بازيافت انرژي آب بردي Addition3Water borne energy recovery
سوال : قرار است كه يك مدار بازيافت انرژي آب بردي براي كمپرسوري كه در مثال هاي بالا ذكر شده ساخته شود . فرض كنيد كه آبي كه قرار است گرما داده شود در يك مدار برگشت آب گرم ( برگشت ديگ آبگرم ) است كه داراي دماي برگشت ورودي C˚55 است . جريان مورد نياز براي مدار بازيافت انرژي و مقدار توان بازيافت شده را محاسبه كنيد .
جواب : ابتدا مدار بازيافت انرژي را رسم كنيد و توان ، جريان و درجه حرارت هاي متفاوت را نامگذاري كنيد . حال ، محاسبه زير را دنبال نمائيد
( kW) مقدار توان منتقل شده از كمپرسور به مدار بازيافت انرژي
( kW) مقدار توان منتقل شده از مدار بازيافت انرژي به برگشت ديگ آبگرم
( l /s ) جريان آب در مدار بازيافت انرژي
( l /s ) جريان آب در مدار برگشت ديگ آبگرم
( ˚C) دماي آب قبل از كمپرسور
( ˚C) دماي آب بعد از كمپرسور
( ˚C) دماي آب ورودي در مدار برگشت آبگرم
( ˚C) دماي آب خروجي در مدار برگشت آبگرم
5-2-1 فرض ( Assumption ) در بازيافت انرژي آب بردي
شرايط ذيل مفروض است :
براي بازيافت انرژي مي توان دماي آب مناسبي را بعد از كمپرسور از تأمين كننده كمپرسور بدست آورد و در اين مثال ، اينطور فرض مي شود كه اين دما برابر C ˚80 = باشد .
فرض براي مدار آب از طريق مبدل حرارتي بازيافت انرژي بدينصورت است :
= + 5 ˚C
= + 5 ˚C
بعلاوه فرض مي شود كه مبدل حرارتي و لوله هيچ تبادل گرمايي با محيط اطراف ندارند .
5-2-2 محاسبه جريان آب خنك كننده در مدار بازيافت انرژي در بازيافت انرژي آب بردي
( Calculation of the cooling water flow in the energy recovery circuit )
Q = m x x ΔT
ΔT = – = 80˚C – 60˚C = 20˚C افزايش دما در كمپرسور
= 4/18 kJ / kg x K ظرفيت گرمايي مخصوص آب
تواني كه مي توان مورد نظر قرار گيرد
= 0/70 x 162 = 113/4 kW توان منتقل شده به محور گردنده % 70
اين تواني است كه در كمپرسور مورد نظر امكان بازيافت دارد .
m = جريان جرم در مدار بازيافت انرژي
فرمول مي تواند به صورت زير نوشته شود :
5-2-3 تعادل انرژي در مبدل حرارتي بازيافت در بازيافت انرژي آب بردي
( Energy balance across the recovery heat exchanger )
براي مبدل حرارتي بازيافت رابطه زير به كار مي رود :
= x x ( – )
= x x ( – )
با اين وجود ، به اين علت كه فرض شده است هيچ تبادل گرمايي با محيط اطراف صورت نمي گيرد ، بنابراين انرژي كه از كمپرسور به مدار بازيافت انرژي منتقل مي شود با انرژي كه به مبدل حرارتي بازيافت منتقل مي شود ، برابر خواهد بود ، به عنوان مثال :
= 113 kW =
فرمول مي تواند بصورت زير نوشته شود :
5-2-4 جمع آوري پاسخ ( Compilation of the answer ) در بازيافت انرژي آب بردي
مي توان از محاسبات نتيجه گرفت كه توان قابل بازيافت برابر است با kW 113 . اين بازيافت نيازمند به وجود جريان آب در مدار بازيافت انرژي l/s 35/1 است . يك جريان مناسب براي مدار بازگشت ديگ آبگرم برابر با l/s 35/1 به همراه افزايش دماي ديگ آبگرم تا C˚20 است .
5-3 ( ضميمه 4 ) افت فشار در سيستم لوله كشي در بازيافت انرژي آب بردي
( ( Addition 4 ) Pressure drop in the piping )
سوال : يك لوله 23 متري كه داراي قطر داخلي 80mm است بايد جرياني حدود l/s 140 را از خود عبور دهد . اين لوله داراي 8 زانويي است كه قطر تمام آنها با قطر دروني لوله يكسان است . اگر فشار مطلق آغازين bar(a) 8 باشد ، افت فشار در سراسر لوله چقدر خواهد بود ؟
جواب : ابتدا طول معادل براي 8 زانويي بايد تعيين شود . طبق جدول 36 :3 طول لوله معادل براي هر زانويي 3/1 متر است . بنابراين طول كلي لوله برابر است با 4/33 = 23 + 3/1 * 8 متر .
براي محاسبه افت فشار ، فرمول زير به كار ميرود :
ΔP = 450
با جايگزين كردن ارقام داريم :
ΔP = 450
بدين ترتيب ، افت كلي فشار در سراسر لوله برابر خواهد بود bar 0054/0