Розробка теплотехнічних основ підвищення ефективності роботи непрямих випарних повітроохолоджувачів у складі теплотехнологічного обладнання. Вивчення впливу осушення повітря на ефективність роботи НВП та визначення оптимальних режимних характеристик НВП.
При низкой оригинальности работы "Використання непрямих випарних повітроохолоджувачів у теплотехнологіях", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
В якості одного з видів нетрадиційних відновлюваних енергоресурсів може служити термодинамічна нерівновага в системі “вода-повітря”, що характеризується психрометричною різницею температур, яку можна використовувати для виробництва холоду, наприклад, в установках непрямого випарного охолодження повітря. Застосування багатоступеневих схем непрямого випарного охолодження повітря дає змогу знизити температурний рівень охолодженого повітря. Непрямі випарні повітроохолоджувачі (НВП) отримали певне поширення в системах вентиляції і кондиціювання повітря, тепловологісної обробки повітря в різних теплотехнологіях. Але більш широкому використанню НВП перешкоджає ряд факторів: залежність ефективності роботи повітроохолоджувачів такого типу від початкових параметрів повітря (найбільша ефективність досягається в районах із сухим та жарким кліматом), слабке вивчення процесів тепловологісної обробки повітря в НВП при зниженому тиску, брак даних щодо оптимальних режимів роботи НВП, недостатньо опрацьоване питання використання НВП в енергоощадних теплотехнологіях. (протокол № 9/48), науково-дослідної роботи “Розробити сорбційні методи та пристрої для отримання чистої води з атмосферного повітря та забруднених вод, використовуючи в якості джерел енергії Сонце та термодинамічну нерівновагу в навколишньому середовищі” та науковому напрямку н/н5-03 кафедри теплотехніки, охорони праці та навколишнього середовища Київського національного університету технологій та дизайну “Охорона навколишнього середовища і створення систем захисту людини від шкідливих умов на виробництві” і науково-дослідній роботі “Теоретична розробка та практична реалізація нових енергоресурсозберігаючих технологій на основі тепломасообміних процесів легкої промисловості” (№ держ. реєстрації 0103U000845), а також у рамках таких законодавчих актів: Постанови Верховної Ради України № 75/94-ВР від 1.07.94 р., що затвердила “Закон України про енергозбереження”? Постанови Кабінету Міністрів України № 1274 від 17.10.96 р.У цьому розділі наведено існуючі схеми непрямого випарного охолодження повітря і виконано аналіз щодо їх ефективності. Наведено чисельні факти, які свідчать про значне заощадження електроенергії при використанні непрямого випарного охолодження повітря замість традиційних машинних методів охолодження повітря. У другому розділі наведено результати теоретичних та експериментальних досліджень процесів непрямого випарного охолодження повітря як при атмосферному, так і при зниженому тиску повітря. Для двоступеневого випарного повітроохолоджувача залежність для обчислювання кінцевої температури тк основного потоку повітря має вигляд: tk =[t1 - E1(t1 - tw)](1 - E2) E2t2м, (1) де Е1, Е2 - коефіцієнти теплотехнічної ефективності першого та другого ступеня повітроохолоджувача, t1-початкова температура повітря, t2м-температура основного потоку повітря за мокрим термометром на виході з першої ступені, tw - температура циркулюючої води в першій ступені. Дослідження охолодження повітря було виконано на експериментальному стенді, який складався з блоку підготовки початкових параметрів повітря, системи заміру параметрів повітря та циркулюючої води і безпосередньо експериментального модуля (суміщеного непрямого випарного теплообмінника та теплообмінника прямої випарної дії у разі дослідження двоступеневого випарного повітроохолоджувача і двох суміщених непрямих випарних теплообмінників та утилізатору холоду у вигляді поверхневого протитечійного теплообмінника у разі дослідження двоступеневого непрямого випарного повітроохолоджувача).Використання НВП у системах кондиціювання повітря забезпечує отримання комфортних або необхідних технологічних параметрів повітря. На засаді теоретичних досліджень процесів обміну тепла та маси отримано залежності для визначення коефіцієнтів теплотехнічної ефективності цих повітроохолоджувачів. Використовуючи ці залежності, можна визначити параметри повітря на виході з повітроохолоджувачів у залежності від початкових параметрів повітря, площі теплообмінної поверхні та масової витрати потоків. Ефективність охолодження повітря в НВП зростає зі зниженням тиску, тому що пропорційно зниженню тиску зменшується відносна вологість повітря, а психрометрична різниця температур, навпаки, зростає. На засадах аналізу балансових рівнянь визначено максимальну температуру охолодження повітря в роздільному регенеративному НВП при зниженому тиску допоміжного потоку повітря.
План
2. Основний зміст роботи
Вывод
1. Використання непрямих випарних повітроохолоджувачів у теплотехнологіях забезпечує екологічну чистоту та заощадження енергії. Використання НВП у системах кондиціювання повітря забезпечує отримання комфортних або необхідних технологічних параметрів повітря.
2. Виконано теоретичні та експериментальні дослідження роботи двоступеневого випарного та двоступеневого непрямого випарного з утилізатором холоду відпрацьованого допоміжного потоку повітроохолоджувачів. На засаді теоретичних досліджень процесів обміну тепла та маси отримано залежності для визначення коефіцієнтів теплотехнічної ефективності цих повітроохолоджувачів. Використовуючи ці залежності, можна визначити параметри повітря на виході з повітроохолоджувачів у залежності від початкових параметрів повітря, площі теплообмінної поверхні та масової витрати потоків. Для визначення ступеня охолодження повітря в запропонованих двоступеневих повітроохолоджувачах та підтвердження отриманих теоретичних залежностей було проведено експериментальні дослідження. Отримані експериментальні значення та розрахункові добре збігаються. Степень охолодження повітря в запропонованих двоступеневих НВП виявився значно більшим, ніж в одноступеневому НВП і їх доцільно використовувати для цілей комфортного кондиціювання.
3. Ефективність охолодження повітря в НВП зростає зі зниженням тиску, тому що пропорційно зниженню тиску зменшується відносна вологість повітря, а психрометрична різниця температур, навпаки, зростає. На засадах теоретичного аналізу визначено оптимальні режими роботи НВП при зниженому тиску. Визначено, що максимальної холодопродуктивності НВП при зниженому тиску повітря досягають при співвідношенні основного та повного потоків повітря Go/Gп =0,45...0,55. На засадах аналізу балансових рівнянь визначено максимальну температуру охолодження повітря в роздільному регенеративному НВП при зниженому тиску допоміжного потоку повітря.
4. Результати дослідження впливу попереднього осушення повітря перед регенеративними НВП за допомогою нових сорбентів, розроблених в ІТТФ НАНУ, свідчать, що при попередньому осушенні повітря холодопродуктивність повітроохолоджувачів значно зростає. При спільній роботі НВП з осушувачами повітря є можливість їх використання в усіх кліматичних умовах.
5. Запропоновано нові способи опріснення води за допомогою НВП. Термодинамічний аналіз процесів опріснення води за допомогою НВП показав, що ефективність процесів опріснення зростає при попередньому осушенні чи нагріванні повітря.
6. Розроблено нові схемні рішення одно- та двоступеневих НВП з утилізаторами холоду відпрацьованого допоміжного потоку повітря. Такі повітроохолоджувачі є екологічними, ресурсозберігаючими пристроями і забезпечують параметри припливного повітря, які є достатніми для підтримки комфортних параметрів мікроклімату. Для цілей комфортного кондиціювання також розроблено схему двоступеневого НВП, у градирню другої ступені якого потрапляє витяжне повітря з приміщення. Техніко-економічний аналіз цієї схеми та традиційних схемних рішень показав переваги першої. Використання розроблених каскадних схем НВП повинно бути зорієнтовано на вирішення конкретної задачі в кожному окремому випадку.
7. НВП перспективно використовувати в пристроях для термообробки сільськогосподарської продукції. Розроблені схемні рішення сушарок на базі НВП характеризуються екологічною чистотою та низьким споживанням енергії.
8. Виконані теоретичні та експериментальні дослідження процесів непрямого випарного охолодження, а також нові схемні рішення та конструктивне оформлення НВП у сукупності створюють основу для розробки та розрахунку нових ефективних теплотехнологій, до складу обладнання яких входять НВП.
Список литературы
1. Кузнєцова О.О. Використання утилізаторів холоду в установках кондиціювання повітря з непрямими випарними повітроохолоджувачами// Вісник Київського національного університету технологій та дизайну. - 2004. - № 3. - С. 38-42.
2. Снежкин Ю.Ф., Наумов С.Ю., Чалаев Д.М., Писарев В.Е., Кузнецова Е.А. Исследование процессов осушки воздуха для регенеративных косвенно-испарительных воздухоохладителей// Вентиляція, освітлення та теплогазопостачання.- 2002. - Вип. 4. - С. 12-17.
3. Писарев В.Е., Кузнецова Е.А. Характеристики регенеративного косвенно-испарительного воздухоохладителя при пониженном давлении среды// Известия ВУЗОВ и энергетических объединений СНГ. Энергетика. - 1994. - №№ 1-2.-С. 83-86.
4. Писарев В.Е., Кузнецова Е.А. Оптимальные режимы работы косвенно-испарительного оздухоохладителя при пониженном давлении среды// Известия ВУЗОВ и энергетических объединений СНГ. Энергетика .- 1997.- №№ 9, 10. - С. 58-60.
5. Писарев В.Е., Кузнецова Е.А. Использование регенеративных косвенно-испарительных воздухоохладителей при кондиционировании воздуха с осушкой// Известия ВУЗОВ и энергетический объединений СНГ. Энергетика. - 2000. - № 4.- С. 73-77.
6. Gorski J, Pisarev V., Kuznecova E. Ochladzenie powietrza z regeneracyjnym odparowaniem posrednim przy cisnieniu nyzszym od atmosferycznego// Chlodnictwo і klimatyzacja.- 2002.- № 8.- S. 6-10 (Польща).
7. Gorski J, Pisarev V., Kuznecova E. Technologia osuszania powietrza oraz regeneracyjnego ochladzania metoda posredniego odparowania// Chlodnictwo і klimatyzacja.- 2003.- № 6.- S. 53-56 (Польща).
8. Пісарев В.Є., Кузнєцова О.О. Опріснення води за допомогою непрямих випарних повітроохолоджувачів// Винахідник і раціоналізатор.- 1999.- №№ 1,2.- С. 21.
9. Чалаєв Д.М., Толстих І.П., Пісарев В.Є., Кузнєцова О.О. Підвищення продуктивності опріснювача води регенеративного непрямого принципу дії// Винахідник і раціоналізатор.- 1999.- №№ 1, 2.- С. 8.
10. Установка для косвенно-испарительного охлаждения воздуха: А.с. 1670298 СССР, МКИ F24/F3/14/ В.Е. Писарев, В.Г. Педанов, Е.А. Кузнецова (СССР).- № 4631439/29; Заявлено 04.01.89; Опубл. 15.00.91, Бюл. № 30.- 4 с. ил.
11. Установка для охлаждения воздуха: А.с. 1682724 СССР, МКИ F24F3/14/ В.Е. Писарев, С.Е. Наумов, Е.А. Кузнецова (СССР).- № 4763101/29; Заявлено 29.11.89; Опубл.07.10.91, Бюл. № 37.- 3 с. ил.
12. Установка для гипобарического хранения сельскохозяйственной продукции: А.с.1683555 СССР, МКИ А01F25/00, F25D17/06/ В.Я. Журавленко, В.Е. Писарев, Е.А. Кузнецова (СССР).- № 4703595/13; Заявлено 14.06.89; Опубл. 15.10.91, Бюл. № 38.- 3 с. ил.
13. Установка для косвенно-испарительного охлаждения воздуха: А.с. 1721398 СССР, МКИ F24F3/14/ В.Е. Писарев, Е.А. Кузнецова (СССР).- № 4843002/29; Заявлено 26.06.90; Опубл. 23.03.92, Бюл. № 11.-3 с. ил.
14. Патент 49520 Україна, МКИ В65D90/28, F28D5/00. Система для зберігання нафтопродуктів/ Луцик Р.В., Пісарев В.Є., Кузнєцова О.О., Ісаєнко Р.К.-№ 2001128787, Заявлено 18.11.01, Опубл. 16.09.02, Бюл. № 9.
22. Патент 36066 Україна, МКИ F26D3/06,F24J2/28. Обладнання для сушіння термолабільної сировини/ Писарєв В.Є., Снєжкін Ю.Ф., Кузнєцова О.О.- № 99105912, Заявлено 28.10.99, Опубл. 16.04.01, Бюл. № 3.- 4 с. іл.
23. Писарев В.Е., Кузнецова Е.А. Косвенно-испарительное охлаждение воздуха в гипобарическом хранилище сельскохозяйственной продукции. Холодопроизводительность раздельного косвенно-испарительного воздухоохладителя при пониженням давлении среды/ Известия ВУЗОВ СССР. Энергетика.- Минск, 1989.- 12 с. Деп. в ВАСХНИЛАГРОПРОМ 14.11.90, № 5722-В90.
24. Писарев В.Е., Педанов В.Г., Кузнецова Е.А. Исследование увлажнителя воздуха с насадкой из мипластовых пластин при пониженном давлении среды применительно к гипобарическому хранению сельскохозяйственной продукции/ Ред. ж. “Известия ВУЗОВ СССР. Энергетика.- Минск, 1990.- 16 с. Деп. в ВАСХНИЛ, № 501 ВС-90 Деп.
25. Писарев В.Е., Кузнецова Е.А. Косвенно-испарительное охлаждение воздуха при пониженном давлении/ Ред. ж. ”Известия ВУЗОВ СССР. Энергетика.- Минск,1989.- 13 с. Деп. в ВАСХНИЛ 14.11.90, № 5722-В90.
26. Писарев В.Е., Кузнецова Е.А. Косвенно-испарительное охлаждение воздуха в системах кондиционирования гипобарических хранилищ при пониженном давлении вспомогательного потока воздуха/ Ред. ж. ”Известия ВУЗОВ. Энергетика.- Минск, 1991.-12 с. Деп. в ВИНИТИ 15.07.92, № 2326-В92.
27. Писарев В.Е., Кузнецова Е.А. Анализ метода регенеративного косвенно-испарительного охлаждения воздуха при пониженном давлении вспомогательного потока воздуха/ Інститут технической теплофизики НАН Украины.- Киев, 1993.-22 с. Деп. в УКРИНТЭИ 09.03.93, № 387-Ук93.
28. Писарев В.Е., Кузнецова Е.А. Регенеративное косвенно-испарительное охлаждение воздуха при пониженном давлении вспомогательного потока воздуха// Тези доповідей ІХ Міжнародної конференції “Удосконалення процесів та апаратів хімічних, харчових та нафтохімічних виробництв”.- Одеса. - 1996.
29. Писарев В.Е., Кузнецова Е.А. Оптимальные режимы работы раздельного регенеративного косвенно-испарительного воздухоохладителя// Труды 2-го научно-практического симпозиума “Вакуумные технологии и оборудование”.- Харьков. - 1998. - С. 48-49.
30. Писарев В.Е., Кузнецова Е.А. Опреснение воды с помощью косвенно-испарительных воздухоохладителей// Тезисы докладов международной научно-практической конференции “Региональные проблемы энергосбережения в производстве и потреблении энергии”.- Киев. - 1999. - С. 157.
31. Писарєв В.Є., Гурски Ян, Кузнєцова О.О. Технологія осушення повітря та регенеративного охолодження за допомогою метода непрямого випаровування// Збірник матеріалів VIII Міжнародної наукової конференції “Актуальні проблеми будівництва та інженерії довкілля”.- Львів: Львівська політехніка. - 2003. - С. 289-295.
Размещено на .ru
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
