Горін Олександр Миколайович. Альтернативні системи охолодження і кондиціонування повітря з використанням випарного охолодження

Короткий опис

Горін Олександр Миколайович. Альтернативні системи охолодження і кондиціонування повітря з використанням випарного охолодження : Дис... д-ра наук: 05.05.14 2007

Горін О. М.«Альтернативні системи охолодження і кондиціонування повітря з використанням випарного охолодження». Рукопис.
Дисертація на здобуття вченого ступеня доктора технічних наук по спеціальності 05.05.14 «Холодильна та кріогенна техніка», присвячена розвитку наукових і інженерних основ створення альтернативних систем кондиціонування повітря з використанням методів випарного охолодження. Особливий інтерес являють випарні охолодники непрямого типу НВО, у яких охолодження повітря досягається без прямого контакту з водою. Розроблено НВО на основі апаратів плівкового типу з багатоканальною структурою насадки і роздільним рухом потоків газу і рідини, а також регулярною шорсткості поверхні, як метод інтенсифікації тепломасообміну. Виконано моделювання процесів сумісного тепломасопереносу у НВО з урахуванням: термічних опорів потоків газу і рідини, особливостей течії рідинної плівки по поверхням із РШ, характеру розподілення сухих і змочених дільниць поверхні насадки. Експериментально одержані залежності, що забезпечують розрахунок і проектування охолодників. Розглянуто умови роботи випарних охолодників прямого і непрямого типів, комбінованих і багатоступеневих.
Створення випарно-парокомпресійних систем дозволяє «включити» випарний охолодник на високому температурному рівні, де він достатньо ефективний, і використати допоміжній повітряний потік для обдування конденсатора ХМ, а також знизити витрати води на підживлення замість випаруваної у НВО. Показано, що при відносній вологості 3545%, витрати на випарювання можуть бути компенсовані повністю.
Переважною областю практичного використання відкритого абсорбційного циклу з використанням сонячної енергії для регенерації сорбенту (осушувально-випарні охолодники) є кондиціонування повітря Розроблено схемні рішення АСКП, у яких виключається прямий контакт абсорбенту і в повітря, що подається у приміщення, та уніфікована тепломасообмінна апаратура, основана на принципі суміщення декількох робочих процесів у єдиному ТМА а також на широкому використанні полімерних матеріалів. Розроблені СК забезпечують потрібний температурний рівень регенерації абсорбенту. Показано, що для широкого діапазону початкових параметрів повітря попереднього осушування забезпечує можливість одержання комфортних параметрів повітря тільки методами випарного охолодження.
Виконано загальний екологічний аналіз альтернативних рішень з використанням методології і бази даних «Повний життєвий цикл» Альтернативна система АСКП (НВО/ХМ) приводить до меншого виснаження природних ресурсів, ніж традиційна і вносить менший внесок у глобальну зміну клімату. Показано, що найбільший вплив на довкілля призводиться під час експлуатації системи; внесок періоду виробництва складає близько 20% від внеску за весь життєвий цикл, внесок періоду утилізації незначний, загальний екологічний вплив для альтернативної системи складає всього 65% від цього ж впливу для традиційної системи.

Включення випарних охолодників у склад випарно-парокомпресійних (НВО/ХМ) і сонячних осушувально-випарних систем (НВО/АБС.) охолодження та кондиціонування повітря значно розширює кліматичну область використання, підвищує компактність конструкції, знижує енергоспоживання таких систем (в порівнянні з традиційними парокомпресійними системами забезпечується зниження енерговитрат на 30-60%).

випарні охолодники

Розроблені уніфіковані модулі випарних охолодників прямого та непрямого типів на основі поперечнотокових ТМА плівкового типу з багатоканальною структурою насадки і роздільним рухом потоків газу і рідини, а також регулярною шорсткістю поверхні для інтенсифікації процесів тепломасообміну, дозволяють суттєво знизити рівень охолодження та можуть використовуватись в складі багатоступеневих і комбінованих охолодників.
Показано, що значення меж протікання процесів при випарному охолодженні визначаються комплексом величин:= f (,,);= f (,,), в першу чергу, величиною співвідношення(для НВО); правильне визначення параметрів повітряного потоку, що покидає апарат, відіграє важливу роль, оскільки дозволяє запобігти небезпеки повного насичення повітряного потоку до його виходу із насадки.
Експериментально встановлено: вплив РШ поверхні на інтенсифікацію процесів (kопт= p/e = 11-25;= 1.0;= 2025 мм); експериментально одержані залежності, що забезпечують розрахунок і проектування ВО.
Експериментальне дослідження процесів тепломасообміну в випраних охолодниках прямого і непрямого типів, комбінованих і багатоступеневих випарних охолодниках, дозволило встановити, що число ступенів у каскаді охолодників НВО/НВО не доцільно перевищувати двох, а також рекомендувати для практичного використання двуступеневу схему охолодника у складі НВО/ПВО, ефективність якої не набагато менша, але енерговитрати суттєво нижчі.