고려중인 시스템은 에어컨 2대로 구성되어 있습니다."
서비스 구역을 위해 공기가 처리되는 주요 장치와 냉각탑 인 보조 장치. 냉각탑의 주요 목적은 따뜻한 계절에 메인 에어컨의 1단계(표면열교환기 PT)에 공급되는 물을 공기 증발식으로 냉각시키는 것입니다. 단열 가습 모드에서 작동하는 주 에어컨의 두 번째 단계인 관개실 OK에는 바이패스 채널이 있습니다. 바이패스 B는 실내 공기 습도를 조절합니다.
에어컨 외에도 냉각탑, 산업용 냉각탑, 분수, 스프레이 풀 등을 사용하여 덥고 습한 기후가 있는 지역에서는 경우에 따라 간접 증발 냉각 외에도 기계 냉각이 가능합니다. 사용된.
다단계 시스템증발 냉각. 이러한 시스템을 사용하는 공기 냉각의 이론적 한계는 이슬점 온도입니다.
직접 및 간접 증발 냉각을 사용하는 에어컨 시스템은 더 많은 기능을 갖추고 있습니다. 넓은 지역애플리케이션) 직접(단열) 증발 공기 냉각만 사용하는 시스템과 비교됩니다.
2단계 증발 냉각이 가장 적합한 것으로 알려져 있습니다.
건조하고 더운 기후가 있는 지역. 2단계 냉각으로 더 많은 저온, 단일 단계 냉각보다 실내의 공기 교환이 적고 상대 습도가 낮습니다. 이 부동산 2단계 냉각간접 냉각으로 완전히 전환하자는 제안과 기타 여러 제안이 촉발되었습니다. 그러나 다른 모든 조건이 동일할 경우 해당 조치의 효과는 다음과 같습니다. 가능한 시스템증발 냉각은 외부 공기 상태의 변화에 직접적으로 의존합니다. 따라서 이러한 시스템은 시즌 내내 또는 심지어 하루 동안 에어컨이 설치된 실내에서 필요한 공기 매개변수의 유지 관리를 항상 보장하지는 않습니다. 2단계 증발 냉각의 적절한 사용 조건과 경계에 대한 아이디어는 실내 공기의 정규화된 매개변수와 건조하고 더운 기후가 있는 지역의 실외 공기 매개변수의 가능한 변화를 비교하여 얻을 수 있습니다.
그러한 시스템의 계산은 다음과 같이 수행되어야 합니다. J-d를 사용하여다음 순서대로 다이어그램을 만듭니다.
~에 Jd 다이어그램외부(H) 및 내부(B) 공기의 계산된 매개변수가 있는 점이 표시됩니다. 고려중인 예에서는 설계 사양에 따라 다음 값이 허용됩니다. tн = 30 °С; tв = 24°С; fв = 50%.
지점 H와 B에 대해 습온계 온도 값을 결정합니다.
tmn = 19.72°C; tmv = 17.0℃.
보시다시피, tmn의 값은 tmv보다 거의 3°C 더 높으므로 물의 냉각 성능이 향상되고 외부 공기 공급, 제거된 공기를 냉각탑에 공급하는 것이 좋습니다. 배기 시스템사무실 건물에서.
냉각탑을 계산할 때 필요한 공기 흐름은 조절된 공간에서 제거된 공기 흐름보다 클 수 있습니다. 이 경우 외부 공기와 배기 공기의 혼합물을 냉각탑에 공급해야 하며 혼합물의 습온계 온도를 계산 온도로 사용해야 합니다.
계산된 것에서 컴퓨터 프로그램주요 냉각탑 제조업체에서는 냉각탑 출구의 최종 수온 tw1과 냉각탑에 공급되는 공기의 습온계 온도 twm 사이의 최소 차이가 2°C 이상이어야 함을 확인했습니다. 즉, 다음과 같습니다.
tw2 =tw1 +(2.5...3) °C. (1)
중앙 에어컨에서 더 깊은 공기 냉각을 달성하기 위해 공기 냉각기 출구와 냉각탑 입구의 최종 수온 tw2는 냉각탑 출구 온도보다 2.5배 더 높지 않아야 합니다. 이다:
tвк ≥ tw2 +(1...2) °С. (2)
냉각된 공기의 최종 온도와 공기 냉각기의 표면은 온도 tw2에 따라 달라집니다. 공기와 물의 횡방향 흐름에서는 냉각된 공기의 최종 온도가 tw2보다 낮을 수 없기 때문입니다.
일반적으로 냉각된 공기의 최종 온도는 공기 냉각기 출구의 최종 수온보다 1~2°C 높은 것이 좋습니다.
tвк ≥ tw2 +(1...2) °С. (3)
따라서 요구 사항 (1, 2, 3)이 충족되면 냉각탑에 공급되는 공기의 습온계 온도와 냉각기에서 나가는 공기의 최종 온도를 연결하는 관계를 얻을 수 있습니다.
tвк =tвм +6 °С. (4)
그림의 예에서 주목하세요. 7.14 측정된 값은 tbm = 19°C 및 tw2 – tw1 = 4°C입니다. 그러나 이러한 초기 데이터를 사용하면 예제에 표시된 값 Tin = 23°C 대신 26~27°C 이상의 공기 냉각기 출구에서 최종 공기 온도를 얻을 수 있으며, 이는 전체 구성표를 구성합니다. tn = 28.5°C에서는 의미가 없습니다.
현대에서는 기후 제어 기술장비의 에너지 효율에 많은 관심을 기울이고 있습니다. 이는 증가된 것을 설명한다. 최근에간접 증발 방식을 기반으로 한 물 증발식 냉각 시스템에 대한 관심 열교환기(간접 증발 냉각 시스템). 물 증발 냉각 시스템은 다음과 같습니다. 효과적인 솔루션우리나라의 많은 지역에서는 공기 습도가 상대적으로 낮은 기후가 특징입니다. 냉매로서의 물은 독특합니다. 높은 열용량과 기화 잠열을 가지며 무해하고 접근 가능합니다. 또한 물은 잘 연구되어 다양한 기술 시스템에서 물의 거동을 상당히 정확하게 예측할 수 있습니다.
간접 증발 열 교환기를 갖춘 냉각 시스템의 특징
주요 기능간접 증발 시스템의 장점은 공기를 습구 온도보다 낮은 온도로 냉각할 수 있다는 것입니다. 따라서 단열 가습기의 기존 증발 냉각 기술은 물이 공기 흐름에 주입되면 공기 온도를 낮출 뿐만 아니라 수분 함량도 증가시킵니다. 이 경우 습한 공기의 I d-다이어그램에서 공정 라인은 단열 경로를 따르며 가능한 최소 온도는 지점 "2"에 해당합니다(그림 1).간접 증발 시스템에서는 공기를 "3" 지점까지 냉각할 수 있습니다(그림 1). 이 경우 다이어그램의 프로세스는 일정한 수분 함량 선을 따라 수직으로 진행됩니다. 결과적으로 결과 온도는 낮아지고 공기의 수분 함량은 증가하지 않습니다(일정하게 유지됨).
또한 수분 증발 시스템에는 다음과 같은 기능이 있습니다. 긍정적인 특성:
- 냉각된 공기와 냉수를 동시에 생산할 수 있습니다.
- 낮은 전력 소비. 전기의 주요 소비자는 팬과 워터 펌프입니다.
- 복잡한 기계가 없고 공격적이지 않은 작동 유체인 물을 사용하여 높은 신뢰성을 제공합니다.
- 환경 친화적: 낮은 소음 및 진동 수준, 공격적이지 않은 작동 유체, 낮은 환경 위험 산업 생산제조 복잡성이 낮기 때문에 시스템이 필요합니다.
- 간단 설계시스템 및 개별 구성 요소의 견고성에 대한 엄격한 요구 사항이 없으며 복잡하고 비싼 자동차(냉동 압축기), 사이클의 낮은 과잉 압력, 낮은 금속 소비 및 플라스틱의 광범위한 사용 가능성.
물이 증발하는 동안 열 흡수 효과를 이용하는 냉각 시스템은 오랫동안 알려져 왔습니다. 그러나 지금은물 증발 냉각 시스템은 충분히 널리 보급되지 않았습니다. 산업 및 산업 분야의 거의 모든 틈새 시장 가정용 시스템해당 지역의 냉각 적당한 온도냉매 증기 압축 시스템으로 채워져 있습니다.
이러한 상황은 분명히 영하의 온도에서 물 증발 시스템을 작동하는 문제 및 외부 공기의 높은 상대 습도에서 작동하기에 부적합한 문제와 관련이 있습니다. 또한 이전에 사용되었던 이러한 시스템(냉각탑, 열 교환기)의 주요 장치는 습도가 높은 조건에서 작업할 때 크기, 무게 및 기타 단점이 있다는 사실의 영향을 받았습니다. 또한 수처리 시스템도 필요했습니다.
그런데 오늘은 고마워요 기술적 진보냉각탑으로 유입되는 공기 흐름의 습구 온도와 단지 0.8 ~ 1.0°C 차이나는 온도까지 물을 냉각할 수 있는 매우 효율적이고 컴팩트한 냉각탑이 널리 보급되었습니다.
여기서는 기업의 냉각탑을 특별히 언급할 가치가 있습니다. 문테스와 SRH-라우어. 이러한 낮은 온도차는 주로 다음과 같은 이유로 달성되었습니다. 독창적인 디자인냉각탑 노즐 독특한 속성— 우수한 습윤성, 제조성, 소형화.
간접 증발 냉각 시스템에 대한 설명
간접 증발 냉각 시스템에서 대기~에서 환경지점 "0"(그림 4)에 해당하는 매개변수를 가진 열은 팬에 의해 시스템으로 펌핑되고 간접 증발식 열교환기에서 일정한 수분 함량으로 냉각됩니다.열 교환기 이후의 주요 공기 흐름은 소비자를 향한 보조 및 작업의 두 가지로 나뉩니다.
보조 흐름은 냉각기와 냉각 흐름의 역할을 동시에 수행합니다. 열 교환기 이후에는 주 흐름을 향해 다시 방향이 지정됩니다(그림 2).
동시에 보조 흐름 채널에 물이 공급됩니다. 물 공급의 요점은 병행 가습으로 인해 공기 온도의 증가를 "느리게"하는 것입니다. 알려진 바와 같이 온도만 변경하거나 온도와 습도를 동시에 변경하여 동일한 열 에너지 변화를 얻을 수 있습니다. 따라서 보조 흐름이 가습되면 더 작은 온도 변화로 동일한 열교환이 이루어집니다.
다른 유형의 간접 증발 열 교환기(그림 3)에서 보조 흐름은 열 교환기가 아닌 냉각탑으로 향하며, 여기서 간접 증발 열 교환기를 통해 순환하는 물을 냉각시킵니다. 물은 그 안에서 가열됩니다. 주 흐름으로 인해 냉각탑에서 냉각되고 보조 흐름으로 인해 냉각됩니다. 물은 순환 펌프를 사용하여 회로를 따라 이동합니다.
간접 증발열교환기 계산
순환수를 이용한 간접증발식 냉각시스템의 주기를 계산하기 위해서는 다음과 같은 초기 데이터가 필요하다.- ψos — 상대습도주변 공기,%;
- t ос - 주변 공기 온도, ° C;
- Δt x - 열 교환기의 차가운 끝 부분의 온도 차이, ° C;
- Δt m - 열 교환기의 따뜻한 끝 부분의 온도 차이, ° C;
- Δt wgr - 습윤 온도계에 따라 냉각탑에서 나오는 물의 온도와 냉각탑에 공급되는 공기 온도의 차이, ° C;
- Δt min - 냉각탑 흐름 사이의 최소 온도차(온도차)(Δt min<∆t wгр), ° С;
- G r — 소비자가 필요로 하는 대량 공기 흐름, kg/s;
- eta in - 팬 효율;
- ΔP in - 시스템 장치 및 라인의 압력 손실(필요한 팬 압력), Pa.
계산 방법은 다음 가정을 기반으로 합니다.
- 열과 물질 전달 과정은 평형이라고 가정됩니다.
- 시스템의 모든 영역에는 외부 열 유입이 없습니다.
- 시스템의 공기압은 대기압과 같습니다(팬에 의한 주입이나 공기 역학적 저항 통과로 인한 공기압의 국지적 변화는 무시할 수 있으므로 전체 대기압에 대해 습한 공기의 Id 다이어그램을 사용할 수 있습니다). 시스템의 전체 계산).
고려 중인 시스템의 엔지니어링 계산 절차는 다음과 같습니다(그림 4).
1. I d 다이어그램을 사용하거나 습한 공기를 계산하는 프로그램을 사용하여 주변 공기의 추가 매개변수가 결정됩니다(그림 4의 "0" 지점): 공기의 특정 엔탈피 i 0, J/kg 및 수분 함량 d 0 , kg/kg.
2. 팬 내 공기의 특정 엔탈피 증가분(J/kg)은 팬 유형에 따라 다릅니다. 팬 모터가 주 공기 흐름에 의해 송풍(냉각)되지 않는 경우:
회로가 덕트형 팬을 사용하는 경우(전기 모터가 주 공기 흐름에 의해 냉각되는 경우):
어디:
eta dv — 전기 모터 효율;
ρ 0 - 팬 입구의 공기 밀도, kg/m 3
어디:
B 0 - 주변 기압, Pa;
R in은 공기의 기체 상수로, 287 J/(kg.K)와 같습니다.
3. 팬 이후 공기의 비엔탈피(점 "1"), J/kg.
나는 1 = 나는 0 +Δi in; (3)
"0-1" 과정은 일정한 수분 함량(d 1 =d 0 =const)에서 발생하므로 알려진 Φ 0, t 0, i 0, i 1을 사용하여 팬 이후의 공기 온도 t1을 결정합니다(점 "1").
4. 주변 공기의 이슬점 t 이슬점(°C)은 알려진 Φ 0, t 0으로부터 결정됩니다.
5. 열 교환기 출구(점 "2")의 주 흐름 공기의 건습 온도차 Δt 2-4, °C
Δt 2-4 =Δt x +Δt wgr; (4)
어디:
Δt x는 ~(0.5…5.0), °C 범위의 특정 작동 조건에 따라 지정됩니다. Δt x의 작은 값은 열교환기의 상대적으로 큰 치수를 수반한다는 점을 명심해야 합니다. Δt x의 작은 값을 보장하려면 매우 효율적인 열 전달 표면을 사용해야 합니다.
Δt wgr은 (0.8…3.0), °C 범위에서 선택됩니다. 냉각탑에서 가능한 최소 냉수 온도를 얻으려면 Δt wgr의 더 낮은 값을 사용해야 합니다.
6. 우리는 엔지니어링 계산을 위한 충분한 정확성을 가지고 상태 "2-4"에서 냉각탑의 보조 공기 흐름을 가습하는 과정이 i 2 =i 4 =const 선을 따라 진행된다는 점을 인정합니다.
이 경우 Δt 2-4의 값을 알고 온도 t 2 및 t 4, 각각 "2" 및 "4" 지점인 °C를 결정합니다. 이를 위해 점 "2"와 점 "4" 사이의 온도 차이가 Δt 2-4가 되도록 하는 선 i=const를 찾습니다. 점 "2"는 i 2 =i 4 =const 및 일정한 수분 함량 d 2 =d 1 =d OS 선의 교차점에 위치합니다. 점 "4"는 i 2 =i 4 =const 선과 Φ 4 = 100% 상대 습도 곡선의 교차점에 위치합니다.
따라서 위의 다이어그램을 사용하여 "2" 및 "4" 지점의 나머지 매개변수를 결정합니다.
7. t 1w - 냉각탑 출구의 수온("1w" 지점, °C)을 결정합니다. 계산에서 펌프의 물 가열을 무시할 수 있으므로 열 교환기 입구(지점 "1w'")에서 물의 온도는 t 1w와 같습니다.
t 1w =t 4 +.Δt wgr; (5)
8. t 2w - 냉각탑 입구의 열 교환기 후 수온(점 "2w"), °C
t 2w =t 1 -.Δt m; (6)
9. 냉각탑에서 환경으로 배출되는 공기의 온도(점 "5") t 5는 i d 다이어그램을 사용하는 그래픽 분석 방법으로 결정됩니다(매우 편리하게 Q t 및 i t 다이어그램 세트를 사용할 수 있음). 사용되었지만 덜 일반적이므로 이 i d 다이어그램에서는 계산에 사용되었습니다.) 지정된 방법은 다음과 같습니다(그림 5).
- 간접 증발 열교환기 입구의 물 상태를 나타내는 "1w" 지점은 지점 "4"의 특정 엔탈피 값이 t 1w 등온선에 배치되고 t 4 등온선과 거리 Δt wgr에서 분리됩니다. .
- isenthalp를 따라 "1w" 지점에서 "1w - p" 세그먼트를 플롯하여 t p = t 1w - Δt min이 되도록 합니다.
- 냉각탑의 공기를 가열하는 과정이 ψ = const = 100%에서 발생한다는 것을 알고 점 "p"에서 ψ pr = 1에 대한 접선을 구성하고 접선점 "k"를 얻습니다.
- 등엔탈피(단열, i=const)를 따라 접선 "k" 지점에서 t n = t k + Δt min이 되도록 세그먼트 "k - n"을 플롯합니다. 따라서 냉각탑의 냉각수와 보조 공기 사이의 최소 온도차가 보장(할당)됩니다. 이 온도 차이는 설계 모드에서 냉각탑의 작동을 보장합니다.
- 직선 t=const= t 2w와 교차할 때까지 점 “1w”에서 점 “n”을 거쳐 직선을 그립니다. 우리는 "2w" 포인트를 얻습니다.
- "2w" 지점에서 Φ pr =const=100%와 교차할 때까지 직선 i=const를 그립니다. 냉각탑 출구의 공기 상태를 나타내는 지점 "5"를 얻습니다.
- 다이어그램을 사용하여 원하는 온도 t5와 지점 "5"의 기타 매개변수를 결정합니다.
10. 우리는 공기와 물의 알려지지 않은 질량 유량을 찾기 위해 방정식 시스템을 구성합니다. 보조 공기 흐름에 의한 냉각탑의 열 부하, W:
Q gr =G in (i 5 - i 2); (7)
Q wgr = G ow C pw (t 2w - t 1w); (8)
어디:
C pw는 물의 비열 용량 J/(kg.K)입니다.
주 공기 흐름을 따른 열 교환기의 열 부하, W:
Q mo = G o (i 1 - i 2); (9)
물 흐름에 의한 열 교환기의 열 부하, W:
Q wmo =G ow C pw (t 2w - t 1w) ; (10)
공기 흐름에 따른 물질 균형:
G o =G in +G p ; (11)
냉각탑의 열 균형:
Qgr =Qwgr; (12)
열 교환기 전체의 열 균형(각 흐름에 의해 전달되는 열의 양은 동일함):
Q wmo = Q mo ; (13)
냉각탑과 물 열교환기의 결합된 열 균형:
Q wgr =Q wmo; (14)
11. (7)부터 (14)까지의 방정식을 함께 풀면 다음과 같은 종속성을 얻습니다.
보조 흐름을 따른 대량 공기 흐름, kg/s:
주 공기 흐름을 따른 대량 공기 흐름, kg/s:
Go = Gp; (16)
주 흐름을 따라 냉각탑을 통과하는 물의 질량 흐름(kg/s):
12. 냉각탑의 물 회로를 재충전하는 데 필요한 물의 양(kg/s):
G wn =(d 5 -d 2)G in; (18)
13. 사이클의 전력 소비는 팬 드라이브에 소비되는 전력 W에 따라 결정됩니다.
N in =G o Δi in; (19)
따라서 간접 증발 공기 냉각 시스템 요소의 구조 계산에 필요한 모든 매개 변수가 발견되었습니다.
소비자에게 공급되는 냉각 공기의 작업 흐름(지점 "2")은 예를 들어 단열 가습 또는 기타 방법을 통해 추가로 냉각될 수 있습니다. 그림의 예로서 4는 단열 가습에 해당하는 "3*" 지점을 나타냅니다. 이 경우 "3*" 지점과 "4" 지점이 일치합니다(그림 4).
간접 증발 냉각 시스템의 실제적인 측면
간접 증발식 냉각 시스템을 계산하는 방식에 따라 일반적으로 보조 유량은 주 흐름의 30~70%이며 시스템에 공급되는 공기의 잠재적인 냉각 능력에 따라 달라집니다.단열 및 간접 증발 방법에 의한 냉각을 비교하면 I d-다이어그램에서 첫 번째 경우 온도 28°C, 상대 습도 45%의 공기를 19.5°C까지 냉각할 수 있음을 알 수 있습니다. , 두 번째 경우에는 최대 15°C입니다(그림 6).
"의사 간접" 증발
위에서 언급한 바와 같이 간접 증발식 냉각 시스템은 기존 단열 가습 시스템보다 낮은 온도를 달성할 수 있습니다. 원하는 공기의 수분 함량은 변하지 않는다는 점을 강조하는 것도 중요합니다. 보조 공기 흐름의 도입을 통해 단열 가습과 비교하여 유사한 이점을 얻을 수 있습니다.
현재 간접 증발 냉각 시스템을 실제로 적용한 사례는 거의 없습니다. 그러나 유사하지만 약간 다른 작동 원리의 장치가 나타났습니다. 외부 공기의 단열 가습 기능을 갖춘 공기 대 공기 열 교환기(열 교환기의 두 번째 흐름이 일부가 아닌 "의사 간접" 증발 시스템) 주 흐름의 가습 부분이지만 완전히 독립된 또 다른 회로).
이러한 장치는 열차용 에어컨 시스템, 다양한 목적의 강당, 데이터 처리 센터 및 기타 시설과 같이 냉각이 필요한 대량의 재순환 공기가 있는 시스템에 사용됩니다.
구현 목적은 에너지 집약적 압축기 냉동 장비의 작동 시간을 최대한 줄이는 것입니다. 대신 외부 온도가 최대 25°C(때로는 그 이상)인 경우 공기 대 공기 열 교환기가 사용되며, 여기서 재순환된 실내 공기는 외부 공기에 의해 냉각됩니다.
장치의 효율성을 높이기 위해 외부 공기는 미리 가습됩니다. 더 복잡한 시스템에서는 열교환 과정(열교환기 채널에 물 주입) 중에도 가습이 수행되어 효율성이 더욱 향상됩니다.
이러한 솔루션을 사용하면 현재 에어컨 시스템의 에너지 소비가 최대 80%까지 감소됩니다. 연간 에너지 소비는 시스템 작동 기후 지역에 따라 달라지며 평균적으로 30-60% 감소합니다.
Climate World 잡지의 기술 편집자 Yuri Khomutsky
이 기사에서는 MSTU의 방법론을 사용합니다. 간접 증발 냉각 시스템을 계산한 N. E. Bauman.
개별 소규모 방이나 그 그룹을 서비스하려면 알루미늄 롤링 튜브로 만든 간접 증발 냉각 열교환기를 기반으로 하는 2단계 증발 냉각 기능을 갖춘 로컬 에어컨이 편리합니다(그림 139). 공기는 필터 1에서 정화되어 팬 2로 공급되며 배출구는 주 3과 보조 6의 두 흐름으로 나누어집니다. 보조 공기 흐름은 간접 증발 냉각 열 교환기 14의 튜브 내부를 통과하여 다음을 제공합니다. 튜브의 내벽을 따라 흐르는 물의 증발 냉각. 주요 공기 흐름은 열 교환기 튜브의 핀 쪽을 통과하며 벽을 통해 열을 물로 전달하고 증발에 의해 냉각됩니다. 열 교환기의 물 재순환은 팬 5에서 물을 가져와 천공 튜브 15를 통해 관개에 공급하는 펌프 4를 사용하여 수행됩니다. 간접 증발 냉각 열 교환기는 결합된 2단계 증발 냉각의 첫 번째 단계 역할을 합니다. 에어컨.
난방, 환기 및 공조 시스템에서 단열 증발은 일반적으로 공기 가습과 관련이 있지만 최근 이 공정은 전 세계적으로 점점 인기를 얻고 있으며 공기를 "자연적으로" 냉각하는 데 점점 더 많이 사용되고 있습니다.
증발 냉각이란 무엇입니까?
증발 냉각은 물의 자연 증발로 인해 공기가 냉각되는 인간이 발명한 최초의 공간 냉각 시스템 중 하나의 기초입니다. 이 현상은 매우 흔하며 어디에서나 발생합니다. 한 가지 예로는 바람의 영향으로 인해 신체 표면에서 물이 증발할 때 경험하는 추위를 들 수 있습니다. 물이 원자화되는 공기에서도 같은 일이 일어납니다. 이 과정은 외부 에너지원 없이 발생하기 때문에(이것은 "단열"이라는 단어의 의미입니다) 물을 증발시키는 데 필요한 열은 공기에서 가져옵니다. 따라서 더 추워집니다.
현대식 에어컨 시스템에서 이 냉각 방법을 사용하면 낮은 전력 소비로 높은 냉각 용량을 제공합니다. 이 경우 전기는 물 증발 과정을 지원하기 위해서만 소비되기 때문입니다. 동시에 화합물 대신 일반 물을 냉각수로 사용하여 증발 냉각을 더욱 경제적으로 만들고 환경에 해를 끼치 지 않습니다.
증발 냉각의 유형
증발 냉각에는 직접 및 간접의 두 가지 주요 방법이 있습니다.
직접 증발 냉각
직접 증발 냉각은 실내 공기를 직접 가습하여 온도를 낮추는 과정입니다. 즉, 원자화된 물의 증발로 인해 주변 공기가 냉각된다. 이 경우 습기는 산업용 가습기와 노즐을 사용하여 실내로 직접 분배되거나 공급 공기를 습기로 포화시키고 환기 장치의 일부에서 냉각시켜 분배됩니다.
직접 증발 냉각 조건에서는 실내 공급 공기의 습도가 크게 증가하는 것이 불가피하므로 이 방법의 적용 가능성을 평가하려면 다음 공식을 기초로 사용하는 것이 좋습니다. 체온과 불쾌지수”. 이 공식은 습도와 건구 온도 판독값을 고려하여 쾌적한 온도를 섭씨 단위로 계산합니다(표 1). 앞으로 직접 증발식 냉각 시스템은 여름철 실외 공기의 건구 온도가 높고 절대 습도 수준이 낮은 경우에만 사용된다는 점에 주목합니다.
간접 증발 냉각
실외 공기 습도가 높을 때 증발 냉각의 효율성을 높이려면 증발 냉각과 열 회수를 결합하는 것이 좋습니다. 이 기술은 "간접 증발 냉각"으로 알려져 있으며 기후가 매우 습한 국가를 포함하여 전 세계 거의 모든 국가에 적합합니다.
회복 기능이 있는 공급 및 환기 시스템의 일반적인 작동 방식은 특수 열 교환 카세트를 통과하는 뜨거운 공급 공기가 실내에서 제거된 찬 공기에 의해 냉각된다는 것입니다. 간접 증발 냉각의 작동 원리는 중앙 급배기 에어컨의 배기 덕트에 단열 가습 시스템을 설치한 후 복열기를 통해 냉기를 공급 공기로 전달하는 것입니다.
예시에서 볼 수 있듯이 판형 열 교환기를 사용하여 환기 시스템의 거리 공기는 6°C까지 냉각됩니다. 배기 공기의 증발 냉각을 사용하면 에너지 소비 및 실내 습도 수준을 높이지 않고도 온도 차이를 6°C에서 10°C로 늘릴 수 있습니다. 간접 증발 냉각의 사용은 사무실, 쇼핑 센터, 데이터 센터, 산업 현장 등과 같이 열 유속이 높은 경우에 효과적입니다.
CAREL humiFog 단열 가습기를 사용한 간접 냉각 시스템:
사례: 냉각기를 사용한 냉각과 비교한 간접 단열 냉각 시스템의 비용 추정.
2000명의 영구 거주지가 있는 사무실 센터의 예를 사용합니다.
| 지불 조건 | |
| 실외 온도 및 습도 함량: | +32ºС, 10.12 g/kg (모스크바에서 측정한 지표) |
| 실내 온도: | +20 ºС |
| 환기 시스템: | 30,000m3/h 용량의 공급 및 배기 장치 4개(위생 기준에 따른 공기 공급) |
| 환기를 포함한 냉각 시스템 전력: | 2500kW |
| 공급 공기 온도: | +20 ºС |
| 추출 공기 온도: | +23 ºС |
| 현열 회수 효율: | 65% |
| 중앙 집중식 냉각 시스템: | 수온 7/12°С의 냉각 팬 코일 시스템 |
계산
- 계산을 위해 배기 공기의 상대 습도를 계산합니다.
- 냉각 시스템 온도가 7/12 °C일 때, 내부 수분 방출을 고려한 배기 공기의 이슬점은 +8 °C입니다.
- 배기 공기의 상대 습도는 38%입니다.
*냉동 시스템 설치 비용은 모든 비용을 고려했을 때 간접 냉각 시스템에 비해 상당히 높다는 점을 고려해야 합니다.
자본 비용
분석을 위해 우리는 장비 비용(냉동 시스템용 냉각기 및 간접 증발 냉각용 가습 시스템)을 사용합니다.
- 간접 냉각 시스템의 공급 공기 냉각에 대한 자본 비용.
Carel(이탈리아)이 공기 조화 장치로 제조한 Optimist 가습 랙 1개의 비용은 7570€입니다.
- 간접 냉각 시스템이 없는 공급 공기 냉각에 대한 자본 비용입니다.
냉각 용량이 62.3kW인 냉각기의 비용은 냉각 용량 1kW당 200€의 비용을 기준으로 약 12,460€입니다. 모든 비용을 고려하면 냉동 시스템 설치 비용이 간접 냉각 시스템에 비해 상당히 높다는 점을 고려해야 합니다.
운영 비용
분석을 위해 수돗물 비용은 1m3당 0.4€이고 전기 비용은 1kW/h당 0.09€라고 가정합니다.
- 간접 냉각 시스템의 공급 공기 냉각에 대한 운영 비용입니다.
간접 냉각을 위한 물 소비량은 1개의 공급 및 배기 장치에 대해 117kg/h이며, 10% 손실을 고려하면 이를 130kg/h로 간주합니다.
가습 시스템의 전력 소비는 공기조화기 1대당 0.375kW입니다.
시간당 총 비용은 시스템 작동 1시간당 0.343€입니다.
- 간접 냉각 시스템이 없는 공급 공기 냉각의 운영 비용입니다.
냉각 계수는 3(전력 소비에 대한 냉각 전력의 비율)입니다.
시간당 총 비용은 1시간 운영당 7.48€입니다.
결론
간접 증발 냉각을 사용하면 다음과 같은 이점이 있습니다.
공급 공기 냉각에 대한 자본 비용을 39% 절감합니다.
건물 에어컨 시스템의 에너지 소비를 729kW에서 647kW로, 즉 11.3% 줄입니다.
에어컨 시스템 구축에 대한 운영 비용을 시간당 65.61€에서 시간당 58.47€로 또는 10.9% 절감합니다.
따라서 외부 공기 냉각이 사무실과 쇼핑 센터의 전체 냉각 요구량의 약 10~20%를 차지한다는 사실에도 불구하고 자본을 크게 늘리지 않고도 건물의 에너지 효율성을 높일 수 있는 가장 큰 예비 공간이 바로 여기에 있습니다. 소송 비용.
이 기사는 ON 잡지 No. 6-7 (5) 2014년 6월-7월 (pp. 30-35)에 게재하기 위해 TERMOKOM 전문가가 준비했습니다.
소련 연방
사회주의자
공화국
국가위원회
발명과 발견을 위한 소련 (53) UDC 629. 113. .06.628.83 (088.8) (72) 발명의 저자
V. S. Maisotsenko, A. B. Tsimerman, M. G. 및 I. N. Pecherskaya
오데사 토목공학연구소 (71) 출원인 (54) 2단 증발식 에어컨
차량용 냉각
본 발명은 운송 공학 분야에 관한 것이며 차량의 에어컨에 사용될 수 있습니다.
차량용 에어컨은 미세 다공성 판으로 만들어진 벽에 의해 공기와 물 채널이 서로 분리된 공기 슬롯 증발기 노즐을 포함하고 노즐의 하부 부분이 액체가 담긴 트레이(1)에 잠겨 있는 것으로 알려져 있습니다.
이 에어컨의 단점은 공기 냉각 효율이 낮다는 것입니다.
본 발명에 가장 가까운 기술 솔루션은 열 교환기, 노즐이 잠긴 액체가 담긴 트레이, 추가 요소가 있는 열 교환기로 들어가는 액체를 냉각하기 위한 챔버를 포함하는 차량용 2단계 증발식 냉각 에어컨입니다. 액체의 냉각 및 외부 환경의 공기를 챔버로 공급하기 위한 채널 챔버 입구쪽으로 점점 가늘어지는 채널(2
이 압축기에서는 추가 공기 냉각을 위한 요소가 노즐 형태로 만들어집니다.
그러나 이 경우 공기 냉각의 한계는 팬 내 보조 공기 흐름의 습구 온도이기 때문에 이 압축기의 냉각 효율도 불충분합니다.
10 또한, 알려진 에어컨은 구조적으로 복잡하고 중복된 구성요소(펌프 2개, 탱크 2개)를 포함하고 있다.
본 발명의 목적은 장치의 냉각 효율 및 소형화 정도를 증가시키는 것이다.
목표는 제안된 에어컨에서 추가 냉각을 위한 요소가 수직으로 위치한 열 교환 파티션의 형태로 만들어지고 챔버 벽과 챔버 벽 사이에 틈이 형성되어 챔버 벽 중 하나에 고정된다는 사실에 의해 달성됩니다. 그 반대, 그리고
도 25에 도시된 바와 같이, 격벽의 한쪽 면에는 격벽면을 따라 액체가 흘러내리는 저장소가 설치되고, 챔버와 트레이는 일체형으로 이루어진다.
노즐은 모세관 다공성 물질 블록 형태로 만들어집니다.
그림에서. 도 1은 에어컨의 개략도를 도시한다. 그림의 2 래리 A-A. 1.
에어컨은 공기 냉각의 두 단계로 구성됩니다. 첫 번째 단계는 열 교환기 1에서 공기를 냉각하고, 두 번째 단계는 모세관 다공성 물질 블록 형태로 만들어진 노즐 2에서 공기를 냉각합니다.
열교환기 앞에 팬(3)이 설치되어 전기 모터에 의해 4° 회전하도록 구동됩니다. 열교환기의 물을 순환시키기 위해 워터 펌프(5)가 전기 모터와 동축으로 설치되어 파이프라인(6, 7)을 통해 물을 공급합니다. 액체가 담긴 챔버 8부터 저장소 9까지. 열교환기 1은 챔버와 일체형으로 만들어진 트레이 10에 설치됩니다.
8. 채널은 열교환기에 인접해 있습니다.
외부 환경으로부터 공기를 공급하기 위한 11이며, 채널은 공기 구멍의 입구(12)를 향하는 방향으로 평면적으로 테이퍼지게 만들어집니다.
챔버 13개 8. 추가 공기 냉각을 위한 요소가 챔버 내부에 배치됩니다. 이는 열교환 칸막이(14)의 형태로 만들어지며, 칸막이는 벽(16) 반대편에 있는 챔버의 벽(15)에 고정되어 칸막이는 챔버를 두 개의 연통 공동으로 나눕니다. 17과 18.
챔버에는 적하 제거기(20)가 설치된 창(19)이 제공되고, 팔레트에 개구부(21)가 만들어지며, 에어컨이 작동 중일 때 팬(3)이 열교환기(1)를 통해 전체 공기 흐름을 구동합니다. , 전체 공기 흐름 L은 냉각되고 그 중 일부는 주 흐름 L입니다.
입구 구멍 12를 향해 점점 가늘어지는 채널 11의 실행으로 인해! 캐비티(13)에 의해 유속이 증가하고, 언급된 채널과 입구 구멍 사이에 형성된 틈으로 외부 공기가 흡입되어 보조 흐름의 질량이 증가한다. 이 흐름은 캐비티(17)로 들어갑니다. 그런 다음 칸막이(14)를 둘러싸는 이 공기 흐름은 챔버 캐비티(18)로 들어가고, 여기서 캐비티(17)에서의 이동과 반대 방향으로 이동합니다. 공동(17)에서, 액체의 필름(22)은 공기 흐름의 이동 방향으로 칸막이 아래로 흐릅니다. 즉 저장소(9)로부터의 물입니다.
공기 흐름과 물이 접촉하면 증발 효과로 인해 캐비티(17)의 열이 칸막이(14)를 통해 수막(22)으로 전달되어 추가 증발을 촉진합니다. 그 후, 더 낮은 온도의 공기 흐름이 캐비티(18)로 유입됩니다. 이는 결과적으로 칸막이(14)의 온도를 훨씬 더 크게 감소시켜 공동(17) 내 공기 흐름을 추가로 냉각시킵니다. 결과적으로 공기 흐름의 온도는 칸막이를 돌아서 들어간 후 다시 감소합니다. 공동
18. 이론적으로 냉각 과정은 구동력이 0이 될 때까지 계속됩니다. 이 경우, 증발 냉각 과정의 원동력은 칸막이에 대한 공기 흐름의 회전 후 공동(18)의 수막과 접촉한 공기 흐름의 심리학적 온도 차이입니다. 일정한 수분 함량을 갖는 공동(17)의 경우, 공동(18) 내 공기 흐름의 건습 온도차는 이슬점에 가까워짐에 따라 0이 되는 경향이 있습니다. 따라서 여기서 수냉의 한계는 외기의 이슬점 온도이다. 물의 열은 공동(18)의 공기 흐름으로 유입되고, 공기는 가열되고 가습되어 창(19)과 적하 제거기(20)를 통해 대기로 방출됩니다.
따라서 챔버 8에서는 열교환 매체의 역류 이동이 구성되고, 분리된 열교환 파티션을 통해 냉각수 증발 과정으로 인해 냉각수용으로 공급되는 공기 흐름을 간접적으로 예냉할 수 있습니다. 칸막이를 따라 챔버 바닥으로 흐르고 후자는 트레이와 함께 하나의 전체로 완성되므로 거기에서 열 교환기 1로 펌핑되고 모세관 내 힘으로 인해 노즐을 적시는 데도 소비됩니다.
따라서 열교환기 1에서 수분 함량의 변화 없이 미리 냉각된 공기 L.'의 주요 흐름은 추가 냉각을 위해 노즐 2에 공급됩니다. 여기서는 젖은 표면 사이의 열 및 물질 교환으로 인해 노즐과 주 공기 흐름, 후자는 열 함량을 변경하지 않고 가습 및 냉각됩니다. 다음으로 팬의 개구부를 통해 주요 공기 흐름이 이루어집니다.
59 예, 냉각되는 동시에 파티션도 냉각됩니다. 캐비티에 들어가기
17번 챔버에서는 칸막이 주위를 흐르는 공기 흐름도 냉각되지만 수분 함량에는 변화가 없습니다. 주장
1. 열 교환기, 노즐이 잠긴 액체가 담긴 서브 탱크, 액체의 추가 냉각을 위한 요소가 있는 열 교환기로 들어가는 액체를 냉각하기 위한 챔버를 포함하는 차량용 2단계 증발식 냉각 에어컨 및 외부 환경으로부터 챔버 내로 공기를 공급하기 위한 채널로, 챔버의 입구 방향으로 테이퍼지게 형성된다. 즉, 압축기의 냉각 효율 및 소형화를 높이기 위해 추가 공기 냉각을 위한 요소를 수직으로 배치된 열교환 칸막이 형태로 제작하여 챔버 벽 중 하나에 간격을 형성하여 장착합니다. 챔버와 그 반대편의 챔버 벽 사이, 그리고 칸막이의 표면 중 하나의 측면에 액체가 칸막이의 표면 아래로 흐르는 저장소가 설치되고 챔버와 트레이는 전체로 만들어집니다. .
