Voor ruimtes met grote overschotten aan voelbare warmte, waar onderhoud nodig is hoge luchtvochtigheid binnenlucht, worden airconditioningsystemen gebruikt die gebruikmaken van het principe van indirecte verdampingskoeling.
Het circuit bestaat uit een hoen een verdampingskoelsysteem (Fig. 3.3. Fig. 3.4). Om water te koelen kunnen irrigatiekamers van airconditioners of andere contactapparaten, sproeibaden, koeltorens en andere worden gebruikt.
Water, gekoeld door verdamping in de luchtstroom, met een temperatuur, komt de oppervlaktewarmtewisselaar binnen - de luchtkoeler van de airconditioner van de hoofdluchtstroom, waar de lucht van toestand verandert van waarden naar waarden (t. ), de watertemperatuur stijgt naar. Het verwarmde water komt het contactapparaat binnen, waar het door verdamping tot temperatuur wordt afgekoeld en de cyclus opnieuw wordt herhaald. De lucht die door het contactapparaat gaat, verandert zijn toestand van parameters naar parameters (d.w.z.). De toevoerlucht, die warmte en vocht absorbeert, verandert zijn parameters in de staat t., en vervolgens in de staat.
Afb.3.3. Indirect verdampingskoelcircuit
1-warmtewisselaar-luchtkoeler; 2-contactapparaat
Afb.3.4. diagram voor indirecte verdampingskoeling
Lijn - directe verdampingskoeling.
Als er overtollige warmte in de kamer is, dan met indirect verdampingskoeling consumptie toevoer lucht zal zijn
met directe verdampingskoeling
Sinds >, dan<.
<), что позволяет расширить область возможного использования принципа испарительного охлаждения воздуха.
Uit een vergelijking van processen blijkt dat bij indirecte verdampingskoeling de SCR-productiviteit lager is dan bij directe koeling. Bovendien is bij indirecte koeling het vochtgehalte van de toevoerlucht lager (<), что позволяет расширить область возможного использования принципа испарительного охлаждения воздуха.
In tegenstelling tot het afzonderlijke schema van indirecte verdampingskoeling zijn er apparaten van een gecombineerd type ontwikkeld (Figuur 3.5). Het apparaat bevat twee groepen afwisselende kanalen, gescheiden door wanden. Er stroomt een hulpluchtstroom door kanaalgroep 1. Het water dat via de waterverdeelinrichting wordt aangevoerd, stroomt langs het oppervlak van de kanaalwanden. Er wordt een bepaalde hoeveelheid water aan de waterverdeelinrichting toegevoerd. Wanneer water verdampt, neemt de temperatuur van de hulpluchtstroom af (met een toename van het vochtgehalte) en koelt de kanaalwand ook af.
Om de koeldiepte van de hoofdluchtstroom te vergroten, zijn meertrapsschema's voor de verwerking van de hoofdluchtstroom ontwikkeld, waarmee het theoretisch mogelijk is om de dauwpunttemperatuur te bereiken (Fig. 3.7).
De installatie bestaat uit een airconditioner en een koeltoren. De airconditioner produceert indirecte en directe isenthalpiekoeling van de lucht in de serviceruimten.
In de koeltoren vindt verdampingskoeling plaats van het water dat de oppervlakteluchtkoeler van de airconditioner voedt.
Rijst. 3.5. Diagram van het ontwerp van een gecombineerd indirect verdampingskoelapparaat: 1,2 - groep kanalen; 3- waterdistributieapparaat; 4-pallet
Rijst. 3.6. Schema van SCR tweetraps verdampingskoeling. 1-oppervlakte luchtkoeler; 2-irrigatiekamer; 3- koeltoren; 4-pomp; 5-bypass met luchtklep; 6-ventilator
Om verdampingskoelapparatuur te standaardiseren, kunnen in plaats van een koeltoren de sproeikamers van standaard centrale airconditioners worden gebruikt.
Buitenlucht komt de airconditioner binnen en wordt in de eerste koelfase (luchtkoeler) gekoeld met een constant vochtgehalte. De tweede fase van koeling is de irrigatiekamer, die werkt in de isenthalpie-koelmodus. Het koelen van het water dat de oppervlakken van de waterkoeler voedt, wordt uitgevoerd in een koeltoren. Het water in dit circuit circuleert met behulp van een pomp. Koeltoren is een apparaat voor het koelen van water met atmosferische lucht. Afkoeling vindt plaats door de verdamping van een deel van het water dat door de sprinkler stroomt onder invloed van de zwaartekracht (verdamping van 1% water verlaagt de temperatuur met ongeveer 6).
Rijst. 3.7. diagram met tweetraps verdampingsmodus
koeling
De irrigatiekamer van de airconditioner is uitgerust met een bypass-kanaal met een luchtklep of heeft een instelbaar proces, dat zorgt voor regeling van de lucht die naar de kamer wordt geleid die door de ventilator wordt bediend.
Unie van Sovjets
Socialistisch
Republieken
Staats Comité
USSR voor uitvindingen en ontdekkingen (53) UDC 629. 113. .06.628.83 (088.8) (72) Auteurs van de uitvinding
V. S. Maisotsenko, A. B. Tsimerman, M. G. en I. N. Pecherskaya
Odessa Civil Engineering Institute (71) Aanvrager (54) TWEE-TRAPS VERDAMPINGSAIRCONDITIONER
KOELING VOOR VOERTUIG
De uitvinding heeft betrekking op het gebied van de transporttechniek en kan worden toegepast voor airconditioning in voertuigen.
Er zijn airconditioners voor voertuigen bekend die een luchtslotverdampermondstuk bevatten met lucht- en waterkanalen die van elkaar zijn gescheiden door wanden gemaakt van microporeuze platen, terwijl het onderste deel van het mondstuk is ondergedompeld in een bak met vloeistof (1)
Het nadeel van deze airconditioner is het lage rendement van de luchtkoeling.
De technische oplossing die het dichtst bij de uitvinding ligt, is een tweetraps airconditioner met verdampingskoeling voor een voertuig, met daarin een warmtewisselaar, een bak met vloeistof waarin het mondstuk is ondergedompeld, een kamer voor het koelen van de vloeistof die de warmtewisselaar binnenkomt, met elementen voor extra koeling van de vloeistof, en een kanaal voor het toevoeren van lucht uit de externe omgeving naar de kamer, taps toelopend naar de inlaat van de kamer (2
In deze compressor zijn elementen voor extra luchtkoeling gemaakt in de vorm van mondstukken.
Het koelrendement in deze compressor is echter ook onvoldoende, aangezien de limiet voor luchtkoeling in dit geval de natteboltemperatuur van de hulpluchtstroom in de pan is.
10 Bovendien is de bekende airconditioner structureel complex en bevat dubbele componenten (twee pompen, twee tanks).
Het doel van de uitvinding is het vergroten van de mate van koelefficiëntie en compactheid van de inrichting.
Het doel wordt bereikt door het feit dat in de voorgestelde airconditioner de elementen voor extra koeling zijn gemaakt in de vorm van een warmte-uitwisselingspartitie die verticaal is geplaatst en is bevestigd aan een van de kamerwanden met de vorming van een opening tussen deze en de kamerwand. er tegenover, en
25, aan de zijkant van een van de oppervlakken van de scheidingswand, is een reservoir geïnstalleerd waarin vloeistof langs het genoemde oppervlak van de scheidingswand stroomt, terwijl de kamer en de bak uit één stuk zijn gemaakt.
Het mondstuk is gemaakt in de vorm van een blok capillair-poreus materiaal.
In afb. 1 toont een schematisch diagram van een airconditioner; 2 zeldzame A-A in Fig. 1.
De airconditioner bestaat uit twee fasen van luchtkoeling: de eerste fase koelt de lucht in warmtewisselaar 1, de tweede fase koelt deze af in mondstuk 2, dat is gemaakt in de vorm van een blok capillair poreus materiaal.
Voor de warmtewisselaar is een ventilator 3 geïnstalleerd, die zo wordt aangedreven dat deze roteert door een elektromotor van 4°. Om water in de warmtewisselaar te laten circuleren, is coaxiaal met de elektromotor een waterpomp 5 geïnstalleerd, die water via de pijpleidingen 6 en 7 aanvoert. kamer 8 naar reservoir 9 met vloeistof. Warmtewisselaar 1 is geïnstalleerd op een bak 10, die integraal is gemaakt met de kamer
8. Naast de warmtewisselaar bevindt zich een kanaal
11 voor het toevoeren van lucht uit de externe omgeving, terwijl het kanaal vlak taps is gemaakt in de richting naar de inlaat 12 van de luchtholte
13 kamers 8. Elementen voor extra luchtkoeling worden in de kamer geplaatst. Ze zijn gemaakt in de vorm van een scheidingswand 14 voor warmtewisseling, verticaal geplaatst en bevestigd aan de wand 15 van de kamer, tegenover de wand 16, ten opzichte waarvan de scheidingswand zich met een opening bevindt. De scheidingswand verdeelt de kamer in twee communicerende holtes 17 en 18.
De kamer is voorzien van een venster 19, waarin een druppelvanger 20 is geïnstalleerd, en er is een opening 21 in de pallet gemaakt. Wanneer de airconditioner in werking is, drijft ventilator 3 de totale luchtstroom door warmtewisselaar 1 aan wordt de totale luchtstroom L gekoeld, en een deel daarvan is de hoofdstroom L
Door de uitvoering van kanaal 11 taps toelopend richting inlaatgat 12! holte 13 neemt de stroomsnelheid toe en wordt externe lucht in de opening gezogen die is gevormd tussen het genoemde kanaal en het inlaatgat, waardoor de massa van de hulpstroom toeneemt. Deze stroom komt de holte 17 binnen. Vervolgens komt deze luchtstroom, die rond de scheidingswand 14 gaat, de kamerholte 18 binnen, waar hij beweegt in de tegenovergestelde richting van zijn beweging in de holte 17. In de holte 17 stroomt een vloeistoffilm 22 langs de scheidingswand naar de beweging van de luchtstroom - water uit het reservoir 9.
Wanneer de luchtstroom en het water in contact komen, als gevolg van het verdampingseffect, wordt warmte uit de holte 17 via de scheidingswand 14 overgedragen naar de waterfilm 22, waardoor de extra verdamping ervan wordt bevorderd. Hierna komt een luchtstroom met een lagere temperatuur de holte 18 binnen. Dit leidt op zijn beurt tot een nog grotere temperatuurdaling van het schot 14, wat een extra koeling van de luchtstroom in de holte 17 veroorzaakt. Bijgevolg zal de temperatuur van de luchtstroom weer dalen nadat hij om het schot heen is gegaan en binnen is gekomen. de holte
18. Theoretisch zal het koelproces doorgaan totdat de drijvende kracht ervan nul wordt. In dit geval is de drijvende kracht achter het verdampingskoelingsproces het psychometrische temperatuurverschil van de luchtstroom nadat deze ten opzichte van de scheidingswand is geroteerd en in contact is gekomen met de waterfilm in holte 18. Aangezien de luchtstroom wordt voorgekoeld in holte 17 met een constant vochtgehalte neigt het psychrometrische temperatuurverschil van de luchtstroom in holte 18 naar nul naarmate deze het dauwpunt nadert. Daarom is de limiet voor waterkoeling hier de dauwpunttemperatuur van de buitenlucht. Warmte uit het water komt de luchtstroom in holte 18 binnen, terwijl de lucht wordt verwarmd, bevochtigd en via venster 19 en druppelvanger 20 in de atmosfeer wordt vrijgegeven.
Zo wordt in kamer 8 een tegenstroombeweging van warmte-uitwisselende media georganiseerd, en maakt de scheidende warmte-uitwisselingswand het mogelijk om indirect de luchtstroom voor te koelen die wordt aangevoerd voor koelwater als gevolg van het proces van waterverdamping stroomt langs de scheidingswand naar de bodem van de kamer, en aangezien deze in één geheel wordt voltooid met de bak, wordt het van daaruit in de warmtewisselaar 1 gepompt en wordt het ook besteed aan het bevochtigen van het mondstuk als gevolg van intracapillaire krachten.
Aldus wordt de hoofdstroom van lucht.L.', die is voorgekoeld zonder veranderingen in het vochtgehalte in warmtewisselaar 1, voor verdere koeling naar mondstuk 2 gevoerd. Hier wordt, als gevolg van de warmte- en massa-uitwisseling tussen het bevochtigde oppervlak van het mondstuk en de hoofdluchtstroom, deze wordt bevochtigd en gekoeld zonder de warmte-inhoud te veranderen. Vervolgens stroomt de hoofdlucht door de opening in de pan
59 ja, het koelt en koelt tegelijkertijd de partitie. Het betreden van de holte
17 van de kamer wordt de luchtstroom die rond de scheidingswand stroomt ook gekoeld, maar er is geen verandering in het vochtgehalte. beweringen
1. Een tweetraps airconditioner met verdampingskoeling voor een voertuig, bevattende een warmtewisselaar, een subtank met vloeistof waarin het mondstuk is ondergedompeld, een kamer voor het koelen van de vloeistof die de warmtewisselaar binnenkomt met elementen voor extra koeling van de vloeistof en een kanaal voor het toevoeren van lucht vanuit de externe omgeving naar de kamer, taps gemaakt in de richting van de inlaat van de kamer, d.w.z. doordat, om de mate van koelefficiëntie en compactheid van de compressor te vergroten, de elementen voor extra luchtkoeling zijn gemaakt in de vorm van een warmte-uitwisselingspartitie die verticaal is geplaatst en op een van de kamerwanden is gemonteerd met de vorming van een opening tussen deze en de kamerwand er tegenover, en aan de zijkant van een van de. Op het oppervlak van de scheidingswand is een reservoir geïnstalleerd met vloeistof die langs het genoemde oppervlak van de scheidingswand stroomt, terwijl de kamer en de bak als één geheel zijn gemaakt. .
extra voor auto. certificaat Kl, V 60 b 3/04 210627 22) Opgegeven op 01/03/7 door deelname aan de aanvraag 3) Prioriteit van de regeringscommissie van de USSR Minister van Isovert ontdekkingen Bulletin 47 3) Gepubliceerd op 25/1/629, 113/ 06/628.) Datum van publicatie van de beschrijving O 3 O 3 ) Uitvinder V.V Utkin Gespecialiseerd ontwerp baro voor speciale rupstrekkers van klasse 2G-tractie (54) AIRCONDITIONER TWEEFASE VERDAMPERS 1e KOELING 11 En schuimverbrandende militaire uitrusting in hitte overdracht Echter 10 efficiëntie verdamperkamer voor halzen in de warmtewisselaar De uitvinding heeft betrekking op voertuigen Bekende dual-evaporation airconditioners die koelen, een soda-lucht warmtewisselaar en een krachtkamer voor koeling, de waterinkomende waterwisselaar is gemaakt met luchttoevoer uit de warmtewisselaar De efficiëntie van verdampingskoeling is onvoldoende om deze koeling te vergroten, het binnenkomende water is uitgerust met een kanaal voor de toevoer van lucht uit de externe omgeving, gescheiden door een golfvormige scheidingswand van het luchttoevoerkanaal van de warmtewisselaar. Beide kanalen zijn dus taps gemaakt in de richting van het inlaatgat van de mondstukkamer. Fig. 1 toont de voorgestelde airconditioner, in langsdoorsnede; op afb. 2 - doorsnede langs A-A in Fig. 1. De airconditioner bestaat uit een ventilator 1 aangedreven door een motor 2; een water-lucht-warmtewisselaar 3 en een mondstukkamer 4 uitgerust met een druppelvanger 5. In de mondstukkamer 4 zijn twee rijen mondstukken 6 geïnstalleerd. De mondstukkamer heeft een inlaat 7 en een uitlaat 8 en een luchtkanaal 9. Om water in de eerste fase te laten circuleren, is coaxiaal met de motor een waterpomp 10 geïnstalleerd, die water via pijpleidingen 11 en 12 van tank 13 naar injectoren 6 levert. In de tweede fase van de airconditioner wordt een waterpomp 14 geïnstalleerd, die via pijpleidingen 15 en 16 water vanuit de tank 17 naar de sproei-inrichting 18 toevoert, die de geïrrigeerde toren 19 bevochtigt. Hier is ook een druppelvanger 20 geïnstalleerd. Wanneer de airconditioner in werking is, drijft ventilator 1 lucht door warmtewisselaar 3, terwijl de lucht afkoelt, en een deel ervan wordt naar de tweede trap (hoofdstroom) geleid, en een deel via kanaal 9 naar de sproeierkamer 4. Kanaal 9 is soepel taps toelopend naar de inlaatopening van de mondstukkamer, waardoor de stroomsnelheid toeneemt in de spleten 21 tussen kanaal 9 en door de inlaatopening van kamer 7 buitenlucht wordt aangezogen waardoor de massa van de hulpstroom toeneemt, waardoor Nadat het door kamer 4 is gegaan, wordt het via opening 8 in de atmosfeer vrijgegeven. De hoofdstroom in de tweede fase gaat door de irrigatielaagtoren 19, waar deze bovendien wordt gekoeld en bevochtigd en door de druppeleliminator 20 naar de serviceruimte wordt geleid. Het water dat in de eerste trap circuleert, wordt verwarmd in de warmtewisselaar 3, gekoeld in de spuitmondkamer 4, gescheiden in de druppelvanger 5 en stroomt door gat 22 weer in de tank 13. Het water in de tweede fase stroomt, na irrigatie van de toren 19 en scheiding in de druppelvanger 20, door gat 28 in de tank 17. Formule 1, tweetraps airconditioner met verdampingskoeling, voornamelijk voor. 4. Voertuig met een water-lucht-warmtewisselaar en een mondstukkamer voor het koelen van het binnenkomende water: de warmtewisselaar, gemaakt met een luchttoevoerkanaal vanaf de warmtewisselaar, behalve dat, om de efficiëntie van de verdampingskoeling te vergroten, de mondstukkamer voor het koelen van de binnenkomende waterwarmtewisselaar 10 is uitgerust met een kanaal voor de toevoer van lucht uit de externe omgeving, gescheiden door een scheidingswand van het kanaal voor de toevoer van lucht uit de warmtewisselaar, en beide kanalen lopen taps toe naar de 15e inlaat van de kamer .2. De airconditioner volgens item 1, het enige verschil is dat de scheidingswand golvend is.
Bied
1982106, 03.01.1974
GESPECIALISEERD ONTWERPBUREAU VOOR SPECIALE TRACTORTRACTOREN VAN 2T VERKEERSKLASSE
UTKIN VLADIMIR VIKTOROVICH
IPC / Tags
Linkcode
Tweetraps airconditioner met verdampingskoeling
Soortgelijke patenten
13 - 15 warmtewisselaars 10 - 12 zijn verbonden met holte A van de afvoerkamer 16, waarvan holte B door een pijpleiding 17 is verbonden met het Kingston-kanaal 3. Het verdeelstuk 6 is hydraulisch verbonden met de tank 18, die is verbonden door een pijpleiding 19 naar de afvoerkamer 16, die een buitenboordgat 20 en een gat 21 in de scheidingswand tussen de holtes A en B heeft. Het systeem werkt als volgt. De koelpomp 4 ontvangt water dat de zeekist 3 binnenkomt via de springer 2 vanuit de zee borst 1, en voert deze via drukleidingen 5 en 7 - 9 via het verdeelstuk 6 naar warmtewisselaars 10 - 12, van waaruit verwarmd water door drainagepijpleidingen 13 - 15 in holte A van drainagekamer 16 stroomt. Wanneer holte A is gevuld, water stroomt door gat 21 in...
Als gevolg van thermische straling van het oppervlak van de verwarmde strip rechtstreeks naar het werkoppervlak van de koelkast, gelegen boven en onder het metaal dat wordt verwerkt met maximale hoekstralingscoëfficiënten, toont figuur 1 een apparaat voor het koelen van de strip in een thermische oven, doorsnede BB in figuur 2; en figuur 2, de convectieve koelkamer van de strip, sectie A-A in figuur 1; figuur 3 toont het ontwerp van het ringvormige gasmondstuk. Het apparaat voor het koelen van de strip 1 die langs de rollen 2 beweegt, wordt daarna in de thermische eenheid geïnstalleerd de stralingskoelkamer "3 en wordt verdicht wanneer de strip naar buiten komt met een sluiter 4. Aan beide zijden van de te verwerken strip bevinden zich cilindrische watergekoelde oppervlakken 5, Circulatieventilator 6...
6 met koelers 7 en 8 van olie en vers water en aftakking 9 met inlaatluchtkoeler 10 en geluiddemper 11. Water uit aftakking 6 wordt afgevoerd via de aftapklep 12, en vanaf aftakking 9 via pijp 13 in de zijpijp 14 van geluiddemper 11 Automatisch hydraulisch Een deel van de weerstand 15, geïnstalleerd op de tak 6, bestaat uit een lichaam 16 met een variabel boringoppervlak, een kegelvormige plaat 17 met een stang 18, een geleidingshuls 19, bevestigd aan het lichaam 16 door middel van tandheugels 20, een veer 21. en stelmoeren 22. Het systeem werkt als volgt. De waterinlaat van buitenboordpomp 4 zuigt water door de ontvangende zeewering 2 en filter 3 en pompt dit via aftakking 6 naar koelers 7 en 8 van olie en zoet water. Via een andere parallelle aftakking 9 wordt water aan de koeler toegevoerd...
Het onderzochte systeem bestaat uit twee airconditioners"
de belangrijkste, waarin lucht wordt verwerkt voor de onderhouden gebouwen, en de extra - de koeltoren. Het hoofddoel van de koeltoren is luchtverdampingskoeling van water dat de eerste trap van de hoofdairconditioner voedt tijdens het warme seizoen (oppervlaktewarmtewisselaar PT). De tweede trap van de hoofdairconditioner - irrigatiekamer OK, die in de adiabatische bevochtigingsmodus werkt, heeft een bypasskanaal - bypass B om de luchtvochtigheid in de kamer te regelen.
Naast airconditioners kunnen koeltorens, industriële koeltorens, fonteinen, sproeibaden enz. worden gebruikt om water te koelen. In gebieden met een warm en vochtig klimaat kan in sommige gevallen, naast indirecte verdampingskoeling, machinekoeling worden gebruikt gebruikt.
meertraps systemen verdampingskoeling. De theoretische limiet voor luchtkoeling met behulp van dergelijke systemen is de dauwpunttemperatuur.
Airconditioningsystemen die gebruik maken van directe en indirecte verdampingskoeling hebben een breder toepassingsgebied dan systemen die alleen directe (adiabatische) verdampingskoeling gebruiken.
Het is bekend dat tweetrapsverdampingskoeling het meest geschikt is
gebieden met droge en warme klimaten. Met tweetrapskoeling kunnen lagere temperaturen, minder luchtwisselingen en een lagere relatieve luchtvochtigheid in ruimtes worden bereikt dan met eentrapskoeling. Deze eigenschap van tweetrapskoeling heeft geleid tot een voorstel om volledig over te gaan op indirecte koeling en een aantal andere voorstellen. Als echter alle overige omstandigheden gelijk blijven, hangt het effect van mogelijke verdampingskoelsystemen direct af van veranderingen in de toestand van de buitenlucht. Daarom garanderen dergelijke systemen niet altijd het behoud van de vereiste luchtparameters in kamers met airconditioning gedurende het hele seizoen of zelfs maar één dag. Een idee van de voorwaarden en grenzen van het juiste gebruik van tweetraps verdampingskoeling kan worden verkregen door de genormaliseerde parameters van de binnenlucht te vergelijken met mogelijke veranderingen in de parameters van de buitenlucht in gebieden met een droog en warm klimaat.
de berekening van dergelijke systemen moet worden uitgevoerd met behulp van het J-d-diagram in de volgende volgorde.
Punten met de berekende parameters van externe (H) en interne (B) lucht worden uitgezet in het J-d-diagram. In het beschouwde voorbeeld worden volgens de ontwerpspecificaties de volgende waarden geaccepteerd: tн = 30 °С; tв = 24 °С; fв = 50%.
Voor de punten H en B bepalen we de waarde van de natte thermometertemperatuur:
tmn = 19,72 °C; tmv = 17,0 °C.
Zoals u kunt zien is de waarde van tmn bijna 3 °C hoger dan die van tmw. Voor een grotere koeling van water en vervolgens externe toevoerlucht is het daarom raadzaam om lucht die door uitlaatsystemen uit kantoorpanden wordt verwijderd naar de koeltoren te voeren.
Houd er rekening mee dat bij het berekenen van een koeltoren de vereiste luchtstroom groter kan zijn dan de luchtstroom die uit de geconditioneerde ruimtes wordt afgevoerd. In dit geval moet een mengsel van buitenlucht en afvoerlucht aan de koeltoren worden toegevoerd en moet de natte thermometertemperatuur van het mengsel als berekende temperatuur worden genomen.
Uit de berekeningscomputerprogramma's van toonaangevende koeltorenfabrikanten blijkt dat het minimale verschil tussen de uiteindelijke watertemperatuur aan de uitlaat van de koeltoren tw1 en de natte thermometertemperatuur twm van de aan de koeltoren toegevoerde lucht moet liggen op minimaal 2 °C, dat wil zeggen:
tw2 =tw1 +(2,5...3) °C. (1)
Om een diepere koeling van de lucht in de centrale airconditioner te bereiken, wordt de eindtemperatuur van het water bij de uitlaat van de luchtkoeler en bij de inlaat van de koeltoren tw2 maximaal 2,5 hoger genomen dan bij de uitlaat van de koeltoren , dat wil zeggen:
tвк ≥ tw2 +(1...2) °С. (2)
Houd er rekening mee dat de eindtemperatuur van de gekoelde lucht en het oppervlak van de luchtkoeler afhankelijk is van de temperatuur tw2, aangezien bij een dwarsstroming van lucht en water de eindtemperatuur van de gekoelde lucht niet lager kan zijn dan tw2.
Normaal gesproken wordt aanbevolen dat de eindtemperatuur van de gekoelde lucht 1 à 2 °C hoger is dan de eindtemperatuur van het water aan de uitlaat van de luchtkoeler:
tвк ≥ tw2 +(1...2) °С. (3)
Als dus aan de vereisten (1, 2, 3) wordt voldaan, is het mogelijk een verband te verkrijgen tussen de natte thermometertemperatuur van de lucht die naar de koeltoren wordt gevoerd en de eindtemperatuur van de lucht die de koeler verlaat:
tвк =tвм +6 °С. (4)
Merk op dat in het voorbeeld in Fig. 7.14 de genomen waarden zijn tbm = 19 °C en tw2 – tw1 = 4 °C. Maar met dergelijke initiële gegevens is het, in plaats van de in het voorbeeld aangegeven waarde tin = 23 °C, mogelijk om de uiteindelijke luchttemperatuur aan de uitlaat van de luchtkoeler niet lager dan 26–27 °C te verkrijgen, waardoor het hele schema zinloos bij tn = 28,5 °C.
Ecologie van consumptie. De geschiedenis van de airconditioner met directe verdampingskoeling. Verschillen tussen directe en indirecte koeling. Toepassingsmogelijkheden voor verdampingsairconditioners
Luchtkoeling en bevochtiging door middel van verdampingskoeling is een volledig natuurlijk proces waarbij water als koelmedium wordt gebruikt en de warmte effectief in de atmosfeer wordt afgevoerd. Er worden eenvoudige wetten gebruikt: wanneer een vloeistof verdampt, wordt warmte geabsorbeerd of komt er koude vrij. De verdampingsefficiëntie neemt toe met toenemende luchtsnelheid, wat wordt verzekerd door de geforceerde circulatie van de ventilator.
De temperatuur van droge lucht kan aanzienlijk worden verlaagd door de faseverandering van vloeibaar water naar damp, en dit proces vereist aanzienlijk minder energie dan compressiekoeling. In zeer droge klimaten heeft verdampingskoeling ook het voordeel dat het de luchtvochtigheid verhoogt bij het conditioneren ervan, waardoor de inzittenden zich comfortabeler voelen. In tegenstelling tot dampcompressiekoeling heeft het echter een constante waterbron nodig en verbruikt het dit tijdens bedrijf voortdurend.
Geschiedenis van ontwikkeling
Door de eeuwen heen hebben beschavingen originele methoden gevonden om de hitte in hun territoria te bestrijden. Een vroege vorm van koelsysteem, de "windcatcher", werd vele duizenden jaren geleden uitgevonden in Perzië (Iran). Het was een systeem van windschachten op het dak die de wind opvingen, door het water voerden en gekoelde lucht naar binnen bliezen. Het is opmerkelijk dat veel van deze gebouwen ook binnenplaatsen hadden met grote watervoorraden, dus als er geen wind was, verdampte als gevolg van het natuurlijke proces van waterverdamping het water op de binnenplaats door naar boven stijgende warme lucht, waarna de reeds gekoelde lucht stroomde door het gebouw. Tegenwoordig heeft Iran windvangers vervangen door verdampingskoelers en gebruikt deze op grote schaal, en de markt bereikt, vanwege het droge klimaat, een omzet van 150.000 verdampers per jaar.
In de VS was de verdampingskoeler in de twintigste eeuw het onderwerp van talrijke patenten. Velen van hen hebben sinds 1906 het gebruik van houtkrullen voorgesteld als pakking die grote hoeveelheden water transporteert in contact met bewegende lucht en intense verdamping ondersteunt. Het standaardontwerp, zoals weergegeven in het patent uit 1945, omvat een waterreservoir (meestal uitgerust met een vlotter om het niveau aan te passen), een pomp om water door de houtsnippers te laten circuleren en een ventilator om lucht door de pads in de lucht te blazen. woonruimtes. Dit ontwerp en deze materialen blijven een hoofdbestanddeel van de verdampingskoelertechnologie in het zuidwesten van de Verenigde Staten. In deze regio worden ze bovendien gebruikt om de luchtvochtigheid te verhogen.
Verdampingskoeling was gebruikelijk in vliegtuigmotoren uit de jaren dertig, zoals de motor van het Beardmore Tornado-luchtschip. Dit systeem werd gebruikt om de radiator te verminderen of volledig te elimineren, wat anders een aanzienlijke aerodynamische weerstand zou veroorzaken. In deze systemen werd het water in de motor onder druk gehouden met behulp van pompen die het mogelijk maakten het te verwarmen tot temperaturen boven de 100°C, aangezien het werkelijke kookpunt afhankelijk is van de druk. Oververhit water werd door een mondstuk op een open pijp gespoten, waar het onmiddellijk verdampte en zijn warmte ontving. Deze pijpen kunnen onder het oppervlak van het vliegtuig worden geplaatst om nulweerstand te creëren.
Op sommige voertuigen zijn externe verdampingskoelunits geïnstalleerd om het interieur te koelen. Ze werden vaak verkocht als extra accessoires. Het gebruik van verdampingskoeling in auto's ging door totdat airconditioning met dampcompressie wijdverspreid werd.
Verdampingskoeling is een ander principe dan dampcompressiekoelunits, hoewel ze ook verdamping vereisen (verdamping is onderdeel van het systeem). In de dampcompressiecyclus, nadat het koelmiddel in de verdamperspiraal is verdampt, wordt het koelgas gecomprimeerd en gekoeld, waarbij het onder druk condenseert tot een vloeibare toestand. In tegenstelling tot deze cyclus verdampt het water in een verdampingskoeler slechts één keer. Het verdampte water in de koelinrichting wordt afgevoerd naar een ruimte met gekoelde lucht. In een koeltoren wordt het verdampte water door de luchtstroom afgevoerd.
Toepassingen voor verdampingskoeling
Er zijn directe, schuine en tweetraps verdampingsluchtkoeling (direct en indirect). Directe verdampingsluchtkoeling is gebaseerd op het isenthalpische proces en wordt tijdens het koude seizoen in airconditioners gebruikt; bij warm weer is dit alleen mogelijk als er geen of weinig vocht vrijkomt in de kamer en het lage vochtgehalte van de buitenlucht. Het omzeilen van de irrigatiekamer breidt de reikwijdte van de toepassing enigszins uit.
Directe verdampingskoeling van lucht is raadzaam in droge en warme klimaten in het toevoerventilatiesysteem.
Indirecte verdampingsluchtkoeling wordt uitgevoerd in oppervlakteluchtkoelers. Om het water dat in de oppervlaktewarmtewisselaar circuleert te koelen, wordt een hulpcontactapparaat (koeltoren) gebruikt. Voor indirecte verdampingskoeling van lucht kunt u apparaten van een gecombineerd type gebruiken, waarbij de warmtewisselaar tegelijkertijd beide functies vervult: verwarmen en koelen. Dergelijke apparaten zijn vergelijkbaar met luchtrecuperatieve warmtewisselaars.
Gekoelde lucht stroomt door een groep kanalen, het binnenoppervlak van de tweede groep wordt geïrrigeerd met water dat in de pan stroomt en vervolgens opnieuw besproeid. Bij contact met de afvoerlucht die in de tweede groep kanalen passeert, vindt verdampingskoeling van het water plaats, waardoor de lucht in de eerste groep kanalen wordt gekoeld. Indirecte verdampingsluchtkoeling maakt het mogelijk om de prestaties van een airconditioningsysteem te verminderen in vergelijking met de prestaties met directe verdampingsluchtkoeling en breidt de mogelijkheden van het gebruik van dit principe uit, omdat het vochtgehalte van de toevoerlucht is in het tweede geval lager.
Met tweetraps verdampingskoeling airconditioners maken gebruik van opeenvolgende indirecte en directe verdampingskoeling van de lucht in de airconditioner. In dit geval wordt de installatie voor indirecte verdampingsluchtkoeling aangevuld met een irrigatiemondstukkamer die werkt in de directe verdampingskoelingmodus. Typische sproeimondstukkamers worden in verdampingsluchtkoelsystemen gebruikt als koeltorens. Naast eentraps indirecte verdampingsluchtkoeling is meertraps luchtkoeling mogelijk, waarbij diepere luchtkoeling wordt uitgevoerd - dit is het zogenaamde compressorvrije airconditioningsysteem.
Directe verdampingskoeling (open cyclus) wordt gebruikt om de luchttemperatuur te verlagen met behulp van de soortelijke verdampingswarmte, waardoor de vloeibare toestand van water in een gasvormige toestand verandert. Bij dit proces verandert de energie in de lucht niet. Droge, warme lucht wordt vervangen door koele en vochtige lucht. De warmte uit de buitenlucht wordt gebruikt om water te verdampen.
Indirecte verdampingskoeling (gesloten lus) is een proces dat lijkt op directe verdampingskoeling, maar maakt gebruik van een specifiek type warmtewisselaar. In dit geval komt de vochtige, gekoelde lucht niet in contact met de geconditioneerde omgeving.
Tweetraps verdampingskoeling, of indirect/direct.
Traditionele verdampingskoelers gebruiken slechts een fractie van de energie die nodig is voor dampcompressiekoelunits of adsorptie-airconditioningsystemen. Helaas verhogen ze de luchtvochtigheid tot oncomfortabele niveaus (behalve in zeer droge klimaten). Tweetraps verdampingskoelers verhogen de luchtvochtigheid niet zo veel als standaard eentraps verdampingskoelers.
In de eerste fase van een tweetrapskoeler wordt warme lucht indirect gekoeld zonder de luchtvochtigheid te verhogen (door door een warmtewisselaar te gaan die wordt gekoeld door externe verdamping). In de directe fase stroomt voorgekoelde lucht door een met water doordrenkt kussen, waar het verder wordt afgekoeld en vochtiger wordt. Omdat het proces een eerste voorkoelfase omvat, vereist de directe verdampingsfase minder vochtigheid om de vereiste temperaturen te bereiken. Als gevolg hiervan koelt het proces volgens fabrikanten lucht af met een relatieve vochtigheid variërend van 50 tot 70%, afhankelijk van het klimaat. Ter vergelijking: traditionele koelsystemen verhogen de luchtvochtigheid tot 70 - 80%.
Doel
Bij het ontwerpen van een centraal toevoerventilatiesysteem is het mogelijk om de luchtinlaat uit te rusten met een verdampingssectie en zo de kosten van luchtkoeling tijdens het warme seizoen aanzienlijk te verlagen.
In de koude en overgangsperioden van het jaar, wanneer de lucht wordt verwarmd door toevoerverwarmers van ventilatiesystemen of binnenlucht door verwarmingssystemen, warmt de lucht op en neemt het fysieke vermogen om te assimileren (absorberen) toe, en met toenemende temperatuur - vocht. Of, hoe hoger de luchttemperatuur, hoe meer vocht deze kan opnemen. Wanneer de buitenlucht bijvoorbeeld door een verwarming door een ventilatiesysteem wordt verwarmd van een temperatuur van -22 0 C en een luchtvochtigheid van 86% (buitenluchtparameter voor HP in Kiev), naar +20 0 C, daalt de luchtvochtigheid onder de grenswaarden voor biologische organismen zijn een onaanvaardbare luchtvochtigheid van 5-8%. Een lage luchtvochtigheid heeft een negatieve invloed op de huid en slijmvliezen van mensen, vooral mensen met astma of longziekten. Gestandaardiseerde luchtvochtigheid voor residentiële en administratieve gebouwen: van 30 tot 60%.
Verdampingsluchtkoeling gaat gepaard met het vrijkomen van vocht of een verhoging van de luchtvochtigheid, tot een hoge verzadiging van de luchtvochtigheid van 60-70%.
Voordelen
De mate van verdamping – en dus de warmteoverdracht – hangt af van de natteboltemperatuur buiten, die vooral in de zomer veel lager is dan de equivalente drogeboltemperatuur. Op warme zomerdagen, wanneer de drogeboltemperatuur hoger is dan 40°C, kan verdampingskoeling bijvoorbeeld het water tot 25°C afkoelen of de lucht koelen.
Omdat verdamping veel meer warmte verwijdert dan standaard fysieke warmteoverdracht, gebruikt warmteoverdracht vier keer minder luchtstroom dan conventionele luchtkoelingsmethoden, waardoor aanzienlijke hoeveelheden energie worden bespaard.
Verdampingskoeling versus traditionele airconditioningmethoden In tegenstelling tot andere soorten airconditioning wordt bij verdampingsluchtkoeling (biokoeling) geen gebruik gemaakt van schadelijke gassen (freon en andere) als koelmiddelen, die schadelijk zijn voor het milieu. Het verbruikt ook minder elektriciteit, waardoor energie, natuurlijke hulpbronnen en tot 80% aan bedrijfskosten worden bespaard in vergelijking met andere airconditioningsystemen.
Gebreken
Lage prestaties in vochtige klimaten.
Een verhoging van de luchtvochtigheid, die in sommige gevallen ongewenst is, resulteert in tweetrapsverdamping, waarbij de lucht geen contact maakt met en niet verzadigd is met vocht.
Werkingsprincipe (optie 1)
Het koelproces wordt uitgevoerd door het nauwe contact van water en lucht en de overdracht van warmte naar de lucht door verdamping van een kleine hoeveelheid water. De warmte wordt vervolgens afgevoerd via de warme en met vocht verzadigde lucht die de unit verlaat.
Werkingsprincipe (optie 2) - installatie op de luchtinlaat
Verdampingskoeleenheden
Er zijn verschillende soorten verdampingskoelunits, maar ze hebben allemaal:
- sectie voor warmtewisseling of warmteoverdracht, voortdurend bevochtigd met water door irrigatie,
- een ventilatorsysteem voor geforceerde circulatie van buitenlucht door het warmtewisselaargedeelte,