Page 16

Balikó S., Gunkl G., Zsebik A.: A termelékenység függése a külső levegő hőmérsékletétől A Δx és a Δτ értékek nem függetlenek egymástól, közöttük a hűtőközeg áramlási sebessége teremt kapcsolatot: ν=

2. ábra. A kemence hőmérsékletviszonyai egy τ időpillanatban

A két hőcserélő ΦHCS és ΦLH hatásosságát mérésekkel állapítottuk meg.

∆x V = ∆τ V

ahol V a hűtőközeg térfogatárama és V a kemence vízterének térfogata. 4. ábra. A közvetítőközeges hőcserélő elvi sémája

Puffertartály A puffertartályt először tökéletesen keveredő tartályként modelleztük, de így a valóságostól nagyon eltérő értékeket kaptunk: a kemencébe belépő hűtővíz hőmérsékletének azonnali emelkedése miatt a kilépő hűtővíz elérte a forráspontot. Rá kellett jönnünk, hogy a puffernak nem hanyagolható el a késleltető hatása. Ezért a puffertartályt két részre osztottuk, V1 térfogatú tökéletesen keveredő tartályra, ami a szekunder hűtőkör kilépési pontjáig vezet, és egy V2 térfogatú alsó zónára, amit tökéletesen réteges tárolóként modelleztünk (3. ábra). A tökéletesen kevert felső tartályban a hőmérséklet időbeli változását a

V1ρc

dtvki = Wk (tbe − tvki ) − Wv (tvki − tvbe) dτ

Az alsó rész számításához itt is be kell vezetni a térfogatsebesség fogalmát: v=

Vk W = k V2 ρcV2

A hőcserélőre nem készítettünk dinamikus modellt, mert azon viszonylag gyorsan átfut a hűtővíz, de a vezetékek miatt egy késleltetési tagot vezettünk be: tvbe(τ)=tvki(τ-τk)-ψ[tvki(τ-τk)-tlbe(τ-τk)]

A modell alkalmazása A modell segítségével – a kitűzött kutatási célunknak megfelelően – vizsgáltuk, hogy a hűtőlevegő hőmérsékletének csökkentése hogyan befolyásolja a lehűlés idejét és ezen keresztül a termelékenységet. Ha a változás jelentős, akkor tovább lehet vizsgálni, hogy gazdaságos-e a nyári időszakban a levegős hűtés helyett gépi hűtést alkalmazni. Az 5. ábra adatai mutatják, hogy a szóba jöhető tartományokban a hűtési idő legfeljebb 20%-ban csökkenthető. Ugyanakkor a teljes kemenceprogramnak csupán 1/12-1/24-ed része a teljes hűtési szakasz időtartama, így belátható, hogy a termelékenység növekedés alig érzékelhető. Az eredményt a mérések is igazolják.

és ezzel a tartályt ΔV=νΔτ elemekre bontjuk. Az első elem átlagos hőmérséklete a τ+Δτ időpontban tvki, és ezzel minden elem hőmérséklete eggyel lejjebb csúszik: ti(τ+Δτ)=ti-1(τ) A puffertartályból a kemence felé kilépő hőmérséklet az utolsó elem hőmérsékletével azonos.

A szekunder hűtőkör modellje A közvetítőközeges hőcserélő elvi sémáját a 4. ábra mutatja. A puffertartályból elvett vizet egy HCS hőcserélő hűti le zárt körben áramoltatott glikolos vízzel, míg a glikolos vízből a hőt az LH léghűtővel vonjuk el. A hőkapacitás-áramok arányától függetlenül a két hőcserélő hatásosságát itt a hűtendő közeg hőmérsékletváltozására értelmezzük: 3. ábra. A puffertartály modellje

Φ HCS = Φ LH =

t vki − t vbe t vki − t gbe

t gki − t gbe t gki − tlbe

14

tvki − tvbe = tvki − tlbe

1  Wv  1  + − 1 Φ HCS Wg  Φ LH  1

Ugyanakkor felmerült az igény arra, hogy az elvont hőt hőszivattyú alkalmazásával a telephely fűtési rendszerében hasznosítsuk. A modell lehetőséget nyújtott arra, hogy meghatározzuk a hasznosítható hő mennyiségét és időbeli lefutását.

és

Ekkor levezethető a közvetítőközeges hőcsere eredő hatásossága: Ψ=

5. ábra. A kemence lehűlési görbéjének változása a hűtőlevegő hőmérsékletének függvényében

A kinyerhető hő

A matematikai modell alapján számíthatóvá vált a hűtési szakasz várható hőteljesítmény-lefutása mind primer (kemenceköri) mind szekunder (puffer és léghűtő közötti) oldalon. A számítási eredményeket egy átlagos töltettömegre a 6. ábra mutatja. Mivel a töltetek tömege állandóan változó érték, a kapott teljesítményértékek nem minden esetre igazak, kizárólag a lefutási jelleget tekinthetjük azonosnak. Mivel rendelkezésre álltak hőmérséklet-regisztrátumok, illetve

ENERGIAGAZDÁLKODÁS

53. évf. 2012. 4. szám

Enga 2012 4szam  

Enga 2012 4. szám

Read more
Read more
Similar to
Popular now
Just for you