CN109086559B - 污泥堆肥车间围护结构的传热系数设计方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种污泥堆肥车间围护结构的传热系数设计方法，1、根据污泥堆肥厂的生产纲领，确定污泥堆肥车间的生产能力；2、根据污泥堆肥车间建设地点，获取当地全年的室外温度逐时参数；3、将当地全年的室外温度逐时参数输入Excel表格；4、在Excel表格中输入污泥堆肥车间维护结构的传热系数计算数学模型；5、确定污泥堆肥车间的堆体数量、日处理污泥量、车间全面通风量、堆体通风量参数；6、根据传热系数计算数学模型计算全年逐时的传热系数值；7、利用Excel查找最大值的编辑功能，找出传热系数的最大值；8、判断计算结果是否满足设计要求的经济性，若满足即输出结果；否则调整车间全面通风量重新计算，直至满足设计要求的经济性为止。

Description

污泥堆肥车间围护结构的传热系数设计方法
技术领域
本发明涉及污泥堆肥车间围护结构设计和材料选择，尤其是涉及污泥堆肥车间围护结构的传热系数设计方法。
背景技术
根据污泥堆肥工艺的要求，腐熟的污泥产品含水率指标为≤30%。而初始污泥含水率一般在80%左右，每个发酵周期需要将堆体中大量的水分以水蒸气的形式排放出来。现以日处理300t的污泥堆肥车间为例，日均排出水蒸气量可达150t左右。从堆体散发出来的水蒸气要么通过有害物控制通风***及时排出车间，要么在车间内凝结成液态水返回车间和堆体，对堆肥质量和车间设备运行造成严重影响。
通过有害物控制通风***将堆体散发出来的水蒸气排出车间的方式，由于污泥堆肥车间内的空气温度控制受室外空气、通风量、堆体散湿量等因素影响，并非单一的加大通风量可以解决。另外，如果盲目加大通风量，将增加通风机的能耗量和运行成本高。
采取防止污泥堆肥车间围护结构内表面结露是一种最直接的方法，即在车间设计时选择合适的围护结构传热系数，使得围护结构内表面的温度高于室内空气的露点温度。但是，目前在污泥堆肥车间围护结构设计时，并没有可参考的标准和计算方法。因此，多数设计仅仅依靠公共建筑节能设计标准的参数要求进行设计，而依靠公共建筑设计标准提供的参数进行设计并不能避免围护结构内表面的结露问题。
发明内容
本发明目的是基于防止室内结露要求的基础上，提供一种污泥堆肥车间围护结构的传热系数设计方法。
为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：
本发明所述污泥堆肥车间围护结构的传热系数设计方法，包括下述步骤：
步骤1、根据污泥堆肥厂的生产纲领，确定污泥堆肥车间的生产能力；
步骤2、根据所述污泥堆肥车间建设地点，获取当地全年的室外温度逐时参数；
步骤3、将当地全年的所述室外温度逐时参数输入Excel表格；
步骤4、在所述Excel表格中输入污泥堆肥车间维护结构的传热系数计算数学模型；
步骤5、确定污泥堆肥车间的堆体数量、日处理污泥量、车间全面通风量、堆体通风量参数；
步骤6、根据所述传热系数计算数学模型计算全年逐时的传热系数值；
步骤7、利用Excel查找最大值的编辑功能，找出所述传热系数的最大值；
步骤8、判断计算结果是否满足设计要求的经济性，若满足即输出结果；否则调整所述车间全面通风量重新计算，直至满足设计要求的经济性为止。
所述污泥堆肥车间维护结构的传热系数计算数学模型为：
式中：
Figure 759655DEST_PATH_IMAGE001
Figure 739112DEST_PATH_IMAGE002
：堆体腐熟所需通风量，m3/s；
Figure 518850DEST_PATH_IMAGE003
：车间围护结构的面积，m2；
Figure 914059DEST_PATH_IMAGE004
：为室内空气的露点温度，/>
Figure 40016DEST_PATH_IMAGE005
；
Figure 862478DEST_PATH_IMAGE006
：表示建筑围护结构内表面的换热系数，通常可取值8.7W/(m2K)；
Figure 129511DEST_PATH_IMAGE007
：车间的全面通风量，m3/ h；
Figure 390728DEST_PATH_IMAGE008
：堆体不同的发酵阶段；
Figure 59607DEST_PATH_IMAGE009
：空气的平均比热容，（kJ/kg℃）；
Figure 52971DEST_PATH_IMAGE010
：空气的相对平均分子量，g/mol；
Figure 807300DEST_PATH_IMAGE011
：堆体温度，℃；
Figure 357362DEST_PATH_IMAGE012
：车间室内温度，℃；
Figure 880747DEST_PATH_IMAGE013
：室外温度，℃；
Figure 372908DEST_PATH_IMAGE014
：水蒸气分压力，Pa；
Figure 614533DEST_PATH_IMAGE015
：室内相对湿度；
Figure 889657DEST_PATH_IMAGE016
：内表面换热系数，kcal/(m2h℃)；
Figure 847642DEST_PATH_IMAGE017
：围护结构内表面温度，℃；
Figure 182809DEST_PATH_IMAGE018
：围护结构传热系数，W/(m2K)。
本发明基于防止室内结露要求的基础上提出计算模型，将工艺特点、建筑设计和通风设计相结合，经过典型案例计算对比，具有较好的工程应用价值。同时，本发明的计算方法简便，为污泥堆肥车间围护结构的传热系数设计提供了数据支持，也为污泥堆肥车间的通风设计提供了数据依据，大大提高了污泥堆肥车间围护结构设计的准确性和设计效率。
附图说明
图1是本发明所述的传热系数设计方法流程框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述实施例。
如图1所示，本发明所述污泥堆肥车间围护结构的传热系数设计方法，包括下述步骤：
步骤1、根据污泥堆肥厂的生产纲领，确定污泥堆肥车间的生产能力；
步骤2、根据所述污泥堆肥车间建设地点，获取当地全年的室外温度逐时参数；
步骤3、将当地全年的所述室外温度逐时参数输入Excel表格；
步骤4、在所述Excel表格中输入污泥堆肥车间维护结构的传热系数计算数学模型；
步骤5、确定污泥堆肥车间的堆体数量、日处理污泥量、车间全面通风量、堆体通风量参数；
步骤6、根据所述传热系数计算数学模型计算全年逐时的传热系数值；
步骤7、利用Excel查找最大值的编辑功能，找出所述传热系数的最大值；
步骤8、判断计算结果是否满足设计要求的经济性，若满足即输出结果；否则调整所述车间全面通风量重新计算，直至满足设计要求的经济性为止。
所述污泥堆肥车间维护结构的传热系数计算数学模型为：
Figure 911730DEST_PATH_IMAGE019
Figure 52861DEST_PATH_IMAGE020
：堆体腐熟所需通风量，m3/s；
Figure 550839DEST_PATH_IMAGE021
：车间围护结构的面积，m2；
Figure 322486DEST_PATH_IMAGE022
：为室内空气的露点温度，/>
Figure 86174DEST_PATH_IMAGE023
；
Figure 968679DEST_PATH_IMAGE024
：表示建筑围护结构内表面的换热系数，通常可取值8.7W/(m2K)；
Figure 321163DEST_PATH_IMAGE025
：车间的全面通风量，m3/ h；
Figure 263711DEST_PATH_IMAGE026
：堆体不同的发酵阶段；
Figure 763963DEST_PATH_IMAGE027
：空气的平均比热容，（kJ/kg℃）；
Figure 184580DEST_PATH_IMAGE028
：空气的相对平均分子量，g/mol；
Figure 657149DEST_PATH_IMAGE029
：堆体温度，℃；
Figure 82183DEST_PATH_IMAGE030
：车间室内温度，℃；/>
Figure 7414DEST_PATH_IMAGE031
：室外温度，℃；
Figure 231722DEST_PATH_IMAGE032
：水蒸气分压力，Pa；
Figure 293219DEST_PATH_IMAGE033
：室内相对湿度；
Figure 639886DEST_PATH_IMAGE034
：内表面换热系数，kcal/(m2h℃)；
Figure 52413DEST_PATH_IMAGE035
：围护结构内表面温度，℃；
Figure 80412DEST_PATH_IMAGE036
：围护结构传热系数，W/(m2K)。/>

Claims (1)

1.一种污泥堆肥车间围护结构的传热系数设计方法，其特征在于：包括下述步骤：
步骤1、根据污泥堆肥厂的生产纲领，确定污泥堆肥车间的生产能力；
步骤2、根据所述污泥堆肥车间建设地点，获取当地全年的室外温度逐时参数；
步骤3、将当地全年的所述室外温度逐时参数输入Excel表格；
步骤4、在所述Excel表格中输入污泥堆肥车间维护结构的传热系数计算数学模型；
步骤5、确定污泥堆肥车间的堆体数量、日处理污泥量、车间全面通风量、堆体通风量参数；
步骤6、根据所述传热系数计算数学模型计算全年逐时的传热系数值；
步骤7、利用Excel查找最大值的编辑功能，找出所述传热系数的最大值；
步骤8、判断计算结果是否满足设计要求的经济性，若满足即输出结果；否则调整所述车间全面通风量重新计算，直至满足设计要求的经济性为止；
所述污泥堆肥车间维护结构的传热系数计算数学模型为：
式中：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
Figure DEST_PATH_IMAGE002
:堆体腐熟所需通风量，m3/s;
Figure DEST_PATH_IMAGE003
:车间围护结构的面积，m2;
Figure DEST_PATH_IMAGE004
:为室内空气的露点温度，
Figure DEST_PATH_IMAGE005
；
Figure DEST_PATH_IMAGE007
:表示建筑围护结构内表面的换热系数，通常可取值8.7W/(m2K);
Figure 768887DEST_PATH_IMAGE009
:车间的全面通风量，m3/ h;
Figure DEST_PATH_IMAGE011
:堆体不同的发酵阶段;
Figure 967918DEST_PATH_IMAGE012
:空气的平均比热容，（kJ/kg℃）;
Figure DEST_PATH_IMAGE013
:空气的相对平均分子量，g/mol;
Figure 452382DEST_PATH_IMAGE014
:堆体温度，
Figure DEST_PATH_IMAGE015
;
Figure 395062DEST_PATH_IMAGE016
:车间室内温度，
Figure DEST_PATH_IMAGE017
;
Figure 214027DEST_PATH_IMAGE018
:室外温度，
Figure DEST_PATH_IMAGE019
;
Figure 787222DEST_PATH_IMAGE020
:水蒸气分压力，Pa;
Figure DEST_PATH_IMAGE021
:室内相对湿度;
Figure 86878DEST_PATH_IMAGE022
:内表面换热系数，kcal/(m2h℃);
Figure DEST_PATH_IMAGE023
:围护结构内表面温度，
Figure 834515DEST_PATH_IMAGE024
;
Figure DEST_PATH_IMAGE025
:围护结构传热系数，W/(m2K)。
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污泥堆肥车间全面通风量影响因素分析;宋高举等;《暖通空调》;20170915(第09期);全文 *

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