VYUŽITÍ DRUHOTNÝCH ZDROJU ENERGIE

Vvzd
. c
pvzd
.( tvzd
2
− tvzd1)
Vsp.
c
psp.(
t
sp1
− t
sp2
). η
z
ηr
=
=
.
Vsp.
c
psp1.
t
sp1
Vsp.
c
psp1.
tsp
1
Zavedeme-li přibližně c
psp
≈ c psp 1
, bude
⎛ tsp2
⎞
η = ⎜ − ⎟
r
η
z
. 1
⎝ t
sp1
⎠
Je tedy účinnost využití odpadního tepla spalin závislá :
a) na teplotě spalin tsp
1
na vstupu do rekuperátoru (čím vyšší, tím je i vyšší využitelnost
tepla),
b) na teplotě spalin t
sp2
na výstupu spalin (čím nižší, tím vyšší využitelnost.).
Teplota tsp
1
je v podstatě dána teplotním režimem v agregátu. Teplota t
sp2
je omezena
rosným bodem spalin, kdy dochází ke kondenzaci vodních par ve spalinách a korozi
kouřových tahů a zařízení za rekuperátorem (např. spalinový ventilátor). Ke korozi
dochází zejména v případech, kdy je ve spalinách oxid siřičitý (např. při spalování
koksárenského plynu). Teplota rosného bodu je závislá na parciálním tlaku H 2 O ve
spalinách, což je dáno v podstatě druhem paliva a složením spalin.
Výpočet rekuperátoru se děje v podstatě stejným způsobem jako u výměníků tepla,
tedy
Q = S. k.
Δ
[W]
u
t s
Z této rovnice se vypočítá velikost teplosměnné plochy rekuperátoru S [m 2 ]. Součinitel
prostupu tepla k , resp. součinitelé přestupu tepla na straně spalin α
1
, resp. na straně vzduchu
α
2
se vypočítají pomocí bezrozměrných kriterií Re a Pr,
spád: Pro protiproudý výměník tepla je
Δ t
s
t
=
sp1
− t
vzd 2
( t
ln
( t
− ( t
− t
− t
sp1
sp2
sp2
vz2
vzd1
− t
)
)
vzd1
)
Δ ts
je střední logaritmický teplotní
Omezení využitelnosti odpadního tepla spalin v rekuperátorech
Vyplývá z maximální přípustné teploty stěny rekuperátoru, resp. teploty ohřátého
vzduchu nebo plynu.
V rovnici pro využitelné teplo
Qu
zaveďme za:
V nV
a V V + V n −1)
vzd
= .
vzd −min
sp
=
sp−min
vzd −min.(
[m 3 .s -1 ]
Zde jest
Vvzd −min
teoretické množství spalovacího vzduchu
V
sp−min
teoretické množství spalin,
které určíme z daného paliva a množství spáleného plynu.
Potom bude:
n. Vvzd
− min.
c
pvzd
.( tvzd
2
− tvzd1)
= [ Vsp−min
+ Vvzd
−min.(
n −1)
].
c
psp.(
tsp
1
− tsp2
). η
z
Zavedeme-li přibližně c ≈ c , bude teplota vzduchu na výstupu z rekuperátoru
pvzd
psp
⎛ Vsp−min
1 ⎞
t
vzd 2
=
⎜ + 1−
.( tsp
1
− t
sp2
).
z
+ tvzd1
nV .
vzd min
n
⎟ η
⎝ − ⎠
Např. při spalování zemního plynu v ohřívací kovářské peci a teplotě spalin před
o
rekuperátorem tsp 1
= 1200 C a jejich ochlazením v rekuperátoru na t = o
sp2 200 C , při
19