Барометрическое давление Вязкость воды Гидравлический расчёт. Метод удельных потерь давления Гидравлический расчёт. Метод характеристик сопротивления Коэффициент пропускной способности Параллельное и последовательное соединение насосов Параллельное и последовательное соединение участков Поведение двухтрубной системы отопления Понятие производной для начинающих Пропускная способность последовательных и параллельных участков Расход воздуха по тепловой мощности Расход воды по тепловой мощности Расчёт расширительного бака Вязкость воздуха Плотность воздуха Скорость потока Температура неотапливаемого пространства Теплотехнические параметры эффективности утилизаторов тепла и холода Тригонометрические функции Эквивалентный диаметр прямоугольного воздуховода Энтальпия воздуха Давление насыщенного водяного пара Парциальное давление водяного пара Относительная влажность воздуха Температура мокрого термометра Принципиальные схемы центральных кондиционеров

Теплотехнические параметры эффективности утилизаторов тепла и холода

Условные обозначения

\(c_{ea}\)
Удельная теплоёмкость уходящего воздуха - теплоёмкость воздуха при температуре вытяжного воздуха после теплообменника \(\frac{J}{kg \, °C}\)
\(c_{oa}\)
Удельная теплоёмкость наружного воздуха - теплоёмкость воздуха при температуре приточного воздуха до теплообменника \(\frac{J}{kg \, °C}\)
\(\Delta d_{mid \, log}\)
Среднелогарифмическая разность влагосодержаний \(\frac{kg}{kg}\)
\(\Delta t_{mid \, log}\)
Среднелогарифмическая разность температур (истинное значение разности температур) - важный параметр при расчёте теплообменных аппаратов, показывает действительное значение разности температур между входящей и выходящей жидкостью (газом) по всей длине теплообменника \(°C\)
\(d_{oa}\)
влагосодержание приточного воздуха до теплообменника \(\frac{kg}{kg}\)
\(d_{sa}\)
влагосодержание приточного воздуха после теплообменника \(\frac{kg}{kg}\)
\(F\)
Площадь теплопередающей поверхности теплообменника. Применительно к ВРТ: площадь поверхности насадки. насадка - это по сути и есть ВРТ - та его часть, которая учавствует в теплообмене. Площадь поверхности насадки - это вся площадь поверхности лент или пластин, из которых насадка состоит \(m^{2}\)
\(G_{ea}\)
Массовый расход вытяжного воздуха после теплообменника \(\frac{kg}{s}\)
\(G_{min}\)
Наименьшее значение из массовых расходов уходящего (вытяжного) или приточного (наружного) воздуха \(\frac{kg}{s}\)
\(G_{oa}\)
Массовый расход приточного воздуха до теплообменника \(\frac{kg}{s}\)
\(h_{ea}\)
Энтальпия вытяжного воздуха после теплообменника \(\frac{kJ}{kg}\)
\(h_{oa}\)
Энтальпия приточного воздуха до теплообменника \(\frac{kJ}{kg}\)
\(h_{ra}\)
Энтальпия вытяжного воздуха до теплообменника \(\frac{kJ}{kg}\)
\(h_{sa}\)
Энтальпия приточного воздуха после теплообменника \(\frac{kJ}{kg}\)
\(k\)
Коэффициент полной теплопередачи, показывает насколько эффективно передаётся тепло от вытяжного воздуха приточному \(\frac{W}{m^{2} \, °C}\)
\(k_{m}\)
Коэффициент массопередачи \(\frac{kg}{m^{2} \,s}\)
\(k_{t}\)
Коэффициент явной теплопередачи - коэффициент теплопередачи, учитывающий только изменение температуры и не учитывающий изменение влажности вытяжного и приточного воздуха \(\frac{W}{m^{2} \,°C}\)
\(t_{ea}\)
Температура вытяжного воздуха после теплообменника \(°C\)
\(t_{oa}\)
Температура приточного воздуха до теплообменника \(°C\)
\(t_{ra}\)
Температура вытяжного воздуха до теплообменника \(°C\)
\(t_{sa}\)
Температура приточного воздуха после теплообменника \(°C\)
\(\Theta_{dea}\)
Коэффициент эффективности влагообмена по уходящему воздуху - отношение действительного влагообмена к максимально возможному влагообмену при использовании влагосодержаний вытяжного воздуха до теплообменника, вытяжного воздуха после теплообменника и приточного воздуха до теплообменника
\(\Theta_{doa}\)
Коэффициент эффективности влагообмена по наружному воздуху - отношение действительного влагообмена к максимально возможному влагообмену при использовании влагосодержаний приточного воздуха до теплообменника, приточного воздуха после теплообменника и вытяжного воздуха до теплообменника
\(\Theta_{hea}\)
Энтальпийный коэффициент эффективности по уходящему воздуху - отношение действительного полного (учитывая изменение влажности приточного и вытяжного воздуха) теплового потока к максимально возможному полному тепловому потоку при использовании энтальпий вытяжного воздуха до теплообменника, вытяжного воздуха после теплообменника и приточного воздуха после теплообменника
\(\Theta_{hoa}\)
Энтальпийный коэффициент эффективности по наружному воздуху - отношение действительного полного (учитывая изменение влажности приточного и вытяжного воздуха) теплового потока к максимально возможному полному тепловому потоку при использовании энтальпий приточного воздуха до теплообменника, приточного воздуха после теплообменника и вытяжного воздуха до теплообменника
\(\Theta_{tea}\)
Температурный коэффициент эффективности по уходящему воздуху - отношение действительного явного (не учитывая изменение влажности приточного и вытяжного воздуха) теплового потока к максимально возможному явному тепловому потоку при использовании температур вытяжного воздуха до теплообменника, вытяжного воздуха после теплообменника и приточного воздуха после теплообменника
\(\Theta_{toa}\)
Температурный коэффициент эффективности по наружному воздуху - отношение действительного явного (не учитывая изменение влажности приточного и вытяжного воздуха) теплового потока к максимально возможному явному тепловому потоку при использовании температур приточного воздуха до ВРТ, приточного воздуха после ВРТ и вытяжного воздуха до ВРТ
\(W_{ea}\)
Водяной эквивалент по уходящему воздуху - произведение массового расхода вытяжного воздуха после теплообменника на его удельную изобарную теплоёмкость, важный параметр в расчётах теплообменных аппаратов. Он характеризует энергию, запасённую воздухом в единицу времени \(\frac{J}{s \,°C}\)
\(W_{oa}\)
Водяной эквивалент по наружному воздуху - произведение массового расхода приточного воздуха до теплообменника на его удельную изобарную теплоёмкость, важный параметр в расчётах теплообменных аппаратов. Он характеризует энергию, запасённую воздухом в единицу времени \(\frac{J}{s \,°C}\)
\(\xi_{ea}\)
Отношение полной теплоты, которая отводится от вытяжного воздуха к явной теплоте, которая отводится от этого же воздуха. Вытяжной воздух охлаждается в теплообменнике - это является отводом теплоты. Явная теплота учитывает только понижение температуры уходящего воздуха, а полная теплота помимо понижения температуры учитывает ещё осушение вытяжного воздуха
\(\xi_{oa}\)
Отношение полной теплоты, которая подводится к приточному воздуху к явной теплоте, которая подводится к этому же воздуху. Приточный воздух нагревается в теплообменнике - это является подводом теплоты. Явная теплота учитывает только повышение температуры приточного воздуха, а полная теплота помимо повышения температуры учитывает ещё увлажнение приточного воздуха
ВРТ
Вращающийся регенеративный теплоутилизатор или роторный теплоутилизатор
Примечание: единицы измерений обозначены латинскими буквами согласно системе SI. Для обозначения индексов переменных используются сокращения английских слов согласно терминологии ASHRAE как более лаконичных в сравнении с русскими эквивалентами

Введение

На странице представлены теплотехнические параметры теплообменников, которые используются для оценки их эффективности, то есть эффективности переноса тепла от горячей жидкости или газа к холодной жидкости или газу. Хотя некоторые из этих параметров используются для расчёта всех типов теплообменников, здесь подразумевается их использование для оценки эффективности именно утилизаторов тепла и холода в системах вентиляции и кондиционирования. Утилизаторы тепла и холода для простоты именуются общим названием теплообменники

Теплотехнические параметры и формулы

Температурный коэффициент эффективности по наружному воздуху  [A]  [A] индекс toa означает «temperature, outdoor air» - «температура, наружный воздух»
индекс oa означает «outdoor air» - «наружный воздух»
индекс sa означает «supply air» - «приточный воздух»
индекс ra означает «return air» - «рециркуляционный (возвратный) воздух»
индекс min означает «minimum» - «минимум»
$$\Theta_{toa}=\frac{W_{oa}\cdot(t_{sa}-t_{oa})}{W_{min}\cdot(t_{ra}-t_{oa})}\label{eq:1}$$
Температурный коэффициент эффективности по уходящему воздуху  [B]  [B] индекс tea означает «temperature, exhaust air» - «температура, вытяжной (выбросной) воздух»
$$\Theta_{tea}=\frac{W_{ea}\cdot(t_{ra}-t_{ea})}{W_{min}\cdot(t_{ra}-t_{oa})}\label{eq:2}$$
Коэффициент эффективности влагообмена по наружному воздуху  [C]  [C] индекс doa означает «dew, outdoor air» - «влага, наружный воздух»
$$\Theta_{doa}=\frac{G_{oa}\cdot(d_{sa}-d_{oa})}{G_{min}\cdot(d_{ra}-d_{oa})}\label{eq:3}$$
Коэффициент эффективности влагообмена по уходящему воздуху  [D]  [D] индекс dea означает «dew, exhaust air» - «влага, вытяжной (выбросной) воздух»
$$\Theta_{dea}=\frac{G_{ea}\cdot(d_{ra}-d_{ea})}{G_{min}\cdot(d_{ra}-d_{oa})}\label{eq:4}$$
Энтальпийный коэффициент эффективности по наружному воздуху  [E]  [E] индекс hoa означает «heat content (enthalpy), outdoor air» - «теплосодержание (энтальпия), наружный воздух»
$$\Theta_{hoa}=\frac{G_{oa}\cdot(h_{sa}-h_{oa})}{G_{min}\cdot(h_{ra}-h_{oa})}\label{eq:5}$$
Энтальпийный коэффициент эффективности по уходящему воздуху  [F]  [F] индекс hea означает «heat content (enthalpy), exhaust air» - «теплосодержание (энтальпия), вытяжной (выбросной) воздух»
$$\Theta_{hea}=\frac{G_{ea}\cdot(h_{ra}-h_{ea})}{G_{min}\cdot(h_{ra}-h_{oa})}\label{eq:6}$$
Коэффициент явной теплопередачи  [G]  [G] индекс t означает «temperature» - «температура»
$$k_{t}=\frac{W_{oa}\cdot(t_{sa}-t_{oa})}{F\cdot\Delta t_{mid\,log}}\label{eq:7}$$
Коэффициент массопередачи  [H]  [H] индекс m означает «mass» - «масса»
$$k_{m}=\frac{G_{oa}\cdot(d_{sa}-d_{oa})}{F\cdot\Delta d_{mid\,log}}\label{eq:8}$$
Среднелогарифмическая разность влагосодержаний
$$\Delta d_{mid\,log}=\frac{(d_{ra}-d_{sa})-(d_{ea}-d_{oa})}{\ln\frac{d_{ra}-d_{sa}}{d_{ea}-d_{oa}}}\label{eq:9}$$
Коэффициент полной теплопередачи
$$k=\frac{G_{oa}\cdot(h_{sa}-h_{oa})}{F\cdot\Delta t_{mid\,log}}\label{eq:10}$$
Примечание: Эта упрощённая формула 10↑может использоваться только для оценки эффективности переноса тепла в существующих аппаратах - когда известен расход воздуха и его температуры
Среднелогарифмическая разность температур
$$\Delta t_{mid\,log}=\frac{(t_{ra}-t_{sa})-(t_{ea}-t_{oa})}{\ln\frac{t_{ra}-t_{sa}}{t_{ea}-t_{oa}}}\label{eq:11}$$
Показатель отношения полной теплоты, подводимой к наружному воздуху к явной теплоте
$$\xi_{oa}=\frac{G_{oa}\cdot(h_{sa}-h_{oa})}{W_{oa}\cdot(t_{sa}-t_{oa})}\label{eq:12}$$
Показатель отношения полной теплоты, отводимой от потока уходящего воздуха к явной теплоте
$$\xi_{ea}=\frac{G_{ea}\cdot(h_{ra}-h_{ea})}{W_{ea}\cdot(t_{ra}-t_{ea})}\label{eq:13}$$
Водяной эквивалент по наружному воздуху
$$W_{oa}=G_{oa}\cdot c_{oa}\label{eq:14}$$
Водяной эквивалент по уходящему воздуху
$$W_{ea}=G_{ea}\cdot c_{ea}\label{eq:15}$$

Источники

[1] Анатолий Геннадьевич Сотников «Процессы, аппараты и системы кондиционирования воздуха и вентиляции. Том II Часть 1»

[2] М.Е.Орлов «Теоретические основы теплотехники. Тепломассообмен»

[3] Х.Уонг «Основные формулы и данные по теплообмену для инженеров. Справочник»

[4] В переводе с английского профессора В. Д. Коркина, доцента М. М. Бродач «Англо-русский терминологический словарь ASHRAE по отоплению, вентиляции, кондиционированию воздуха и охлаждению»