Технические науки/5. Энергетика.

К.т.н., доцент Тимченко В.И., К.т.н. Илиев А.Г.

Южно-российский государственный университет экономики и сервиса

ПРИМЕНЕНИЕ ВТОРИЧНЫХ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ ПРИ ОСУЩЕСТВЛЕНИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ТЕПЛОИСПОЛЬЗУЮЩИХ ПРОЦЕССОВ УБОРОЧНО-МОЕЧНЫХ РАБОТ НА СТАНЦИЯХ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ АВТОМОБИЛЕЙ

Энергетический кризис и развитие рыночных отношений в России диктуют необходимость научно-технических разработок по исследованию теплоиспользующих технологических процессов, направленных на выявление тепловых вторичных энергоресурсов (тепловых отходов) и возможностей их использования. Для определения теплового потенциала горячих промстоков технологических процессов мойки автомобилей целесообразно проанализировать температурные режимы автомойки. Основной поток легкового и грузового автотранспорта проходит цикл уборочно-моечных работ на механизированных автомойках с оборотным водоснабжением. Температурный режим мойки автотранспорта зависит от окраски, степени загрязнения и способа мойки автомобилей. Средневзвешенная температура промстоков, т.е. температура в ^OC сточных вод после автомойки определяется по данным технологических карт, где

τ- время отдельного процесса мойки автотранспорта; t–температура рабочего теплоносителя в этой процедуре.

На основе системного анализа технологических режимных карт мойки легковых и грузовых автомобилей сделаны следующие выводы:

-расход воды на туалетную мойку одного легкого автомобиля составляет 200л, соответственно и количество горячих промстоков 180-200 л, на углублённую мойку-400-500л, на грузовой автомобиль соответственно 400л и 700л;

-средневзвешенная температура промстоков от автомойки легкового автотранспорта составляет 50-60⁰С и от участка уборочно-моечных работ грузового автотранспорта 60-65 ⁰С.

Тепловой потенциал промстоков (ВЭР) от автомойки определяется средневзвешенной температурой и количеством промстоков. Использование этих тепловых отходов, т.е. низкопотенциальной теплоты, обуславливает снижение расходов тепловой энергии, себестоимости услуг и рентабельности предприятия в целом. Возможно несколько способов утилизации теплоты промстоков:

многоступенчатое (повторное) использование отработанной горячей воды при мойке автомобилей разной степени загрязнения;

использование горячих промстоков в качестве технической воды для мойки грязной техники, тротуаров и т.д.

тепловой подготовки водопроводной воды в рекуперативном дополнительном теплообменнике, где греющим теплоносителем являются промстоки [2].

В данной работе рассматривается третий способ утилизации теплоты промстоков, т.к. он является наиболее стабильным в режиме использования тепловых ВЭР в технологических процессах [3].

Для осуществления технологических процессов мойки автотранспорта используется теплоноситель с водяным эквивалентом W и температурой t. Исходная температура водопроводной воды, как рабочего теплоносителя равна  t'. Для обеспечения рассматриваемых технологических процессов теплоносителем необходимых параметров, этот теплоноситель необходимо нагреть от температуры t' до температуры t. Предполагается, что нагрев осуществляется насыщенным водяным паром с температурой t_S [3].

Промстоки имеют водяной эквивалент W_C и температуру t'_С, причем t^I_C > t^I. Таким образом, для получения теплоносителя с водяным эквивалентом W и температурой t, используемого в технологических процессах, имеются два греющих теплоносителя:

первичный – водяной насыщенный пар с температурой t_S;

вторичный – горячий сток с водяным эквивалентом W_C и температурой , причем t^I_C > t^I (t^I - исходная температура теплоносителя).

Теплоноситель, подготовленный в локальной системе ВЭР может использоваться в сети горячего водоснабжения предприятия не только для технологических и бытовых нужд, но и в инженерных сетях отопления и приточной вентиляции. В связи с этим актуальной задачей является определение конечной температуры t рабочего теплоносителя на выходе из локальной системы подогрева воды. Конечная температура подогретой воды t является функцией нескольких переменных – водяных эквивалентов промстока W_C и воды W, начальных температур промстока t^'_C и воды t^', конечных температур промстока t^"_C и воды t^", температуры пара t_S, поверхностей нагрева F_Д, F_О и коэффициентов теплопередачи К_Д, К_О ДТО и ОТО:

(2)

Температура рабочего теплоносителя, подготовленного в локальной системе ДТО-ОТО, является главным определяющим параметром экономической эффективности использования тепловых ВЭР.

; (3)

Тепловую мощность системы подогрева рабочего теплоносителя составляют два тепловых потока (по нагреваемому теплоносителю):

(4)

или

. (5)

Разделив обе части уравнения (5) на Gc_P и разрешив его относительно конечной температуры теплоносителя, получаем:

, или

. (6)

В этом выражении неизвестны конечные температуры греющего и нагреваемого теплоносителей t^"_C, t^", которые определяются поверочным расчетом с применением вспомогательной функции Z, для противотока равной:

. (7)

На диаграмме (рисунок 2) показана зависимость конечной температуры рабочего теплоносителя t от температуры промстоков t^'_C и коэффициентов водяных эквивалентов греющего и нагреваемого теплоносителей b_W= W_C/W .

Температура подогреваемой воды при t_c1=50; 60; 70 ⁰С и Р=0,3МПа

Рисунок 1 - Зависимость конечной температуры рабочего теплоносителя t

от температуры промстоков t_c и коэффициентов водных эквивалентов b_w

Теоретические исследования показали, что применение системы ВЭР обеспечивает стабилизацию параметров теплоносителей, совершенствование тепловых процессов и экономию тепловых энергоресурсов за счёт тепловых отходов. На рисунке 2 представлен годовой эффект от использования теплоты промстоков автомойки.

Рисунок 2 - Годовой эффект от использования теплоты промстоков автомойки

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 Михеев М.А., Михеева А.М. Основы теплопередачи.- М.:» Энергия», 1994.- 320с.

2 Муратова В.А. и др. Водопотребление и водоотведение автотранспортных и авторемонтных предприятий. М.:Транспорт, 1998-206 с.

3 Русаков В.З., Тимченко В.И. Инженерное обеспечение автотранспортных предприятий, авторемонтных заводов, станций и малых предприятий автосервиса. Учебное пособие.- Шахты: Издательский центр ЮРГУЭС, 2004г. – 296 с.