Sistemi në shqyrtim përbëhet nga dy kondicionerë.
kryesori, në të cilin përpunohet ajri për ambientet e shërbimit, dhe ai ndihmës - kulla ftohëse. Qëllimi kryesor i kullës së ftohjes është ftohja avulluese me ajër të ujit që furnizon fazën e parë të kondicionerit kryesor gjatë periudhës së ngrohtë të vitit (këmbyesi i nxehtësisë sipërfaqësore PT). Faza e dytë e kondicionerit kryesor - dhoma e ujitjes OK, që funksionon në modalitetin e lagështimit adiabatik, ka një kanal anashkalimi - anashkalimi B për të kontrolluar lagështinë në dhomë.
Përveç kondicionerëve - për ftohjen e ujit mund të përdoren kulla ftohëse, kulla ftohëse industriale, shatërvane, pishina me spërkatje etj.. Në zonat me klimë të nxehtë dhe të lagësht, në disa raste, përveç ftohjes indirekte avulluese, ftohja e makinës bëhet të përdorura.
sistemet me shumë shkallë ftohje avulluese. Kufiri teorik për ftohjen e ajrit duke përdorur sisteme të tilla është temperatura e pikës së vesës.
Sistemet e ajrit të kondicionuar që përdorin ftohje avulluese direkte dhe indirekte kanë më shumë zonë e gjerë aplikacione) në krahasim me sistemet që përdorin vetëm ftohje të drejtpërdrejtë (adiabatike) avulluese të ajrit.
Ftohja avulluese me dy faza njihet si më e përshtatshme në
rajone të thata dhe të nxehta. Me ftohje me dy faza, më shumë se temperaturat e ulëta, më pak shkëmbime ajri dhe më pak lagështi relative në dhoma sesa me ftohje me një fazë. Kjo pronë ftohje me dy faza shkaktoi një propozim për të kaluar tërësisht në ftohje indirekte dhe një sërë propozimesh të tjera. Megjithatë, duke qenë të gjitha gjërat e tjera të barabarta, efekti i veprimit sistemet e mundshme Ftohja avulluese varet drejtpërdrejt nga ndryshimet në gjendjen e ajrit të jashtëm. Prandaj, sisteme të tilla jo gjithmonë sigurojnë ruajtjen e parametrave të kërkuar të ajrit në dhomat me ajër të kondicionuar gjatë sezonit dhe madje edhe një ditë. Një ide e kushteve dhe kufijve të përdorimit të përshtatshëm të ftohjes avulluese me dy faza mund të merret duke krahasuar parametrat e normalizuar të ajrit të brendshëm me ndryshimet e mundshme në parametrat e ajrit të jashtëm në zonat me klimë të thatë dhe të nxehtë.
llogaritja e sistemeve të tilla duhet të kryhet me duke përdorur J-d diagramet në rendin e mëposhtëm.
Në j-d grafiku vendosni pika me parametrat e projektimit të ajrit të jashtëm (H) dhe të brendshëm (B). Në shembullin në shqyrtim, sipas detyrës së projektimit, merren vlerat e mëposhtme: tn = 30 °С; tv = 24 °С; fa = 50%.
Për pikat H dhe B, ne përcaktojmë vlerën e temperaturës së llambës së lagësht:
tmin = 19,72 °С; tmv = 17,0 °C.
Siç mund ta shihni, vlera e tmin është pothuajse 3 °C më e lartë se tmv, prandaj, për ftohje më të madhe të ujit, dhe më pas të jashtme furnizimi me ajër, këshillohet furnizimi me ajër në kullën ftohëse, të hequr sistemet e shkarkimit nga ambientet e zyrave.
Vini re se gjatë llogaritjes së kullës së ftohjes, fluksi i kërkuar i ajrit mund të jetë më i madh se ai i hequr nga dhomat me ajër të kondicionuar. Në këtë rast, një përzierje e ajrit të jashtëm dhe të shkarkimit duhet të furnizohet në kullën e ftohjes dhe temperatura e llambës së lagësht të përzierjes duhet të merret si vlera e llogaritur.
Nga llogaritur programet kompjuterike prodhuesit kryesorë të kullave ftohëse, zbulojmë se diferenca minimale midis temperaturës përfundimtare të ujit në daljen e kullës ftohëse tw1 dhe temperaturës së termometrit të lagësht tvm të ajrit të furnizuar në kullën ftohëse duhet të merret si të paktën 2 °C, që është:
tw2 \u003d tw1 + (2,5 ... 3) ° С. (një)
Për të arritur ftohje më të thellë të ajrit në kondicionerin qendror, temperatura përfundimtare e ujit në dalje të ftohësit dhe në hyrje në kullën ftohëse tw2 supozohet të jetë jo më shumë se 2,5 më e lartë se në daljen e kullës ftohëse, që është:
tvk ≥ tw2 +(1...2) °С. (2)
Vini re se temperatura përfundimtare e ajrit të ftohur dhe sipërfaqja e ftohësit të ajrit varen nga temperatura tw2, pasi me një rrjedhje tërthore të ajrit dhe ujit, temperatura përfundimtare e ajrit të ftohur nuk mund të jetë më e ulët se tw2.
Në mënyrë tipike, temperatura përfundimtare e ajrit të ftohur rekomandohet të jetë 1–2 °C më e lartë se temperatura përfundimtare e ujit në daljen e ftohësit të ajrit:
tvk ≥ tw2 +(1...2) °С. (3)
Kështu, nëse plotësohen kërkesat (1, 2, 3), është e mundur të merret një varësi që lidhet me temperaturën e llambës së lagësht të ajrit të furnizuar në kullën e ftohjes dhe temperaturën përfundimtare të ajrit në daljen e ftohësit:
tvk \u003d tm +6 ° С. (4)
Vini re se në shembullin në Fig. 7.14 pranohen vlerat twm = 19 °С dhe tw2 – tw1 = 4 °С. Por me të dhëna të tilla fillestare, në vend të vlerës tvc = 23 °С të treguar në shembull, është e mundur të merret një temperaturë përfundimtare e ajrit në daljen e ftohësit të ajrit prej të paktën 26–27 °С, gjë që e bën të gjithë skemën e pakuptimtë në tn = 28,5 °С.
Në moderne teknologjia klimatike Vëmendje e madhe i kushtohet efikasitetit energjetik të pajisjeve. Kjo shpjegon rritjen kohët e fundit interesi për sistemet e ftohjes avulluese të ujit bazuar në avullues indirekt këmbyesit e nxehtësisë(sistemet e ftohjes avulluese indirekte). Sistemet e ftohjes avulluese të ujit mund të jenë zgjidhje efektive për shumë rajone të vendit tonë, klima e të cilave karakterizohet nga lagështia relativisht e ulët. Uji si ftohës është unik - ka një kapacitet të lartë nxehtësie dhe nxehtësi latente të avullimit, është i padëmshëm dhe i përballueshëm. Për më tepër, uji është studiuar mirë, gjë që bën të mundur parashikimin e saktë të sjelljes së tij në sisteme të ndryshme teknike.
Karakteristikat e sistemeve të ftohjes me shkëmbyes të nxehtësisë avulluese indirekte
Veçori kryesore dhe avantazhi i sistemeve avulluese indirekte është aftësia për të ftohur ajrin në një temperaturë nën temperaturën e llambës së lagësht. Kështu, teknologjia e ftohjes konvencionale avulluese (në lagështuesit e tipit adiabatik), kur uji injektohet në rrjedhën e ajrit, jo vetëm që ul temperaturën e ajrit, por edhe rrit përmbajtjen e lagështisë së tij. Në këtë rast, linja e procesit në diagramin I d të ajrit të lagësht shkon përgjatë lakores adiabatike dhe temperatura më e ulët e mundshme korrespondon me pikën "2" (Fig. 1).Në sistemet e avullimit indirekt, ajri mund të ftohet deri në pikën "3" (Fig. 1). Procesi në diagram në këtë rast shkon vertikalisht poshtë vijës së përmbajtjes konstante të lagështisë. Si rezultat, temperatura që rezulton është më e ulët, dhe përmbajtja e lagështisë së ajrit nuk rritet (mbetet konstante).
Përveç kësaj, sistemet e avullimit të ujit kanë si më poshtë cilësitë pozitive:
- Mundësia e prodhimit të përbashkët të ajrit të ftohtë dhe ujit të ftohtë.
- Konsumi i vogël i energjisë. Konsumatorët kryesorë të energjisë elektrike janë tifozët dhe pompat e ujit.
- Besueshmëri e lartë për shkak të mungesës së makinave komplekse dhe përdorimit të një lëngu pune jo agresiv - uji.
- Pastërtia e mjedisit: nivele të ulëta zhurme dhe dridhjesh, lëng pune jo agresiv, rrezik i ulët mjedisor prodhimit industrial sistemet për shkak të intensitetit të ulët të punës së prodhimit.
- Thjeshtësia dizajni dhe kosto relativisht e ulët e lidhur me mungesën e kërkesave strikte për ngushtësinë e sistemit dhe përbërësve të tij individualë, mungesën e komplekseve dhe makina të shtrenjta(kompresorë ftohës), presione të ulëta të tepërta në cikël, konsum i ulët i metaleve dhe mundësia e përdorimit të gjerë të plastikës.
Sistemet e ftohjes që përdorin efektin e thithjes së nxehtësisë gjatë avullimit të ujit janë të njohura për një kohë shumë të gjatë. Megjithatë, në ky moment Sistemet e ftohjes me avullim uji nuk janë mjaft të përhapur. Pothuajse e gjithë kamare e industriale dhe sistemet shtëpiake zona e ftohjes temperaturat e moderuara të mbushura me sisteme të kompresimit të avullit halon.
Kjo situatë lidhet padyshim me problemet e funksionimit të sistemeve të avullimit të ujit në temperatura negative dhe papërshtatshmërinë e tyre për funksionim në lagështi të lartë relative të ajrit të jashtëm. U ndikua gjithashtu nga fakti se pajisjet kryesore të sistemeve të tilla (kullat ftohëse, shkëmbyesit e nxehtësisë), të cilat u përdorën më herët, kishin dimensione të mëdha, peshë dhe disavantazhe të tjera që lidhen me funksionimin në kushte lagështie të lartë. Përveç kësaj, ata kishin nevojë për një sistem të trajtimit të ujit.
Sot, megjithatë, falë progresin teknik Kullat ftohëse shumë efikase dhe kompakte janë bërë të përhapura, të afta të ftohin ujin në temperatura vetëm 0,8 ... 1,0 ° C të ndryshme nga temperatura e llambës së lagësht të rrjedhës së ajrit që hyn në kullën ftohëse.
Këtu kullat ftohëse të kompanive Muntes dhe SRH-Lauer. Një ndryshim kaq i vogël i temperaturës u arrit kryesisht për shkak të dizajn origjinal grykat e kullave ftohëse me veti unike- lagshmëri e mirë, prodhimtari, kompaktësi.
Përshkrimi i sistemit indirekt të ftohjes avulluese
Në një sistem ftohjeje avulluese indirekte ajri atmosferik nga mjedisi me parametra që korrespondojnë me pikën "0" (Fig. 4), fryhet në sistem nga një ventilator dhe ftohet me një përmbajtje konstante lagështie në një shkëmbyes nxehtësie avulluese indirekte.Pas shkëmbyesit të nxehtësisë, rrjedha kryesore e ajrit ndahet në dy: ndihmëse dhe punë, drejtuar konsumatorit.
Rrjedha ndihmëse luan njëkohësisht rolin e një ftohësi dhe një rrjedhje të ftohur - pas shkëmbyesit të nxehtësisë ai drejtohet përsëri drejt rrjedhës kryesore (Fig. 2).
Në këtë rast, uji furnizohet në kanalet e rrjedhës ndihmëse. Kuptimi i furnizimit me ujë është të "ngadalësoni" rritjen e temperaturës së ajrit për shkak të lagështimit të tij paralel: siç e dini, i njëjti ndryshim në energjinë termike mund të arrihet si duke ndryshuar vetëm temperaturën, ashtu edhe duke ndryshuar temperaturën dhe lagështinë në të njëjtën kohë. koha. Prandaj, kur rrjedha ndihmëse lagështohet, i njëjti shkëmbim nxehtësie arrihet me një ndryshim më të vogël të temperaturës.
Në shkëmbyesit e nxehtësisë avulluese indirekte të një lloji tjetër (Fig. 3), rrjedha ndihmëse nuk drejtohet në shkëmbyesin e nxehtësisë, por në kullën ftohëse, ku ftohet uji që qarkullon përmes shkëmbyesit të nxehtësisë avulluese indirekte: uji nxehet në të. për shkak të rrjedhjes kryesore dhe ftohet në kullën ftohëse për shkak të asaj ndihmëse. Lëvizja e ujit përgjatë qarkut kryhet duke përdorur një pompë qarkullimi.
Llogaritja e një shkëmbyesi të nxehtësisë avulluese indirekte
Për të llogaritur ciklin e një sistemi ftohës avullues indirekt me ujë qarkullues, nevojiten të dhënat e mëposhtme hyrëse:- φ oc - lageshtia relative ajri mjedisor, %;
- t os - temperatura e ajrit të ambientit, ° С;
- ∆t x - ndryshimi i temperaturës në skajin e ftohtë të shkëmbyesit të nxehtësisë, ° С;
- ∆t m - ndryshimi i temperaturës në skajin e ngrohtë të shkëmbyesit të nxehtësisë, ° С;
- ∆t wgr është diferenca midis temperaturës së ujit që del nga kulla ftohëse dhe temperaturës së ajrit që furnizohet me të, sipas një llambë të lagësht, ° С;
- ∆t min është diferenca minimale e temperaturës (ndryshimi i temperaturës) ndërmjet prurjeve në kullën ftohëse (Δt min<∆t wгр), ° С;
- G p është fluksi masiv i ajrit të kërkuar nga konsumatori, kg/s;
- η in - efikasiteti i ventilatorit;
- ∆P in - humbja e presionit në pajisjet dhe linjat e sistemit (presioni i kërkuar i ventilatorit), Pa.
Metodologjia e llogaritjes bazohet në supozimet e mëposhtme:
- Proceset e transferimit të nxehtësisë dhe masës supozohen të jenë të ekuilibrit,
- Nuk ka prurje të jashtme të nxehtësisë në të gjitha pjesët e sistemit,
- Presioni i ajrit në sistem është i barabartë me presionin atmosferik (ndryshimet lokale në presionin e ajrit për shkak të injektimit të tij nga një ventilator ose kalimit përmes rezistencave aerodinamike janë të papërfillshme, gjë që lejon përdorimin e diagramit I d të ajrit të lagësht për presionin atmosferik gjatë gjithë llogaritjes së sistemi).
Rendi i llogaritjes inxhinierike të sistemit në shqyrtim është si më poshtë (Figura 4):
1. Sipas diagramit I d ose duke përdorur programin për llogaritjen e ajrit të lagësht, përcaktohen parametrat shtesë të ajrit të ambientit (pika "0" në figurën 4): entalpia specifike e ajrit i 0, J / kg dhe përmbajtja e lagështisë d. 0, kg / kg.
2. Rritja e entalpisë specifike të ajrit në ventilator (J/kg) varet nga lloji i ventilatorit. Nëse motori i ventilatorit nuk fryhet (nuk ftohet) nga rryma kryesore e ajrit, atëherë:
Nëse qarku përdor një ventilator të tipit kanal (kur motori elektrik ftohet nga rryma kryesore e ajrit), atëherë:
ku:
η dv - efikasiteti i motorit elektrik;
ρ 0 - dendësia e ajrit në hyrjen e ventilatorit, kg / m 3
ku:
B 0 - presioni barometrik i mjedisit, Pa;
R in - konstante e gazit të ajrit, e barabartë me 287 J / (kg.K).
3. Entalpia specifike e ajrit pas ventilatorit (pika "1"), J/kg.
i 1 \u003d i 0 + ∆i in; (3)
Meqenëse procesi "0-1" ndodh me një përmbajtje konstante lagështie (d 1 \u003d d 0 \u003d konst), atëherë sipas φ 0, t 0, i 0, i 1, ne përcaktojmë temperaturën e ajrit t1 pas tifozi (pika "1").
4. Pika e vesës së ajrit të ambientit t u rrit, ° С, përcaktohet nga φ 0, t 0 e njohur.
5. Diferenca psikometrike e temperaturës së ajrit të rrjedhës kryesore në daljen e shkëmbyesit të nxehtësisë (pika "2") ∆t 2-4, °С
∆t 2-4 =∆t x +∆t wgr; (4)
ku:
Δt x caktohet në bazë të kushteve specifike të funksionimit në intervalin ~ (0,5…5,0), °C. Në këtë rast, duhet të kihet parasysh se vlerat e vogla të Δt x do të sjellin dimensione relativisht të mëdha të shkëmbyesit të nxehtësisë. Për të siguruar vlera të vogla të Δt x, është e nevojshme të përdoren sipërfaqe shumë efikase të transferimit të nxehtësisë;
∆t wgr zgjidhet në intervalin (0.8…3.0), °С; duhet të merren vlera më të vogla të ∆t wgr nëse është e nevojshme të merret temperatura më e ulët e mundshme e ujit të ftohtë në kullën ftohëse.
6. Pranojmë që procesi i njomjes së rrjedhës së ajrit ndihmës në kullën ftohëse nga gjendja "2-4", me saktësi të mjaftueshme për llogaritjet inxhinierike, shkon përgjatë vijës i 2 =i 4 =konst.
Në këtë rast, duke ditur vlerën e ∆t 2-4, përcaktojmë temperaturat t 2 dhe t 4, përkatësisht pikat "2" dhe "4", °C. Për ta bërë këtë, do të gjejmë një drejtëz të tillë i=const, në mënyrë që midis pikës "2" dhe pikës "4" diferenca e temperaturës të jetë ∆t 2-4 e gjetur. Pika "2" ndodhet në kryqëzimin e vijave i 2 =i 4 =konst dhe përmbajtje konstante lagështie d 2 =d 1 =d OS. Pika "4" është në kryqëzimin e drejtëzës i 2 =i 4 =konst dhe kurbës φ 4 = 100% lagështi relative.
Kështu, duke përdorur diagramet e mësipërme, ne përcaktojmë parametrat e mbetur në pikat "2" dhe "4".
7. Përcaktoni t 1w - temperaturën e ujit në daljen e kullës ftohëse, në pikën "1w", °C. Në llogaritjet, ne mund të neglizhojmë ngrohjen e ujit në pompë, prandaj, në hyrjen në shkëmbyesin e nxehtësisë (pika "1w '"), uji do të ketë të njëjtën temperaturë t 1w
t 1w \u003d t 4 +.∆t wgr; (5)
8. t 2w - temperatura e ujit pas shkëmbyesit të nxehtësisë në hyrje në kullën e ftohjes (pika "2w"), °С
t 2w \u003d t 1 -.∆t m; (6)
9. Temperatura e ajrit që shkarkohet nga kulla ftohëse në mjedis (pika "5") t 5 përcaktohet me metodën grafike-analitike duke përdorur diagramin i d (me komoditet të madh, një kombinim i diagrameve Q t dhe i t. mund të përdoren, por ato janë më pak të zakonshme, prandaj, në këtë d diagram është përdorur në llogaritje). Kjo metodë është si më poshtë (Fig. 5):
- pika "1w", që karakterizon gjendjen e ujit në hyrje në shkëmbyesin e nxehtësisë avulluese indirekte, me vlerën e entalpisë specifike të pikës "4" vendoset në izotermën t 1w, e ndarë nga izotermia t 4 në një distancë ∆. t wgr.
- Nga pika "1w" përgjatë isentalpes ne lëmë mënjanë segmentin "1w - p" në mënyrë që t p \u003d t 1w - ∆t min.
- Duke ditur se procesi i ngrohjes së ajrit në kullën ftohëse ndodh sipas φ=const=100%, ndërtojmë një tangjente me φ pr =1 nga pika “p” dhe marrim pikën tangjente “k”.
- Nga pika e kontaktit "k" përgjatë izoentalpit (adiabatik, i = konst), ne e lëmë mënjanë segmentin "k - n" në mënyrë që t n \u003d t k + ∆t min. Kështu, diferenca minimale e temperaturës midis ujit të ftohur dhe ajrit të rrjedhës ndihmëse në kullën ftohëse sigurohet (caktohet). Ky ndryshim i temperaturës siguron që kulla ftohëse të funksionojë në modalitetin e projektimit.
- Vizatojmë një drejtëz nga pika "1w" nëpër pikën "n" deri te kryqëzimi me drejtëzën t=const= t 2w . Marrim pikën "2w".
- Nga pika "2w" vizatoni një drejtëz i=const në kryqëzimin me φ pr =const=100%. Marrim pikën "5", e cila karakterizon gjendjen e ajrit në daljen e kullës ftohëse.
- Sipas diagramit, përcaktojmë temperaturën e dëshiruar t5 dhe parametrat e mbetur të pikës "5".
10. Ne hartojmë një sistem ekuacionesh për gjetjen e shpejtësive të panjohura të rrjedhës së masës së ajrit dhe ujit. Ngarkesa termike e kullës ftohëse nga rryma e ajrit ndihmës, W:
Q gr \u003d G in (i 5 - i 2); (7)
Q wgr \u003d G ow C pw (t 2w - t 1w) ; (8)
ku:
C pw është kapaciteti termik specifik i ujit, J/(kg.K).
Ngarkesa e nxehtësisë e shkëmbyesit të nxehtësisë për rrjedhën kryesore të ajrit, W:
Q mo =G o (i 1 - i 2); (9)
Ngarkesa termike e shkëmbyesit të nxehtësisë për sa i përket rrjedhës së ujit, W:
Q wmo =G ow C pw (t 2w - t 1w) ; (10)
Bilanci i materialit sipas rrjedhës së ajrit:
G o =G në +G p ; (11)
Bilanci termik mbi kullën ftohëse:
Q gr =Q wgr; (12)
Bilanci i nxehtësisë i shkëmbyesit të nxehtësisë në tërësi (sasia e nxehtësisë e transferuar nga secila prej rrjedhave është e njëjtë):
Q wmo = Q mo; (13)
Bilanci i kombinuar i nxehtësisë i kullës së ftohjes dhe shkëmbyesit të nxehtësisë për ujë:
Q wgr =Q wmo ; (14)
11. Duke zgjidhur së bashku ekuacionet nga (7) në (14), marrim varësitë e mëposhtme:
rrjedha masive e ajrit në rrjedhën ndihmëse, kg/s:
rrjedha masive e ajrit në rrjedhën kryesore të ajrit, kg/s:
G o =G p ; (16)
Rrjedha masive e ujit nëpër kullën ftohëse përgjatë rrjedhës kryesore, kg/s:
12. Sasia e ujit që nevojitet për të ushqyer qarkun ujor të kullës ftohëse, kg/s:
G wn \u003d (d 5 -d 2) G in; (18)
13. Konsumi i energjisë në cikël përcaktohet nga fuqia e shpenzuar në njësinë e ventilatorit, W:
N në =G o ∆i në; (19)
Kështu, janë gjetur të gjithë parametrat e nevojshëm për llogaritjet konstruktive të elementeve të sistemit indirekt të ftohjes së ajrit avullues.
Duhet të theksohet se rryma e punës e ajrit të ftohur që i jepet konsumatorit (pika "2") mund të ftohet shtesë, për shembull, me lagështim adiabatik ose me ndonjë metodë tjetër. Si shembull, në fig. 4 tregon pikën "3*" që korrespondon me lagështimin adiabatik. Në këtë rast, pikat "3*" dhe "4" përkojnë (Fig. 4).
Aspekte praktike të sistemeve indirekte të ftohjes avulluese
Bazuar në praktikën e llogaritjes së sistemeve të ftohjes avulluese indirekte, duhet të theksohet se, si rregull, shkalla e rrjedhës ndihmëse është 30-70% e rrjedhës kryesore dhe varet nga aftësia e mundshme për të ftohur ajrin e furnizuar në sistem.Nëse krahasojmë ftohjen me metoda avulluese adiabatike dhe indirekte, atëherë nga diagrami I d mund të shihet se në rastin e parë, ajri me temperaturë 28 ° C dhe lagështi relative 45% mund të ftohet në 19,5 ° C. , ndërsa në rastin e dytë — deri në 15°С (Fig. 6).
Avullimi "pseudo-indirekt".
Siç u përmend më lart, sistemi indirekt i ftohjes avulluese ju lejon të arrini një temperaturë më të ulët se sistemi tradicional i lagështimit adiabatik të ajrit. Është gjithashtu e rëndësishme të theksohet se përmbajtja e lagështisë së ajrit të dëshiruar nuk ndryshon. Përparësi të ngjashme në krahasim me lagështimin adiabatik mund të arrihen duke futur një fluks ajri ndihmës.
Aktualisht ka pak aplikime praktike të sistemit indirekt të ftohjes avulluese. Sidoqoftë, janë shfaqur pajisje të një parimi funksionimi të ngjashëm, por disi të ndryshëm: shkëmbyesit e nxehtësisë ajër-ajër me lagështim adiabatik të ajrit të jashtëm (sistemet e avullimit "pseudo-indirekt", ku rrjedha e dytë në shkëmbyesin e nxehtësisë nuk është një pjesë e lagur e rrjedhës kryesore, por një qark tjetër, absolutisht i pavarur).
Pajisjet e tilla përdoren në sisteme me një vëllim të madh të ajrit të riqarkulluar që duhet të ftohet: në sistemet e ajrit të kondicionuar të trenave, auditoreve për qëllime të ndryshme, qendrave të të dhënave dhe objekteve të tjera.
Qëllimi i prezantimit të tyre është reduktimi maksimal i mundshëm i kohëzgjatjes së funksionimit të pajisjeve ftohëse të kompresorëve me energji intensive. Në vend të kësaj, për temperaturat e jashtme deri në 25°C (dhe ndonjëherë edhe më të larta), përdoret një shkëmbyes nxehtësie ajër-ajër në të cilin ajri i dhomës i riqarkulluar ftohet nga ajri i jashtëm.
Për efikasitet më të madh të pajisjes, ajri i jashtëm është i lagur paraprakisht. Në sistemet më komplekse, lagështimi kryhet edhe në procesin e shkëmbimit të nxehtësisë (injektimi i ujit në kanalet e shkëmbyesit të nxehtësisë), gjë që rrit më tej efikasitetin e tij.
Falë përdorimit të zgjidhjeve të tilla, konsumi aktual i energjisë i sistemit të kondicionimit reduktohet deri në 80%. Konsumi total vjetor i energjisë varet nga rajoni klimatik i funksionimit të sistemit, mesatarisht zvogëlohet me 30-60%.
Yury Khomutsky, redaktor teknik i revistës "Bota e klimës"
Artikulli përdor metodologjinë e Universitetit Teknik Shtetëror të Moskës. N. E. Bauman për llogaritjen e një sistemi ftohës avullues indirekt.
Për mirëmbajtjen e dhomave të vogla individuale ose grupeve të tyre, janë të përshtatshëm kondicionerët lokalë të ftohjes avulluese me dy faza, të kryera në bazë të një shkëmbyesi nxehtësie ftohëse avulluese indirekte të bërë nga tuba rrotullues alumini (Fig. 139). Ajri pastrohet në filtrin 1 dhe futet në ventilatorin 2, pas hapjes së shkarkimit të të cilit ndahet në dy rrjedha - kryesore 3 dhe ndihmëse 6. Rrjedha e ajrit ndihmës kalon brenda tubave të shkëmbyesit të nxehtësisë 14 të ftohjes avulluese indirekte dhe siguron ftohje avulluese të ujit që rrjedh poshtë mureve të brendshme të tubave. Rrjedha kryesore e ajrit kalon nga ana e krahëve të tubave të shkëmbyesit të nxehtësisë dhe lëshon nxehtësi përmes mureve të tyre në ujin e ftohur nga avullimi. Riqarkullimi i ujit në shkëmbyesin e nxehtësisë kryhet duke përdorur pompën 4, e cila merr ujin nga gropa 5 dhe e furnizon atë për ujitje përmes tubave të shpuar 15. Shkëmbyesi i nxehtësisë për ftohje avulluese indirekte luan rolin e fazës së parë në kondicionerët e kombinuar prej dy -faza e ftohjes avulluese.
Në sistemet HVAC, avullimi adiabatik zakonisht shoqërohet me lagështimin e ajrit, por vitet e fundit ky proces është bërë gjithnjë e më popullor në mbarë botën dhe po përdoret gjithnjë e më shumë për ftohjen e ajrit "natyror".
ÇFARË ËSHTË FTOHJA AVAPORATIVE?
Ftohja avulluese është baza e një prej sistemeve më të hershme të ftohjes së hapësirës të krijuar nga njeriu, ku ajri ftohet nga avullimi natyror i ujit. Ky fenomen është shumë i zakonshëm dhe ndodh kudo: një shembull është ndjenja e të ftohtit që përjetoni kur uji avullohet nga sipërfaqja e trupit tuaj nën ndikimin e erës. E njëjta gjë ndodh me ajrin në të cilin spërkatet uji: meqenëse ky proces ndodh pa një burim të jashtëm energjie (kështu do të thotë fjala "adiabatike"), nxehtësia e nevojshme për avullimin e ujit merret nga ajri, i cili, në përputhje me rrethanat. , bëhet më i ftohtë.
Përdorimi i kësaj mënyre ftohjeje në sistemet moderne të ajrit të kondicionuar siguron kapacitet të lartë ftohës me konsum të ulët të energjisë, pasi në këtë rast energjia elektrike konsumohet vetëm për të mbështetur procesin e avullimit të ujit. Në të njëjtën kohë, uji i zakonshëm përdoret si ftohës në vend të përbërjeve kimike, gjë që e bën ftohjen avulluese më ekonomike dhe miqësore me mjedisin.
LLOJET E FTOHJES AVAPORATIVE
Ekzistojnë dy metoda kryesore të ftohjes avulluese - direkte dhe indirekte.
Ftohje avulluese e drejtpërdrejtë
Ftohja e drejtpërdrejtë avulluese është procesi i uljes së temperaturës së ajrit në një dhomë duke e lagështuar drejtpërdrejt atë. Me fjalë të tjera, për shkak të avullimit të ujit të atomizuar, ajri përreth ftohet. Në këtë rast, shpërndarja e lagështisë kryhet ose drejtpërdrejt në dhomë duke përdorur lagështues dhe grykë industrialë, ose duke ngopur ajrin e furnizimit me lagështi dhe duke e ftohur atë në seksionin e njësisë së ventilimit.
Duhet të theksohet se në kushtet e ftohjes së drejtpërdrejtë avulluese, një rritje e konsiderueshme e lagështisë së ajrit të furnizimit brenda dhomës është e pashmangshme, prandaj, për të vlerësuar zbatueshmërinë e kësaj metode, rekomandohet të merret si bazë formula e njohur si "indeksi i temperaturës dhe shqetësimit". Formula llogarit temperaturën e rehatshme në gradë Celsius, duke marrë parasysh lagështinë dhe leximet e temperaturës së llambës së thatë (Tabela 1). Duke parë përpara, vërejmë se sistemi i ftohjes me avullim të drejtpërdrejtë përdoret vetëm në rastet kur ajri i jashtëm gjatë periudhës së verës ka temperatura të larta të thata të llambave dhe nivele të ulëta të lagështisë absolute.
Ftohje avulluese indirekte
Për të përmirësuar efikasitetin e ftohjes avulluese me lagështi të lartë të jashtme, rekomandohet kombinimi i ftohjes avulluese me rikuperimin e nxehtësisë. Kjo teknologji njihet si "ftohje indirekte avulluese" dhe është e përshtatshme për pothuajse çdo vend në botë, duke përfshirë vendet me klimë shumë të lagësht.
Skema e përgjithshme e funksionimit të sistemit të furnizimit dhe ventilimit me rikuperim është që ajri i nxehtë i furnizimit, duke kaluar nëpër një kasetë të veçantë të shkëmbimit të nxehtësisë, ftohet nga ajri i ftohtë i hequr nga dhoma. Parimi i funksionimit të ftohjes avulluese indirekte është instalimi i një sistemi të lagështimit adiabatik në kanalin e shkarkimit të kondicionerëve qendrorë të furnizimit dhe shkarkimit, me transferimin e mëvonshëm të të ftohtit përmes shkëmbyesit të nxehtësisë në ajrin e furnizimit.
Siç tregohet në shembull, duke përdorur një shkëmbyes nxehtësie me pllaka, ajri i jashtëm në sistemin e ventilimit ftohet me 6 °C. Përdorimi i ftohjes avulluese të ajrit të shkarkimit do të rrisë diferencën e temperaturës nga 6°C në 10°C pa rritur konsumin e energjisë elektrike dhe nivelet e lagështisë së brendshme. Përdorimi i ftohjes indirekte avulluese është efektiv në hyrje të larta të nxehtësisë, për shembull, në zyra dhe qendra tregtare, qendra të dhënash, ambiente industriale, etj.
Sistemi i ftohjes indirekte duke përdorur humidifikuesin adiabatik CAREL humiFog:
Rasti: Vlerësimi i kostos së një sistemi ftohës adiabatik indirekt kundrejt ftohjes së ftohësit.
Në shembullin e një qendre zyre me një qëndrim të përhershëm prej 2000 personash.
| Kushtet e pagesës | |
| Temperatura e jashtme dhe përmbajtja e lagështisë: | +32ºС, 10.12 g/kg (treguesit merren për Moskën) |
| Temperatura e ajrit në dhomë: | +20 ºС |
| Sistemi i ventilimit: | 4 njësi për trajtimin e ajrit me një kapacitet prej 30,000 m3/h (furnizimi me ajër sipas standardeve sanitare) |
| Fuqia e sistemit të ftohjes, duke marrë parasysh ventilimin: | 2500 kW |
| Temperatura e ajrit të furnizimit: | +20 ºС |
| Ekstraktimi i temperaturës së ajrit: | +23 ºС |
| Efikasiteti i ndjeshëm i rikuperimit të nxehtësisë: | 65% |
| Sistemi i centralizuar i ftohjes: | Sistemi chiller-fancoil me temperaturë uji 7/12ºС |
Llogaritja
- Për llogaritjen, ne llogarisim lagështinë relative të ajrit në kapuç.
- Në një temperaturë në sistemin e ftohjes prej 7/12 °С, pika e vesës së ajrit të shkarkimit, duke marrë parasysh emetimet e brendshme të lagështisë, do të jetë +8 °С.
- Lagështia relative e ajrit në shkarkim do të jetë 38%.
*Duhet pasur parasysh se kostoja e instalimit të një sistemi ftohjeje, duke marrë parasysh të gjitha kostot, është dukshëm më e lartë në krahasim me sistemet indirekte të ftohjes.
Shpenzimet kapitale
Për analizë, marrim koston e pajisjeve - ftohës për sistemin e ftohjes dhe sistemet e lagështimit për ftohje avulluese indirekte.
- Kostoja kapitale për furnizimin e ftohjes së ajrit për një sistem ftohjeje indirekte.
Kostoja e një rafti për lagështimin Optimist të prodhuar nga Carel (Itali) në një njësi për trajtimin e ajrit është 7570 €.
- Kostoja kapitale për furnizimin e ftohjes së ajrit pa sistem ftohjeje indirekte.
Kostoja e një ftohësi me kapacitet ftohës prej 62.3 kW është afërsisht 12,460 €, bazuar në një kosto prej 200 € për 1 kW kapacitet ftohës. Duhet pasur parasysh se kostoja e instalimit të një sistemi ftohjeje, duke marrë parasysh të gjitha kostot, është dukshëm më e lartë në krahasim me sistemet indirekte të ftohjes.
Kostot operative
Për analizë marrim koston e ujit të rubinetit 0,4 € për 1 m3 dhe koston e energjisë elektrike 0,09 € për 1 kWh.
- Kostot operative për furnizimin e ftohjes së ajrit për një sistem ftohjeje indirekte.
Konsumi i ujit për ftohje indirekte është 117 kg/h për një njësi të trajtimit të ajrit, duke marrë parasysh humbjet prej 10%, ne do ta marrim atë si 130 kg/h.
Konsumi i energjisë i sistemit të lagështimit është 0,375 kW për një njësi të trajtimit të ajrit.
Kostoja totale për orë është 0,343 € për 1 orë funksionim të sistemit.
- Kostot operative për furnizimin e ftohjes së ajrit pa sistem ftohjeje indirekte.
Marrim koeficientin e performancës të barabartë me 3 (raporti i fuqisë ftohëse ndaj konsumit të energjisë).
Kostoja totale për orë është 7,48 € për 1 orë funksionim.
konkluzioni
Përdorimi i ftohjes indirekte avulluese lejon:
Ulja e kostove kapitale për ftohjen e ajrit të furnizimit me 39%.
Ulja e konsumit të energjisë për sistemet e kondicionimit të ndërtesave nga 729 kW në 647 kW, ose me 11.3%.
Ulni kostot e funksionimit të sistemeve të kondicionimit të ndërtesës nga 65,61 €/orë në 58,47 €/orë, ose me 10,9%.
Kështu, pavarësisht faktit se ftohja me ajër të pastër përbën afërsisht 10-20% të kërkesës totale për ftohje të zyrave dhe qendrave tregtare, pikërisht këtu ka rezervat më të mëdha në përmirësimin e efikasitetit energjetik të një ndërtese pa një rritje të konsiderueshme të kapitalit. shpenzimet.
Artikulli u përgatit nga specialistët e TERMOCOM për botim në revistën ON nr. 6-7 (5) qershor-korrik 2014 (fq. 30-35)
Bashkimi Sovjetik
socialist
Republikat
Komiteti Shtetëror
BRSS për shpikjet dhe zbulimet (53) UDC 629. 113. .06.628.83 (088.8) (72) Shpikësit
V. S. Maisotsenko, A. B. Tsimerman, M. G. dhe I. N. Pecherskaya
Instituti i Inxhinierisë Civile në Odessa (71) Aplikanti (54) KONDICIONER AVULLIMI ME DY FAZA
FTOHJE PËR MJETE
Shpikja ka të bëjë me fushën e inxhinierisë së transportit dhe mund të përdoret për kondicionimin e automjeteve.
Njihen kondicionerët për automjete, të cilët përmbajnë një grykë avullimi me vrima ajrore me kanale ajri dhe uji të ndara nga njëri-tjetri me mure pllakash mikroporoze, ndërsa pjesa e poshtme e grykës është e zhytur në një tabaka me lëng (1)
Disavantazhi i këtij kondicioneri është efikasiteti i ulët i ftohjes së ajrit.
Zgjidhja teknike më e afërt me shpikjen është një kondicioner ftohës avullues me dy faza për një automjet, që përmban një shkëmbyes nxehtësie, një tabaka me lëng në të cilin është zhytur hunda, një dhomë për ftohjen e lëngut që hyn në shkëmbyesin e nxehtësisë me elementë shtesë. ftohja e lëngut dhe një kanal për furnizimin e ajrit nga mjedisi i jashtëm në dhomë, i bërë konik drejt hyrjes së dhomës (2
Në këtë kompresor, elementët për ftohjen shtesë të ajrit bëhen në formën e grykave.
Sidoqoftë, efikasiteti i ftohjes në këtë kompresor është gjithashtu i pamjaftueshëm, pasi kufiri i ftohjes së ajrit në këtë rast është temperatura e llambës së lagësht të rrjedhës së ajrit ndihmës në gropën.
10 përveç kësaj, kondicioneri i mirënjohur është strukturor kompleks dhe përmban njësi të dyfishta (dy pompa, dy rezervuarë).
Qëllimi i shpikjes është të rrisë shkallën e efikasitetit të ftohjes dhe kompaktësisë së pajisjes.
Qëllimi arrihet me faktin se në kondicionerin e propozuar, elementët për ftohje shtesë bëhen në formën e një mbulesë shkëmbimi nxehtësie të vendosur vertikalisht dhe të fiksuar në një nga muret e dhomës me formimin e një hendeku midis tij dhe të kundërt. muri i dhomës dhe
25, në anën e njërës prej sipërfaqeve të ndarjes, vendoset një rezervuar me lëng që rrjedh poshtë sipërfaqes së përmendur të ndarjes, ndërsa dhoma dhe tabaka janë bërë në një copë.
Gryka është bërë në formën e një blloku të materialit kapilar-poroz.
Në FIG. 1 tregon një diagram skematik të një kondicioneri, Fig. 2 raeeee A-A në Fig. një.
Kondicioneri përbëhet nga dy faza të ftohjes së ajrit: faza e parë është ftohja e ajrit në shkëmbyesin e nxehtësisë 1, faza e dytë është ftohja e tij në grykën 2, e cila është bërë në formën e një blloku prej materiali kapilar-poroz.
Një tifoz 3 është instaluar përpara shkëmbyesit të nxehtësisë, i drejtuar nga një motor elektrik 4 °. Shkëmbyesi i nxehtësisë 1 është instaluar në paletën 10, e cila është bërë në një pjesë me dhomën
8. Një kanal ngjitet me shkëmbyesin e nxehtësisë
11 për furnizimin e ajrit nga mjedisi i jashtëm, ndërsa kanali është bërë si një plan që shkon drejt hyrjes 12 të zgavrës së ajrit
13 dhoma 8. Brenda dhomës ka elemente për ftohje shtesë të ajrit. Ato janë bërë në formën e një ndarjeje të shkëmbimit të nxehtësisë 14, e vendosur vertikalisht dhe e fiksuar në murin 15 të dhomës përballë murit 16, në lidhje me të cilën ndarja ndodhet me një boshllëk. Ndarja e ndan dhomën në dy zgavra komunikuese 17 dhe 18.
Një dritare 19 është siguruar në dhomë, në të cilën është instaluar një eliminues pikash 20 dhe një hapje 21 është bërë në paletë. Rryma L
Në lidhje me zbatimin e kanalit 11 që zvogëlohet në hyrjen 12 ! në zgavrën 13, shpejtësia e rrjedhës rritet dhe ajri i jashtëm thithet në hendekun e formuar midis kanalit të përmendur dhe hyrjes, duke rritur kështu masën e rrjedhës ndihmëse. Kjo rrjedhë hyn në zgavrën 17. Më pas kjo rrjedhë ajri, pasi ka rrumbullakosur ndarjen 14, hyn në zgavrën 18 të dhomës, ku lëviz në drejtim të kundërt me lëvizjen e saj në zgavrën 17. Në zgavrën 17, drejt lëvizjes së rrjedhës së ajrit, një film 22 lëngu rrjedh poshtë ndarjes përgjatë ndarjes - ujë nga rezervuari 9.
Kur rrjedha e ajrit dhe ujit vijnë në kontakt, si rezultat i efektit avullues, nxehtësia nga zgavra 17 transferohet përmes ndarjes 14 në filmin 22 të ujit, duke kontribuar në avullimin e tij shtesë. Pas kësaj, një rrymë ajri me një temperaturë më të ulët hyn në zgavrën 18. Kjo, nga ana tjetër, çon në një ulje edhe më të madhe të temperaturës së mbulesës 14, e cila shkakton ftohje shtesë të rrjedhës së ajrit në zgavrën 17. Prandaj, temperatura e rrjedhës së ajrit do të ulet përsëri pasi të rrumbullakoset gropën dhe të hyjë në zgavër
18. Teorikisht, procesi i ftohjes do të vazhdojë derisa forca e tij lëvizëse të bëhet zero. Në këtë rast, forca lëvizëse e procesit të ftohjes avulluese është ndryshimi psikometrik - temperaturat e rrjedhës së ajrit pasi e kthen atë në lidhje me ndarjen dhe vjen në kontakt me shtresën e ujit në zgavrën 18. Meqenëse fluksi i ajrit është i ftohur paraprakisht në zgavra 17 me një përmbajtje konstante lagështie, ndryshimi i temperaturës psikometrike të rrjedhës së ajrit në zgavrën 18 tenton në zero kur i afrohet pikës së vesës. Prandaj, kufiri i ftohjes së ujit këtu është temperatura e pikës së vesës së ajrit të jashtëm. Nxehtësia nga uji hyn në rrjedhën e ajrit në zgavrën 18, ndërsa ajri nxehet, lagështohet dhe përmes dritares 19 dhe eliminatorit të rënies 20 lëshohet në atmosferë.
Kështu, në dhomën 8, organizohet lëvizja e rrjedhës së mediave që shkëmbejnë nxehtësi, dhe ndarja e shkëmbimit të nxehtësisë lejon ftohjen paraprake indirekte të rrjedhës së ajrit të furnizuar për ujin ftohës për shkak të procesit të avullimit të ujit. Uji i ftohur rrjedh poshtë pengesës deri në fund të dhomës, dhe meqenëse kjo e fundit është bërë në një tërësi me një paletë, atëherë prej andej ajo pompohet në shkëmbyesin e nxehtësisë 1, dhe gjithashtu shpenzohet për të lagur grykën për shkak të forcave intrakapilare.
Kështu, fluksi kryesor i ajrit L .n, pasi është ftohur paraprakisht pa ndryshuar përmbajtjen e lagështisë në shkëmbyesin e nxehtësisë 1, hyn në grykën 2 për ftohje të mëtejshme, pa ndryshuar përmbajtjen e tij të nxehtësisë. Më tej, ajri kryesor rrjedh përmes hapjes në tigan
59 po ftohet, ndërsa ftohja e ndarjes. Hyrja në zgavër
17 e dhomës, fluksi i ajrit, që rrjedh rreth ndarjes, gjithashtu ftohet, por pa ndryshime në përmbajtjen e lagështisë. Kerkese
1. Një kondicioner për një ftohje avulluese me dy faza për një automjet, që përmban një shkëmbyes nxehtësie, një nënstacion të lëngshëm në të cilin është zhytur një hundë, një dhomë për ftohjen e lëngut që hyn në shkëmbyesin e nxehtësisë me elementë për ftohjen shtesë të lëngut, dhe një kanal për furnizimin e ajrit nga mjedisi i jashtëm në dhomë, i bërë në drejtim në drejtim të hyrjes së kamerës, i ndryshëm nga fakti që, për të rritur shkallën e efikasitetit të ftohjes dhe kompaktësisë së kompresorit, elementët për ftohjen shtesë të ajrit bëhen në formën e një mburoje shkëmbimi nxehtësie të vendosur vertikalisht dhe të fiksuar në një nga muret e dhomës me formimin i një boshllëku midis tij dhe murit të kundërt të dhomës, dhe në anën e njërës prej Në sipërfaqet e mburojës është instaluar një rezervuar me lëng që rrjedh poshtë sipërfaqes së përmendur të dimrit, ndërsa dhoma dhe tigani janë bërë. si një e tërë.
