Identificare bucle

Varianta 1:

Varianta 2

Varianta 3

Varianta 4

Dar, conform Curs 5 IF, slide 13, in care se precizeaza ca:

Cea mai cuprinzatoare bucla, care contine si buclele mai simple, dar datorita existentei a cel putin unei linii internodale comuna, reprezinta o singura entitate(bucla), contine si cuplele cu potential maxim de indepartare.

Cupla (in terminologia anglosaxona „a matching between two hetero streams” = o unitate de schimb de caldura intre o pereche de hetero (unul cald si unul rece)curenti.

Dar pe cate cuple din bucla sa pun ochii, ca aavand potential de indepartare?

Raspunsul vine de la relatia lui Euler pentru retele de schimbatoare caracterizate de bucle(vezi Curs 5-IF, slide13:

In cazul nostru:

S=6; B=1 (doar una independenta, restul sunt subdiviziuni de bucla), C=2 (numarul maxim de sisteme independente ce apar cand facem, arbitrar, o taietura intr-o cupla a reprezentarii Euler a grafului):

Asadar, nr minim de unitati de schimb de caldura este de 6+1-2=5. Inseamna ca putem indeparta din retea 2 unitati de schimb de caldura(USC).

Cum facem alegerea USC ce le indepartam?

Raspuns: in primul rand (1) trebuie sa existe cel putin o punte( „a path”) intre utilitatile calde si reci. In cazul nostru este puntea oferita de schimbatorul de caldura 3. (2) trebuie sa apartina liniei de demarcatie a buclei (sa faca parte din bucla; (3) trebuie sa aiba cele mai mici sarcini termice de schimb.

In cazul de fata, in bucla avem un racitor de 14 MW si unul de 16 MW.

Prima varianta ar fi sa indepartam racitorul de 14 MW, dar aceasta solutie nu este fezabila (doar daca am face un „resequencing” cu schimbatorul de 40 MW (nu incalzitorul), care i-ar prelua sarcina de 14 MW. Infezabilitatea ar fi data de fapul ca prin disparitia racitorului de 14 MW, schimbatorul de caldura care i-ar prelua sarcina si care ar trebui sa transfere 54 MW, ar avea pe partea rece a sa aceeasi temperatura, de 40C, si pe curentul cald si pe cel rece. Asa ca indepartarea racitorului nu poate fi facuta si schema retelei va avea pana in final 2 racitoare.

Varianta infezabila:

E infezabila cu toate ca bilantul se inchide:

Profilul fortelor motrice da infezabilitatea variantei:

In consecinta aceasta directie de urmat este gresita si trebuie alta abordare.

Prin urmare, lasam in schema racitorul de 14 MW si indepartam, in primul pas, schimbatorul de caldura care re sarcina de 16 MW. Rezulta varianta:

Asa cum se observa, reteaua transfera peste pinch, dar conditia Dtmin de 20 C este violata.

Ar trebui relaxata reteaua, dar avem voie sa mai inlaturam o USC fiindca numarul minim permis este 5, iar noi avem 6 si abia dupa aceea vom incerca relaxarea energetica. „Punem ochii” pe schimbatorul cu sarcina de 2 MW si il excludem din retea, urmand sa restabilim apoi bilantul de caldura al retelei. Obtinem solutia:

Abia acum trecem la relaxarea termica, intrucat observam ca pe partea rece a schimbatorului 3 DTmin este deteriorat cu 7 grade fata de valoarea minim acceptata (la impunerea temei initiale).

Cum facem

Figuram puntea cu linie rosie si acoperim valorile in locurile unde vor avea loc schimbari din cauza relaxarii termice. Relaxarea termica se poate face doar de-a lungul unei punti.

Ecuatii: T=140+20 =160C, rezulta:22000+x=300*(160-80), unde 300 este CP-ul curentului cald H1.

Rezulta : x=2000 kW

Rezulta forma finala a retelei relaxate (solutia finala):

T22000+x

44000-x40000+x