Автореферат (1025581), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Условное изображение процесса Рис. 3. Схема процессов обработкитепло- массообмена в КИТОвоздуха, протекающих в УКВ РКИО в Id диаграммеОсновными параметрами, влияющими на работу УКВ, реализующей принципРКИО, являются: параметры воздуха окружающей среды, эффективность КИТО, расход воздуха вспомогательного потока.Было исследовано влияние эффективности КИТО на работу УКВ вразличных климатических зонах. В качестве расчетных условий выбраныклиматические параметры сухого, умеренного и влажного климатов (параметры«Б» по СНиП 23-01-99* г. Волгограда, Москвы, и Сочи соответственно),характерные для территории РФ.
Кроме того, рассматривался режим пиковойнагрузки на СКВ (параметры «Б» г. Ашхабад по СНиП 23-01-99*). Для оценкиэффективности работы КИТО принят температурный КПД, вычисляемый поформуле:W t tпр 1 2 ,t t tWmin 1 2 у (1)где Wпр – водяной эквивалент прямого потока, Wmin – минимальный из водяныхэквивалентов прямого и вспомогательного потоков.При проведении расчетов температурный КПД КИТО варьировался вдиапазоне 0,5…0,85 с шагом 0,05. Для оценки эффективности работыводоиспарительных УКВ традиционно применяются два критерия:эффективность по «мокрому» термометру и эффективность по температуреточки росы:t t 0 2р t t0 тр(2)где t0, t2 и tтр– температуры воздуха окружающей среды, воздуха на выходепрямого потока из КИТО и точки росы наружного воздуха соответственно.5На Рис.
4 представлена зависимость эффективности УКВ РКИО потемпературе точки росы от температурного КПД КИТО. Характер зависимостилинейный, отсутствуют выраженные экстремумы. В связи с этим использоватьданный критерий в качестве оптимизационного не представляется возможным.Холодопроизводительность и массо-габаритные характеристики УКВРКИО определяются, главным образом, площадью ТО.
Была исследованазависимостькомплексаQ полезх kFто то(гдеQxполез,кВт–полезнаяхолодопроизводительность УКВ, kто, Вт/(м2*°С) – коэффициент теплопередачиаппарата, Fто, м2 – площадь теплообменной поверхности) от эффективностиКИТО εt (Рис. 5).
Проведенные исследования показали, что зависимость носитпрактически линейный характер, в связи с этим она может быть обобщенауравнением прямой вида:y kxbБыло исследовано влияние параметров окружающей среды накоэффициенты k и b. В результате обобщения зависимость можно представитьследующим образом:(3) 1,5 d ос d м t 0, 471 t ос t р ,где dос – влагосодержание воздуха окружающей среды, кг/кг; dм –влагосодержание воздуха окружающей среды, рассчитанное по параметрам«мокрого» термометра, кг/кг; εt – эффективность КИТО; tос – температуравоздуха окружающей среды по сухому термометру, °С; tр – температура точкиросы воздуха окружающей среды, °С.Рис. 4. Зависимость эффективностиРис.
5. Зависимость комплекса ζ отУКВ РКИОпо точке росы от эффективности КИТО εtэффективности КИТО εtРезультаты, рассчитанные по зависимости (3) были сопоставлены срезультатами, полученными по расчетной методике. Для проверки корректностизависимости использовались климатические данные 10 городов на территории6РФ. В условиях сухого, умеренного и влажного климатов отклонение составилоне более 10%.Была исследована зависимость комплекса Kто*Fто от расходавспомогательного потока при различных значениях эффективности косвенноиспарительного теплообменника (Рис.
7). В условиях сухого климата требуемаяплощадь теплообменной поверхности возрастает с увеличением приведенногорасхода воздуха вспомогательного потока при всех рассмотренных значенияхэффективности КИТО.В условиях умеренного и влажного климата, начиная созначений эффективности КИТО 0,75, наблюдается экстремум, увеличениеприведенного расхода воздуха вспомогательного потока до 0,4 позволяетсократить площадь теплообменной поверхности до 10% в условиях умеренногоклимата и до 18% в условиях влажного климата (при эффективности КИТО 0,85).а)б)в)г)Рис. 7. Зависимость комплекса Kто*Fто от приведенного расхода воздухавспомогательного потока при различных значениях эффективности КИТО:а) Ашхабада; б) Волгограда; в) Москвы; г) Сочи7Третьяглавапосвященатеоретическомуисследованиюкомбинированной УКВ, использующей РКИО в качестве первой ступениохлаждения.РассмотренасхемадвухступенчатойкомбинированнойУКВ,использующей РКИО в качестве первой ступени и ПКХМ в качестве второйступени (Рис.
8). Методика, разработанная во второй главе работы, дополненазависимостями для расчета парокомпрессионной ступени охлаждения.В дополнение к вышеизложенным допущениям приняты следующие: температура перегрева и переохлаждения хладона принимаются равными50С тип хладона: R407С; потребляемая мощность компрессора рассчитывается по даннымпроизводителя, с помощью полученных в ходе расчета температуркипения и конденсации хладона и неизменном значении перегрева ипереохлаждения.Рис. 8. Принципиальная схема комбинированной УКВ. Обозначения,используемые на схеме: БН1 – бак накопительный; ВК1 – вентиляторконденсатора; ВП1 – вентилятор приточный; К1 – конденсатор; КИТО – косвенноиспарительный теплообменник; КМ1 – компрессор; КО – кондиционируемыйобъем; КУ1 - каплеуловитель; ОС – окружающая среда; ТРВ1 –терморегулирующий вентиль. Gполн, Gпрод, Gвсп – массовые расходы полного,продуктового, и вспомогательного потоков соответственноНаружный воздух, поступающий в УКВ, охлаждается в теплообменникеРКИО, вспомогательный поток воздуха выбрасывается в окружающую среду,8продуктовый [приточный] поток доохлаждается в воздухоохладителе дотребуемой температуры приточного воздуха и подается в кондиционируемыйобъём.
Конденсатор является отдельно стоящим и охлаждается воздухомокружающей среды.Алгоритм расчета комбинированной УКВ приведён на Рисунке 9.1. Ввод исходных данных и оптимизируемых параметров:расход воздуха; параметры окружающей среды, приточного воздуха; недорекуперации в ТО2. Расчет величин статический давлений воздуха и мощности вентиляторов3.
Расчет параметров воздуха в основных точках схемыТемпература, относительная влажность, энтальпия4. Определение холодопроизводительности косвенно-испарительноготеплообменника и хладонового испарителя.5. Проверка отсутствия «температурной» засечки в КИТО.6. Расчет температуры кипения и конденсации хладона7. Определение холодильного коэффициента компрессора ПКХМ и УКВ вцелом8. Анализ значений величин, зависящих от оптимизируемых параметров,повторение расчета в случае необходимости.Рис. 9.
Алгоритм расчета комбинированной УКВПри проектировании комбинированных УКВ, важно знать, какая доляполезной холодопроизводительности УКВ обеспечивается КИТО. Былопроведено несколько серий расчетов. Климатические параметры окружающей9среды принимались аналогично описанным в главе 2. На долю полезнойхолодопроизводительности, вырабатываемой КИТО, главным образом, влияютэффективность КИТО и глубина охлаждения продуктового потока, чем глубжеохлаждается приточный воздух, тем большая нагрузка ложится напарокомпрессионную часть (Рис. 10).а)б)в)г)Рис. 10.
Зависимость доли холодопроизводительности, вырабатываемой вступени РКИО QКИТО/QУКВ от температуры приточного воздуха и эффективностиКИТО: а) Ашхабад; б) Волгоград; в) Москва; г) СочиВ условиях г. Ашхабада КИТО позволяет снять от 40 до 85% тепловойнагрузки на УКВ. Повышение температуры приточного воздуха на 1˚С (впределах от 16 ˚С до 20 ˚С) позволяет увеличить долюхолодопроизводительности от 2,5% до 3,5% на 1 ˚С (при эффективности КИТОот 0,5 до 0,85 соответственно). В условиях г. Волгограда при эффективностиКИТО выше 0,8 и увеличении температуры приточного воздуха до 20 ˚С вся10холодопроизводительность УКВ обеспечивается только лишь за счетводоиспарительной ступени. В условиях влажного климата КИТО, даже притемпературе приточного воздуха 20 ˚С, позволяет обеспечить лишь до 30%холодопроизводительности УКВ.
В условиях умеренного климата на долюхолодопроизводительности, вырабатываемой в КИТО, влияет главным образомтемпература на выходе из воздухоохладителя. Так, при температуре приточноговоздуха 16 ˚С, увеличение эффективности КИТО от 0,5 до 0,85 позволяетповысить долю холодопроизводительности, обеспечиваемую КИТО, от 0,18 до0,48. При температуре приточного воздуха 20 ˚С КИТО обеспечивает от 37 до92% требуемой холодопроизводительности УКВ. Таким образом, повышениетемпературы приточного воздуха на 1 ˚С (в пределах от 16 ˚С до 20 ˚С) позволяетувеличить долю холодопроизводительности от 5% до 10% на градус.Дляоценкиэнергетическойэффективностипредлагаемойкомбинированной УКВ была произведена серия расчетов.
Температураприточного воздуха t3 принималась равной 16 ˚С, а холодильный коэффициенткомпрессора ПКХМ варьировался в диапазоне от 2 до 5. Для оценкиэнергетической эффективности использовалась величина холодильногокоэффициента УКВ, равная отношению полезной холодопроизводительности(по продуктовому потоку) к полной потребляемой мощности УКВ (складываетсяиз потребляемой мощности приточного вентилятора, вентилятора конденсатораи холодильного компрессора). На Рис.
11 представлена зависимостьприведенного холодильного коэффициента УКВ (равного отношениюхолодильного коэффициента комбинированной УКВ в холодильномукоэффициенту традиционной УКВ с ПКХМ) от холодильного коэффициентакомпрессора ПКХМ и эффективности КИТО. В условиях сухого жаркогоклимата энергетическая эффективность комбинированной УКВ в 1,25…3 разавыше, чем у традиционной УКВ с ПКХМ. В условиях умеренного климатаэнергетическая эффективность комбинированной УКВ в 1,15…1,35 раза выше,чем у традиционной УКВ с ПКХМ (при эффективности КИТО 0,75). Не стользначительная прибавка объясняется тем, что при температуре приточноговоздуха 16 ˚С и эффективности КИТО 0,75 только 40% тепловой нагрузки наУКВ снимается в КИТО, и увеличение мощности, потребляемой приточнымвентилятором, приводит к снижению холодильного коэффициента установки вцелом.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
