Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Холодильная и криогенная техника, системы кондиционирования

Диссертационная работа:

Колюнов Олег Андреевич. Система двухступенчатой утилизации энергии вытяжного воздуха с использованием обращенной тепловой машины : Дис. ... канд. техн. наук : 05.04.03 : Санкт-Петербург, 2004 144 c. РГБ ОД, 61:05-5/94

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Введение 8

Глава 1 .Энергосбережение в системах вентиляции и кондиционирования 13

1.1 .Обзор типов и конструкций утилизаторов 14

1.2. Обзор выпускаемых теплоутилизаторов 16

1.3.Виды поверхностных интенсификаторов теплообмена 24

1.4. Обмерзание пластинчатых теплообменников и методы борьбы с ним 30

Глава 2.Экспериментальное исследование интенсификации теплообмена и

гидравлического сопротивления в плоских каналах 34

2.1.Цели и задачи эксперимента

2.2.0писание стенда. Схема измерений 35

2.3. Средства измерения и приборы 3 7

2.4.Оценка погрешности эксперимента 39

2.5 .Методика проведения эксперимента 43

2.6.Результаты эксперимента 49

2.7.Обобщение и анализ экспериментальных данных 50

Глава 3 .Разработка конструкции утилизатора повышенной эффективности 64

Глава 4.Системы на базе обращенной тепловой машины 70

4.1 .Общие сведения о тепловых машинах

4.2.Методика оптимизации теплообменников типа «воздух - холодильный

агент» для отопительных тепловых насосов 80

44ЛЛ ХШщиеиаохфосы теплопередачи 82

4.2.2 .Геометрия теплообменников 83

4.3 .Расчёт испарителя 86

4.4.Расчёт конденсатора 90

4.5.Выводы 93

4.6.Сравнение различных систем отопления для климатических условий

Северо-запада России 96

Глава 5.Разработка программы для подбора параметров теплообменных

аппаратов 100

5.1.Ограничения, заложенные в программе

5.2.Порядок работы программы 101

Глава б.Технико-экономическое обоснование 110

Заключение и выводы по работе 116

Список используемой литературы 118

Приложения 124

Введение к работе:

Кондиционирование воздуха относится к наиболее современным и технически совершенным способам создания и поддержания в помещениях условий комфорта для человека, оптимальных параметров воздушной среды для производственных процессов и обеспечения длительной сохранности различных материалов, товаров, продуктов, ценностей культуры и искусства. Кондиционирование воздуха - придание ему и автоматическое поддержание необходимых тепловлажностных качеств. При этом в отличие от общеобменной вентиляции и отопления при использовании системы кондиционирования в течение круглого года и, особенно, в теплое время в помещениях можно поддерживать любые желаемые - постоянные или изменяющиеся по программе - параметры внутреннего воздуха, независимо от наружных метеорологических условий и переменных поступлений в помещение тепла и влаги.

В соответствии со СНиП [54] «кондиционирование воздуха» -автоматическое поддержание в закрытых помещениях всех или отдельных параметров воздуха (температуры, чистоты, скорости движения и др.) с целью обеспечения, главным образом, оптимальных метеорологических условий наиболее благоприятных для самочувствия людей. В определённых условиях система кондиционирования может совмещать решение задач отопления, охлаждения и вентиляции.

Благодаря усилению изоляции улучшаются теплозащитные характеристики наружных ограждений зданий, общие тепловые оттоки (притоки) из(в) помещения путём теплопередачи уменьшаются. В то же время вклад в общий энергобаланс помещения вентиляционных «теплооттоков» (поступлений) становится настолько существенным, что использование теплового потенциала вентиляционных выбросов может оказаться экономически оправданным. Вместе с тем, бережное отношение к энергопользованию напрямую связано с экологией окружающей нас среды.

В системах кондиционирования, как_тгравило, применяются холодильные машины для осуществления охлаждения воздуха в помещениях.

В холодный период года холодильные машины можно использовать в режиме нагрева - так называемый обращенный (теплонасосный) цикл. Для реализации этого режима необходимо обладать источником низкопотенциальной теплоты (НПИТ), который бы позволял эффективно отводить холод от испарителя холодильной машины. В конденсаторе, благодаря превращению горячего рабочего агента в жидкость, теплота конденсации отводится для нагрева воздуха в помещении.

За последние годы в России зарубежные фирмы широко распространили применение автономных кондиционеров, выполненных по раздельной схеме (сплит-системы) с наружным воздухом в качестве НПИТ. В холодный период года наружный теплообменный аппарат становится испарителем, а внутренний - конденсатором установки.

При температурах воздуха ниже 0С показатель преобразования электроэнергии в теплоту резко снижается из-за уменьшения температуры кипения хладагента. По данным производителей [27],[30], обращенная тепловая машина (ОТМ) эффективно работает до температур наружного воздуха -10С. Для климата северных районов России наружный воздух не может служить источником низкопотенциальной теплоты и система кондиционирования с ОТМ является неэффективной.

Для того, чтобы эта система стала энергетически целесообразной, необходимо дополнить её устройством, повышающим температурный потенциал воздуха на входе в аппараты ОТМ. Большинство фирм предлагает устанавливать в вентиляционном канале электронагреватель, который поднимет температуру наружного воздуха. Однако, прямое использование электричества на цели отопления имеет показатель преобразования энергии (КОП) равный (или меньший, с учётом мощности вентилятора) единице. Для сравнения, КОП цикла Карно примерно равен двенадцати. Потому при

-проектировании подобных систем -рассматривается возможность использования температурного потенциала вентиляционных выбросов -утилизации теплоты воздуха удаляемого из помещения. Для этого в систему вместо электронагревателя (рис.1) включают теплообменники-утилизаторы различных конструкций (см. гл.1).

Постановка задачи исследования В данной диссертационной работе рассматривается возможность круглогодичного применения системы с двухступенчатой утилизацией теплоты вентиляционных выбросов (обращенная тепловая машина и теплообменник-утилизатор) в климате г.Санкт-Петербурга (рис.2) для компенсации теплопотерь через систему вентиляции объекта. Предполагается наличие в помещении системы отопления, компенсирующей потери через ограждающие конструкции. При температурах наружного воздуха, характерных для переходного периода разрабатываемая система позволит уменьшить мощность (или отключить) основную систему отопления (СО).

Далее, в качестве расчётного, будет рассматриваться только холодный период года, как менее изученный с использованием ОТМ для Северозападного региона. В тёплый период года холодильная машина работает в обычном режиме, вырабатывая холод на нужды системы кондиционирования. В переходный период система с ОТМ даёт возможность одновременной выработке теплоты и холода, что является дополнительным преимуществом рассматриваемых систем.

На работу системы отопления существенно влияют параметры наружного климата. Для условий Северо-Западного региона, и , в частности, г. Санкт-Петербурга, за расчётные параметры согласно СНиП [55] принимаются: температура в холодный период -26С, средняя температура за отопительный период -2,2С и продолжительность отопительного периода 219 суток.

Необходимость создания такой системы связана с тем, что при температурах ниже -10С эффективность ТНУ снижается до значений эффективности прямого электрообогрева. Поэтому к холодильной машине предлагается добавить теплообменник-утилизатор, который повышает температурный потенциал воздуха на входе в теплонасную установку. Одновременно с этим улучшается экологическая ситуация (отсутствие "парникового эффекта").

t=21"C

Рис. 1 .Система кондиционирования с использованием электрического воздухонагревателя

f*

t=21 С

fc-tfc

t

t=-2tfc

А\—ф_

>(^У вп

*ЧГ2ІС

!

Рис.2.Система кондиционирования с двухступенчатой утилизацией теплоты удаляемого воздуха

где Эл.н — электрический воздухонагреватель (ТЭН); У- утилизатор; ВП — вентилятор приточный; ВВ- вентилятор вытяжной

конструкций утилизаторов теплоты, на основании которых даются рекомендации по улучшению конструкции рассматриваемых аппаратов.

Эти улучшения позволили частично решить проблему обмерзания поверхностей утилизатора при отрицательных температурах наружного воздуха, увеличить коэффициент теплоотдачи за счёт нанесения специального профиля в виде сферических углублений (доказано экспериментально), что позволило повысить общую эффективность аппарата на 15-*-20%.

Разработана методика определения характеристик теплообменных аппаратов ОТМ, позволяющая проектировщикам подбирать оборудование для различных климатических условий. Данная методика заложена в компьютерную программу, которая может быть использована инженерами-проектировщиками.

В диссертационной работе проведено технико-экономическое сравнение систем с электрообогревом и с двухступенчатой утилизацией теплоты. Расчеты показывают, что при больших капитальных затратах, система с ОТМ окупится через два года. Поэтому монтаж такой системы на объектах различного назначения становится целесообразным.

Подобные работы
Крысанов Константин Сергеевич
Разработка и исследование вакуумно-испарительных холодильных машин с использованием воды как холодильного агента
Шахмеликян Гарегин Бадрикович
Совершенствование процесса и аппарата флюидизационного замораживания растительной продукции с использованием воздушной турбохолодильной машины
Якименко Александр Иванович
Совершенствование работы масляных систем паровых холодильных машин
Эль Садек Хассан Нур Эль Дин
Разработка методики оптимизации параметров парокомпрессионных машин для комбинированных систем кондиционирования и теплоснабжения жилых и общественных зданий
Таганцев Олег Михайлович
Совершенствование двухступенчатого центробежного компрессора для водоохлаждающих машин малой холодопроизводительности систем кондиционирования
Ломовцев Борис Андреевич
Применение парокомпрессионных холодильных машин на смеси R12/RС318 в системах отвода технологического тепла
Бобков Алексей Владимирович
Разработка проточной системы хладоснабжения туннельного скороморозильного аппарата с использованием низкотемпературного воздуха от турборефрижераторной установки
Стефанова Виктория Александровна
Совершенствование процесса и аппарата быстрого замораживания пищевых продуктов с использованием низкотемпературного воздуха от турборефрижераторной установки
Вдовин Денис Сергеевич
Разработка методики проектирования несущих систем колесных машин, выполненных с использованием сварных точечных и клеесварных соединений
Райшев Денис Владимирович
Система утилизации тепла с термоэлектрическим генератором для строительных машин (На примере бульдозера Б-10М)

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net