Załóż konto na portalu i bezpłatnie pobierz wydanie Rynku Instalacyjnego 7-8/2018

Kierunki rozwoju wyparnego chłodzenia powietrza

Chłodnie wyparne
Chłodnie wyparne
s-edc.eu
Ciąg dalszy artykułu...

Pośrednie ochładzanie wyparne może być realizowane w wymiennikach współprądowych, przeciwprądowych, krzyżowych i regeneracyjnych (rys. 2). Podstawowym kierunkiem rozwoju jest w tym wypadku zwiększenie efektywności procesów wymiany ciepła i masy poprzez:

  • stosowanie wielostopniowego chłodzenia powietrza w jednym urządzeniu, aby w pełni wykorzystać nierównowagę termodynamiczną powietrza,
  • poszukiwanie najbardziej skutecznych schematów układów przepływu strumieni, żeby otrzymać możliwie najniższą temperaturę powietrza nawiewanego do użytkowników,
  • wykorzystanie materiałów higroskopijnych o strukturze porowatej, co pozwala na równomierne nawilżenie powierzchni ścianki przy bardzo małym zużyciu wody,
  • optymalizacja procesów wymiany ciepła i masy za pomocą symulacji komputerowych opartych na modelach fizyko-matematycznych, co pozwala maksymalnie zwiększyć sprawność i efektywność pracy układów.

W celu optymalizacji wielostopniowego chłodzenia powietrza oraz uzyskania najkorzystniejszego układu strumieni niezbędna jest analiza pracy urządzeń opartych na „klasycznych” schematach przepływu (współprądowych, przeciwprądowych, regeneracyjnych oraz krzyżowych). Pozwala to wykorzystać zalety różnych systemów i wyeliminować ich niekorzystne cechy poprzez stworzenie układów kombinowanych z przepływem mieszanym [5].

Jednym z najnowocześniejszych i zarazem najbardziej zaawansowanych technicznie urządzeń jest wymiennik oparty na obiegu Maisotsenki (w skrócie M-obiegu, ang. M-cycle), nazwany od nazwiska twórcy, Valerija Maisotsenki [1, 2]. Konstrukcja tego rekuperatora została opatentowana w Rosji i Stanach Zjednoczonych [3]. Obecnie wymiennik sprzedawany jest jako element central wentylacyjnych oraz samodzielna jednostka z wentylatorem do ochładzania pomieszczeń.

Idea obiegu Maisotsenki opiera się na połączeniu przepływu regeneracyjnego oraz krzyżowego: konstrukcja urządzenia pozwala na wstępne ochłodzenie powietrza pomocniczego przy niezmiennej zawartości wilgoci przed procesem ochładzania wyparnego (rys. 3a, kanał 2).

Oznaczenia:

t – temperatura [°C]; W–   =Gcp – pojemność cieplna [W/K]; x – zawartość wilgoci [kg/kg (g/kg)]; X – oś w kierunku ruchu głównego strumienia powietrza; Y – oś w kierunku ruchu pomocniczego strumienia powietrza; l – długość kanału [m]; X– = X/l – odcięta względna; Y– =Y/l – rzędna względna; Z – oś prostopadła do osi X i Y, zgodna z kierunkiem ożebrowania; Z– =Z/hrib – wysokość żebra względna; NTU – liczba jednostek przenikania ciepła, NTU = (aF/Gcp); cp – ciepło właściwe [J/(kgK)]; G – masowy strumień powietrza [kg/s]; a – współczynnik przejmowania ciepła [W/(m2K)]; F – pole powierzchni [m2]; qs – jednostkowy strumień ciepła jawnego [W/m2]; ql – jednostkowy strumień ciepła utajonego [W/m2]; d – grubość [m]; f – wilgotność względna [%], b – współczynnik wymiany masy odniesiony do różnicy zawartości wilgoci [kg/(m2s)]; Le – liczba Lewisa; s – bezwymiarowy współczynnik uwzględniający nierównomierne zwilżenie powierzchni wypełnienia; s – skok ożebrowania; d – grubość [m]; h – wysokość [m]; m – współczynnik temperaturowy.

Indeksy:

e – parametry wejściowe; o – parametry wyjściowe; 1 – strumień główny; 2 – strumień pomocniczy; met – powierzchnia metalowa; p – powierzchnia porowata; rib – ożebrowanie, * – odniesiony do powierzchni ścianki; ' – odniesiony do powierzchni wymiany masy.

Przepływ roboczy na początku cyklu realizowany jest w kanale suchym, zgodnie z kierunkiem strumienia głównego, po czym przedostaje się do kanału mokrego poprzez perforowane otwory (rys. 3a). Pozwala to na stopniowe obniżenie temperatury termometru mokrego powietrza pomocniczego, co zwiększa efektywność procesu chłodzenia.

W warunkach idealnych, przy nieskończonej powierzchni kontaktu i ustalonych warunkach przepływu, strumień główny może zostać ochłodzony do temperatury punktu rosy (w typowych urządzeniach do chłodzenia wyparnego możliwe jest osiągnięcie jedynie temperatury termometru mokrego).

Amerykańskie Narodowe Centrum Badań nad Energią Odnawialną (NREL) potwierdziło, że urządzenia oparte na obiegu Maisotsenki zużywają dziesięciokrotnie mniej energii niż tradycyjne sprężarkowe jednostki chłodnicze i są o 80% bardziej efektywne niż standardowe jednostki do chłodzenia wyparnego [2].

Zasadę działania urządzenia pokazano na rys. 3a. Powietrze po wejściu do wymiennika jest dzielone na dwie części (1 – główne i 2 – pomocnicze). Strumień główny płynie kanałami suchymi 1, gdzie jest ochładzany, a następnie dostarczany do użytkowników pomieszczeń.

Strumień pomocniczy płynie kanałem suchym 2, w którym poprzez otwory w ściance dostaje się do kanału mokrego (3) wypełnionego wilgotnym materiałem porowatym, gdzie realizuje ochładzanie wyparne.

   17.10.2012
prof. dr hab. inż.  Sergey Anisimov
prof. dr hab. inż.  Sergey Anisimov
Profesor na Politechnice Wrocławskiej oraz Państwowym Sankt Petersburskim Uniwersytecie Architektury i Budownictwa Lądowego, ekspert w dziedzinie klimatyzacji i wymiany ciepła. więcej »
mgr inż.  Demis Pandelidis
mgr inż.  Demis Pandelidis
Politechnika Wrocławska, Wydział Inżynierii Środowiska, Katedra Klimatyzacji, Ogrzewnictwa, Gazownictwa i Ochrony Powietrza oraz projektant instalacji sanitarnych. więcej »

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie


Czy już znasz, idealne narzędzie dla projektantów sieci wod - kan » Co sprawi, że rozwiążesz problemy pomiarowe wentylacji »
aplkacja wod-kan pomiar termowizyjny
czytam więcej » spróbuj już dziś »

 


Klimatyzacja bez przeciągów - jak to możliwe »

 klimatyzator

 



Na czym polega renowacja kanalizacji bez kucia ścian » Jakich zabezpieczeń wentylatorów dachowych potrzebujesz »
renowacja kanalizacji wentylator dachowy
wiem więcej » spróbuj już dziś »

 


Czy klimatyzacja jest zdrowa »

wentylacja

 



Kompendium wiedzy o procesach wymiany ciepła » Czy ogrzewanie może wpływać na nasze zdrowie »
pompy woda powietrze pompy ciepła
wiem więcej » wiem więcej »

 


Jak dobrze odseparować wodę kanalizacyjna od gruntowej »

studzienka kanalizacyjna

 


 


Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »

Co Szperacz wyszperał ;-)

źle wykonana instalacja

Sztywniactwo i niechlujstwo - zobacz i skomentuj »

Dla tych, którzy szukają bardziej elektryzujących wrażeń Szperacz ma dziś coś specjalnego - rozdzielnia w toalecie.

zaślepka


TV Rynek Instalacyjny


 tv rynek instalacyjny
7-8/2019

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 7-8/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - WT 2021 dla budynków wielorodzinnych
  • - Klimakonwektory, belki i sufity chłodzące
Zobacz szczegóły
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright © 2011 - 2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl