Обґрунтування режимів роботи теплоутилізаторів вентиляційних викидів тваринницьких приміщень - Автореферат

Викидне повітря тваринницьких приміщень містить значну кількість теплової енергії, проте існуючі системи утилізації теплоти внаслідок наявності забруднюючих речовин, вологості та концентрації агресивних газів при значних обємах вентиляції непридатні до застосування, швидко виходять з ладу або ж мають низьку енергетичну ефективність. Робота виконана в відділі електрифікації сільського господарства ННЦ «ІМЕСГ» НААН Укарїни у відповідності з програмами науково-дослідних робіт «Розробити наукові основи створення і ефективного використання засобів електротехнологій для підготовки насіння сільськогосподарських культур та забезпечення мікроклімату в тваринницьких приміщеннях» в 2001 - 2005 р.р. (державний реєстраційний номер 0102U000064) та «Розробити наукові основи та енергозберігаючі технологічні процеси і технічні засоби з використанням електротехнологій для створення комфортних екологічно безпечних умов в виробничих приміщеннях і підготовки насіння сільськогосподарських культур» в 2006 - 2010 р.р. (державний реєстраційний номер 0106U011252). Завдання досліджень: розробити математичну модель теплоутилізаторів вентиляційних викидів тваринницьких приміщень та дослідити взаємозвязок їх параметрів з температурою і відносною вологістю повітря в приміщенні та зовнішнього середовища; розробити спосіб утилізації теплоти вентиляційних викидів тваринницьких приміщень із захистом теплообмінної поверхні від обмерзання та дослідити його ефективність при застосуванні в тваринницьких приміщеннях; Особистий внесок автора в результатах досліджень, проведених у співавторстві та викладених в дисертації полягає в наступному: розроблена наукова гіпотеза, мета і задачі досліджень; проведені дослідження існуючих способів утилізації теплоти вентиляційних викидів, способів та технічних засобів захисту теплообмінної поверхні від обмерзання, методик досліджень та визначення параметрів рекуперативних теплоутилізаторів; отриманий взаємозвязок параметрів теплоутилізаторів із параметрами повітря в приміщенні та зовнішнього середовища; визначені та досліджені режими роботи теплоутилізаторів з урахуванням параметрів повітря в приміщенні та зовнішнього середовища; обґрунтований спосіб захисту теплообмінної поверхні від обмерзання із застосуванням додаткового теплообмінника для попереднього підігріву припливного повітря; проведена енергетична та техніко-економічна оцінка застосування рекуперативних теплоутилізаторів з різними способами захисту теплообмінної поверхні від обмерзання в тваринницьких та птахівничих приміщеннях; розроблені ескізні креслення та виготовлені експериментальні зразки рекуперативних теплоутилізаторів; експериментально підтверджена теплопродуктивність теплоутилізаторів розробленого способу захисту та визначено частку повітря, яку необхідно подавати в додатковий теплообмінник для запобігання обмерзанню теплообмінної поверхні.При цьому існує необхідність у розробці ефективних способів утилізації теплоти із захистом від обмерзання теплообмінної поверхні та обґрунтуванні режимів роботи теплоутилізаторів із врахуванням нормативних параметрів повітряного середовища приміщень, що дозволить зменшити затрати теплоти на підтримання мікроклімату тваринницьких приміщень в холодний та перехідний періоди року. У другому розділі «Теоретичні дослідження процесу утилізації теплоти вентиляційних викидів тваринницьких приміщень» встановлено взаємозвязок між параметрами теплоутилізаторів та параметрами повітря в приміщенні і зовнішнього середовища, що дозволило врахувати вплив відносної вологості повітря на ефективність утилізації теплоти та обмерзання теплообмінної поверхні, дослідити режими роботи теплоутилізаторів з врахуванням нормативних параметрів повітряного середовища тваринницьких та птахівничих приміщень та визначити ефективність утилізації теплоти при застосуванні різних способів захисту теплообмінної поверхні від обмерзання. Математичною моделлю теплоутилізаторів, що встановлює взаємозвязок між конструктивними параметрами теплоутилізаторів та параметрами повітря в приміщенні і зовнішнього середовища, визначена система рівнянь: де - коефіцієнт температурної ефективності теплоутилізатора; , - температура повітря на вході та виході викидних каналів теплоутилізатора відповідно, ?С; , - температура повітря на вході та виході припливних каналів теплоутилізатора відповідно, ?С; - коефіцієнт використання теплоти конденсації водяної пари; - питома теплота пароутворення, КДЖ/кг; - питома теплоємність повітря, КДЖ/(кг·°С); , - вологомісткість повітря на вході та виході викидних каналів теплоутилізатора. Якщо врахувати, що коефіцієнт температурної ефективності теплоутилізатора рекомендується приймати не нижче 0,5, то «сухий» режим роботи теплоутилізаторів в тваринницьких приміщеннях практично не зустрічається, а обмерзання теплообмінної поверхні можливе при температурі повітря зовнішнього середовища меншій мінус 3°С. У третьому розділі «Методика експериментальних досліджень теплоутилізаторів вентиляційних викидів тваринницьких приміщень» для в

Основний зміст роботи