I. Откуда берётся перепад давления системы
Общий перепад давления системы теплообмена = корпус теплообменника + трубопровод + выход воздуха/фильтр + отводы и переходы. Если любое звено увеличено, счёт за электроэнергию вентилятора растёт вместе с ним. Снова беря объём воздуха 12000 м³/ч, предположим общий перепад давления системы 350 Па.
II. Расчёт мощности на валу вентилятора
Объём воздуха Q = 12000 / 3600 ≈ 3,33 м³/с, КПД вентилятора η примем 0,6:
P = Q · Δp / η = 3,33 × 350 / 0,6 ≈ 1942 Вт ≈ 1,94 кВт
Годовая работа 8000 часов, стоимость электроэнергии ≈ 1,94 × 8000 × 0,7 ≈ 10 900 юаней.
III. «Квадратичный штраф» перепада давления
Приблизительно Δp ∝ u²; повышение скорости ветра на 20% увеличивает перепад давления примерно на 44%, и счёт за электроэнергию растёт соответственно. Поэтому:
- Не проектируйте канал потока слишком узким, избегая ненужной высокой скорости;
- Подбирайте фильтр и теплообменник по сопротивлению; не оставляйте чрезмерный запас «для безопасности»;
- Подбирайте вентилятор в его зоне высокого КПД; запас 10%~20% достаточен, слишком большой — и он работает круглый год вдали от точки высокого КПД.
IV. Чек-лист подбора
| Пункт | Практика |
|---|---|
| Объём воздуха | По макс. условию + 10% запас |
| Общее давление | Общее сопротивление системы + 10%~20% запас |
| КПД | Выбрать точку в зоне высокого КПД характеристики вентилятора |
| Частотное регулирование | Используйте ПЧ при большом колебании нагрузки, подача воздуха по требованию |
Выгода теплообменника — в тепле, затраты вентилятора — в электроэнергии; два должны быть в одном балансе.
Связанные материалы
- Уравнение Бернулли и перепад давления в трубопроводе: энергетический баланс жидкости в теплообменнике
- Пограничный слой и режим течения: как ламинарное и турбулентное течение влияют на теплопередачу
- Теплофизические свойства жидкости: влияние плотности, вязкости, удельной теплоёмкости и теплопроводности на теплопередачу