Kétfokozatú párolgásos hűtés a h d diagramban. Készülék kétfokozatú párologtató levegőhűtéshez

2018-08-15

A párolgásos hűtésű klímarendszerek (ACS) alkalmazása, mint az egyik energiahatékony tervezési megoldás modern épületekés szerkezetek.

Ma a leggyakoribb hőfogyasztók és elektromos energia a modern közigazgatási és középületek szellőztető és légkondicionáló rendszerek. A modern épületek köz- és adminisztratív célú tervezésekor a szellőztető és légkondicionáló rendszerek energiafogyasztásának csökkentése érdekében célszerű a teljesítménycsökkentést a beszerzés szakaszában különös előnyben részesíteni. specifikációkés a működési költségek csökkentése. Az üzemeltetési költségek csökkentése a legfontosabb a létesítménytulajdonosok vagy bérlők számára. Számos kész módszer és különféle intézkedés létezik - a légkondicionáló rendszerek energiaköltségének csökkentésére, de a gyakorlatban az energiahatékony megoldások kiválasztása nagyon nehéz.

A sok szellőztető és légkondicionáló rendszer egyike, amely energiahatékonynak minősíthető, az ebben a cikkben tárgyalt párolgásos légkondicionáló rendszer.

Használják lakossági, nyilvános, ipari helyiségek. Folyamat párolgásos hűtés a légkondicionáló rendszerekben fúvókakamrákat, fóliát, fúvókát és habberendezést biztosítanak. A szóban forgó rendszerek rendelkezhetnek közvetlen, közvetett, valamint kétfokozatú evaporatív hűtéssel.

Ezen lehetőségek közül a legtöbb gazdaságos felszerelés léghűtésre közvetlen hűtéssel rendelkező rendszerek. Számukra azt feltételezik, hogy szabványos technológiát használnak, használata nélkül további források mesterséges hideg- és hűtőberendezések.

A közvetlen párolgásos hűtéssel rendelkező légkondicionáló rendszer sematikus diagramja a 2. ábrán látható. egy.

Az ilyen rendszerek előnyei közé tartozik minimális költségek a rendszerek üzem közbeni karbantartása, valamint a megbízhatóság és a szerkezeti egyszerűség. Fő hátrányuk a befújt levegő paramétereinek fenntartásának lehetetlensége, a recirkuláció kizárása a kiszolgált helyiségekben és a külső éghajlati viszonyoktól való függés.

Az energiafogyasztás az ilyen rendszerekben a levegő és a keringtetett víz mozgására korlátozódik a központi klímaberendezésbe szerelt adiabatikus párásítókban. A központi klímaberendezésekben adiabatikus párásítás (hűtés) alkalmazásakor minőségi ivóvíz szükséges. Az ilyen rendszerek használata korlátozott lehet éghajlati övezetek túlnyomóan száraz éghajlattal.

Az evaporatív hűtésű klímaberendezések alkalmazási területei olyan tárgyak, amelyek nem igénylik a hő- és páraviszonyok pontos fenntartását. Általában szükség esetén különféle iparágak vállalkozásai működtetik őket olcsó módon a belső levegő hűtése a helyiségek nagy hőintenzitása mellett.

A következő lehetőség a légkondicionálás gazdaságos hűtésére a közvetett párolgásos hűtés alkalmazása.

Az ilyen hűtéssel rendelkező rendszert leggyakrabban olyan esetekben alkalmazzák, amikor a beltéri levegő paraméterei nem érhetők el közvetlen párolgásos hűtéssel, ami növeli a befújt levegő nedvességtartalmát. A "közvetett" sémában a befúvott levegő hűtése rekuperatív vagy regeneratív típusú hőcserélőben történik, párologtatásos hűtéssel hűtött segédlevegő-árammal érintkezve.

A közvetett párolgásos hűtéssel és forgó hőcserélő használatával működő légkondicionáló rendszer sémájának egy változata látható az ábrán. 2. Az SCR vázlata közvetett párologtató hűtéssel és rekuperatív típusú hőcserélők alkalmazásával a 2. ábrán látható. 3.

A közvetett párologtatásos hűtésű légkondicionáló rendszereket akkor használják, ha párátlanítás nélkül befújt levegőre van szükség. A levegőkörnyezet szükséges paramétereit a helyiségben elhelyezett lokális zárak támogatják. A befúvott levegő mennyiségének meghatározása ben történik egészségügyi szabványok, vagy a helyiség levegőegyensúlyának megfelelően.

A közvetett párolgásos hűtéssel rendelkező klímaberendezések külső levegőt vagy elszívott levegőt használnak segédlevegőként. Helyi záróelemek jelenlétében az utóbbit részesítjük előnyben, mivel ez növeli a folyamat energiahatékonyságát. Figyelembe kell venni, hogy az elszívott levegő segédlevegőként való használata nem megengedett mérgező, robbanásveszélyes szennyeződések, valamint nagy mennyiségű lebegő részecskék jelenlétében, amelyek szennyezik a hőcserélő felületet.

A külső levegőt segédáramként használják, ha elfogadhatatlan az elszívott levegő áramlása a befúvott levegőbe a hőcserélő (vagyis a hőcserélő) szivárgásain keresztül.

A segédlevegő-áramot levegőszűrőkben tisztítják, mielőtt párásításra szállítanák. A regeneratív hőcserélős klímarendszer elrendezése nagyobb energiahatékonyságot és alacsonyabb berendezésköltséget eredményez.

A közvetett párolgásos hűtéssel rendelkező légkondicionáló rendszerek tervezése és kiválasztása során figyelembe kell venni a hővisszanyerési folyamatok szabályozására irányuló intézkedéseket. hideg időszakévben a hőcserélők befagyásának elkerülése érdekében. A hőcserélő előtti elszívott levegő újramelegítését, a befúvott levegő egy részének megkerülését a lemezes hőcserélőben és a forgó hőcserélőben a fordulatszám szabályozását kell elképzelni.

Ezen intézkedések alkalmazása megakadályozza a hőcserélők fagyását. Az elszívott levegő segédáramként történő felhasználása esetén is ellenőrizni kell a rendszer működőképességét a hideg évszakban.

Egy másik energiatakarékos légkondicionáló rendszer a kétfokozatú párologtatós hűtési rendszer. Ebben a rendszerben a léghűtés két szakaszban történik: közvetlen párolgási és közvetett párologtatási módszerrel.

A „kétfokozatú” rendszerek a légparaméterek pontosabb beállítását teszik lehetővé a központi klímaberendezés elhagyásakor. Az ilyen klímaberendezéseket olyan esetekben alkalmazzák, amikor a befújt levegő mélyebb hűtésére van szükség, mint a közvetlen vagy közvetett párolgásos hűtésnél.

A léghűtés a kétfokozatú rendszerekben regeneratív, lemezes hőcserélőkben vagy felületi hőcserélőkben történik, közbülső hőhordozóval, segédlevegő-áramlással - az első szakaszban. A léghűtés az adiabatikus párásítókban a második szakaszban van. A segédlevegő-áramlás alapvető követelményei, valamint az SCR működésének ellenőrzése a hideg évszakban hasonlóak a közvetett párolgásos hűtéssel rendelkező SCR-sémákhoz.

Párolgásos hűtésű klímarendszerek alkalmazása lehetővé teszi az elérést legjobb eredményeket használatával nem szerezhető be hűtőgépek.

Az evaporatív, közvetett és kétlépcsős párologtatásos hűtéssel rendelkező SCR sémák alkalmazása bizonyos esetekben lehetővé teszi a hűtőgépek és a mesterséges hideg használatának elhagyását, valamint a hűtési terhelés jelentős csökkentését.

E három séma alkalmazásával gyakran elérhető a levegőkezelés energiahatékonysága, ami nagyon fontos a modern épületek tervezésénél.

Az evaporatív léghűtési rendszerek története

A civilizációk évszázadok óta eredeti módszereket találtak területükön a hőség kezelésére. korai forma hűtőrendszert - "szélfogót" - sok ezer évvel ezelőtt találták fel Perzsiában (Irán). A tetőn szélaknákból álló rendszer volt, amely felfogta a szelet, átvezette a vízen és hideg levegőt fújt a belső térbe. Figyelemre méltó, hogy ezeknek az épületeknek nagy része nagy vízellátású udvarral is rendelkezett, így ha nem fújt a szél, akkor a víz természetes elpárolgása következtében. forró levegő, felfelé emelkedve, az udvaron elpárologtatta a vizet, ami után a már lehűlt levegő áthaladt az épületen. Napjainkban Irán a szélfogókat párolgási hűtőre cserélte és széles körben használja, az iráni piac pedig a száraz éghajlat miatt eléri az évi 150 000 párologtató forgalmat.

Az Egyesült Államokban a párologtató hűtő számos szabadalom tárgya volt a 20. században. Sokan közülük már 1906-tól kezdődően a faforgács használatát javasolták tömítésként. nagyszámú víz érintkezik a mozgó levegővel és támogatja az intenzív párolgást. Az 1945-ös szabadalom szabványos kialakítása tartalmaz egy víztartályt (általában úszószeleppel a szintszabályozáshoz), egy szivattyút a víz keringetésére a tömítéseken keresztül. faforgácsés egy ventilátort, hogy levegőt fújjon a tömítéseken keresztül a lakóterekbe. Ez a kialakítás és az anyagok továbbra is központi szerepet töltenek be az evaporatív hűtőtechnológiában az Egyesült Államok délnyugati részén. Ezen a területen a páratartalom növelésére is használják őket.

Az evaporatív hűtés általános volt az 1930-as évek repülőgép-hajtóműveiben, például a Beardmore Tornado léghajó motorjaiban. Ezt a rendszert a hűtőborda csökkentésére vagy megszüntetésére használták, ami egyébként jelentős mértékű lenne aerodinamikai légellenállás. Néhány járműre külső párologtató hűtőberendezést szereltek fel az utastér hűtésére. Gyakran kiegészítő tartozékként adták el őket. Az evaporatív hűtőberendezések használata az autókban egészen addig folytatódott széleskörű felhasználás gőzkompressziós klímaberendezés.

Az evaporatív hűtés elve eltér a gőzkompressziós hűtésétől, bár ezek is párologtatást igényelnek (a párologtatás a rendszer része). Egy gőzsűrítési ciklusban, miután a párologtató tekercsben lévő hűtőközeg elpárolog, a hűtőközeggáz összenyomódik és lehűl, és nyomás alatt folyékony halmazállapotúvá kondenzálódik. Ettől a ciklustól eltérően a párologtató hűtőben a víz csak egyszer párolog el. A hűtőberendezésben lévő elpárolgott víz hűtött levegővel kerül a térbe. A hűtőtoronyban az elpárolgott vizet a légáramlás elszállítja.

1. Bogoslovsky V.N., Kokorin O.Ya., Petrov L.V. Klíma és hűtés. - M.: Stroyizdat, 1985. 367 p.
2. Barkalov B.V., Karpis E.E. Légkondicionálás ipari, köz- és lakóépületekben. - M.: Stroyizdat, 1982. 312 p.
3. Koroleva N.A., Tarabanov M.G., Kopyshkov A.V. Energiahatékony rendszerek szellőztetés és légkondicionálás bevásárló központ// ABOK, 2013. 1. sz. 24–29.
4. Khomutsky Yu.N. Az adiabatikus párásítás alkalmazása léghűtésre // Világ éghajlat, 2012. 73. sz. 104–112.
5. Uchastkin P.V. Szellőztetés, klíma és fűtés könnyűipari vállalkozásoknál: Proc. juttatás egyetemek számára. - M.: Könnyűipar, 1980. 343 p.
6. Khomutsky Yu.N. Közvetett evaporatív hűtőrendszer számítása // Klíma világa, 2012. 71. sz. 174–182.
7. Tarabanov M.G. Befújt levegő közvetett párologtatásos hűtése ACS-ben zárókkal // ABOK, 2009. 3. sz. 20–32.
8. Kokorin O.Ya. Modern rendszerek légkondíciónálás. - M.: Fizmatlit, 2003. 272 ​​p.

Modernben klímatechnika Nagy figyelmet fordítanak a berendezések energiahatékonyságára. Ez magyarázza a közelmúltban megnövekedett érdeklődést a közvetett párolgásos hőcserélőn alapuló vízpárolgásos hűtőrendszerek (közvetett elpárologtató hűtőrendszerek) iránt. Vízelpárologtató hűtőrendszerek lehetnek hatékony megoldás hazánk számos régiójában, amelyek klímáját viszonylag alacsony páratartalom jellemzi. A víz, mint hűtőközeg egyedülálló - nagy hőkapacitással és látens párolgási hővel rendelkezik, ártalmatlan és megfizethető. Ezenkívül a víz jól tanulmányozott, ami lehetővé teszi a viselkedésének pontos előrejelzését a különböző műszaki rendszerekben.

A közvetett párolgásos hőcserélős hűtőrendszerek jellemzői

Fő jellemzője a közvetett elpárologtató rendszerek előnye pedig az, hogy a levegőt a nedves hőmérséklet alatti hőmérsékletre tudják hűteni. Így a hagyományos párolgásos hűtés (adiabatikus típusú párásítókban) technológiája, amikor vizet fecskendeznek a légáramba, nemcsak a levegő hőmérsékletét csökkenti, hanem növeli annak nedvességtartalmát is. Ebben az esetben a nedves levegő I d diagramján a folyamatvonal az adiabatikus görbe mentén halad, és a lehető legalacsonyabb hőmérséklet a "2" pontnak felel meg (1. ábra).

A közvetett elpárologtató rendszerekben a levegő a "3" pontra hűthető (1. ábra). A diagramon látható folyamat ebben az esetben függőlegesen lefelé halad az állandó nedvességtartalom vonalán. Emiatt a keletkező hőmérséklet alacsonyabb, a levegő nedvességtartalma nem nő (állandó marad).

Ezenkívül a vízelpárologtató rendszerek a következőkkel rendelkeznek pozitív tulajdonságait:

• Lehetőség van hűtött levegő és hideg víz együttes előállítására.
• Kis energiafogyasztás. Az áram fő fogyasztói a ventilátorok és a vízszivattyúk.
• Nagy megbízhatóság az összetett gépek hiánya és a nem agresszív munkafolyadék - víz - használata miatt.
• Környezeti tisztaság: alacsony zaj- és rezgésszint, nem agresszív munkafolyadék, alacsony környezeti veszély ipari termelés rendszerek a gyártás alacsony munkaintenzitása miatt.
• A tervezés egyszerűsége és viszonylagos alacsony költségű a rendszer és egyes alkatrészeinek tömítettségére vonatkozó szigorú követelmények hiányával, a bonyolult és drága gépek (hűtőkompresszorok) hiányával, a kisméretű túlzott nyomások a ciklusban az alacsony fémfogyasztás és a műanyagok széles körű felhasználásának lehetősége.

Nagyon régóta ismertek olyan hűtőrendszerek, amelyek a víz elpárolgása során a hőelnyelés hatását használják fel. Azonban tovább Ebben a pillanatban a vízelpárologtató hűtőrendszerek nem eléggé elterjedtek. Szinte a teljes rést az ipari és háztartási rendszerek hűtés a mérsékelt hőmérséklet tartományában freongőz-kompressziós rendszerekkel van feltöltve.

Ez a helyzet nyilvánvalóan összefügg a vízelpárologtató rendszerek működési problémáival negatív hőmérsékletekés alkalmatlanságuk a külső levegő magas relatív páratartalma melletti működésre. Befolyásolta az is, hogy az ilyen rendszerek főbb eszközei (hűtőtornyok, hőcserélők), amelyeket korábban használtak, nagy méretekkel, tömeggel és egyéb, a körülmények között végzett munkavégzéssel járó hátrányokkal rendelkeztek. magas páratartalom. Ezenkívül vízkezelő rendszerre volt szükségük.

Ma azonban hála technikai haladás elterjedtek a rendkívül hatékony és kompakt hűtőtornyok, amelyek a hűtőtoronyba belépő légáram nedves hőmérsékletétől eltérő hőmérsékletű vizet csak 0,8 ... 1,0 °C-ra képesek hűteni.

Itt a cégek hűtőtornyai Muntes és SRH-Lauer. Ilyen kis hőmérsékletkülönbséget főként a eredeti design egyedi tulajdonságokkal rendelkező hűtőtorony fúvókák - jó nedvesíthetőség, gyárthatóság, tömörség.

A közvetett párolgásos hűtőrendszer leírása

Közvetett párolgásos hűtőrendszerben a légköri levegő a környezet a "0" pontnak megfelelő paraméterekkel (4. ábra), ventilátorral befújják a rendszerbe, és indirekt párologtató hőcserélőben állandó nedvességtartalom mellett lehűtik.

A hőcserélő után a fő légáramlás két részre oszlik: segéd- és üzemi, a fogyasztó felé irányítva.

A segédáram egyszerre tölti be a hűtő és a hűtött áramlás szerepét - a hőcserélő után visszavezeti a főáram felé (2. ábra).

Ebben az esetben a víz a kiegészítő áramlási csatornákba kerül. A vízellátás lényege, hogy "lelassítsa" a levegő hőmérsékletének párhuzamos párásítása miatti emelkedését: mint tudod, ugyanaz a hőenergia-változás érhető el mind a hőmérséklet változtatásával, mind a hőmérséklet és a páratartalom egyidejű változtatásával. idő. Ezért a segédáram párásítása esetén kisebb hőmérsékletváltozás mellett ugyanaz a hőcsere érhető el.

Más típusú közvetett párolgásos hőcserélőkben (3. ábra) a segédáramot nem a hőcserélőbe, hanem a hűtőtoronyba irányítják, ahol lehűti az indirekt párolgásos hőcserélőn keresztül keringő vizet: abban melegszik fel a víz. a főáramlás miatt és a hűtőtoronyban lehűl a segéd miatt. A víz mozgását az áramkör mentén keringető szivattyú segítségével hajtják végre.

Közvetett párolgásos hőcserélő számítása

A keringető vízzel működő közvetett elpárologtató hűtőrendszer ciklusának kiszámításához a következő bemeneti adatokra van szükség:

• φ os a környezeti levegő relatív páratartalma, %;
• t os - környezeti levegő hőmérséklete, ° С;
• ∆t x - hőmérsékletkülönbség a hőcserélő hideg végén, ° С;
• ∆t m - hőmérséklet-különbség a hőcserélő meleg végén, ° С;
• ∆t wgr a hűtőtornyot elhagyó víz hőmérséklete és a bevezetett levegő hőmérséklete közötti különbség a nedves izzó szerint, ° С;
• ∆t min a minimális hőmérséklet különbség (hőmérséklet különbség) a hűtőtoronyban lévő áramlások között (∆t min<∆t wгр), ° С;
• G p a fogyasztó által igényelt levegő tömegáram, kg/s;
• η in - ventilátor hatásfoka;
• ∆P in - nyomásveszteség a rendszer készülékeiben és vezetékeiben (szükséges ventilátornyomás), Pa.

A számítási módszer a következő feltételezéseken alapul:

• Feltételezzük, hogy a hő- és tömegátadási folyamatok egyensúlyban vannak,
• Nincs külső hőbeáramlás a rendszer minden részében,
• A rendszer légnyomása megegyezik a légköri nyomással (a ventilátor általi befecskendezése vagy az aerodinamikai ellenállások áthaladása miatti helyi légnyomásváltozások elhanyagolhatók, ami lehetővé teszi a nedves levegő I d diagramjának használatát a légköri nyomásra a teljes számítás során. rendszer).

A vizsgált rendszer műszaki számítási sorrendje a következő (4. ábra):

1. Az I d diagram szerint vagy a nedves levegő számítására szolgáló program segítségével meghatározzuk a környezeti levegő további paramétereit (4. ábra "0" pontja): a levegő fajlagos entalpiája i 0, J / kg és nedvességtartalom d 0, kg / kg.
2. A ventilátorban lévő levegő fajlagos entalpiájának növekedése (J/kg) a ventilátor típusától függ. Ha a ventilátormotort nem fújja (nem hűti) a fő levegőáramlás, akkor:

Ha az áramkör csatorna típusú ventilátort használ (amikor az elektromos motort a fő légáram hűti), akkor:

ahol:
η dv - az elektromos motor hatásfoka;
ρ 0 - levegő sűrűsége a ventilátor bemeneténél, kg / m 3

ahol:
B 0 - a környezet légnyomása, Pa;
R in - a levegő gázállandója, egyenlő 287 J / (kg.K).

3. A levegő fajlagos entalpiája a ventilátor után ("1" pont), J/kg.

i 1 \u003d i 0 + ∆i in; (3)

Mivel a "0-1" folyamat állandó nedvességtartalom mellett megy végbe (d 1 \u003d d 0 \u003d const), ezért az ismert φ 0, t 0, i 0, i 1 alapján meghatározzuk a levegő hőmérsékletét t1 a ventilátor ("1" pont).

4. A környezeti levegő t nőtt harmatpontját, ° С, az ismert φ 0, t 0 értékből határozzuk meg.

5. A főáram pszichrometriás levegő hőmérséklet-különbsége a hőcserélő kimeneténél ("2" pont) ∆t 2-4, °С

∆t 2-4 =∆t x +∆t wgr; (4)

ahol:
A ∆t x a ~ (0,5…5,0), °C tartományban meghatározott működési feltételek alapján van hozzárendelve. Ebben az esetben szem előtt kell tartani, hogy a kis ∆t x értékek a hőcserélő viszonylag nagy méreteit vonják maguk után. A kis ∆t x értékek biztosításához rendkívül hatékony hőátadó felületek alkalmazása szükséges;

∆t wgr a (0,8…3,0) tartományban van kiválasztva, °С; kisebb ∆t wgr értékeket kell venni, ha szükséges a lehető legalacsonyabb hidegvíz hőmérséklet elérése a hűtőtoronyban.

6. Elfogadjuk, hogy a hűtőtoronyban a segédlevegő áramlásának "2-4" állapotból történő nedvesítésének folyamata a műszaki számításokhoz kellő pontossággal az i 2 =i 4 =állandó vonal mentén megy végbe.

Ebben az esetben a ∆t 2-4 érték ismeretében meghatározzuk a t 2 és t 4 hőmérsékletet, a "2" és "4" pontban, °C. Ehhez találunk egy olyan i=const egyenest, hogy a "2" pont és a "4" pont között a hőmérséklet különbség a talált ∆t 2-4. A "2" pont az i 2 =i 4 =const és az állandó nedvességtartalom d 2 =d 1 =d OS egyenesek metszéspontjában található. A "4" pont az i 2 =i 4 =const egyenes és a φ 4 = 100% relatív páratartalom görbe metszéspontjában van.

Így a fenti diagramok segítségével meghatározzuk a fennmaradó paramétereket a "2" és a "4" pontokban.

7. Határozza meg a t 1w értéket – a víz hőmérsékletét a hűtőtorony kimeneténél, az "1w" pontban, °C. A számítások során figyelmen kívül hagyhatjuk a víz felmelegítését a szivattyúban, ezért a hőcserélő bemeneténél ("1w '" pont) a víz hőmérséklete azonos lesz t 1w

t 1w \u003d t 4 +.∆t wgr; (5)

8. t 2w - vízhőmérséklet a hőcserélő után a hűtőtorony bemeneténél ("2w" pont), °С

t 2w \u003d t 1 -.∆t m; (6)

9. A hűtőtoronyból a környezetbe kibocsátott levegő hőmérsékletét ("5 pont") t 5 grafikus-analitikai módszerrel határozzuk meg az id diagram segítségével (nagy kényelem mellett Q t és i t diagramok kombinációja használhatók, de kevésbé gyakoriak, ezért ebben az id diagramot használtuk a számításhoz). Ez a módszer a következő (5. ábra):

• az "1w" pont, amely a víz állapotát jellemzi a közvetett párolgásos hőcserélő bemeneténél, a "4" pont fajlagos entalpiájának értékével a t 1w izotermára kerül, a t 4 izotermától ∆ távolságra. t wgr.
• Az isenthalpe mentén lévő "1w" pontból félretesszük az "1w - p" szakaszt úgy, hogy t p \u003d t 1w - ∆t min.
• Tudva, hogy a légfűtés folyamata a hűtőtoronyban φ=const=100% szerint megy végbe, a "p" pontból φ pr =1 érintőt építünk, és megkapjuk a "k" érintőpontot.
• Az izoentalpe menti „k” érintkezési ponttól (adiabatikus, i = const) félretesszük a „k - n” szakaszt úgy, hogy t n \u003d t k + ∆t min. Így a hűtőtoronyban a hűtött víz és a segédlevegő közötti minimális hőmérsékletkülönbség biztosított (hozzárendelt). Ez a hőmérséklet-különbség biztosítja, hogy a hűtőtorony a tervezési módban működjön.
• Egyenes vonalat húzunk az "1w" pontból az "n" ponton keresztül a t=const= t 2w egyenes metszéspontjáig. Megkapjuk a "2w" pontot.
• A "2w" pontból húzz egy egyenest i=const a metszéspontig, ahol φ pr =const=100%. Az "5" pontot kapjuk, amely a levegő állapotát jellemzi a hűtőtorony kimeneténél.
• A diagram szerint meghatározzuk a kívánt t5 hőmérsékletet és az "5" pont többi paraméterét.

10. Összeállítunk egy egyenletrendszert a levegő és a víz ismeretlen tömegáramainak meghatározására. A hűtőtorony hőterhelése segédlégárammal, W:

Q gr \u003d G in (i 5 - i 2); (7)

Q wgr \u003d G ow C pw (t 2w - t 1w) ; (8)

ahol:
C pw a víz fajlagos hőkapacitása, J/(kg.K).

A hőcserélő hőterhelése a fő légáramhoz, W:

Q mo =G o (i 1 - i 2); (9)

A hőcserélő hőterhelése a vízáramlásban, W:

Q wmo =G ow C pw (t 2w - t 1w) ; (10)

Anyagegyensúly légáramlással:

G o =G - +G p ; (11)

Hőmérséklet a hűtőtorony felett:

Q gr =Q wgr; (12)

A hőcserélő egészének hőmérlege (az egyes áramlások által átadott hőmennyiség azonos):

Q wmo = Q mo ; (13)

A hűtőtorony és a víz hőcserélőjének kombinált hőmérlege:

Q wgr =Q wmo ; (14)

11. A (7)–(14) egyenleteket együttesen megoldva a következő függőségeket kapjuk:
levegő tömegáram a segédáramban, kg/s:

levegő tömegáram a fő légáramban, kg/s:

G o =G p ; (16)

A víz tömegárama a hűtőtornyon keresztül a főáram mentén, kg/s:

12. A hűtőtorony vízkörének táplálásához szükséges vízmennyiség, kg/s:

G wn \u003d (d 5 -d 2) G in; (18)

13. A ciklus energiafogyasztását a ventilátor meghajtására fordított teljesítmény határozza meg, W:

N in =G o ∆i in; (19)

Így az indirekt párolgásos léghűtéses rendszer elemeinek konstruktív számításaihoz szükséges összes paraméter megtalálható.

Megjegyzendő, hogy a fogyasztóhoz juttatott hűtött levegő munkaárama ("2" pont) járulékosan hűthető, például adiabatikus párásítással vagy bármilyen más módon. Példaként az ábrán látható. A 4. ábra az adiabatikus párásításnak megfelelő "3*" pontot mutatja. Ebben az esetben a "3*" és a "4" pont egybeesik (4. ábra).

A közvetett evaporatív hűtőrendszerek gyakorlati vonatkozásai

A közvetett párolgásos hűtőrendszerek számítási gyakorlata alapján meg kell jegyezni, hogy a segédáram általában a fő áramlás 30-70%-a, és a rendszerbe szállított levegő hűtési képességétől függ.

Ha összehasonlítjuk az adiabatikus és indirekt párologtatásos hűtést, akkor az I d-diagramból látható, hogy az első esetben a 28 °C hőmérsékletű és 45% relatív páratartalmú levegő 19,5 °C-ra hűthető. , míg a második esetben — 15°С-ig (6. ábra).

„Ál-indirekt” párologtatás

Mint fentebb említettük, az indirekt párologtató hűtőrendszer lehetővé teszi a hagyományos adiabatikus légnedvesítő rendszernél alacsonyabb hőmérséklet elérését. Fontos hangsúlyozni azt is, hogy a kívánt levegő nedvességtartalma nem változik. Hasonló előnyök érhetők el az adiabatikus párásításhoz képest egy segédlevegő-áramlás bevezetésével.

Jelenleg kevés gyakorlati alkalmazása létezik a közvetett párolgásos hűtőrendszernek. Megjelentek azonban hasonló, de némileg eltérő működési elvű készülékek: levegő-levegő hőcserélők a külső levegő adiabatikus párásításával ("pszeudo-indirekt" párologtatású rendszerek, ahol a hőcserélőben a második áramlás nem a fő áramlás néhány nedves része, de egy másik, teljesen független áramkör).

Az ilyen eszközöket nagy mennyiségű, hűtésre szoruló recirkulált levegővel rendelkező rendszerekben használják: vonatok légkondicionáló rendszereiben, különféle célú előadótermekben, adatközpontokban és egyéb létesítményekben.

Bevezetésük célja az energiaigényes kompresszoros hűtőberendezések működési idejének maximális csökkentése. Ehelyett 25°C-ig (és néha még ennél is magasabb) külső hőmérséklet esetén levegő-levegő hőcserélőt használnak, amelyben a keringtetett helyiséglevegőt a külső levegő hűti.

A készülék nagyobb hatékonysága érdekében a külső levegőt előzetesen megnedvesítik. Bonyolultabb rendszerekben a párásítás a hőcsere folyamatában is történik (víz befecskendezése a hőcserélő csatornáiba), ami tovább növeli annak hatékonyságát.

Az ilyen megoldások alkalmazásának köszönhetően a klímarendszer jelenlegi energiafogyasztása akár 80%-kal is csökken. A teljes éves energiafogyasztás a rendszer működésének éghajlati régiójától függ, átlagosan 30-60%-kal csökken.

Yury Khomutsky, a "Climate World" magazin műszaki szerkesztője

A cikk a Moszkvai Állami Műszaki Egyetem módszertanát használja. N. E. Bauman egy közvetett párolgásos hűtőrendszer kiszámításához.

A vizsgált rendszer két klímaberendezésből áll.

a fő, amelyben a levegőt a kiszolgált helyiségek számára dolgozzák fel, és a kiegészítő - a hűtőtorony. A hűtőtorony fő célja a főklíma első fokozatát ellátó víz levegő párologtatásos hűtése az év meleg időszakában (felületi hőcserélő PT). A fő klímaberendezés második fokozata - az adiabatikus párásítási módban működő OK öntözőkamra - van egy bypass csatorna - bypass B a helyiség páratartalmának szabályozására.

A klímák mellett - hűtőtornyok, ipari hűtőtornyok, szökőkutak, permetező medencék stb. - használhatók a víz hűtésére A meleg és párás klímával rendelkező területeken esetenként a közvetett párologtatásos hűtés mellett gépi hűtés is megoldható. használt.

többlépcsős rendszerek párolgásos hűtés. Az ilyen rendszereket használó léghűtés elméleti határa a harmatpont hőmérséklete.

A közvetlen és közvetett párolgásos hűtést alkalmazó klímaberendezések alkalmazási köre szélesebb, mint a csak közvetlen (adiabatikus) párolgásos hűtést alkalmazó rendszereknél.

A kétfokozatú párologtató hűtés köztudottan a legalkalmasabb

száraz és meleg területeken. A kétfokozatú hűtéssel alacsonyabb hőmérséklet, kisebb légcsere és alacsonyabb relatív páratartalom érhető el a helyiségekben, mint az egyfokozatú hűtéssel. A kétlépcsős hűtésnek ez a tulajdonsága késztetett arra a javaslatra, hogy teljes mértékben áttérjenek a közvetett hűtésre, és számos más javaslatot. Ha azonban minden más nem változik, az esetleges párolgásos hűtőrendszerek hatása közvetlenül függ a külső levegő állapotának változásától. Ezért az ilyen rendszerek nem mindig biztosítják a szükséges levegőparaméterek fenntartását a légkondicionált helyiségekben a szezonban és akár egy napon is. A kétlépcsős evaporatív hűtés célszerű alkalmazásának feltételeiről és korlátairól képet kaphatunk, ha összehasonlítjuk a beltéri levegő normalizált paramétereit a külső levegő paramétereinek esetleges változásaival száraz és meleg éghajlatú területeken.

az ilyen rendszerek számítását a J-d diagram segítségével kell elvégezni a következő sorrendben.

A pontokat a J-d diagramon ábrázoljuk a kültéri (H) és beltéri (B) levegő számított paramétereivel. A vizsgált példában a tervezési hozzárendelésnek megfelelően a következő értékeket vettük: tн = 30 °С; tv = 24 °С; fa = 50%.

A H és B pontokhoz meghatározzuk a nedves izzó hőmérsékleti értékét:

tmin = 19,72 °С; tmv = 17,0 °С.

Mint látható, a tm értéke közel 3 °C-kal nagyobb, mint a tmw, ezért a víz, majd a külső befúvó levegő nagyobb hűtése érdekében célszerű levegőt juttatni a hűtőtoronyba, amelyet elszívással távolítanak el. rendszerek irodahelyiségből.

Vegye figyelembe, hogy a hűtőtorony kiszámításakor a szükséges légáramlás nagyobb lehet, mint a légkondicionált helyiségekből eltávolított légáramlás. Ebben az esetben külső és elszívott levegő keverékét kell a hűtőtoronyba juttatni, tervezési értéknek pedig a keverék nedves izzóhőmérsékletét kell venni.

A vezető hűtőtorony-gyártók számítási számítógépes programjaiból azt találjuk, hogy a hűtőtorony kimeneténél a víz végső hőmérséklete tw1 és a hűtőtoronyba szállított levegő nedves hőmérséklete twm közötti minimális különbséget kell venni. legalább 2 °C, azaz:

tw2 \u003d tw1 + (2,5 ... 3) ° С. (egy)

A központi klímaberendezésben a mélyebb léghűtés elérése érdekében a végső vízhőmérséklet a léghűtő kimeneténél és a tw2 hűtőtorony bemeneténél legfeljebb 2,5-tel magasabb, mint a hűtőtorony kimeneténél, ez:

tvk ≥ tw2 +(1...2) °С. (2)

Figyeljük meg, hogy a lehűtött levegő végső hőmérséklete és a léghűtő felülete a tw2 hőmérséklettől függ, mivel keresztirányú levegő és víz áramlás esetén a lehűtött levegő végső hőmérséklete nem lehet alacsonyabb tw2-nél.

A lehűtött levegő véghőmérséklete általában 1-2 °C-kal magasabb legyen, mint a víz végső hőmérséklete a léghűtő kimeneténél:

tvk ≥ tw2 +(1...2) °С. (3)

Így, ha az (1, 2, 3) követelmények teljesülnek, olyan összefüggést kaphatunk, amely a hűtőtoronyba szállított levegő nedves hőmérséklete és a hűtő kimeneti levegő végső hőmérséklete összefüggésbe hozható:

tvk \u003d tm +6 ° С. (4)

Vegye figyelembe, hogy az ábra példájában. 7.14 a twm = 19 °С és a tw2 – tw1 = 4 °С értékeket fogadjuk el. De ilyen kezdeti adatokkal a példában jelzett tvk = 23 °С érték helyett legalább 26–27 °С végső levegőhőmérséklet érhető el a léghűtő kimeneténél, ami az egész sémát teszi értelmetlen tn = 28,5 °С-on.

Szovjet Unió

Szocialista

Köztársaságok

Állami Bizottság

Szovjetunió a találmányokért és felfedezésekért (53) UDC 629. 113. .06.628.83 (088.8) (72) Feltalálók

V. S. Maisotsenko, A. B. Tsimerman, M. G. és I. N. Pecherskaya

Odessa Építőmérnöki Intézet (71) Kérelmező (54) KÉT FOKOZÓS PÁROLÁSGÉPES KLÍMA

JÁRMŰ HŰTÉSE

A találmány a közlekedéstechnika területére vonatkozik, és járművek légkondicionálására használható.

Ismeretesek a járművekhez való klímaberendezések, amelyek légréses párologtató fúvókát tartalmaznak egymástól mikroporózus lemezek falaival elválasztott levegő- és vízcsatornákkal, míg a fúvóka alsó része folyadéktálcába merítve (1)

Ennek a klímaberendezésnek a hátránya a léghűtés alacsony hatékonysága.

A találmányhoz legközelebb álló műszaki megoldás egy kétfokozatú párologtatós hűtőklíma járműhöz, amely hőcserélőt, folyadékkal ellátott tálcát, amelybe fúvóka van bemerítve, kamrát a hőcserélőbe belépő folyadék hűtésére kiegészítő elemekkel. a folyadék hűtése és egy csatorna a külső környezetből a kamrába történő levegőellátáshoz, a kamra bemenete felé elvékonyodva (2

Ebben a kompresszorban a kiegészítő levegőhűtéshez szükséges elemek fúvókák formájában készülnek.

A hűtési hatásfok azonban ebben a kompresszorban sem elégséges, mivel a levegőhűtés határa ebben az esetben az olajteknőben lévő segédlevegő-áramlás nedves burájának hőmérséklete.

10 emellett a jól ismert klímaberendezés szerkezetileg összetett és duplikált egységeket tartalmaz (két szivattyú, két tartály).

A találmány célja a készülék hűtési hatékonyságának és kompaktságának növelése.

A célt úgy érik el, hogy a javasolt klímaberendezésben a kiegészítő hűtést szolgáló elemek függőlegesen elhelyezett hőcserélő terelőlemez formájában készülnek, és az egyik kamrafalra rögzítik úgy, hogy rés keletkezik közötte és a kamra fala között. vele szemben, és

A 25. ábra szerint a válaszfal egyik felületének oldalán egy tartály van beépítve, amely a válaszfal említett felületén lefolyik a folyadékkal, miközben a kamra és a tálca egyben készül.

A fúvóka kapilláris-porózus anyagból készült blokk formájában készül.

ábrán látható. Az 1. ábra egy légkondicionáló berendezés vázlatos rajzát mutatja. ábrán 2 raeeee A-A. egy.

A klímaberendezés két léghűtési fokozatból áll: az első fokozat az 1 hőcserélőben lévő levegő hűtése, a második fokozat a 2 fúvóka hűtése, amely kapilláris-porózus anyagtömb formájában van kialakítva.

A hőcserélő elé egy 3 ventilátor van felszerelve, amelyet 4°-os villanymotor hajt meg. Az 1 hőcserélő a 10 raklapra van felszerelve, amely egy darabból készül a kamrával

8. Egy csatorna csatlakozik a hőcserélőhöz

A 11. ábra a külső környezetből történő levegő ellátására szolgál, míg a csatorna a légüreg 12 bemenete felé keskenyedő síkban van kialakítva.

13 kamra 8. A kamra belsejében kiegészítő léghűtést biztosító elemek találhatók. Függőlegesen elhelyezett, a kamra 15 falára rögzítve, a 16 fallal szemben lévő 14 hőcserélő válaszfal formájában készülnek, amelyhez képest a válaszfal egy réssel van elhelyezve.A válaszfal a kamrát két összekötő 17 üregre osztja. és 18.

A kamrában 19 ablak van, amelybe 20 cseppleválasztó van beépítve, és a raklapon egy 21 nyílás van kialakítva.

A 12 bemenetre szűkülő 11 csatorna megvalósítása kapcsán! A 13 üregben az áramlási sebesség növekszik, és az említett csatorna és a beömlőnyílás között kialakított résbe külső levegő kerül beszívásra, ezáltal megnő a segédáram tömege. Ez az áramlás belép a 17 üregbe. Ezután ez a légáram, miután lekerekítette a 14 válaszfalat, belép a kamra 18 üregébe, ahol a 17 üregben való mozgásával ellentétes irányba mozog. A 17 üregben a légáram mozgása felé egy 22 folyadékfilm folyik le a válaszfalon a válaszfal mentén - víz a 9 tartályból.

Amikor a levegő és a víz áramlása érintkezik, a párolgási hatás eredményeként a 17 üregből származó hő a 14 válaszfalon keresztül a 22 vízrétegre kerül, hozzájárulva annak további elpárologtatásához. Ezt követően alacsonyabb hőmérsékletű levegőáram lép be a 18-as üregbe. Ez viszont a 14 terelőlemez hőmérsékletének még nagyobb csökkenéséhez vezet, ami a 17 üregben lévő légáram további hűtését okozza. Ezért a légáram hőmérséklete a terelőlap lekerekítése és a légterelőbe való belépés után ismét csökkenni fog. üreg

18. Elméletileg a hűtési folyamat addig tart, amíg a hajtóereje nulla lesz. Ebben az esetben a párolgásos hűtési folyamat hajtóereje a légáramlás pszichometriai különbsége -hőmérséklete, miután a válaszfalhoz képest elfordult és érintkezésbe került a 18. üregben lévő vízréteggel. Mivel a légáram előhűtött Az állandó nedvességtartalmú 17 üregben a 18 üregben a légáramlás pszichometrikus hőmérsékletkülönbsége a harmatponthoz közeledve nullára hajlik. Ezért a vízhűtés határa itt a külső levegő harmatponti hőmérséklete. A vízből származó hő a 18 üregben lévő légáramba jut, miközben a levegő felmelegszik, párásodik és a 19 ablakon és a 20 cseppleválasztón keresztül a légkörbe kerül.

Így a 8-as kamrában a hőcserélő közeg átáramló mozgása szerveződik, az elválasztó hőcserélő terelőlemez pedig lehetővé teszi a hűtővízhez szolgáltatott légáram közvetett előhűtését a vízpárolgás folyamata miatt. a terelőlemezen le a kamra aljáig, és mivel ez utóbbi egy raklappal egy egészben készül, majd onnan az 1 hőcserélőbe szivattyúzzák, és a fúvóka átnedvesítésére is fordítják az intrakapilláris erők hatására.

Így az L.n fő légáram, miután az 1 hőcserélő nedvességtartalmának megváltoztatása nélkül előhűtött, a 2 fúvókába kerül további hűtés céljából anélkül, hogy hőtartalma megváltozna. Továbbá a fő levegő átáramlik a serpenyőben lévő nyíláson

59 yes hűti, miközben hűti a partíciót. Belépés az üregbe

A kamra 17. ábrája szerint a válaszfal körül áramló légáram is lehűl, de a nedvességtartalom változása nélkül. Követelés

1. Klímaberendezés jármű kétfokozatú párolgásos hűtésére, amely hőcserélőt, folyadék alállomást, amelybe fúvókát merítenek, kamrát a hőcserélőbe belépő folyadék hűtésére, a folyadék további hűtésére szolgáló elemekkel, és egy csatorna a külső környezetből a kamrába történő levegőellátáshoz, amely a kamera bemenetéhez képest elvékonyodik az a tény, hogy a kompresszor hűtési hatékonyságának és tömörségének növelése érdekében a kiegészítő léghűtéshez szükséges elemeket függőlegesen elhelyezett hőcserélő terelőlemez formájában készítik el, és a kamra egyik falára rögzítik a formációval. közte és a kamra szemközti fala közötti résből, valamint az egyik oldalán A válaszfal felületein egy tartályt szerelnek fel, melyben folyadék folyik le a válaszfal említett felületén, miközben a kamra és a tálcát elkészítik. egy egészként.

Azokban a helyiségekben, ahol nagy az érzékelhető hőfelesleg, ahol a beltéri levegő magas páratartalmát kell fenntartani, a közvetett párolgásos hűtés elvét alkalmazó légkondicionáló rendszereket alkalmaznak.

A séma a fő légáramlás feldolgozására szolgáló rendszerből és egy párolgásos hűtőrendszerből áll (3.3. ábra. 3.4. ábra). Hűtővízhez légkondicionáló permetező kamrái vagy egyéb érintkező eszközök, permetező medencék, hűtőtornyok és egyebek használhatók.

A légáramban párologtatással lehűtött víz hőmérséklettel belép a felületi hőcserélőbe - a fő légcsatorna klímaberendezésének léghűtőjébe, ahol a levegő állapotát értékekről értékekre változtatja. \u200b(t.), A víz hőmérséklete emelkedik. A felmelegített víz belép az érintkező berendezésbe, ahol párologtatással lehűtik egy hőmérsékletre, és a ciklus megismétlődik. Az érintkezőkészüléken áthaladó levegő állapotát paraméterről paraméterre (azaz) változtatja. A befúvott levegő hőt és nedvességet asszimilálva paramétereit t. állapotra, majd állapotra változtatja.

3.3. ábra. A közvetett párolgásos hűtés sémája

1-hőcserélő-levegőhűtő; 2 tűs készülék

3.4. a közvetett párolgásos hűtés diagramja

Vonal - közvetlen párolgásos hűtés.

Ha a helyiségben a hőtöbblet van, akkor közvetett párolgásos hűtéssel a befúvott levegő áramlása lesz

közvetlen párolgásos hűtéssel

Azóta >, akkor<.

<), что позволяет расширить область возможного использования принципа испарительного охлаждения воздуха.

A folyamatok összehasonlítása azt mutatja, hogy közvetett párolgásos hűtés esetén az SCR teljesítménye alacsonyabb, mint a közvetlen hűtésnél. Ezen túlmenően közvetett hűtéssel a befújt levegő nedvességtartalma alacsonyabb (<), что позволяет расширить область возможного использования принципа испарительного охлаждения воздуха.

A közvetett párolgásos hűtés külön sémájával ellentétben kombinált típusú berendezéseket fejlesztettek ki (3.5. ábra). A készülék falakkal elválasztott váltakozó csatornák két csoportját tartalmazza. A segédlevegő-áramlás az 1. csatornacsoporton halad át. A vízelosztó berendezésen keresztül szállított víz a csatornafalak felületén lefolyik. Némi víz kerül a vízelosztó berendezésbe. A víz elpárolgása során a segédlevegő hőmérséklete csökken (a nedvességtartalmának növekedésével), és a csatorna fala is lehűl.

A fő légáram hűtési mélységének növelésére többlépcsős főáram feldolgozó sémákat dolgoztak ki, amelyek alkalmazásával elméletileg elérhető a harmatpont hőmérséklet (3.7. ábra).

Az üzem egy klímaberendezésből és egy hűtőtoronyból áll. A klímaberendezésben a szervizelt helyiség levegőjének közvetett és közvetlen izoentalpikus hűtése történik.

A hűtőtorony párologtatóan hűti a vizet, amely a légkondicionáló felületi léghűtőjét táplálja.

Rizs. 3.5. A közvetett párolgásos hűtés kombinált berendezésének vázlata: 1,2 - csatornacsoport; 3- vízelosztó berendezés; 4- raklap

Rizs. 3.6. Az SCR kétfokozatú párolgásos hűtés sémája. 1-felületű léghűtő; 2 öntözőkamra; 3- hűtőtorony; 4-szivattyús; 5-bypass légszeleppel; 6 ventilátor

Az evaporatív hűtés berendezéseinek egységesítése érdekében hűtőtorony helyett tipikus központi klímaberendezések porlasztókamrái is használhatók.

A külső levegő belép a klímaberendezésbe, és az első hűtési fokozatban (léghűtőben) állandó nedvességtartalom mellett lehűtik. A hűtés második fokozata az izentalpia hűtési üzemmódban működő öntözőkamra. A vízhűtő felületét ellátó víz hűtése a hűtőtoronyban történik. Ebben a körben a vizet egy szivattyú keringeti. A hűtőtorony a víz légköri levegővel történő hűtésére szolgáló berendezés. A lehűlés a sprinkleren lefolyó víz egy részének elpárolgása miatt következik be a gravitáció hatására (a víz 1%-ának elpárolgása kb. 6 fokkal csökkenti a hőmérsékletét).

Rizs. 3.7. diagram kétlépcsős párologtatási móddal

hűtés

A klíma permetező kamrája légszelepes bypass csatornával van felszerelve, vagy szabályozott folyamattal rendelkezik, amely szabályozza a ventilátor által a szervizelt helyiségbe juttatott levegőt.