Диссертация (1025582), страница 3
Текст из файла (страница 3)
В первом по ходу воздуха отсеке расположены фильтры ивентиляторы, во втором воздухоохладитель РКИО, набранный из пластинкапиллярно-пористого материала. Одна сторона пластины покрыта тонким,влагонепроницаемым слоем. Для осуществления КИО пластины собираюттаким образом, что стороны, покрытые влагонепроницаемым слоем, образуют«сухие» каналы, а стороны с открытой капиллярно-пористой структурой –«влажные».16Рис. 1.6 Принципиальная схема кондиционера РКИОВоздухвкондиционереобрабатываетсяследующимобразом.Поступающий наружный воздух очищается от пыли в фильтрах 1 ивентиляторами 2 подается в «сухие» каналы воздухоохладителя РКИО, гдеохлаждается при постоянном влагосодержании.
На выходе из «сухих» каналоввоздух разделяется: основной поток направляется в кабину 5, вспомогательный-во «влажные» каналы 3, где нагревается при испарении влаги в поток,отбирая тепло от полного потока воздуха, и выбрасывается в атмосферу.Применениетеплообменникакапиллярно-пористыхРКИОпозволяетматериаловдобитьсявравномерногоконструкциисмачиваниятеплообменной поверхности. Однако авторы отмечают, что с увеличениемтемпературынаружноговоздуханаблюдаетсяместноеподсыханиетеплообменных пластин, что приводит к снижению эффективности аппарата.На основании лабораторных испытаний В.С. Майсоценко предложенаинженерная методика расчета теплообменников РКИО подобной конструкции[7].На базе принципа РКИО фирмой “Элсокс” (Россия) разработаны УКВ дляподвижного состава, эксплуатирующегося на российских железных дорогах(Рис.
1.7). В ОАО "РЖД" завершена апробация опытной партии кондиционеровиспарительного типа для пассажирских плацкартных вагонов, произведенныхЗАО "НПО "ЭЛСОКС". Получены положительные отзывы от региональныхжелезнодорожных отделений за летний период эксплуатации 2006 года [8].17Рис. 1.7 Принципиальная схема движения воздушных потоков в установкеУКВИТеплообменник состоит из пластин капилярно-пористого материала,образующих сухие и увлажняемые водой каналы. Внутри между дном икрышкойкорпусатеплообменникаорганизованасистемаванночек,обеспечивающих постоянную смачиваемость стенок влажных каналов.
Воздух,пройдя через фильтры системы вентиляции, под напором вентилятораустановки подаётся в сухие каналы, где охлаждается при постоянномвлагосодержании в пределе до точки росы. Затем в камере избыточногодавлениявоздухделитсянадвечасти:охлаждённый(основной)итехнологический (вспомогательный).Охлаждённыйвоздухосновногопотоканагнетаетсявпереходраздаточный, а технологический воздух направляется в увлажняемые каналыпротивотоком полному потоку. В увлажняемых каналах вода испаряется,18отбирая теплоту парообразования от полного потока и передавая её с парамитехнологическому потоку, который удаляется через сбросной переход.Часть влаги во влажных каналах в виде капель собирается в поддоне иудаляется через отверстия в поддоне.В ванночках за счёт системы трубопроводов, герконовых датчиковуровня, контроллера пульта управления установки и насоса поддерживаетсяпостоянный уровень воды. По мере расходования воды, насос по команде отконтроллера включается/выключается и водапоступаетв системутеплообменника.Смачиваниетеплообменнойповерхностипроисходитзасчеткапиллярных сил, что приводит к вышеописанным проблемам.
Для борьбы собразованием водяного камня и снижением эффективности работы установкитребуетсяпериодическаяпромывкатеплообменникасиспользованиемповерхностно-активных веществ [9].Германской фирмой “Kampmann” разработан ряд установок, работающихпо принципу РКИО [10]. Типоразмер по воздуху от 400 до3 000 м3/ч.Теплообменник РКИО выполнен по противоточной схеме.
Схема обработкивоздуха и компоновка кондиционеров аналогичны рассмотренной выше(кондиционер для комбайна «Нива»). Существенно отличается конструкциятеплообменника РКИО (Рис. 1.8).Рис. 1.8 Общий вид теплообменного модуля теплообменника РКИОфирмы “Kampmann”19Теплообменник набирается из теплообменных модулей. Каждый модульсостоит из двух штампованных пластин из алюминиевого сплава, сприпаянным оребрением. На оребрение нанесен слой гидрофильного покрытия.Для интенсификации теплообмена оребрение выполнено просечным. Подачаводы осуществляется с помощью форсунок. Таким образом, основной потокпроходит внутри канала, образованного двумя пластинами, а вспомогательный,увлажняемый, поток воздуха проходит в свободном пространстве междумодулями.
Доля вспомогательного потока составляет 1/3 основного потока.Для борьбы с отложениями водяного камня в комплект установок входитсистема водоподготовки. Насосная подача воды для орошения гидрофильногослоя даёт ряд преимуществ по сравнению с подачей воды за счет капиллярныхсил: возможность регулирования расхода воды, подаваемой на испарение; возможность подачи избыточного количества воды для сниженияинтенсивности образования водяного камня и промывки теплообменнойповерхности.Рис. 1.9 Общий вид установки Klimanaut Indoor 400 WRG (Kampmann)Фирмой “Coolerado” (США) спроектированы и серийно выпускаютсяустановки, реализующие принцип РКИО воздуха (Рис.
1.10, 1.11, 1.12).20Модельный ряд охватывает как установки для предварительного охлаждениявоздуха в традиционных СКВ, так и самостоятельные СКВ [11].Рис. 1.10 Общий вид установкиCoolerado C60Рис. 1.11 Принципиальная схемаобработкивоздуха.1.Заборнаружноговоздуха.2.Блокфильтров.3.Блоктепломассообмена.4.Выходотработанного влажного воздуха. 5.Выход охлажденного приточноговоздуха.В установках серии М реализован принцип модульности – приувеличении нагрузки на СКВ её производительность может быть увеличенапутем добавления дополнительных модулей.Рис.
1.12 Модульная СКВ на базе блоков Coolerado M50s21Теплообменная насадка также построена по модульному принципу – взависимостиотпроизводительностиустановкиприменяетсяразноеколичество тепло- массообменных (в дальнейшем ТМО) модулей (от 3 до 8 взависимости от установки). Причем одинаковый ТМО модуль используетсяво всех установках, что положительным образом сказывается на унификации.Материалом ТМО насадки первого поколения (до 2009 г.) служилоцеллюлозное волокно. Однако опытная эксплуатация подобных блоковвыявила проблемы с образованием плесени и водяного камня во влажныхканалахнасадки[12].Насадкавторогопоколениявыполненаизполипропилена [12].
ТМО модуль содержит интегрированную системураспределения воды. Система управления рассчитывает количество воды,подаваемой на испарение, в зависимости от параметров наружного воздуха.В отличие от установок фирмы Kampmann и «Элсокс» схема движенияпотоков – перекрестноточная.Отличительнойособенностьютепло-массообменнойнасадкипроизводства Coolerado является отбор воздуха вспомогательного потока напротяжении всей длины насадки (Рис.
1.13, 1.14).Рис. 1.13 Общий вид ТМО модуляРис. 1.14 Схема движения потоковCooleradoв ТМО модуле Coolerado22В рассмотренных установках, реализующих принцип РКИО, тепло- имассообмен происходят в едином модуле. Объединение в одном аппаратетепло- и массообмена позволяет снизить габариты установки в целом(установка становится моноблочной) и повысить эффективность работы.Однако совместный процесс тепло- массообмена требует разработкиспециализированныхметодикрасчетаиконструированияподобныхаппаратов.В работах [4], [6] авторы отмечают, что установки, использующиетолькопринципКИО,могутполностьюперекрытьпотребностьвохлаждении в условиях засушливого климата. Для работы в условияхвлажногоклиматаавторыосушительно-испарительных,машинных(набазесчитаютлибоцелесообразнымкомбинированиепарокомпрессионнойприменениеиспарительныххолодильноймашины,ивдальнейшем ПКХМ) способов охлаждения.Комбинированная осушительно-испарительная система разработана исерийно выпускается фирмой “Menerga” (Германия) (Рис.
1.15, 1.16).Наружный воздух осушается в абсорбере и поступает на охлаждение всекцию КИО. Осушенный и охлажденный наружный воздух подается впомещение. В качестве абсорбента используется раствор хлористого лития.Обратным потоком в «мокрых» каналах теплообменника служит вытяжнойвоздух из помещения.Рис. 1.15 Общий вид установки Menerga типа Sorpsolair23Длярегенерацииабсорбентамогутиспользоватьсяразличныеисточники теплоты, в т.ч. бросового. В качестве приоритетного источникатеплоты для регенерации сорбента разработчики особо отмечают солнечныеколлекторы (т.е. нагрев теплоносителя за счет энергии солнца).
Т.к. в этомслучае тепловая нагрузка помещения (до 70% которой приходится на долюсолнечной радиации) синхронна с осушающей способностью абсорбера, и,как следствие, холодопроизводительностью установки кондиционированиявоздуха. Разработан ряд модельный ряд установок, охватывающий диапазонпроизводительности по воздуху от 2 900 до 14 900 м3/ч [13].Рис. 1.16 Схема движения потоков в установке Menerga типа SorpsolairБольшее распространение получили комбинированные УКВ, на базепарокомпрессионныххолодильныхмашин,использующиеводоиспарительное охлаждение в качестве первой ступени.Номенклатурафирмы“Menerga”(Германия)включаеткомбинированные УКВ производительностью от 1 200 м3/ч до 27 000 м3/ч[14].
Схема обработки воздуха типовая для установок подобного класса (Рис.1.17): наружный воздух очищается в фильтре, охлаждается в косвенноиспарительном теплообменнике, доохлаждается в испарителе ПКХМ иподается в кондиционируемое помещение. Воздух вспомогательного потоказасасывается вентилятором, очищается в фильтре, поступает в «мокрые»каналы теплообменника КИО, где отбирает тепло от прямого потока и24направляется на конденсатор, где воспринимает теплоту конденсацииПКХМ, затем выбрасывается в окружающую среду.
В качестве воздухавспомогательного потока может использоваться как воздух из окружающейсреды, так и вытяжной поток из помещения.Подача воды в теплообменник КИО осуществляется с помощью 2рядов форсунок, установленных как сверху, так и снизу теплообменника.Вода, не испарившаяся в обратный поток, собирается в поддоне и подаетсянасосом на вход воздуха в теплообменник. Используемый теплообменникКИО пластинчато-ребристый перекрестноточного типа, выполненный изалюминиевого сплава. Схема движения основного и вспомогательногопотоков воздуха – двухкратный перекрестный ток с общим противотоком.Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
