Нашли ошибку на сайте?Сообщите нам:
НОВОСТИ
19.09.23
12.07.23
19.06.23
22.05.23
|
| |
|
Архив выпусков
Выпуск 4 (56), 2019
Утилизация теплоты вентиляционных выбросов промышленных зданий
Бараков А. В., Дубанин В. Ю., Кожухов Н. Н., Прутских Д. А.
Бараков А. В., д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой теоретической и промышленной теплоэнергетики, Воронежский государственный технический университет, Россия, г. Воронеж, тел.: (473)243-76-62, e-mail: pt_vstu@mail.ru Дубанин В. Ю., канд. техн. наук, проф. кафедры теоретической и промышленной теплоэнергетики, Воронежский государственный технический университет, Россия, г. Воронеж, тел.: (473)243-76-62 Кожухов Н. Н., канд. техн. наук, доц. кафедры теоретической и промышленной теплоэнергетики, Воронежский государственный технический университет, Россия, г. Воронеж, тел.: (473)243-76-62 Прутских Д. А., канд. техн. наук, ст. преп. кафедры теоретической и промышленной теплоэнергетики, Воронежский государственный технический университет, Россия, г. Воронеж, тел.: (473)243-76-62| | | | Постановка задачи. Значительным резервом экономии топливно-энергетических ресурсов в промышленности является использование теплоты вентиляционных выбросов с повышенными температурами для предварительного подогрева приточного воздуха. Анализ литературы показывает, что наибольший эффект от этого может быть получен при использовании в качестве утилизационной установки регенератора с насадкой в виде центробежного псевдоожиженного слоя дисперсного материала. Для достижения эффекта требуется разработка конструкции теплообменника, его оптимизация по нескольким критериям и, как результат, — математические формулы для инженерной методики расчета подобных аппаратов.
Результаты и выводы. Сконструирован теплообменный аппарат, использующий тепловую энергию вентиляционных выбросов, представлена методика расчета температур и скорости газообразных теплоносителей, размера частиц насадки и параметров газораспределительного устройства. Результаты проведенных исследований позволили получить соотношения для инженерной методики расчета теплообменника для утилизации теплоты вентиляционных выбросов.
| | | | Ключевые слова: вентиляционные выбросы, утилизационная система, регенеративный теплообменник, оптимальные параметры. |
DOI: 10.25987/VSTU.2019.56.4.004 | | | Библиографический список 1. Агапов, Ю. Н. К определению скорости движения центробежного псевдоожиженного слоя / Ю. Н. Агапов // Вестник Воронежского государственного технического университета. — 2005. — Т. 1, № 6. — С. 46—48.
2. Агапов, Ю. Н. Методика расчета воздухоохладителя с центробежным слоем насадки / Ю. Н. Агапов, А. М. Наумов // Вестник Воронежского государственного технического университета. — 2007. — Т. 3, № 6. — С. 24—26.
3. Агапов, Ю. Н. Оценка гидравлического сопротивления и межфазного теплообмена в центробежном псевдоожиженном слое / Ю. Н. Агапов, А. В. Бараков, А. В. Жучков, А. В. Санников // Химическая промышленность. — 1986. — № 4. — С. 61.
4. Бараков, А. В. Исследование тепловой эффективности регенеративного воздухоподогревателя с дисперсной насадкой / А. В. Бараков, В. Ю. Дубанин, Д. А. Прутских // Промышленная энергетика. — 2008. — № 5. — С. 28—30.
5. Бараков, А. В. К расчету регенеративного воздухоподогревателя непрерывного действия / А. В. Бараков, Д. А. Прутских // Вестник Воронежского государственного технического университета. — 2006. — Т. 2, № 6. — С. 11—13.
6. Бараков, А. В. Моделирование тепломассообмена в воздухоохладителе косвенно-испарительного типа / А. В. Бараков, Н. Н. Кожухов, Д. А. Прутских, В. Ю. Дубанин // Научный вестник Воронежского ГАСУ. Строительство и архитектура. — 2015. — № 4 (40). — С. 28—33.
7. Боев, С. В. Гидродинамика и тепломассообмен в аппарате для очистки газов с трехфазным псевдоожиженным слоем: дис. … канд. техн. наук: 05.14.04: защищена 17.11.11: утв. 15.02.12 / Боев Сергей Владимирович. — Воронеж, 2011. — 142 с.
8. Боев, С. В. Распределение температур теплоносителей при трехфазном псевдоожижении / С. В. Боев, Ю. Н. Агапов, В. Г. Стогней // Вестник Воронежского государственного технического университета. — 2011. — Т. 7, № 1. — С. 221—223.
9. Вальцева, Е. П. Оценка теплогидравлической эффективности рекуперативных теплообменных аппаратов / Е. П. Вальцева, Т. А. Доморацкая // Теплоэнергетика. — 2002. — № 3. — С. 43—48.
10. Гельперин, Н. И. Основы техники псевдоожижения / Н. И. Гельперин, В. Г. Айнштейн, В. В. Кваша. — М.: Химия, 1967. — 664 с.
11. Иванов, О. П. Выбор оборудования для утилизации тепла и холода в системах кондиционирования воздуха / О. П. Иванов // Холодильная техника. — 1986. — № 6. — С. 12—15.
12. Кокорин, О. Я. Энергосбережение в системах отопления, вентиляции, кондиционирования / О. Я. Кокорин. — М.: АСВ, 2013. — 256 с.
13. Наумов, А. М. Моделирование тепломассообмена в воздухоохладителе косвенно-испарительного типа: дис. … канд. техн. наук: 05.14.04: защищена 10.06.10: утв. 19.11.10 / Наумов Александр Михайлович. — Воронеж, 2010. — 110 с.
14. Пат. 70347 РФ, МПК F23L 15/02. Регенеративный теплообменник / А. В. Бараков, В. Ю. Дубанин, Д. А. Прутских; № 2007110673/22; заявл. 22.03.2007; опубл. 20.10.2008, Бюл. № 2. — 3 с.
15. Савельев, Ю. Л. Эффективность и надежность роторных теплообменников в системах вентиляции / Ю. Л. Савельев// Академический вестник УралНИИпроект РААСН. — 2014. — № 1. — С. 87—92.
16. Степаненко, М. Н. Использование теплоты вентиляционных выбросов в системах вентиляции зданий / М. Н. Степаненко, А. Я. Шелгинский // Надежность и безопасность энергетики. — 2014. — № 2 (25). — С. 42—45.
17. Фалеев, В. В. Экспериментальное исследование гидродинамики и теплообмена в перемещающемся псевдоожиженном слое / В. В. Фалеев, Р. А. Бараков // Вестник Воронеж. гос. техн. ун-та. Сер.: Энергетика. — 2001. — Вып. 1. — С. 28—31.
18. Чиркин, Р. В. Использование пластинчатых теплообменников в системах вентиляции и кондиционирования воздуха / Р. В. Чиркин, А. М. Сычевский, А. Н. Слесарев, Е. А. Шаланова // Современные тенденции развития науки и технологий. — 2017. — № 3—3. — С. 137—139.
19. Comino, F. Energy Saving Potential of a Hybrid Hvac System with a Desiccant Wheel Activated at Low Temperatures and an Indirect Evaporative Cooler in Handling Air in Buildings with High Latent Loads / F. Comino, M. Ruiz de Adana, F. Peci // Applied Thermal Engineering. — 2018. — Vol. 131. — P. 412—427.
20. Kabeel, A. E. Performance Improvement of a Hybrid Air Conditioning System Using the Indirect Evaporative Cooler with Internal Baffles As a Pre-Cooling Unit / A. E. Kabeel, M. Abdelgaied, R. Sathyamurthy, T. Arunkumar // Alexandria Engineering Journal. — 2007. — Is. 56 (4). — P. 395—403.
21. Kamel, E. State-of-the-Art Review of Energy Smart Homes / E. Kamel, AM Memari // Journal of architectural engineering. — 2019. — Vol. 25. — Is. 1. — pp. 1—26.
22. Kim, H.-J. Cooling Performance Measurement of Two Cross-Flow Indirect Evaporative Coolers in General and Regenerative Operation Modes / H.-J. Kim, S.-W. Ham, D.-S. Yoon, J.-W. Jeong // Applied Energy. — 2007. — Is. 195. — P. 268—277.
|
|
| Ссылка для цитирования Бараков, А. В. Утилизация теплоты вентиляционных выбросов промышленных зданий / А. В. Бараков, В. Ю. Дубанин, Н. Н. Кожухов, Д. А. Прутских // Научный журнал строительства и архитектуры. - 2019. - № 4 (56). - С. 46-56. - DOI: 10.25987/VSTU.2019.56.4.004. | | | | | | | | | English version | | | Heat Recovery of Stack Gas of Industrial Buildings | Barakov A. V., Dubanin V. Yu., Kozhukhov N. N., Prutskikh D. A. | | | | | Barakov A. V., D. Sc. in Engineering, Prof., Head of the Dept. of Theoretical and Industrial Heat Power Engineering, Voronezh State Technical University, Russia, Voronezh, tel.: (473)243-76-62, e-mail: pt_vstu@mail.ru Dubanin V. Yu., PhD in Engineering, Prof. of the Dept of Theoretical and Industrial Heat Power Engineering, Voronezh State Technical University, Russia, Voronezh, tel.: (473)243-76-62 Kozhukhov N. N., PhD in Engineering, Assoc. Prof. of the Dept of Theoretical and Industrial Heat Power Engineering, Voronezh State Technical University, Russia, Voronezh, tel.: (473)243-76-62 Prutskikh D. A., PhD in Engineering, Senior Lecturer of the Dept of Theoretical and Industrial Heat Power Engineering, Voronezh State Technical University, Russia, Voronezh, tel.: (473)243-76-62 | | | Statement of the problem. A significant reserve of fuel and energy resources in the industry is use of stack gas with high temperatures to preheat induced air. Literature analysis showed that the greatest effect of that can be obtained when a regenerator packed with a centrifugal fluidized layer is used as a recovering apparatus. It is necessary to develop the design of the heat exchanger as well as to optimize its design and operating parameters and, as a result, to obtain mathematical correlations for engineering methods of calculating such an apparatus.
Results and conclusion. A heat exchanger was constructed using the thermal energy of ventilation emissions; a method for calculating the temperatures and velocities of gaseous fluids, nozzle particle size and gas distribution device parameters is presented. The results of the research allowed us to obtain the correlations and for stack gas regenerator engineering design procedure.
| | | | Keywords: stack gas, recycling system, regenerator, optimal parameters. |
DOI: 10.25987/VSTU.2019.56.4.004
References 1. Agapov, Yu. N. K opredeleniyu skorosti dvizheniya tsentrobezhnogo psevdoozhizhennogo sloya / Yu. N. Agapov // Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. — 2005. — T. 1, № 6. — S. 46—48.
2. Agapov, Yu. N. Metodika rascheta vozdukhookhladitelya s tsentrobezhnym sloem nasadki / Yu. N. Agapov, A. M. Naumov // Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. — 2007. — T. 3, № 6. — S. 24—26.
3. Agapov, Yu. N. Otsenka gidravlicheskogo soprotivleniya i mezhfaznogo teploobmena v tsentrobezhnom psevdoozhizhennom sloe / Yu. N. Agapov, A. V. Barakov, A. V. Zhuchkov, A. V. Sannikov // Khimicheskaya promyshlennost'. — 1986. — № 4. — S. 61.
4. Barakov, A. V. Issledovanie teplovoi effektivnosti regenerativnogo vozdukhopodogrevatelya s dispersnoi nasadkoi / A. V. Barakov, V. Yu. Dubanin, D. A. Prutskikh // Promyshlennaya energetika. — 2008. — № 5. — S. 28—30.
5. Barakov, A. V. K raschetu regenerativnogo vozdukhopodogrevatelya nepreryvnogo deistviya / A. V. Barakov, D. A. Prutskikh // Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. — 2006. — T. 2, № 6. — S. 11—13.
6. Barakov, A. V. Modelirovanie teplomassoobmena v vozdukhookhladitele kosvenno-isparitel'nogo tipa / A. V. Barakov, N. N. Kozhukhov, D. A. Prutskikh, V. Yu. Dubanin // Nauchnyi vestnik Voronezhskogo GASU. Stroitel'stvo i arkhitektura. — 2015. — № 4 (40). — S. 28—33.
7. Boev, S. V. Gidrodinamika i teplomassoobmen v apparate dlya ochistki gazov s trekhfaznym psevdoozhizhennym sloem: dis. … kand. tekhn. nauk: 05.14.04: zashchishchena 17.11.11: utv. 15.02.12 / Boev Sergei Vladimirovich. — Voronezh, 2011. — 142 s.
8. Boev, S. V. Raspredelenie temperatur teplonositelei pri trekhfaznom psevdoozhizhenii / S. V. Boev, Yu. N. Agapov, V. G. Stognei // Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. — 2011. — T. 7, № 1. — S. 221—223.
9. Val'tseva, E. P. Otsenka teplogidravlicheskoi effektivnosti rekuperativnykh teploobmennykh apparatov / E. P. Val'tseva, T. A. Domoratskaya // Teploenergetika. — 2002. — № 3. — S. 43—48.
10. Gel'perin, N. I. Osnovy tekhniki psevdoozhizheniya / N. I. Gel'perin, V. G. Ainshtein, V. V. Kvasha. — M.: Khimiya, 1967. — 664 s.
11. Ivanov, O. P. Vybor oborudovaniya dlya utilizatsii tepla i kholoda v sistemakh konditsionirovaniya vozdukha / O. P. Ivanov // Kholodil'naya tekhnika. — 1986. — № 6. — S. 12—15.
12. Kokorin, O. Ya. Energosberezhenie v sistemakh otopleniya, ventilyatsii, konditsionirovaniya / O. Ya. Kokorin. — M.: ASV, 2013. — 256 s.
13. Naumov, A. M. Modelirovanie teplomassoobmena v vozdukhookhladitele kosvenno-isparitel'nogo tipa: dis. … kand. tekhn. nauk: 05.14.04: zashchishchena 10.06.10: utv. 19.11.10 / Naumov Aleksandr Mikhailovich. — Voronezh, 2010. — 110 s.
14. Pat. 70347 RF, MPK F23L 15/02. Regenerativnyi teploobmennik / A. V. Barakov, V. Yu. Dubanin, D. A. Prutskikh; № 2007110673/22; zayavl. 22.03.2007; opubl. 20.10.2008, Byul. № 2. — 3 s.
15. Savel'ev, Yu. L. Effektivnost' i nadezhnost' rotornykh teploobmennikov v sistemakh ventilyatsii / Yu. L. Savel'ev// Akademicheskii vestnik UralNIIproekt RAASN. — 2014. — № 1. — S. 87—92.
16. Stepanenko, M. N. Ispol'zovanie teploty ventilyatsionnykh vybrosov v sistemakh ventilyatsii zdanii / M. N. Stepanenko, A. Ya. Shelginskii // Nadezhnost' i bezopasnost' energetiki. — 2014. — № 2 (25). — S. 42—45.
17. Faleev, V. V. Eksperimental'noe issledovanie gidrodinamiki i teploobmena v peremeshchayushchemsya psevdoozhizhennom sloe / V. V. Faleev, R. A. Barakov // Vestnik Voronezh. gos. tekhn. un-ta. Ser.: Energetika. — 2001. — Vyp. 1. — S. 28—31.
18. Chirkin, R. V. Ispol'zovanie plastinchatykh teploobmennikov v sistemakh ventilyatsii i konditsionirovaniya vozdukha / R. V. Chirkin, A. M. Sychevskii, A. N. Slesarev, E. A. Shalanova // Sovremennye tendentsii razvitiya nauki i tekhnologii. — 2017. — № 3—3. — S. 137—139.
19. Comino, F. Energy Saving Potential of a Hybrid Hvac System with a Desiccant Wheel Activated at Low Temperatures and an Indirect Evaporative Cooler in Handling Air in Buildings with High Latent Loads / F. Comino, M. Ruiz de Adana, F. Peci // Applied Thermal Engineering. — 2018. — Vol. 131. — P. 412—427.
20. Kabeel, A. E. Performance Improvement of a Hybrid Air Conditioning System Using the Indirect Evaporative Cooler with Internal Baffles As a Pre-Cooling Unit / A. E. Kabeel, M. Abdelgaied, R. Sathyamurthy, T. Arunkumar // Alexandria Engineering Journal. — 2007. — Is. 56 (4). — P. 395—403.
21. Kamel, E. State-of-the-Art Review of Energy Smart Homes / E. Kamel, AM Memari // Journal of architectural engineering. — 2019. — Vol. 25. — Is. 1. — pp. 1—26.
22. Kim, H.-J. Cooling Performance Measurement of Two Cross-Flow Indirect Evaporative Coolers in General and Regenerative Operation Modes / H.-J. Kim, S.-W. Ham, D.-S. Yoon, J.-W. Jeong // Applied Energy. — 2007. — Is. 195. — P. 268—277.
|
|
|
|
|
