Aurustava jahutusega kliimaseadmete (SCR) kasutamine ühe energiasäästliku lahendusena kaasaegsete hoonete ja rajatiste projekteerimisel.
Tänapäeval on tänapäevaste haldus- ja avalike hoonete kõige levinumad soojus- ja elektrienergia tarbijad ventilatsiooni- ja kliimaseadmed. Ventilatsiooni- ja kliimaseadmete energiatarbimise vähendamiseks kaasaegsete avalike ja haldushoonete projekteerimisel on mõttekas eelistada tootmisetapis võimsuse vähendamist. tehnilised tingimused ja vähenenud tegevuskulud. Tegevuskulude vähendamine on kinnisvaraomanike või üürnike jaoks kõige olulisem. On teada palju valmis meetodeid ja erinevaid meetmeid-vähendada kliimaseadmete energiatarbimist, kuid praktikas on energiasäästlike lahenduste valik väga raske.
Mõned paljudest ventilatsiooni- ja kliimaseadmetest, mida saab liigitada energiatõhusateks, on käesolevas artiklis käsitletud aurustusjahutusega kliimaseadmed.
Neid kasutatakse elamutes, avalikes, tootmisruumid... Konditsioneerimissüsteemide aurustamisjahutuse protsessi tagavad pihustuskambrid, kile-, pakitud- ja vahuseadmed. Vaatlusalustel süsteemidel võib olla otsene, kaudne ja ka kaheastmeline aurustamisjahutus.
Ülaltoodud valikutest on õhujahutuse kõige ökonoomsemad seadmed otsejahutusega süsteemid. Eeldatakse, et nad kasutavad standardseid tehnikaid ilma täiendavaid allikaid kasutamata. kunstlik külm ja külmutusseadmed.
Otsese aurustamisjahutusega kliimaseadme skemaatiline diagramm on näidatud joonisel fig. üks.
Selliste süsteemide eelised hõlmavad süsteemide minimaalseid hoolduskulusid töötamise ajal, samuti töökindlust ja disaini lihtsust. Nende peamised puudused on sissepuhkeõhu parameetrite säilitamise võimatus, mehitatud ruumis ringluse välistamine ja sõltuvus välistest kliimatingimustest.
Selliste süsteemide energiakulud vähendatakse õhu liikumisõhu ja ringlussevõetud vee hulka AIA -sse paigaldatud adiabaatilistes niisutajates. Seadmete adiabaatilise niisutamise (jahutamise) kasutamisel tuleb kasutada joogivett. Selliste süsteemide kasutamist saab piirata kliimavööndites, kus valitseb kuiv kliima.
Aurustamisjahutusega kliimaseadmete kasutusvaldkonnad on objektid, mis ei vaja termilise ja niiskuse režiimi täpset hooldust. Tavaliselt juhivad neid erinevate tööstusharude ettevõtted, kus on vaja odavat siseõhu jahutamise meetodit, millel on ruumide kõrge soojusintensiivsus.
Teine võimalus ökonoomseks õhkjahutuseks kliimaseadmetes on kaudse aurustamisjahutuse kasutamine.
Sellise jahutusega süsteemi kasutatakse kõige sagedamini juhtudel, kui siseõhu parameetreid ei ole võimalik saada otsese aurustamisjahutuse abil, mis suurendab sissepuhkeõhu niiskusesisaldust. Kaudse skeemi kohaselt jahutatakse sissepuhkeõhk rekuperatiiv- või regeneratiivsoojusvahetis kokkupuutel aurustamisjahutusega jahutatava lisaõhuvooluga.
Joonisel fig. 2. SCR -skeem koos kaudse aurustamisjahutusega ja rekuperatiivset tüüpi soojusvahetite kasutamisega on näidatud joonisel fig. 3.
Kaudse aurustamisjahutusega kliimaseadmeid kasutatakse juhul, kui toiteõhku on vaja ilma kuivatamiseta. Nõutavad parameetrid õhukeskkond toetada ruumis paigaldatud kohalikke sulgureid. Sissepuhkeõhu vooluhulga määramine toimub vastavalt sanitaarnormidele või vastavalt ruumi õhu tasakaalule.
Kaudse aurustusjahutusega kliimaseadmed kasutavad lisaõhuna kas välis- või väljatõmbeõhku. Kohalike sulgurite juuresolekul eelistatakse viimast, kuna see suurendab protsessi energiatõhusust. Tuleb märkida, et väljatõmbeõhu kasutamine lisaõhuna ei ole lubatud mürgiste, plahvatusohtlike lisandite, samuti soojusvahetuspinda saastavate suspendeeritud osakeste suure sisalduse korral.
Välisõhku kasutatakse abivooluna, kui ei ole vastuvõetav, et väljatõmbeõhk voolab sissevooluõhku soojusvaheti (st soojusvaheti) lekete kaudu.
Täiendav õhuvool puhastatakse enne niisutamiseks etteandmist. õhufiltrid... Taastuvate soojusvahetitega kliimaseade on energiasäästlikum ja odavam.
Kaudse aurustusjahutusega kliimaseadmete skeemide väljatöötamisel ja valimisel tuleb arvestada meetmetega soojustagastuse reguleerimiseks külm periood aastat, et vältida soojusvahetite külmumist. On vaja ette näha väljatõmbeõhu soojendamine soojusvaheti ees, möödudes osast sissepuhkeõhust plaatsoojusvaheti ja pöörlemiskiiruse reguleerimine pöörlevas soojusvahetis.
Nende meetmete kasutamine kõrvaldab soojusvahetite külmumise. Samuti tuleb väljalaskeõhu abivooluna kasutamisel tehtud arvutustes kontrollida süsteemi töökindlust külmal aastaajal.
Teine energiasäästlik kliimaseade on kaheastmeline aurustussüsteem. Selles skeemis on õhkjahutus ette nähtud kahes etapis: otsene ja kaudne aurustamismeetod.
"Kaheastmelised" süsteemid tagavad õhu parameetrite täpsema reguleerimise kesksest kliimaseadmest lahkudes. Neid kliimaseadmeid kasutatakse rakendustes, kus on vaja sissepuhkeõhu sügavamat jahutamist võrreldes otsese või kaudse aurustamisjahutusega jahutamisega.
Kaheastmeliste süsteemide õhkjahutus on ette nähtud regeneratiivsetes, plaatsoojusvahetites või vahepealse soojuskandjaga pinnasoojusvahetites, kasutades täiendavat õhuvoolu - esimeses etapis. Õhujahutus adiabaatilistes niisutajates - teises etapis. Põhinõuded täiendavale õhuvoolule, samuti SCR -i toimimise kontrollimiseks külmal aastaajal on sarnased kaudse aurustamisjahutusega SCR -skeemidele kehtivatega.
Aurustamisjahutusega kliimaseadmed saavutavad paremaid tulemusi, mida pole võimalik saavutada külmutusmasinad.
Aurustamis-, kaud- ja kaheastmelise aurutusjahutusega SCR-skeemide kasutamine võimaldab mõnel juhul loobuda külmutusmasinate ja kunstliku külma kasutamisest, samuti vähendab oluliselt jahutuskoormust.
Õhutöötluse energiatõhusus saavutatakse sageli nende kolme skeemi abil, mis on kaasaegsete hoonete projekteerimisel väga oluline.
Sajandite jooksul on tsivilisatsioonid leidnud oma territooriumil kuumusega toimetulemiseks originaalseid meetodeid. Jahutussüsteemi varajane vorm, "tuulepüüdja", leiutati palju tuhandeid aastaid tagasi Pärsias (Iraan). See oli katusel asuv tuulevarrasüsteem, mis püüdis tuult kinni, viis selle läbi vee ja puhus siseruumidesse jahutatud õhku. Tähelepanuväärne on see, et paljudel neist hoonetest olid ka sisehoovid, kus olid suured veevarud, seega kui tuult polnud, siis vee loomuliku aurustumise tagajärjel. kuum õhküles tõusnud, aurustas õues oleva vee, mille järel juba jahtunud õhk läbis hoone. Täna on Iraan asendanud "tuulepüüdjad" aurustamisjahutitega ja kasutab neid laialdaselt ning Iraani turg saavutab kuiva kliima tõttu 150 tuhande aurusti aastakäibe.
Ameerika Ühendriikides oli aurustamisjahuti 20. sajandil arvukate patentide objektiks. Paljud neist soovitasid alates 1906. aastast kasutada puitlaastusid vaheseinana, kanda suurel hulgal vett kokkupuutel liikuva õhuga ja toetada intensiivset aurustumist. 1945. aasta patendi standardkonstruktsioon sisaldab veemahutit (tavaliselt varustatud ujukventiiliga taseme reguleerimiseks), pumpa vee ringlemiseks läbi puiduhake tihendite ja ventilaatorit, mis puhub õhku läbi tihendite eluruumidesse. See disain ja materjalid on Ameerika Ühendriikide edelaosas aurustamisjahutitehnoloogia alustala. Selles piirkonnas kasutatakse neid täiendavalt niiskuse suurendamiseks.
Aurustumisjahutus oli tavaline 1930. aastate lennukimootorites, näiteks Beardmore Tornado õhulaeva mootor. Seda süsteemi on kasutatud radiaatori vähendamiseks või kõrvaldamiseks, mis muidu tekitaks märkimisväärset aerodünaamiline takistus... Mõnele sõidukile on salongi jahutamiseks paigaldatud välised aurustusjahutusseadmed. Neid müüdi sageli lisavarustusena. Aurustusjahutusseadmete kasutamine autodes jätkus kuni selle omandamiseni laialdane kasutamine aurukompressiooniga kliimaseade.
Aurustamisjahutuse põhimõte erineb aurukompressorjahutite tööpõhimõttest, kuigi need vajavad ka aurustamist (aurustamine on süsteemi osa). Auru kokkusurumise tsüklis, pärast külmutusagensi aurustumist aurusti mähises, surutakse jahutusgaas kokku ja jahutatakse, kondenseerudes rõhu all vedelasse olekusse. Vastupidiselt sellele tsüklile aurustub aurustamisjahutis vesi ainult üks kord. Jahutusseadmes aurustunud vesi juhitakse ruumi jahtunud õhuga. Jahutustornis viib aurustunud vee õhuvool minema.
Protsesside konstrueerimisel i -d diagrammil ja valikul tehnoloogiline skeemõhutöötlemine peab püüdlema ratsionaalne kasutamine energiat, tagades ökonoomse külma, soojuse, elektri, vee tarbimise, samuti säästes seadmete poolt hõivatud ehitusala. Selleks on vaja analüüsida kunstliku külma säästmise võimalust, kasutades õhu otsest ja kaudset aurustamisjahutust, kasutades skeemi, mis hõlmab eemaldatud õhu soojustagastust ja vajaduse korral teisest allikast soojuse taaskasutamist, kasutades esimest ja teist õhuringlus, möödavooluahel, samuti soojusvahetites juhitavad protsessid.
Ringlust kasutatakse ruumides, kus on märkimisväärne soojusülekanne, kui sissepuhkeõhu vooluhulk, mis on määratud liigse soojuse eemaldamiseks, on suurem kui nõutav välisõhu voolukiirus. Aasta soojal perioodil võimaldab retsirkulatsioon vähendada külma tarbimist võrreldes sama võimsusega ühekordselt läbiviidava skeemiga, kui välisõhu entalpia on kõrgem kui eemaldatud õhu entalpia ja keelduda teisest kütmisest. Külmal perioodil - vähendage oluliselt välisõhu soojendamise soojuskulu. Aurustamisjahutuse kasutamisel, kui välisõhu entalpia on madalam kui sise- ja väljatõmbeõhul, ei ole retsirkulatsioon soovitatav. Ringlussevõetud õhu liikumine läbi õhukanalite võrgu on alati seotud täiendavate energiakuludega; see nõuab ringlussevõetud õhukanalite mahutamiseks hoone mahtu. Ringlussevõtt on soovitatav, kui selle ehitamise ja käitamise kulud on väiksemad kui sellest tulenev kokkuhoid soojuses ja külmas. Seetõttu tuleks toiteõhu voolukiiruse määramisel alati püüda viia see välisõhu minimaalsele nõutavale väärtusele lähemale, võttes arvesse sobivat õhujaotusskeemi ruumis ja õhujaoturi tüüpi ning vastavalt sellele otsevoolu skeem. Ringlussevõtt ei sobi kokku ka väljatõmbeõhu soojustagastusega. Välisõhu soojendamiseks kasutatava soojuse tarbimise vähendamiseks külmal aastaajal on vaja analüüsida võimalust kasutada madala potentsiaaliga allikatest pärinevat sekundaarsoojust, nimelt: eemaldatava õhu soojust, soojusgeneraatorite heitgaase ja tehnoloogiat. seadmed, külmutusmasinate kondenseerumissoojus, valgustusseadmete soojus, kuumus Reovesi jne. Eemaldatud õhu soojuse taastamiseks mõeldud soojusvahetid võimaldavad soojal aastaajal mõnevõrra vähendada ka külma tarbimist kuuma kliimaga piirkondades.
Tegema õige valik, on vaja teada võimalikke õhupuhastusskeeme ja nende omadusi. Arvestage kõige rohkem lihtsad protsessid kliimamuutuste muutused ja nende järjestus ühte suurt ruumi teenindavates keskkliimaseadmetes.
Tavaliselt on töötlemise vooskeemi valimisel ja kliimaseadme toimivuse määramisel määrav režiim soe aastaaeg. Külmal aastaajal püüavad nad säilitada soojaks aastaajaks määratud sissepuhkeõhu vooluhulka ja õhukäitlusviisi.
Peamise õhuvoolu märgkuju temperatuur pärast jahutamist kaudse aurustava jahutuspinna soojusvahetis on aurustumise jahutuse loomuliku piirina madalam väärtus võrreldes välistingimustes kasutatava märgpirni temperatuuriga. Seetõttu on põhiaine järgneva töötlemise ajal kontaktseadmes otsese aurustamisjahutuse meetodil võimalik saada madalamat õhuparameetrit võrreldes loomuliku piiriga. Sellist peamise õhuvoolu õhu järjestikuse töötlemise skeemi kaudse ja otsese aurustamisjahutuse meetodil nimetatakse kaheastmeliseks aurustamisjahutuseks. Kaheastmelisele aurustuvale õhkjahutusele vastava keskkliimaseadme paigutusskeem on näidatud joonisel 5.7 a. Seda iseloomustab ka kahe õhuvoolu olemasolu: põhi- ja abivool. Välisõhk, mille märja pirni temperatuur on madalam kui mehitatud ruumi siseõhk, siseneb põhilisse kliimaseadmesse. Esimeses õhkjahutis jahutatakse seda kaudse aurustamisjahutusega. Seejärel siseneb see adiabaatilisse niisutusseadmesse, kus see jahutatakse ja niisutatakse. Peakliimaseadme pinnaõhu jahutite kaudu ringleva vee aurustamine jahutatakse, kui seda pihustatakse abivoolu adiabaatilisse niisutusseadmesse. Tsirkulatsioonipump kogub vett abivoolu adiabaatilise niisutusseadme mahutist ja suunab selle põhivoolu õhujahutitesse ning seejärel abivoolus pihustamiseks. Aurustumisel tekkivat veekaotust põhi- ja abivooludes täiendatakse ujukventiilide kaudu. Pärast kahte jahutamisetappi juhitakse ruumi õhk.
Nõukogude Liit
Sotsialist
Vabariigid
Riigikomitee
NSVL leiutiste ja avastuste jaoks (53) UDC 629.113 .06.628.83 (088.8) (72) Leiutise autorid
V. S. Maisotsenko, A. B. Tsimerman, M. G. ja I. N. Pecherskaya
Odessa tsiviilehitusinstituut (71) Taotleja (54) KAHE ETAPI EHUTUSÕHU KONDITSIOON
JAHE (DENIA SÕIDUKILE
Leiutis käsitleb transporditehnika valdkonda ja seda saab kasutada sõidukite kliimaseadmete jaoks.
Tuntud kliimaseadmed sõidukitele, mis sisaldavad õhupilu aurustamisotsikut, mille õhu- ja veekanalid on üksteisest eraldatud mikropoorsete plaatide seintega, samal ajal kui düüsi alumine osa on kastetud alusega vedelikuga (1)
Selle kliimaseadme puuduseks on õhkjahutuse madal efektiivsus.
Kõige lähem tehniline lahendus Käesoleva leiutise kohaselt on sõidukile mõeldud kaheastmeline aurustava jahutusega õhukonditsioneer, mis sisaldab soojusvahetit, vedelikuga salve, millesse düüs on sukeldatud, kambrit soojusvahetisse siseneva vedeliku jahutamiseks koos elementidega, mis võimaldavad jahutada vedelik ja kanal väliskeskkonnast õhu juurdevooluks kambrisse, mis kitseneb mööda kambri sisselaskeava (2)
Selles kompressoris on täiendava õhkjahutuse elemendid valmistatud düüside kujul.
Kuid ka selle kompressori jahutusvõimsus on ebapiisav, kuna õhkjahutuse piir on sel juhul karteris oleva lisaõhuvoolu märgpirni temperatuur.
Lisaks on teadaolev õhukonditsioneer struktuurilt keeruline ja sisaldab dubleerivaid seadmeid (kaks pumpa, kaks paaki).
Leiutise eesmärk on suurendada seadme jahutamise efektiivsust ja kompaktsust.
Eesmärk saavutatakse sellega, et kavandatavas õhukonditsioneeris on täiendava jahutuse elemendid valmistatud soojusvahetuse vaheseina kujul, mis asub vertikaalselt ja kinnitatakse kambri ühele seinale, moodustades selle ja ruumi vahele tühimiku. selle vastas oleva kambri sein ja
25, vaheseina ühe pinna küljel on mahuti vedelikuga, mis voolab allapoole vaheseina ülalmainitud pinda; sel juhul on kamber ja kaubaalus valmistatud ühes tükis.
Pakend on valmistatud kapillaarpoorse materjali plokina.
Joonis fig. 1 on näidatud õhukonditsioneeri skemaatiline diagramm, joonis fig. 2 ala A-A joonisel fig. üks.
Konditsioneer koosneb kahest õhkjahutuse etapist: esimene etapp on õhujahutus soojusvahetis 1, teine etapp - selle jahutamine otsikus 2, mis on valmistatud kapillaarpoorse materjali plokina.
Soojusvaheti ette on paigaldatud ventilaator 3, mida juhib 4 ° elektrimootor. Vee ringlemiseks soojusvahetis samaaegselt elektrimootoriga on paigaldatud veepump 5, mis varustab vett torustike 6 ja 7 kaudu kambrist 8 mahutisse 9 vedelikuga. Soojusvaheti 1 on paigaldatud kaubaalusele 10, mis on valmistatud ühes tükis koos kambriga
8. Kanal külgneb soojusvahetiga
11 väliskeskkonna õhu ee varustamiseks, samal ajal kui kanal on tasapinnaliselt kitsenev õhuõõne sisselaskeava 12 suunas
13 kambrit 8. Kambri sees on elemendid täiendavaks õhkjahutuseks. Need on valmistatud soojusvahetuse vaheseina 14 kujul, mis asub vertikaalselt ja on kinnitatud kambri seinale 15, seina 16 vastas, mille suhtes vahesein asub tühimikuga. Vahesein jagab kambri kaheks omavahel ühendatavaks õõnsused 17 ja 18.
Kambris on aken 19, millesse on paigaldatud tilkade eraldaja 20, ja mahuti voolule L tehakse avaus 21.
Seoses kanali 11 konstruktsiooniga, mis kitseneb sisselaskeava 12 suunas! õõnsusest 13 suureneb voolukiirus ja välisõhk imetakse nimetatud kanali ja sisselaskeava vahele tekkinud pilusse, suurendades seeläbi abivoolu massi. See vool siseneb õõnsusse 17. Seejärel siseneb see õhuvool vaheseinast 14 mööda minnes kambri õõnsusse 18, kus see liigub õõnsuses 17 liikumisele vastupidises suunas. Õõnsuses 17 voolab õhuvoolu liikumise vastu piki vaheseina alla mahuti 9 vedelikku - vett - kile 22.
Kui õhu ja vee voog aurustumise tagajärjel kokku puutub, kantakse õõnsusest 17 tulev soojus läbi vaheseina 14 vee kilesse 22, aidates kaasa selle täiendavale aurustumisele. Pärast seda siseneb õõnsusse madalama temperatuuriga õhuvool 18. See omakorda põhjustab deflektori 14 temperatuuri veelgi suuremat langust, mis põhjustab õhuhulga täiendavat jahutamist õõnsuses 17. Seetõttu väheneb õhuvoolu temperatuur pärast deflektorist mööda minemist ja löömist uuesti õõnsus
18. Teoreetiliselt jätkub jahutusprotsess nii kaua, kui see kestab edasiviiv jõud ei saa olema null. Sel juhul on aurustumisjahutuse edasiviiv jõud psühhomeetriline erinevus õhuvoolu temperatuurides pärast selle pööramist vaheseina suhtes ja kokkupuudet süvendis 18 oleva veekilega. Kuna õhuvool on eel- jahutatakse õõnsuses 17 konstantse niiskusesisaldusega, kipub õõnsuse 18 õhuvoolu psühhomeetriline temperatuuride erinevus kastepunktile lähenedes nulli. Seetõttu on siin veejahutuse piiriks välisõhu kastepunkti temperatuur. Veest saadud soojus siseneb õõnsusse õõnsuses 18, samal ajal kui õhk soojeneb, niisutab ja läbi akna 19 ning piiskade eraldaja 20 visatakse atmosfääri.
Seega on kambris 8 korraldatud soojust vahetava keskkonna proto-voolu liikumine ja eraldav soojusvahetusplaat võimaldab vee aurustumise tõttu jahutusvee jaoks ette nähtud õhuvoolu kaudselt eeljahutada. Terve koos kaubaalusega , siis sealt pumbatakse see soojusvahetisse 1 ja kulutatakse ka otsiku niisutamiseks kapillaarsete jõudude mõjul.
Seega siseneb peamine õhuvool L., olles eelnevalt jahtunud ilma soojusvaheti 1 niiskusesisalduse muutusteta, jahtumiseks pakendisse 2. ilma selle soojusisaldust muutmata. Lisaks voolab põhiline õhuvool läbi kaubaaluse ava
59 ja jahtub, jahutades samal ajal vaheseina. Õõnsusse sisenemine
17 kambrist, vaheseina ümber voolav õhuvool on samuti jahutatud, kuid niiskusesisaldus ei muutu. Nõue
1. Kaheastmeline aurustava jahutusega õhukonditsioneer sõidukile, mis sisaldab soojusvahetit, alamtsooni vedelikuga, millesse düüs on sukeldatud, kamber soojusvahetisse siseneva vedeliku jahutamiseks koos elementidega vedeliku täiendavaks jahutamiseks ja kanal väliskeskkonnast õhu juurdevooluks kambrisse, mis alandab kuumuse tõttu kaamera sisselaskeava suunas. asjaolu, et kompressori jahutusefektiivsuse ja kompaktsuse suurendamiseks on täiendava õhkjahutuse elemendid valmistatud soojusvahetuse vaheseina kujul, mis asub vertikaalselt ja kinnitatakse kambri ühele seinale, tekitades vahe selle ja selle vastas oleva kambri seina vahel ning ühe vaheseina pindade küljelt on vaheseina nimetatud pinnalt alla voolav vedelik, samas kui kamber ja kaubaalus on valmistatud ühest tükist .
Vaatlusalune süsteem koosneb kahest kliimaseadmest "
peamine, milles töödeldakse õhku mehitatud ruumi jaoks, ja abistav - jahutustorn. Jahutustorni põhieesmärk on sooja aastaajal peaõhukonditsioneeri (pinnasoojusvaheti PT) esimest etappi varustava vee õhu aurustamisega jahutamine. Peakliimaseadme teisel etapil - adiabaatilise niisutamise režiimis töötaval OK kastmiskambril on möödavoolukanal - möödaviik B ruumi õhuniiskuse reguleerimiseks.
Lisaks kliimaseadmetele - jahutustornid, tööstuslikud jahutustornid, purskkaevud, pritsimisbasseinid jne saab kasutada vee jahutamiseks. Kuuma ja niiske kliimaga piirkondades kasutatakse mõnel juhul lisaks kaudsele aurustamisjahutusele ka masina jahutamist. .
mitmeastmelised süsteemid aurustamisjahutus. Selliste süsteemide kasutamisel õhkjahutuse teoreetiline piir on kastepunkti temperatuur.
Otsest ja kaudset aurustamisjahutust kasutavatel kliimaseadmetel on laiem kasutusala) võrreldes süsteemidega, mis kasutavad ainult otsest (adiabaatilist) aurustavat õhkjahutust.
Kaheastmeline aurustusjahutus on teadaolevalt kõige vastuvõetavam aastal
Kuiva ja kuuma kliimaga alad. Kaheastmelise jahutusega veel madalad temperatuurid, väiksemad õhumuutused ja madalam õhu suhteline niiskus ruumides kui üheastmeline jahutus. See vara kaheastmeline jahutus põhjustas ettepaneku minna täielikult üle kaudsele jahutamisele ja mitmeid muid ettepanekuid. Kuid kui kõik muud asjad on võrdsed, on tegevuse mõju võimalikud süsteemid Aurustumisjahutus sõltub otseselt välisõhu seisundi muutustest. Seetõttu ei taga sellised süsteemid alati nõutavate õhuparameetrite säilitamist konditsioneeriga ruumides hooajal ja isegi üheks päevaks. Kaheastmelise aurustusjahutuse otstarbeka kasutamise tingimustest ja piiridest saab aimu, kui võrrelda siseõhu normaliseeritud parameetreid võimalike muutustega välisõhu parameetrites kuiva ja kuuma kliimaga piirkondades.
selliste süsteemide arvutamine tuleks läbi viia kasutades J-d diagrammid järgmises järjestuses.
J-d diagrammil joonistatakse punktid välise (H) ja sisemise (B) õhu arvutatud parameetritega. Vaadeldavas näites aktsepteeritakse vastavalt projekteerimisülesandele järgmisi väärtusi: tн = 30 ° С; tv = 24 ° C; fw = 50%.
Punktide H ja B puhul määrame märja termomeetri temperatuuri väärtuse:
tmn = 19,72 ° C; tmv = 17,0 ° C.
Nagu näete, on tmn väärtus peaaegu 3 ° C kõrgem kui tmw, seetõttu on vee ja seejärel välise sissepuhkeõhu paremaks jahutamiseks soovitatav eemaldada eemaldatav õhk jahutustorni väljalaskesüsteemid kontoriruumidest.
Pange tähele, et jahutustorni arvutamisel võib nõutav õhuvool olla suurem kui õhukonditsioneeriga ruumidest eemaldatud. Sellisel juhul on vaja jahutustorni tarnida välis- ja väljatõmbeõhu segu ning võtta kavandatud temperatuuriks segu märja termomeetri temperatuur.
Alates arvutatud arvutiprogrammid juhtivad ettevõtted - jahutornide tootjad, leiame, et minimaalne erinevus jahutustorni tw1 väljalaskeava lõpliku veetemperatuuri ja jahutorni tarnitava õhu märja termomeetri temperatuuri vahel on vähemalt 2 ° С, see tähendab:
tw2 = tw1 + (2,5 ... 3) ° С. (üks)
Keskkliimaseadme sügavama õhujahutuse saavutamiseks ei ole vee lõplik temperatuur õhujahuti väljalaskeava juures ja jahutustorni tw2 sisselaskeava juures üle 2,5 kõrgem kui jahutustorni väljalaskeava juures, see tähendab:
tvk ≥ tw2 + (1 ... 2) ° С. (2)
Pange tähele, et jahutatud õhu ja õhkjahuti pinna lõplik temperatuur sõltub temperatuurist tw2, kuna õhu ja vee ristvoolu korral ei saa jahutatud õhu lõpptemperatuur olla madalam kui tw2.
Tavaliselt soovitatakse jahutatud õhu lõpptemperatuuri võtta 1–2 ° C kõrgemaks kui õhkjahutist väljuva vee lõplik temperatuur:
tvk ≥ tw2 + (1 ... 2) ° С. (3)
Seega, kui nõuded (1, 2, 3) on täidetud, on võimalik saada seos jahutustorni juhitava õhu märja termomeetri temperatuuri ja jahuti väljalaskeava õhu lõpliku temperatuuri vahel. :
tvk = tvm +6 ° С. (4)
Pange tähele, et joonisel fig. 7.14 aktsepteeritakse väärtusi tvm = 19 ° С ja tw2 - tw1 = 4 ° С. Kuid selliste esialgsete andmetega on näites näidatud väärtuse tvk = 23 ° С asemel võimalik saada õhu jahuti väljundist väljuv õhutemperatuur mitte alla 26-27 ° С, mis teeb kogu skeem mõttetu temperatuuril tn = 28,5 ° С.
Kaasaegses kliimatehnikas pööratakse suurt tähelepanu seadmete energiatõhususele. See seletab hiljutist suurenenud huvi veeauruga jahutussüsteemide vastu, mis põhinevad kaudse aurustumise soojusvahetitel (kaudse aurustumise jahutussüsteemid). Aurustussüsteemid võivad olla tõhusaks lahenduseks paljudele meie riigi piirkondadele, mille kliimat iseloomustab suhteliselt madal õhuniiskus. Vesi külmutusagensina on ainulaadne - sellel on suur soojusmahtuvus ja varjatud aurustumissoojus, see on kahjutu ja kättesaadav. Lisaks on vett hästi uuritud, mis võimaldab täpselt ennustada selle käitumist erinevates tehnosüsteemides.
Kaudsetes aurustussüsteemides saab õhu jahutada punktini "3" (joonis 1). Diagrammi protsess läheb sel juhul vertikaalselt alla püsiva niiskusesisalduse joone. Selle tulemusena on temperatuur madalam ja õhu niiskusesisaldus ei suurene (jääb konstantseks).
Lisaks on vee aurustamissüsteemidel järgmised positiivsed omadused:
Jahutussüsteemid, mis kasutavad vee aurustamisel soojust neelavat efekti, on tuntud väga pikka aega. Kuid praegu pole veeaurutusega jahutussüsteemid piisavalt laialt levinud. Peaaegu kogu tööstus- ja kodumajapidamises kasutatavate jahutussüsteemide nišš mõõduka temperatuuri piirkonnas on täidetud freooniaurude kokkusurumissüsteemidega.
See olukord on ilmselgelt seotud vee aurustussüsteemide tööprobleemidega negatiivsed temperatuurid ja nende sobimatus kasutamiseks välisõhu kõrge suhtelise niiskuse juures. See mõjutas ka asjaolu, et selliste süsteemide põhiseadmetel (jahutornid, soojusvahetid), mida varem kasutati, olid suured mõõtmed, kaal ja muud puudused, mis olid seotud kõrge õhuniiskusega töötamisega. Lisaks vajasid nad veepuhastussüsteemi.
Tänaseks on aga tänu tehnika arengule laialt levinud ülitõhusad ja kompaktsed jahutustornid, mis suudavad jahutada vett temperatuurini, mis erinevad vaid 0,8 ... 1,0 ° C temperatuurist, mis erineb märjalt jahutustorni siseneva õhuvoolu temperatuurist pirn.
Siinkohal tuleks eriliselt märkida ettevõtete jahutornid. Muntes ja SRH-Lauer... Nii väike temperatuurivahe saavutati peamiselt tänu originaalne disain unikaalsete omadustega jahutustorni pakkimine - hea märguvus, valmistatavus, kompaktsus.
Pärast soojusvahetit jaguneb peamine õhuvool kaheks: abi- ja töötav, suunatud tarbijale.
Abivool täidab samaaegselt nii jahuti kui ka jahutatud voolu rolli - pärast soojusvahetit suunatakse see tagasi põhivoolu poole (joonis 2).
Sellisel juhul tarnitakse vesi abivoolu kanalitesse. Veevarustuse mõte on "aeglustada" õhutemperatuuri tõusu selle paralleelse niisutamise tõttu: nagu teate, saab ühe ja sama soojusenergia muutuse saavutada nii temperatuuri muutes kui ka temperatuuri muutes. niiskus samal ajal. Seega, kui abivoogu niisutatakse, saavutatakse sama soojusvahetus väiksema temperatuurimuutusega.
Teist tüüpi kaudsetes aurustussoojusvahetites (joonis 3) ei suunata abivool mitte soojusvahetisse, vaid jahutustorni, kus see jahutab kaudse aurustussoojusvaheti kaudu ringlevat vett: selles kuumutatakse vett põhivoolule ja jahtub jahutustornis tänu abist. Vee liikumine mööda vooluringi toimub tsirkulatsioonipumba abil.
Arvutusmetoodika põhineb järgmistel eeldustel:
Vaadeldava süsteemi tehnilise arvutamise protseduur on järgmine (joonis 4):
1. Vastavalt I d diagrammile või niiske õhu arvutamise programmi abil määratakse välisõhu täiendavad parameetrid (punkt "0" joonisel 4): õhu spetsiifiline entalpia i 0, J / kg ja niiskusesisaldus d 0, kg / kg.
2. Ventilaatori õhu spetsiifilise entalpia suurenemine (J / kg) sõltub ventilaatori tüübist. Kui ventilaatori mootor ei puhuta (jahtub) õhuvoolu tõttu, siis:
Kui vooluringis kasutatakse kanalitüüpi ventilaatorit (kui elektrimootor jahutatakse peamise õhuvoolu abil), siis:
kus:
η dv - elektrimootori kasutegur;
ρ 0 - õhu tihedus ventilaatori sisselaskeava juures, kg / m 3
kus:
B 0 - keskkonna õhurõhk, Pa;
R in - õhu gaasikonstant, võrdne 287 J / (kg.K).
3. Õhu spetsiifiline entalpia pärast ventilaatorit (punkt "1"), J / kg.
i 1 = i 0 + ∆i sisse; (3)
Kuna protsess "0-1" toimub konstantse niiskusesisaldusega (d 1 = d 0 = const), siis kasutades teadaolevaid φ 0, t 0, i 0, i 1, määrame ventilaatori järel õhutemperatuuri t1 (punkt "1").
4. Välisõhu kastepunkt t kaste, ° C, määratakse teadaolevalt φ 0, t 0.
5. Psühhomeetriline erinevus õhuvoolu temperatuurides põhivoolus soojusvaheti väljalaskeavas (punkt "2") ∆t 2-4, ° С
∆t 2-4 = ∆t x + ∆t wgr; (4)
kus:
∆t х määratakse vastavalt konkreetsetele töötingimustele vahemikus ~ (0,5 ... 5,0), ° С. Tuleb meeles pidada, et väikesed väärtused ∆t x toovad kaasa soojusvaheti suhteliselt suured mõõtmed. Lowt x madalate väärtuste tagamiseks on vaja kasutada ülitõhusaid soojusülekande pindu;
Wt wgr on valitud vahemikus (0,8 ... 3,0), ° С; tuleks võtta väiksemaid väärtusi wt wgr, kui on vaja saavutada jahutustornis võimalikult madal külma vee temperatuur.
6. Eeldame, et jahutustorni oleku "2-4" täiendava õhuvoolu niisutamise protsess piisava täpsusega tehniliste arvutuste jaoks kulgeb mööda joont i 2 = i 4 = const.
Sel juhul, teades väärtust ∆t 2-4, määrame temperatuurid t 2 ja t 4, punktid "2" ja "4" vastavalt ° C. Selleks leiame sellise joone i = const, nii et punkti "2" ja punkti "4" vahel leitakse temperatuuride vahe ∆t 2-4. Punkt "2" asub joonte i 2 = i 4 = const ja konstantse niiskusesisalduse d 2 = d 1 = d OS ristumiskohas. Punkt "4" asub sirge i 2 = i 4 = const ja kõvera φ 4 = 100% suhtelise niiskuse ristumiskohas.
Seega, kasutades ülaltoodud diagramme, määrame ülejäänud parameetrid punktides "2" ja "4".
7. Määrake t 1w - vee temperatuur jahutustorni väljalaskeavas, punktis "1w", ° С. Arvutustes võib jätta tähelepanuta pumba vee soojendamise, seetõttu on soojusvaheti sisselaskeava juures (punkt "1w") sama temperatuuriga t 1w
t 1w = t 4 + .∆t wgr; (5)
8.t 2w - vee temperatuur pärast soojusvahetit jahutustorni sisselaskeava juures (punkt "2w"), ° С
t 2w = t 1 - ∆t m; (6)
9. Jahutustornist keskkonda juhitava õhu temperatuur (punkt "5") t 5 määratakse graafilise-analüütilise meetodi abil, kasutades id-diagrammi arvutust kasutatud id-diagrammi). Määratud meetod on järgmine (joonis 5):
10. Koostame võrrandisüsteemi, et leida õhu ja vee tundmatud massivoolukiirused. Jahutustorni soojuskoormus lisaõhuvoolu abil, W:
Q gr = G in (i5 - i2); (7)
Q wgr = G ow C pw (t 2w - t 1w); (8)
kus:
С pw - vee erisoojusvõimsus, J / (kg.K).
Soojusvaheti soojuskoormus peamise õhuvoolu poolt, W:
Q mo = G o (i 1 - i 2); (9)
Soojusvaheti soojuskoormus veevoolu järgi, W:
Q wmo = G ow C pw (t 2w - t 1w); (10)
Materjali tasakaal õhuvoolu järgi:
G o = G in + G p; (11)
Jahutustorni soojusbilanss:
Q gr = Q wgr; (12)
Soojusvaheti soojusbilanss tervikuna (iga voolu ülekantav soojushulk on sama):
Q wmo = Q mo; (13)
Jahutustorni ja soojusvaheti kombineeritud soojusbilanss vee kaudu:
Q wgr = Q wmo; (14)
11. Lahendades võrrandeid (7) kuni (14), saame järgmised sõltuvused:
õhumassi tarbimine lisavoolu järgi, kg / s:
õhuvoolu mass põhivoolu jaoks, kg / s:
G o = G p; (16)
Vee massivool läbi jahutustorni vastavalt põhivoolule, kg / s:
12. Jahutustorni veeringluse moodustamiseks vajalik veekogus, kg / s:
G wn = (d5 -d2) G in; (18)
13. Tsükli energiatarve määratakse ventilaatori juhtimiseks tarbitava võimsuse järgi, W:
N in = G o ∆i in; (19)
Seega on leitud kõik parameetrid, mis on vajalikud kaudse aurustuva õhujahutussüsteemi elementide struktuurseteks arvutusteks.
Pange tähele, et tarbijale tarnitava jahutatud õhu töövoogu (punkt "2") saab täiendavalt jahutada, näiteks adiabaatilise niisutamise või muul viisil. Näiteks joonisel fig. 4 tähistab punkti "3 *", mis vastab adiabaatilisele niisutamisele. Sellisel juhul langevad punktid "3 *" ja "4" kokku (joonis 4).
Kui võrrelda jahutamist adiabaatilise ja kaudse aurustamismeetodi abil, siis I d-diagrammilt on näha, et esimesel juhul saab õhu, mille temperatuur on 28 ° C ja suhteline niiskus 45%, jahutada temperatuurini 19,5 ° C, teisel juhul - kuni 15 ° С (joonis 6).
Nagu eespool mainitud, saavutatakse kaudse aurustussüsteemiga madalam temperatuur kui traditsioonilise adiabaatilise õhu niisutussüsteemiga. Samuti on oluline rõhutada, et soovitud õhu niiskusesisaldus ei muutu. Selliseid eeliseid võrreldes adiabaatilise niisutamisega on võimalik saavutada tänu täiendava õhuvoolu sisseviimisele.
Praegu on kaudse aurustussüsteemiga praktilisi rakendusi vähe. Siiski ilmusid sarnase, kuid pisut erineva tööpõhimõttega seadmed: õhk-õhk soojusvahetid koos välisõhu adiabaatilise niisutamisega (pseudo-kaudse aurustamise süsteemid, kus soojusvaheti teine vool ei ole niisutatud osa põhivoolust, kuid teine, täiesti sõltumatu vooluring).
Selliseid seadmeid kasutatakse süsteemides, kus on suur hulk ringlust õhku, mis vajavad jahutamist: rongide kliimaseadmetes, erinevatel eesmärkidel auditooriumides, andmetöötluskeskustes ja muudes rajatistes.
Nende rakendamise eesmärk on energiamahukate kompressoriga külmutusseadmete tööaja maksimaalne võimalik lühendamine. Selle asemel kasutatakse välistemperatuuridel kuni 25 ° C (ja mõnikord isegi kõrgemaid) õhk-õhk soojusvahetit, milles ringlusse lastud ruumiõhk jahutatakse välisõhuga.
Seadme tõhusamaks tööks on välisõhk eelnevalt niisutatud. Keerukamates süsteemides toimub niisutamine ka soojusvahetuse käigus (vee sissepritse soojusvaheti kanalitesse), mis suurendab veelgi selle efektiivsust.
Tänu selliste lahenduste kasutamisele väheneb kliimaseadme praegune energiatarve kuni 80%. Kogu aastane energiatarve sõltub süsteemi toimimise kliimapiirkonnast, keskmiselt väheneb see 30–60%.
Juri Khomutsky, ajakirja "Kliimamaailm" tehniline toimetaja
Artiklis kasutatakse Moskva Riikliku Tehnikaülikooli metoodikat. N. E. Bauman kaudse aurustussüsteemide arvutamiseks.
