетную схему. По справочниками принимают коэффициент теплопередачи и находят площадь исходя из основного уравнения теплопередачи. По площади и каталогам выбирают модель теплообменника. Зная всю геометрию аппарата, можно выполнить тепловой и гидравлический расчет - находят Рейнольдсы, Прандтли, Грасгофы, Нуссельты. Затем находят коэффициенты теплоотдачи сред (альфа 1 и альфа 2). Коэффициент теплопроводности (лямбда) и толщину стенки (сигма) дает каталог на аппарат. Находят теперь коэффициент теплопередачи по формуле из альф, сигмы и лямбды. Имеем уточненный коэффициент теплопередачи - получаем уточненую площадь. Эта уточненная площадь меньше, чем в каталоге на аппарат? Если нет - выбираем новый т/о или ставим пару, если да - расчет окончен.


При составлении расчетной схемы надо понимать, что температура теплоносителя на выходе всяко будет выше температуры хладагента на входе

Либо вы с расходом сжатого воздуха на порядок промахнулись, либо сжатого воздуха меньше стали выпускать. Это первый момент.

Второй момент: при охлаждении сжатого воздуха ниже 45..50 °С в трубах начнётся конденсация воды. Ответственный за заводскую пневмосеть за вами по всему заводу будет гоняться, т.к. он специально задирал температуру вверх, чтоб конденсация начиналась не в его зоне ответственности. Ваше же решение потребует ставить осушители.

Третий момент: ваши ответственные за воздухоснабжение прикрутили давление сжатого воздуха до минимума при котором всё работает. (Большинство пневмоприводов при давлении меньше 5 бар (как у вас) начинают замедлятся, а при давлении ниже 4 бар не срабатывают в принципе. Для отрезных станков и молотов сбои в работе начинаются также при 5 барах, а при 4,5 бара начинается массовый брак продукции.) В связи с этим вам, скорее всего, придётся подбирать оборудование с потерями на контуре сжатого воздуха не более 0,01 МПа. Это как бы очень жестко.

А куда будете девать 2 тонны чуть теплой воды?

Коэффициент теплопередачи вода-воздух низкий 40-60 Вт/м2*С, потребуется большая поверхность теплообмена

Моя грубая опечатка в первом посте, 50кПа - это 0.05МПа, речь идет о низкокалорийном тепле, в трубе большого диаметра.

Сейчас на улице ноль градусов, на нагнетании после компрессора около 70ти град. Тепла в атмосферу уходит уйма.
Для моей системы ГВС это очень много, сейчас подумываю над вариантом подогрева обратки теплосети, т.к. данный корпус тупиковый, на максимальном удалении от котельной.

Ну если у вас не 5 бар, а всего 0,5 бар, то хотелось бы понять, куда этот воздух дальше следует. Вполне допускаю, что установка дополнительных теплообменников приведёт в недопустимым потерям напора в случае использования воздуха в неком технологическом процессе (транспорт пыли, барботаж).

Аэрация гидросооружений, эрлифты.

Ага, ну смотрите. Технически организовать рекуперацию тепла возможно. Но есть моменты, связанные с конфигурацией системы (сколько воздуходувок работает, какого типа, кто произвёл, как давно работают, на каком максимальном давлении). Я могу запустить этот проект в проработку и подключить своих специалистов, но для затравки мне нужно знать хотя бы минимальную информацию о вашей системе. То есть:

1. Название фирмы, регион
2. Состав оборудования для подачи воздуха на аэрацию (тип, марка воздуходувки, год выпуска)
3. Как сейчас работает система (расход, давление, температура воздуха на выходе из воздуходувной компрессорной станции)
4. Какой есть запас по давлению (любое устройство в системе создает дополнительные потери напора)
5. Что хотим подогревать (тип среды, давление, температура)

Если дадите информацию, то я проработаю этот вопрос с коллегами и скажу, можем ли мы вам помочь в решении задачи.