Автореферат (1025581), страница 3
Текст из файла (страница 3)
В условиях влажного климата, при низкой эффективности КИТО,энергетическая эффективность комбинированной УКВ оказывается ниже, чем утрадиционной УКВ с ПКХМ (при эффективности КИТО до 0,5).Одним из критериев, которые следует учитывать при размещенииконденсатора, является температура конденсации хладагента в контуре ПКХМ.Расчеты показали, что в условиях сухого и умеренного климата с повышениемэффективности КИТО значительно снижается нагрузка на ступень ПКХМ.
Этопозволяет размещать конденсатор как на тракте вспомогательного потока, так ииспользовать отдельно стоящий конденсатор, обдуваемый воздухомокружающей среды. Причем с увеличением температуры приточного воздуханагрузка на ступень ПКХМ падает еще значительнее и встроенный конденсатороказывается предпочтительней отдельно стоящего. В условиях влажного11климата, где ступень РКИО обеспечиваетмаксимум до 30%холодопроизводительности УКВ, целесообразно использовать выноснойвоздушный конденсатор.
При необходимости использования встроенногоконденсатора,следуетувеличиватьприведенныйрасходвоздухавспомогательного потока, так, увеличение с 0,3 до 0,5 позволяет снизить нагреввоздуха в конденсаторе в 2…2,5 раза. а)б)в)г)Рис. 11 Зависимость приведенного холодильного коэффициента УКВeХ_КУКВ/eХ_УКВ от холодильного коэффициента компрессора ПКХМ иэффективности КИТО: а) Ашхабад; б) Волгоград; в) Москва; г) СочиИсследования, проведенные при параметрах наружного воздуха,принятых в СНиП показали невысокую эффективность ступени РКИО вусловиях умеренного климата при низкой температуре приточного воздуха(16 ˚С). Ступень РКИО обеспечивает до 40% общей холодопроизводительности12установки (при расчетных условиях, соответствующих параметрам «Б»г. Москвы по СНиП 23-01-99* и эффективности КИТО 0,75).
Однако в связи стем, что нагрузка на СКВ переменна как в течении дня, так и на протяжениитеплого периода времени года, практический интерес представляет сезоннаяэффективность комбинированной УКВ. Был проведен ряд расчетов поклиматическим данным г. Москвы (метеостанция ВВЦ) за период 1.06.2013 –30.08.2013. В качестве расчетных условий принимались параметры в 15.00соответствующих суток – как время, при котором нагрузка на системукондиционирования воздуха является максимальной.
Среднее значение долихолодопроизводительности, получаемой в ступени РКИО за летний период,составило 80%. В условиях, когда нагрузка на УКВ ниже номинальнойрасчетной, до 100% холодопроизводительности обеспечивается косвенноиспарительной ступенью, т.е без включения компрессора ПКХМ.В четвертой главе дано описание экспериментального стенда, методикии оценка погрешности обработки опытных данных. Приведена схемаэкспериментального стенда (Рис. 12). Дано описание исследуемых ТО (Таблица1).
Описаны проведенные серии экспериментов. В ходе первой сериисравнивалась работа ТО различной конструкции (перекрестноточный ипротивоточный) в схеме с РКИО. В ТО реализован разный способ подачи водыв «мокрые» каналы. В перекрестноточном воздух предварительно увлажнялся вадиабатическом увлажнителе, а подача воды в «мокрые» каналы ТОосуществлялась путём распыления воды форсунками на входе в ТО.Таблица 1НаименованиепараметраСхема движенияпотоковМатериал пакетаПодача водыПлощадьповерхности, м2Эквивалентныйдиаметр насадки, ммЗавод-изготовительТеплообменник №1Теплообменник №2ПерекрестноточнаяПротивоточнаяСплошной ПВХ,толщиной 1 ммФорсункимелкодисперсногораспыла на входе в ТОМипласт,толщиной 1 ммЗа счет капиллярных силчерез систему водяныхканалов14,416,244СобственногопроизводстваООО «ТЭССО»В противоточном ТО воздух направлялся в «мокрые» каналынепосредственно с выхода «сухих», а смачивание «мокрых» каналовосуществлялось за счет капиллярных сил.
В ходе второй серии экспериментованализировалась работа комбинированной УКВ при изменении доливспомогательного потока в КИТО.1314Рис. 12. Пневмо-гидравлическая схема экспериментального стенда комбинированной УКВ.БН1, БН2 – бак накопительный, ВК1, ВП1 – вентиляторы, ВЗ1 – вентиль запорный, ВНН1 – воздухонагревательнагрузочный, ВР1…ВР4 – вентиль регулировочный, ВС1 – вентиль соленоидный, ДД1, ДД2 – датчик давления, ДТ1…ДТ9– датчик температуры, ДВ1..ДВ4 – датчик влажности, ЗВ1…ЗВ3 – заслонка воздушная, И1 – испаритель, К1- конденсатор,КИТО – косвенно-испарительный ТО, КМ1- компрессор, КО1, КО2 – клапан обратный, КП1, КП2 – прессостат, КУ1 –каплеуловитель, М1…М4 – манометр, Н1 – насос циркуляционный, СС1 – смотровое стекло, ТРВ1 – термо-регулирующийвениль, УН1 – увлажнитель нагрузочный,Ф1 – фильтр 1, ФО1 – фильтр осушитель, ШС1…ШС4 – штуцер сервисныйБыло проведено три группы экспериментов, соответствующих условиямсухого, умеренного и влажного климатов.
Эксперимент выполнялся спротивоточным ТО, который показал себя более эффективным в первой серииэкспериментов.В пятой главе приводятся результаты экспериментальных данных. Перваясерия экспериментов показала преимущество противоточной схемы организациипотоков в КИТО (Таблица 2). УКВ с противоточным ТО показала эффективностьпо точке росы в 1,3…1,5 раза выше, чем установка с перекрестноточным ТО.Таблица 2Эффективность по температуре точки росыКлиматическиеусловияПерекрестноточный КИТОПротивоточный КИТОВолгоград0,330,51Москва0,430,56Сочи0,440,68Следует, однако, отметить снижение эффективности работы системы спротивоточным ТО в условиях сухого жаркого климата из-за недостаточногоувлажнения продувочного потока.
На основании обработки экспериментальныхданных можно сделать вывод, что для УКВ, работающих по принципу РКИОцелесообразно использовать противоточный ТО. Причем в условиях сухогожаркого климата подача воды в «мокрые» каналы КИТО за счет капиллярныхсил не обеспечивает требуемого смачивания насадки.Результаты второй серии экспериментов показали, что увеличение доливспомогательногопотокапозволяетувеличитьдолюхолодопроизводительности, вырабатываемой в КИТО. В условиях сухогоклимата до 50-70%, в условиях умеренного климата от 22% до 32 %, в условияхвлажного климата от 12% до 16%.
Для повышения эффективности работы КИТОв цикле РКИО необходимо наличие увлажнителя на входе вспомогательногопотока в «мокрые» каналы ТО.Основные результаты и выводы1. Наиболее эффективным решением при построении приточныхкомбинированных УКВ является использование РКИО в качестве первойступени.2. Разработана расчетная модель УКВ, работающей по принципу РКИО, икомбинированной УКВ, использующей РКИО в качестве первой ступени.3. Произведен анализ УКВ, работающей по принципу РКИО в различныхклиматических зонах, характерных для территории РФ. Определена зависимостьтемпературы воздуха на выходе из КИТО от его эффективности, полученазависимость площади КИТО от его эффективности и расхода воздухавспомогательногопотока.Выведеназависимостьотношенияхолодопроизводительности УКВ к площади теплообменной поверхности отначальных условий окружающей среды.4. Выполнен анализ работы комбинированной УКВ в различныхклиматических зонах, характерных для территории РФ.
Определено, что на долю15полезной холодопроизводительности, вырабатываемой в ступени РКИО,главным образом влияют эффективность КИТО и температура приточноговоздуха на выходе из воздухоохладителя. Даны рекомендации по построениюсхемы комбинированной УКВ в зависимости от условий окружающей среды.Ступень РКИО способна обеспечить до 60-80% холодопроизводительности УКВв условиях сухого жаркого климата, 30-40% в условиях умеренного и 15% вусловиях влажного климата.
В условиях сухого жаркого климата энергетическаяэффективность комбинированной УКВ в 1,25…3 раза выше, чем у традиционнойУКВ с ПКХМ. В условиях умеренного климата энергетическая эффективностькомбинированной УКВ в 1,15…1,35 раза выше, чем у традиционной УКВ сПКХМ (при эффективности КИТО 0,75).5. Спроектирован и смонтирован экспериментальный стенд. Результатыэксперимента подтвердили адекватность расчетно-аналитической модели итеоретических выводов.
Экспериментально подтверждено, что для повышенияэффективности КИТО в цикле РКИО необходимо наличие увлажнителя на входевспомогательного потока в «мокрые» каналы ТО. Стенд внедрен в учебныйпроцесс кафедры Э4 МГТУ им. Н.Э. Баумана.Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:1. Гаранов С.А., Пантеев Д.А., Соколик А.Н. Водоиспарительное икомбинированное охлаждение воздуха. Инженерный журнал: наука иинновации, 2013, № 1(13), С. 84–90 (0,6 п.л. / 0,2 п.л.).2.
Гаранов С.А., Пантеев Д.А., Соколик А.Н. Расчетно-аналитическаямодель комбинированной установки кондиционирования воздуха. Известиявысших учебных заведений, Машиностроение, 2015, №4 (661), С. 20-27 (0,6 п.л./ 0,2 п.л.).3. Гаранов С.А., Пантеев Д.А., Соколик А.Н. Расчетно-экспериментальноеисследование комбинированной установки кондиционирования.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
