Kütte-, ventilatsiooni- ja kliimaseadmetes seostatakse adiabaatilist aurustumist tavaliselt õhu niisutamisega, kuid Hiljuti See protsess kogub kõige enam populaarsust erinevad riigid maailmas ja seda kasutatakse üha enam "looduslikuks" õhkjahutuseks.

MIS ON AURUSTUSJAHUTUS?

Aurutusjahutus on ühe esimese inimese leiutatud ruumijahutussüsteemi aluseks, kus õhku jahutatakse tänu vee loomulikule aurustumisele. See nähtus on väga levinud ja esineb kõikjal: üks näide on külmatunne, mida kogete, kui vesi tuule mõjul keha pinnalt aurustub. Sama juhtub õhuga, milles vett pihustatakse: kuna see protsess toimub ilma väline allikas energia (seda tähendab sõna "adiabaatiline"), võetakse vee aurustamiseks vajalik soojus õhust, mis muutub vastavalt külmemaks.

Selle jahutusmeetodi kasutamine kaasaegsetes kliimaseadmetes tagab suure jahutusvõimsuse väikese energiatarbimisega, kuna sel juhul kulub elektrit ainult vee aurustumise protsessi toetamiseks. Samas hoopis jahutusvedelikuna keemilised koostised kasutatakse tavalist vett, mis muudab aurustusjahutuse majanduslikult kasulikumaks ja ei kahjusta keskkonda.

AURUSTUSJAHUTUSE LIIGID

Aurustusjahutuseks on kaks peamist meetodit – otsene ja kaudne.

Otsene aurustav jahutus

Otsene aurustusjahutus on protsess, mille käigus vähendatakse ruumi õhu temperatuuri selle otsese niisutamise teel. Teisisõnu, pihustatud vee aurustumise tõttu jahtub ümbritsev õhk. Sel juhul jaotatakse niiskus kas tööstuslike õhuniisutajate ja düüside abil otse ruumi või sissepuhkeõhku niiskusega küllastades ja jahutades ventilatsiooniagregaadi sektsioonis.

Tuleb märkida, et otsese aurustusjahutuse tingimustes on sissepuhkeõhu niiskuse märkimisväärne tõus siseruumides vältimatu, mistõttu on selle meetodi rakendatavuse hindamisel soovitatav võtta aluseks valem, mida nimetatakse " temperatuuri ja ebamugavustunde indeks”. Valem arvutab mugava temperatuuri Celsiuse kraadides, võttes arvesse niiskuse ja kuiva lambi temperatuuri näitu (tabel 1). Tulevikku vaadates märgime, et otsest aurustavat jahutussüsteemi kasutatakse ainult juhtudel, kui tänavaõhk V suveperiood sellel on kõrge kuivatustemperatuur ja madal absoluutne niiskus.

Kaudne aurustusjahutus

Aurustusjahutuse tõhususe parandamiseks, kui kõrge õhuniiskus välisõhku, on soovitatav kombineerida aurustav jahutus soojustagastusega. Seda tehnoloogiat tuntakse "kaudse aurustusjahutusena" ja see sobib peaaegu igas maailma riigis, sealhulgas väga niiske kliimaga riikides.

Üldskeem Rekuperatsiooniga toite- ja ventilatsioonisüsteemi tööpõhimõte seisneb selles, et spetsiaalset soojusvahetuskassetti läbivat kuuma sissepuhkeõhku jahutatakse ruumist eemaldatud jaheda õhuga. Kaudse aurustusjahutuse tööpõhimõte on adiabaatilise niisutussüsteemi paigaldamine tsentraalsete õhukonditsioneeride väljatõmbekanalisse, millele järgneb külma ülekandmine läbi rekuperaatori sissepuhkeõhku.

Nagu näites näidatud, jahutatakse tänu plaatsoojusvaheti kasutamisele ventilatsioonisüsteemi tänavaõhk 6 °C võrra. Aurustusjahutuse rakendamine väljatõmbeõhk suurendab temperatuuride erinevust 6°C-lt 10°C-le, suurendamata energiatarbimist ja siseruumide niiskustaset. Kaudse aurustusjahutuse kasutamine on efektiivne suurte soojusvoogude korral, näiteks kontori- ja kaubanduskeskustes, andmekeskustes, tootmisruumid jne.

Kaudne jahutussüsteem, mis kasutab adiabaatilist niisutajat CAREL humiFog:

Juhtum: Kaudse adiabaatilise jahutussüsteemi kulude hindamine võrreldes jahutite abil jahutamisega.

2000 inimese alalise elukohaga bürookeskuse näitel.

Arvutus

• Arvutuse tegemiseks arvutame välja väljatõmbeõhu suhtelise niiskuse.
• Temperatuuril jahutussüsteemis 7/12 °C on väljatõmbeõhu kastepunkt, arvestades sisemist niiskuse eraldumist, +8 °C.
• Väljatõmbeõhu suhteline niiskus on 38%.

*Tuleb arvestada, et külmutussüsteemi paigaldamise maksumus on kõiki kulusid arvesse võttes oluliselt suurem võrreldes kaudjahutussüsteemidega.

Kapitalikulud

Analüüsiks võtame seadmete maksumuse - külmutussüsteemi jahutid ja kaudse aurustusjahutuse niisutussüsteemi.

• Kaudjahutussüsteemi sissepuhkeõhu jahutuse kapitalikulu.

Ühe Careli (Itaalia) toodetud Optimist õhuniisutusresti maksumus õhukäitlusseadmes on 7570 €.

• Kapitalikulud sissepuhkeõhu jahutamiseks ilma kaudse jahutussüsteemita.

62,3 kW jahutusvõimsusega jahuti maksumus on ligikaudu 12 460 €, võttes aluseks kulu 200 € 1 kW jahutusvõimsuse kohta. Arvestada tuleb sellega, et külmutussüsteemi paigaldamise maksumus on kõiki kulusid arvesse võttes oluliselt suurem võrreldes kaudsete jahutussüsteemidega.

Tegevuskulud

Analüüsi jaoks võtame maksumuse kraanivesi 0,4 € 1 m3 ja elektri maksumus 0,09 € 1 kW/h.

• Kaudjahutussüsteemi sissepuhkeõhu jahutuse kasutuskulud.

Kaudjahutuse veekulu on 117 kg/h ühele õhukäitlusseade, võttes arvesse 10% kadusid, võtame selleks 130 kg/h.

Niisutussüsteemi voolutarve on 0,375 kW ühe ventilatsiooniseadme kohta.

Tunni kogukulu on 0,343 € süsteemi 1 töötunni kohta.

• Ilma kaudse jahutussüsteemita sissepuhkeõhu jahutuse kasutuskulud.

Me võtame jahutusteguri, mis on võrdne 3-ga (jahutusvõimsuse ja energiatarbimise suhe).

Tunni kogumaksumus on 7,48 € 1 töötund.

Järeldus

Kaudse aurustusjahutuse kasutamine võimaldab teil:

Vähendada kapitalikulutused jahutada sissepuhkeõhku 39%.

Vähendada hoone kliimaseadmete energiatarbimist 729 kW-lt 647 kW-le ehk 11,3%.

Vähendada hoone kliimaseadmete kasutuskulusid seniselt 65,61 €/tund 58,47 €/tund ehk 10,9%.

Seega, kuigi jahutav värske õhk moodustab ligikaudu 10–20% büroo- ja kaubanduskeskuste kogu jahutusvajadusest, siin on suurimad reservid hoone energiatõhususe tõstmiseks ilma kapitalikulude olulise suurenemiseta.

Artikli koostasid TERMOKOMi spetsialistid avaldamiseks ajakirjas ON nr 6-7 (5) juuni-juuli 2014 (lk 30-35)

Aurujahutusega kliimaseadmete (ACS) kasutamine ühe energiasäästliku lahendusena kaasaegsete hoonete ja rajatiste projekteerimisel.

Tänapäeval on levinumad soojus- ja elektrienergia kaasaegses haldus- ja ühiskondlikud hooned on ventilatsiooni- ja kliimasüsteemid. Kaasaegsete avalike ja haldushoonete projekteerimisel, et vähendada energiatarbimist ventilatsiooni- ja kliimaseadmetes, on otstarbekas eelistada võimsuse vähendamist vastuvõtufaasis. tehnilised kirjeldused ja tegevuskulude vähendamine. Tegevuskulude vähendamine on kõige olulisem kinnisvaraomanike või üürnike jaoks. Kliimasüsteemide energiakulude vähendamiseks on palju valmis meetodeid ja erinevaid meetmeid, kuid praktikas on energiasäästlike lahenduste valik väga keeruline.

Üks paljudest HVAC-süsteemidest, mida võib pidada energiatõhusaks, on selles artiklis käsitletud aurustav jahutuskliimasüsteemid.

Neid kasutatakse elu-, avalikes ja tööstusruumides. Konditsioneerimissüsteemide aurustusjahutuse protsessi tagavad düüsikambrid, kile, otsik ja vahtseadmed. Vaadeldavatel süsteemidel võib olla otsene, kaudne või kaheastmeline aurustusjahutus.

Ülaltoodud võimalustest on kõige ökonoomsemad õhkjahutusseadmed otsejahutussüsteemid. Nende puhul eeldatakse, et standardvarustust kasutatakse ilma täiendavaid allikaid kunstlikud külma- ja külmutusseadmed.

Otsese aurustusjahutusega kliimaseadme skemaatiline diagramm on näidatud joonisel fig. 1.

Selliste süsteemide eeliste hulka kuuluvad minimaalsed kulud süsteemi hooldamiseks töö ajal, samuti töökindluse ja disaini lihtsuse eest. Nende peamised puudused on suutmatus säilitada sissepuhkeõhu parameetreid, retsirkulatsiooni välistamine hooldatavates ruumides ja sõltuvus välistest kliimatingimustest.

Energiakulud sellistes süsteemides vähenevad õhu ja tsirkulatsioonivee liikumisele keskkliimaseadmesse paigaldatud adiabaatsetes õhuniisutites. Tsentraalsetes kliimaseadmetes adiabaatilise niisutamise (jahutuse) kasutamisel on vaja kasutada kvaliteetset joogivett. Selliste süsteemide kasutamist võivad piirata kliimavööndid valdavalt kuiva kliimaga.

Aurujahutusega kliimaseadmete kasutusalad on objektid, mis ei vaja täpset soojus- ja niiskustingimuste hooldamist. Tavaliselt juhivad neid ettevõtted erinevatest tööstusharudest tööstusele, kui vaja odav viis siseõhu jahutamine ruumide kõrge soojusintensiivsusega.

Järgmine võimalus õhu säästlikuks jahutamiseks kliimaseadmetes on kaudse aurustusjahutuse kasutamine.

Sellise jahutusega süsteemi kasutatakse kõige sagedamini juhtudel, kui siseõhu parameetreid ei ole võimalik saada otsese aurustusjahutusega, mis suurendab sissepuhkeõhu niiskusesisaldust. "Kaudse" skeemi korral jahutatakse sissepuhkeõhku rekuperatiivset või regeneratiivset tüüpi soojusvahetis, mis puutub kokku aurustusjahutusega jahutatud lisaõhuvooluga.

Kaudse aurustusjahutusega ja pöörleva soojusvaheti kasutamisega kliimaseadme variandi skeem on näidatud joonisel fig. 2. SCR-i skeem koos kaudse aurustusjahutusega ja rekuperatiivsete soojusvahetite kasutamisega on näidatud joonisel fig. 3.

Kaudse aurustusjahutusega kliimaseadmeid kasutatakse siis, kui on vaja sissepuhkeõhku ilma niiskuse eemaldamiseta. Nõutavad parameetrid õhukeskkond toetada siseruumidesse paigaldatud kohalikke sulgureid. Sissepuhkeõhu voolukiirus määratakse aastal sanitaarstandardid või ruumi õhu tasakaalu järgi.

Kaudse aurustusjahutusega kliimaseadmetes kasutatakse abiõhuna kas välisõhku või väljatõmbeõhku. Kui on olemas lokaalsed sulgurid, eelistatakse viimast, kuna see tõstab protsessi energiatõhusust. Tuleb märkida, et väljatõmbeõhu kasutamine abiõhuna ei ole lubatud mürgiste, plahvatusohtlike lisandite, samuti suure soojusvahetuspinda saastavate hõljuvate osakeste sisalduse korral.

Välisõhku kasutatakse abivooluna juhul, kui väljatõmbeõhu vool soojusvaheti (st soojusvaheti) lekete kaudu sissepuhkeõhku on lubamatu.

Lisaõhuvool puhastatakse sisse õhufiltrid. Regeneratiivsete soojusvahetitega kliimaseadme konstruktsioonil on suurem energiatõhusus ja madalamad seadmete kulud.

Kaudse aurustusjahutusega kliimaseadmete ahelate projekteerimisel ja valimisel tuleb arvestada meetmetega, mis reguleerivad soojustagastusprotsesse külmal aastaajal, et vältida soojusvahetite külmumist. Soojusvaheti ees on vaja ette näha väljatõmbeõhu täiendav soojendamine, jättes osa sissepuhkeõhust mööda plaatsoojusvaheti ja kiiruse reguleerimine pöörlevas soojusvahetis.

Nende meetmete kasutamine hoiab ära soojusvahetite külmumise. Ka arvutustes, kui kasutatakse väljatõmbeõhku abivooluna, on vaja kontrollida süsteemi toimivust külmal aastaajal.

Teine energiasäästlik kliimaseade on kaheastmeline aurustav jahutussüsteem. Õhkjahutus selles skeemis toimub kahes etapis: otsese aurustamise ja kaudse aurustamise meetodid.

"Kaheastmelised" süsteemid võimaldavad õhuparameetrite täpsemat reguleerimist keskkliimaseadmest väljumisel. Selliseid kliimaseadmeid kasutatakse juhtudel, kui on vaja suuremat sissepuhkeõhu jahutamist võrreldes otsese või kaudse aurustusjahutusega.

Õhkjahutus kaheastmelistes süsteemides toimub regeneratiivsetes, plaatsoojusvahetites või pindsoojusvahetites, mille vahejahutusvedelik kasutab lisaõhuvoolu - esimeses etapis. Õhkjahutus adiabaatilistes niisutajates on teises etapis. Põhinõuded lisaõhuvoolule, aga ka SCR-i töö kontrollimiseks külmal aastaajal on sarnased kaudse aurustusjahutusega SCR-ahelate nõuetele.

Aurustusjahutusega kliimaseadmete kasutamine võimaldab saavutada paremaid tulemusi, mida pole võimalik saavutada külmutusmasinad.

Aurustus-, kaud- ja kaheastmelise aurustusjahutusega SCR-skeemide kasutamine võimaldab teatud juhtudel loobuda külmutusmasinate ja kunstjahutuse kasutamisest ning ka oluliselt vähendada jahutuskoormust.

Neid kolme skeemi kasutades saavutatakse sageli õhukäitluse energiatõhusus, mis on tänapäevaste hoonete projekteerimisel väga oluline.

Kütuseaurude jahutussüsteemide ajalugu

Sajandite jooksul on tsivilisatsioonid leidnud originaalseid meetodeid oma territooriumil kuumuse vastu võitlemiseks. Jahutussüsteemi varajane vorm, "tuulepüüdja", leiutati tuhandeid aastaid tagasi Pärsias (Iraan). See oli katusel asuv tuulešahtide süsteem, mis püüdis tuule kinni, lasi selle läbi vee ja puhus jahutatud õhku siseruumid. Tähelepanuväärne on see, et paljudel neist hoonetest olid ka suure veevaruga sisehoovid, nii et kui tuult ei oleks, oleks tulemus loomulik protsess vee aurustumine kuum õhk, tõustes ülespoole, aurutas sisehoovis vee välja, misjärel läks juba jahtunud õhk hoonest läbi. Tänapäeval on Iraan “tuulepüüdjad” asendanud aurustusjahutitega ja kasutab neid laialdaselt ning Iraani turg küünib kuiva kliima tõttu aastas 150 tuhande aurusti käibeni.

USA-s oli aurustav jahuti 20. sajandil paljude patentide objektiks. Paljud neist, mis pärinevad aastast 1906, pakkusid välja puitlaastude kasutamist tihendina, mis kannavad liikuva õhuga kokkupuutel suures koguses vett ja säilitavad intensiivse aurustumise. 1945. aasta patendi standardkonstruktsioon sisaldab veemahutit (tavaliselt varustatud ujukklapiga taseme reguleerimiseks), pumpa vee ringlemiseks läbi tihendite puitlaastud ja ventilaator õhu juhtimiseks läbi tihendite eluruumidesse. See disain ja materjalid jäävad Ameerika Ühendriikide edelaosa aurustusjahuti tehnoloogia keskseks osaks. Selles piirkonnas kasutatakse neid lisaks niiskuse suurendamiseks.

Kütuseaurudega jahutamine oli tavaline 1930. aastate lennukimootorites, näiteks Beardmore Tornado õhulaeva mootorites. Seda süsteemi kasutati radiaatori vähendamiseks või täielikuks kõrvaldamiseks, mis muidu tekitaks märkimisväärset aerodünaamiline takistus. Mõnele sõidukile paigaldati sisemuse jahutamiseks välised aurustusjahutusseadmed. Sageli müüdi neid lisatarvikutena. Kütuseaurude jahutusseadmete kasutamine autodes jätkus seni, kuni aurukompressioonkliimaseadmed hakkasid laialt levima.

Aurutusjahutus on teistsugune põhimõte kui aurukompressiooniga külmutusseadmed, kuigi need nõuavad ka aurustamist (aurutamine on osa süsteemist). Auru kokkusurumise tsüklis pärast külmutusagensi aurustumist aurusti spiraali sees surutakse jahutusgaas kokku ja jahutatakse, kondenseerudes rõhu all vedelasse olekusse. Erinevalt sellest tsüklist aurustub vesi aurustusjahutis ainult üks kord. Jahutusseadmes aurustunud vesi juhitakse jahutatud õhuga ruumi. Jahutustornis viiakse aurustunud vesi õhuvooluga minema.

1. Bogoslovsky V.N., Kokorin O.Ya., Petrov L.V. Konditsioneer ja külmutusseade. - M.: Stroyizdat, 1985. 367 lk.
2. Barkalov B.V., Karpis E.E. Konditsioneer tööstus-, avalikes ja elamutes. - M.: Stroyizdat, 1982. 312 lk.
3. Koroleva N.A., Tarabanov M.G., Kopõškov A.V. Energiatõhusad süsteemid suur ventilatsioon ja konditsioneer ostukeskus// ABOK, 2013. Nr 1. lk 24–29.
4. Khomutsky Yu.N. Adiabaatilise niisutamise rakendamine õhu jahutamisel // Kliimamaailm, 2012. Nr 73. lk 104–112.
5. Uchastkin P.V. Ventilatsioon, kliimaseade ja küte kergetööstusettevõtetes: Õpik. toetust ülikoolide jaoks. - M.: Kergetööstus, 1980. 343 lk.
6. Khomutsky Yu.N. Kaudse aurustusjahutussüsteemi arvutamine // Kliimamaailm, 2012. Nr 71. lk 174–182.
7. Tarabanov M.G. Sissepuhkevälisõhu kaudne aurustusjahutus SCR-is sulguritega // ABOK, 2009. Nr 3. lk 20–32.
8. Kokorin O.Ya. Kaasaegsed süsteemid konditsioneer. - M.: Fizmatlit, 2003. 272 ​​lk.

Nõukogude Liit

Sotsialistlik

vabariigid

Riigikomitee

NSVL leiutiste ja avastuste eest (53) UDC 629. 113. .06.628.83 (088.8) (72) Leiutise autorid

V. S. Maisotšenko, A. B. Tsimerman, M. G. ja I. N. Petšerskaja

Odessa Ehitusinstituut (71) Taotleja (54) KAHEETAPILINE AURUSTUSKONDITSIONEER

SÕIDUKI JAHUTUS

Leiutis käsitleb transporditehnika valdkonda ja seda saab kasutada sõidukite kliimaseadmete jaoks.

Tuntud on sõidukitele mõeldud kliimaseadmed, mis sisaldavad õhupilu aurusti otsikut, mille õhu- ja veekanalid on üksteisest eraldatud mikropoorsetest plaatidest seintega, kusjuures düüsi alumine osa on sukeldatud vedelikuga salve (1)

Selle kliimaseadme puuduseks on õhkjahutuse madal efektiivsus.

Kõige lähem tehniline lahendus Leiutis on kaheastmeline aurustav jahutuskonditsioneer sõidukit, mis sisaldab soojusvahetit, salve vedelikuga, millesse düüs on sukeldatud, kambrit soojusvahetisse siseneva vedeliku jahutamiseks koos vedeliku täiendava jahutamise elementidega ja kanalit õhu tarnimiseks kambrisse väliskeskkond, mis on kambri sisselaskeava suunas kitsenev (2

Selles kompressoris on täiendava õhujahutuse elemendid valmistatud düüside kujul.

Samas on ka selle kompressori jahutuse efektiivsus ebapiisav, kuna õhkjahutuse piiriks on antud juhul pannil oleva lisaõhuvoolu märja temperatuur.

10 Lisaks on teadaolev kliimaseade ehituslikult keeruline ja sisaldab dubleerivaid komponente (kaks pumpa, kaks paaki).

Leiutise eesmärk on tõsta seadme jahutuse efektiivsust ja kompaktsust.

Eesmärk saavutatakse sellega, et kavandatavas kliimaseadmes on täiendava jahutuse elemendid valmistatud vertikaalselt paikneva soojusvaheti vaheseina kujul, mis on kinnitatud ühe kambri seina külge, moodustades selle ja kambri seina vahele tühimiku. selle vastas ja

25, on vaheseina ühe pinna küljele paigaldatud reservuaar vedelikuga, mis voolab mööda vaheseina pinda alla, kusjuures kamber ja kandik on valmistatud ühes tükis.

Düüs on valmistatud kapillaar-poorsest materjalist ploki kujul.

Joonisel fig. 1 näidatud elektriskeem konditsioneer, joon. 2 raeree A-A joonisel fig. 1.

Konditsioneer koosneb kahest õhujahutuse astmest: esimene aste jahutab õhku soojusvahetis 1, teine ​​aste jahutab seda düüsis 2, mis on valmistatud kapillaarpoorsest materjalist ploki kujul.

Soojusvaheti ette on paigaldatud ventilaator 3, mida käitab elektrimootor 4°. Vee ringlemiseks soojusvahetis paigaldatakse elektrimootoriga koaksiaalselt veepump 5, mis varustab vett torustike 6 ja 7 kaudu. kambrist 8 vedelikuga reservuaari 9. Soojusvaheti 1 on paigaldatud alusele 10, mis on kambriga integreeritud

8. Soojusvaheti kõrval on kanal

11 õhu varustamiseks väliskeskkonnast, samas kui kanal on õhuõõne sisselaskeava 12 suunas tasapinnaliselt kitsenev.

13 kambrit 8. Kambrisse on paigutatud täiendava õhujahutuse elemendid. Need on valmistatud soojusvaheti vaheseina 14 kujul, mis paiknevad vertikaalselt ja on kinnitatud kambri seina 15 külge, seina 16 vastas, mille suhtes vahesein paikneb vaheseintega 17 ja 18.

Kamber on varustatud aknaga 19, millesse on paigaldatud tilkade eemaldaja 20 ja pannile tehakse avaus 21. Kui konditsioneer töötab, juhib ventilaator 3 kogu õhuvoolu läbi soojusvaheti 1. Sel juhul , jahutatakse kogu õhuvool L ja üks osa sellest on põhivool L

Tänu kanali 11 teostusele kitseneb sisselaskeava 12 suunas! õõnsuses 13, voolukiirus suureneb ja välisõhk imetakse nimetatud kanali ja sisselaskeava vahele tekkinud pilusse, suurendades sellega abivoolu massi. See vool siseneb õõnsusse 17. Seejärel see õhuvool, mis läheb ümber vaheseina 14, siseneb kambri õõnsusse 18, kus see liigub õõnsuses 17 liikumisele vastupidises suunas. Õõnsuses 17 voolab mööda vaheseina alla vedelikukile 22 õhuvoolu liikumise suunas - vesi reservuaarist 9.

Õhuvoolu ja vee kokkupuutel kandub aurustusefekti tulemusena soojus õõnsusest 17 läbi vaheseina 14 veekilele 22, soodustades selle täiendavat aurustumist. Pärast seda siseneb õõnsusse 18 madalama temperatuuriga õhuvool. See omakorda toob kaasa vaheseina 14 temperatuuri veelgi suurema languse, mis põhjustab õhuvoolu täiendavat jahutamist õõnsuses 17. Järelikult langeb õhuvoolu temperatuur pärast vaheseina ümber käimist ja sisenemist uuesti. õõnsust

18. Teoreetiliselt jätkub jahutusprotsess kuni selleni edasiviiv jõud ei võrdu nulliga. IN sel juhul Aurustumise jahutusprotsessi liikumapanev jõud on õhuvoolu psühhomeetriline temperatuuride erinevus pärast seda, kui see on vaheseina suhtes pööratud ja puutub kokku veekilega õõnsuses 18. Kuna õhuvool on õõnsuses 17 eeljahutatud. püsiva niiskusesisalduse korral kipub õõnsuse 18 õhuvoolu psühromeetriline temperatuuride erinevus kastepunktile lähenedes nulli. Seetõttu on siin vesijahutuse piiriks välisõhu kastepunkti temperatuur. Soojus veest siseneb õhuvoolu õõnsuses 18, samal ajal kui õhk soojendatakse, niisutatakse ja suunatakse atmosfääri läbi akna 19 ja tilkade eemaldaja 20.

Seega on kambris 8 korraldatud soojusvaheti vastuvoolu liikumine ja eraldav soojusvaheti vahesein võimaldab kaudselt eeljahutada jahutusveele tarnitavat õhuvoolu, mis on tingitud vee aurustumisprotsessist jahutatud vesi voolab mööda vaheseina kambri põhja ja kuna viimane komplekteeritakse ühes tervikus koos kandikuga, siis sealt pumbatakse see soojusvahetisse 1 ning see kulub ka düüsi niisutamiseks intrakapillaarsete jõudude toimel.

Seega suunatakse põhiline õhuvool.L.„, mis on eeljahutatud ilma niiskusesisalduse muutusteta soojusvahetis 1, edasiseks jahutamiseks düüsi 2. Siin toimub soojus- ja massivahetuse tõttu soojusvaheti 1. otsik ja peamine õhuvool, viimane niisutatakse ja jahutatakse ilma selle soojussisaldust muutmata. Järgmisena voolab põhiõhk läbi panni avause

59 jah jahutab, samal ajal jahutab vaheseina. Süvendisse sisenemine

17 kambrist jahutatakse ka ümber vaheseina voolav õhuvool, kuid niiskusesisaldus ei muutu. Nõue

1. Kaheastmeline aurustav jahutuskliimaseade sõidukile, mis sisaldab soojusvahetit, vedeliku alampaaki, millesse on sukeldatud otsik, kambrit soojusvahetisse siseneva vedeliku jahutamiseks koos vedeliku täiendava jahutamise elementidega , ja kanal väliskeskkonnast õhu kambrisse tarnimiseks, mis on tehtud kambri sisselaskeava suunas kitsenevaks, s.o. selles, et kompressori jahutuse efektiivsuse ja kompaktsuse suurendamiseks tehakse täiendava õhujahutuse elemendid vertikaalselt paikneva soojusvahetusseina kujul, mis on paigaldatud ühele kambri seinale, moodustades pilu. selle ja selle vastas oleva kambri seina vahele ning ühele küljele. Vaheseina pinnale on paigaldatud reservuaar vedelikuga, mis voolab mööda vaheseina pinda alla, samas kui kamber ja kandik on tehtud üheks tervikuks. .

Kaasaegses kliimaseadme tehnoloogias pööratakse suurt tähelepanu seadmete energiatõhususele. See seletab viimasel ajal suurenenud huvi kaudse aurustamisega soojusvahetitel (kaudse aurustamisega jahutussüsteemid) põhinevate veeauruga jahutussüsteemide vastu. Veeaurustunud jahutussüsteemid võivad olla tõhus lahendus paljudele meie riigi piirkondadele, mille kliimat iseloomustab suhteliselt madal õhuniiskus. Vesi kui külmutusagens on ainulaadne – sellel on kõrge soojusmahtuvus ja varjatud aurustumissoojus, see on kahjutu ja ligipääsetav. Lisaks on vett hästi uuritud, mis võimaldab üsna täpselt ennustada selle käitumist erinevates tehnosüsteemides.

Kaudse aurustuva soojusvahetiga jahutussüsteemide omadused

Kaudsetes aurustussüsteemides saab õhku jahutada punktini “3” (joonis 1). Diagrammil olev protsess kulgeb sel juhul vertikaalselt allapoole mööda konstantse niiskusesisalduse joont. Selle tulemusena on saadud temperatuur madalam ja õhu niiskusesisaldus ei suurene (jääb konstantseks).

Lisaks on veeaurustussüsteemidel järgmised omadused positiivseid omadusi:

• Jahutatud õhu ja külma vee kombineeritud tootmise võimalus.
• Madal energiatarve. Peamised elektritarbijad on ventilaatorid ja veepumbad.
• Suur töökindlus keeruliste masinate puudumise ja mitteagressiivse töövedeliku - vee - kasutamise tõttu.
• Keskkonnasõbralik: madal müratase ja vibratsioonitase, mitteagressiivne töövedelik, madal keskkonnaoht tööstuslik tootmine süsteemid tootmise madala keerukuse tõttu.
• Lihtsus disain ja suhteliselt madalad kulud, mis on seotud rangete nõuete puudumisega süsteemi ja selle üksikute komponentide tiheduse osas, keerukate ja kallid autod (külmutuskompressorid), madalad ülerõhud tsüklis, väike metallikulu ja plastide laialdase kasutamise võimalus.

Jahutussüsteemid, mis kasutavad vee aurustumisel soojuse neeldumise efekti, on tuntud juba väga pikka aega. Kuid praegu ei ole veeauruga jahutussüsteemid piisavalt levinud. Peaaegu kogu tööstuslike ja kodumaiste jahutussüsteemide nišš mõõdukate temperatuuride piirkonnas on täidetud külmutusagensi aurude kokkusurumissüsteemidega.

See olukord on ilmselgelt seotud probleemidega, mis on seotud veeaurustussüsteemide tööga miinustemperatuuridel ja nende sobimatusega töötamiseks kõrge välisõhu suhtelise niiskuse juures. Seda mõjutas ka asjaolu, et selliste süsteemide põhiseadmetel (jahutustornid, soojusvahetid), mida varem kasutati, olid suured mõõtmed, kaal ja muud puudused, mis olid seotud kõrge õhuniiskusega töötamise tingimustes. Lisaks nõudsid nad veepuhastussüsteemi.

Tänapäeval on aga tänu tehnoloogia arengule laialt levinud ülitõhusad ja kompaktsed jahutustornid, mis on võimelised jahutama vett temperatuurini, mis erineb jahutustorni siseneva õhuvoolu märgtemperatuurist vaid 0,8...1,0 °C võrra. .

Siinkohal väärivad eraldi äramärkimist ettevõtete jahutornid Muntes ja SRH-Lauer. Selline madal temperatuuride erinevus saavutati peamiselt tänu originaalne disain jahutustorni otsikud koos ainulaadsed omadused— hea märguvus, valmistatavus, kompaktsus.

Kaudse aurustusjahutussüsteemi kirjeldus

Pärast soojusvahetit jagatakse põhiõhuvool kaheks: abi- ja töötav, tarbijale suunatud.

Abivool täidab samaaegselt nii jahuti kui ka jahutatud voolu rolli - pärast soojusvahetit suunatakse see tagasi põhivoolu poole (joon. 2).

Samal ajal juhitakse vett abivoolukanalitesse. Veevarustuse mõte on õhutemperatuuri tõusu “aeglustamine” selle paralleelse niisutamise tõttu: teadupärast saab sama soojusenergia muutuse saavutada kas ainult temperatuuri muutes või samaaegselt temperatuuri ja niiskust muutes. Seega, kui abivool on niisutatud, saavutatakse sama soojusvahetus väiksema temperatuurimuutusega.

Teist tüüpi kaudsetes aurustussoojusvahetites (joonis 3) suunatakse abivool mitte soojusvahetisse, vaid jahutustorni, kus see jahutab läbi kaudse aurustussoojusvaheti ringlevat vett: selles soojendatakse vett. põhivoolu tõttu ja jahutustornis jahutus tänu abivoolule. Vesi liigub mööda vooluringi tsirkulatsioonipumba abil.

Kaudse aurustussoojusvaheti arvutamine

• φ ос — välisõhu suhteline niiskus, %;
• t ос — välisõhu temperatuur, ° C;
• ∆t x - temperatuuride erinevus soojusvaheti külmas otsas, ° C;
• ∆t m—soojusvaheti sooja otsa temperatuuride erinevus, °C;
• ∆t wgr - jahutustornist väljuva vee temperatuuri ja sinna juhitava õhu temperatuuri erinevus märja termomeetri järgi, ° C;
• ∆t min - minimaalne temperatuuride erinevus (temperatuuri erinevus) jahutustornis olevate voolude vahel (∆t min<∆t wгр), ° С;
• G r — tarbijale vajalik õhumass, kg/s;
• η in — ventilaatori kasutegur;
• ∆P in - rõhukadu süsteemi seadmetes ja liinides (vajalik ventilaatori rõhk), Pa.

Arvutusmetoodika põhineb järgmistel eeldustel:

• Eeldatakse, et soojus- ja massiülekandeprotsessid on tasakaalus,
• Süsteemi kõigis piirkondades puuduvad välised soojuse sissevoolud,
• Õhurõhk süsteemis on võrdne atmosfäärirõhuga (õhurõhu lokaalsed muutused selle ventilaatori poolt sissepritse või aerodünaamilise takistuse läbimise tõttu on tühised, mis võimaldab kasutada niiske õhu I d diagrammi atmosfäärirõhu jaoks kogu kogu süsteemi arvutus).

Vaadeldava süsteemi tehniliste arvutuste protseduur on järgmine (joonis 4):

1. I d diagrammi või niiske õhu arvutamise programmi abil määratakse välisõhu täiendavad parameetrid (joon. 4 punkt “0”): õhu erientalpia i 0, J/kg ja niiskusesisaldus d 0 , kg/kg.
2. Ventilaatori õhu erientalpia juurdekasv (J/kg) sõltub ventilaatori tüübist. Kui ventilaatori mootorit ei puhu (jahuta) peamine õhuvool, siis:

Kui vooluringis kasutatakse kanalitüüpi ventilaatorit (kui elektrimootorit jahutatakse peamise õhuvooluga), siis:

Kus:
η dv — elektrimootori kasutegur;
ρ 0 — õhu tihedus ventilaatori sisselaskeava juures, kg/m 3

Kus:
B 0 — välisõhu õhurõhk, Pa;
R in on õhu gaasikonstant, mis on võrdne 287 J/(kg.K).

3. Õhu erientalpia pärast ventilaatorit (punkt “1”), J/kg.

i 1 = i 0 +∆i in; (3)

Kuna “0-1” protsess toimub püsiva niiskusesisalduse juures (d 1 =d 0 =konst), siis teadaolevate φ 0, t 0, i 0, i 1 abil määrame õhutemperatuuri t1 pärast ventilaatorit (punkt "1").

4. Välisõhu kastepunkt t kaste, °C, määratakse teadaolevate φ 0, t 0 põhjal.

5. Põhivooluõhu psühhomeetriline temperatuuride erinevus soojusvaheti väljalaskeava juures (punkt “2”) ∆t 2-4, °C

∆t 2-4 =∆t x +∆t wgr; (4)

Kus:
∆t x määratakse konkreetsete töötingimuste alusel vahemikus ~ (0,5…5,0), °C. Tuleb meeles pidada, et ∆t x väikesed väärtused toovad kaasa soojusvaheti suhteliselt suured mõõtmed. ∆t x väikeste väärtuste tagamiseks on vaja kasutada ülitõhusaid soojusülekandepindu;

∆t wgr on valitud vahemikus (0,8…3,0), °C; Madalamad ∆t wgr väärtused tuleks võtta juhul, kui on vaja saada jahutustornis minimaalset võimalikku külma vee temperatuuri.

6. Aktsepteerime, et jahutustornis oleva lisaõhuvoolu niisutamise protsess olekust “2-4”, tehniliste arvutuste jaoks piisava täpsusega, kulgeb mööda joont i 2 =i 4 =konst.

Sel juhul, teades ∆t 2-4 väärtust, määrame temperatuurid t 2 ja t 4, vastavalt punktid “2” ja “4”, °C. Selleks leiame sirge i=const nii, et punktide “2” ja punkti “4” vahel on temperatuuride erinevus leitud ∆t 2-4. Punkt “2” asub sirgete 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 õhuniiskuse ristumiskohas.

Seega määrame ülaltoodud diagrammide abil ülejäänud parameetrid punktides “2” ja “4”.

7. Määrake t 1w - vee temperatuur jahutustorni väljalaskeava juures, punktis “1w”, °C. Arvutustes võime pumbas vee soojendamise tähelepanuta jätta, seetõttu on soojusvaheti sissepääsu juures (punkt “1w”) vee temperatuur sama t 1w

t 1w =t 4 +.∆t wgr; (5)

8. t 2w - vee temperatuur pärast soojusvahetit jahutustorni sisselaskeava juures (punkt “2w”), °C

t 2w =t 1 -.∆t m; (6)

9. Jahutustornist keskkonda juhitava õhu temperatuur (punkt “5”) t 5 määratakse graafilis-analüütilise meetodiga i d diagrammi abil (suure mugavuse korral saab Q t ja i t diagrammide komplekti kasutatakse, kuid need on vähem levinud, seetõttu kasutati selles i d diagrammi arvutustes). Määratud meetod on järgmine (joonis 5):

• punkt “1w”, mis iseloomustab vee olekut kaudse aurustussoojusvaheti sisselaskeava juures ja mille erientalpia väärtus on punkt “4”, asetatakse t 1w isotermile, eraldatuna t 4 isotermist kaugusega ∆t wgr. .
• Punktist “1w” piki isenthalpi joonistame lõigu “1w - p” nii, et t p = t 1w - ∆t min.
• Teades, et õhu soojendamise protsess jahutustornis toimub φ = const = 100%, konstrueerime punktist “p” puutuja φ pr = 1-le ja saame puutujapunkti “k”.
• Puutepunktist “k” piki isenthalpi (adiabaatiline, i=const) joonistame lõigu “k - n” nii, et t n = t k + ∆t min. Seega on tagatud (määratud) minimaalne temperatuuride vahe jahutustornis jahutatava vee ja abiõhu vahel. See temperatuuride erinevus tagab jahutustorni töö projekteerimisrežiimis.
• Tõmbame sirge punktist “1w” läbi punkti “n”, kuni see lõikub sirgega t=const=t 2w. Saame punkti "2w".
• Punktist “2w” tõmbame sirge i=const, kuni see lõikub väärtusega φ pr =const=100%. Saame punkti “5”, mis iseloomustab õhu olekut jahutustorni väljalaskeava juures.
• Diagrammi abil määrame soovitud temperatuuri t5 ja punkti "5" muud parameetrid.

10. Koostame võrrandisüsteemi õhu ja vee tundmatute massivoolukiiruste leidmiseks. Jahutustorni soojuskoormus lisaõhuvooluga, W:

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

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

Kus:
C pw on vee erisoojusmahtuvus, J/(kg.K).

Soojusvaheti soojuskoormus piki peamist õhuvoolu, W:

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

Soojusvaheti soojuskoormus veevooluga, W:

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

Materjalide tasakaal õhuvoolu järgi:

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

Jahutustorni soojusbilanss:

Q gr =Q wgr; (12)

Soojusvaheti soojusbilanss tervikuna (iga vooluga ülekantav soojushulk on sama):

Q wmo =Q mo ; (13)

Jahutustorni ja veesoojusvaheti kombineeritud soojusbilanss:

Q wgr =Q wmo; (14)

11. Lahendades võrrandid (7) kuni (14) koos, saame järgmised sõltuvused:
õhu massvool piki abivoolu, kg/s:

õhu massvool piki peamist õhuvoolu, kg/s:

G o = G p ; (16)

Vee massvool läbi jahutustorni piki põhivoolu, kg/s:

12. Jahutustorni veeringluse laadimiseks vajalik veekogus, kg/s:

G wn =(d5-d2)G in; (18)

13. Tsükli energiatarbimise määrab ventilaatori ajamile kulutatud võimsus, W:

N in =G o ∆i sisse; (19)

Seega on leitud kõik kaudse aurustuva õhkjahutussüsteemi elementide konstruktsiooniarvutusteks vajalikud parameetrid.

Pange tähele, et tarbijale tarnitud jahutatud õhu töövoogu (punkt “2”) saab täiendavalt jahutada näiteks adiabaatilise niisutamise või mõne muu meetodi abil. Näitena joonisel fig. 4 tähistab punkti "3*", mis vastab adiabaatilisele niisutamisele. Sel juhul langevad punktid “3*” ja “4” kokku (joonis 4).

Kaudse aurustusjahutussüsteemide praktilised aspektid

Kui võrrelda jahutamist adiabaatilise ja kaudse aurustusmeetodiga, siis I d-diagrammilt on näha, et esimesel juhul saab õhku, mille temperatuur on 28 ° C ja suhteline õhuniiskus 45%, jahutada temperatuurini 19,5 ° C. , samas kui teisel juhul - kuni 15 ° C (joonis 6).

"Pseudo-kaudne" aurustamine

Nagu eespool mainitud, võib kaudne aurustav jahutussüsteem saavutada madalamaid temperatuure kui traditsiooniline adiabaatiline niisutussüsteem. Samuti on oluline rõhutada, et soovitud õhu niiskusesisaldus ei muutu. Sarnaseid eeliseid võrreldes adiabaatilise niisutamisega saab saavutada lisaõhuvoolu sisseviimisega.

Kaudse aurustamisega jahutussüsteemide praktilisi rakendusi on praegu vähe. Küll aga on ilmunud sarnase, kuid veidi erineva tööpõhimõttega seadmed: välisõhu adiabaatilise niisutamisega õhk-õhk soojusvahetid (“pseudo-kaudse” aurustamise süsteemid, kus teine ​​vool soojusvahetis ei ole mingi peavoolu niisutatud osa, vaid teine, täiesti sõltumatu vooluring).

Selliseid seadmeid kasutatakse suure jahutust vajava retsirkulatsiooniõhuga süsteemides: rongide kliimaseadmetes, erineva otstarbega auditooriumides, andmetöötluskeskustes ja muudes rajatistes.

Nende rakendamise eesmärk on vähendada energiamahukate kompressor-külmutusseadmete tööaega nii palju kui võimalik. Selle asemel kasutatakse kuni 25°C (ja vahel ka kõrgema) välistemperatuuri puhul õhk-õhk soojusvahetit, milles ringlevat ruumiõhku jahutatakse välisõhuga.

Seadme suurema efektiivsuse tagamiseks on välisõhk eelnevalt niisutatud. Keerulisemates süsteemides toimub soojusvahetusprotsessi käigus ka niisutamine (vee süstimine soojusvaheti kanalitesse), mis tõstab veelgi selle efektiivsust.

Tänu selliste lahenduste kasutamisele väheneb kliimasüsteemi praegune energiakulu kuni 80%. Aastane energiatarbimine sõltub süsteemi töötamise kliimapiirkonnast keskmiselt, see väheneb 30-60%.

Juri Khomutsky, ajakirja Climate World tehniline toimetaja

Artiklis on kasutatud MSTU metoodikat. N. E. Bauman kaudse aurustusjahutussüsteemi arvutamiseks.