CC BY
3УДК 697.9
ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ СИСТЕМЫ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА (СКВ) ДЛЯ ПОМЕЩЕНИЙ ЗНАЧИТЕЛЬНЫХ ОБЪЁМОВ
Исманходжаева Мухая Рихсиевна Ташкенткий архитектурно-строительный институт, к.т.н., и.о.профессор
ismanhodzaevam@gmail.com, (+998901854001)
Аннотация. Рассматривается для проектирования технологически-комфортной СКВ возможность использования основной рабочий блок сотового увлажнения в центральных кондиционерах КЦКП. Приведены процессы обработки воздуха в I-d диаграмме и доказана возможность использования косвенно испарительного охлаждения воздуха. На основе построения процесса обработки воздуха в I-d диаграмме и в результате расчета доказана возможность снижения потребления электроэнегии сокращается в 3^5 раз, тем самым обеспечивается энергоэффективность системы кондиционирования воздуха.
Аннотация. Замонавий гигант биноларни курилиши натижасида улардаги катта хажмли хоналарда белгиланган параметрларни таъминлаш, айниса катта хажмли хоналардаги юкори нисбий намликни таъминлаш учун, комфорт ёки технологик хавони кондициялаш тизимларини лойихалашда ташки хавога ишлов берувчи замонавий ускуналарни ташкил этувчи блоклари, уларда хавога ишлов бериш жараёнларини I-d диаграммада тасвирланиши, замонавий янги ускуна КЦКП кондиционерида хдвога мумшатак намлаш блокида ишлов берилиши натижасида энергия самарадорликни хавони кондициялаш тизимларида 3^5 баробаргача камайтириш мумкинлиги баён этилган.
Annotation. The possibility of using the main working unit of cellular humidification in central air conditioners is considered for the design of a technological and comfortable air conditioning system. The central frame-panel condenser is considered. The air treatment process is shown in the I-d diagram and proved the possibility of using indirectly evaporative air cooling. Based on the construction of the air treatment process in the I-d diagram and the calculation results, the possibility of reducing the consumption of electrical energy is proved by 3^5 times, thereby ensuring the energy efficiency of the air conditioning system.
Ключевые слова: комфортная система кондиционирования воздуха, центральный кондиционер КЦКП, технологический процесс, технологически-комфортная СКВ, санитарно-гигиенические требования, требуемый микроклимат, высокая степень относительной влажности, воздухораспределители, блок сотового увлажнения теплообменник, пластинчатый теплообменник высокой эффективности, форсуночный водораспылитель, эффективность адиабатического увлажнения.
Калит сузлар: комфорт хавони кондициялаш тизимлари, марказий кондиционер КЦКП, технологик жараён, технологик-комфорт хавони кондициялаш тизими, санитария-гигиеник талаблар, талаб этилган микроиклим, юкори даражада нисбий намлик, хаво таксимлагичлар, мумшатак намлаш блоки, иссиклик алмашгич, гофрланган гигроскопик лист, форсункали сув таксимлагич, адиабатик намлаш самарадорлиги.
Keywords: comfortable air conditioning system, central air conditioner, central frame panel air conditioner, technological process, technologically comfortable air conditioning systems, sanitary and hygienic requirements required microclimate, high degree of relative humidity, air distributors, cellular humidification unit heat exchanger, high efficiency plate heat exchanger, nozzle water sprayer, efficiency of adiabatic humidification.
В связи со строительством в Республике Узбекистан современных гигантских общественных зданий требуется необходимость проектирования комфортного систем кондиционирования воздуха. В гигантских зданиях необходимо проектировать комфортную энергосберегающую местно-центральную систему кондиционирования воздуха на базе современных кондиционеров КЦКП вместо ранее выпускаемых центральных кондиционеров КТЦ-3. Большие по объёму и площади помещения характерные для машиностроительных заводов, полиграфических цехов, фармацевтических цехов, предприятий легкой промышленности, современных кино концертных залов, крытых спортивных сооружений, выставочных павильонов, лекционных аудиторий, где по санитарно гигиеническим требованиям рационально применение СКВ.
По технологически комфортным требованиям к параметрам внутреннего воздуха для технологического процесса в предприятиях легкой промышленности, машиностроительных заводов необходимо проектировать системтехнологически-комфортных кондиционирования воздуха (СКВ).
В помещениях значительных объёмов промышленных и общественных зданий для приготовления приточного воздуха наибольшее распространение получили в основном центральные СКВ, которые комплектуются из отдельных рабочих и вспомогательных блоков, которые комплектуются в зависимости от процесса обработки воздуха или технологического процесса.
Самочувствие человека, его работоспособность и здоровье обеспечивается созданием требуемого микроклимата помещений согласно КМК. Требуемый микроклимат в помещениях зданий, обработка, подача чистого, свежего воздуха создается установками системы вентиляции и кондиционирования воздуха.
Строительство современных гигантских общественно административных зданий в Республике Узбекистан значительно расширила сферу применения комфортно технологических систем кондиционирования воздуха (СКВ) в зданиях различного назначения, что связано с необходимостью защиты от загрязнения. Из экономических соображений нормы ограничивают круг помещений в зданиях, где предусматривалось устройство систем кондиционирования воздуха, в зависимости от климатического района на строительство, то в настоящее время заказчик строительства определяет уровень требований к поддержанию расчётных условий в помещениях здания, которые при высоком уровне требований должны обеспечиваться работой системы кондиционирования воздуха.
Повышенние требования к обеспечению требуемого микроклимата предъявляют музеи, библиотеки, гостиницы, административные и офисные здания лабораторных и инженерных корпусов. На сегодняшний день системами кондиционирования воздуха оборудуются также здания поликлиник, больниц диагностических центров, учебных заведений, санаторных и курортных корпусов, торговых центров и магазинов. Особое значение имеет создание и поддержание микроклимата для технологических процессов с целью производства высококачественной продукции.
Современные здания как общественные, так и производственные отличаются всесторонними размерами многокомнатной и многоцеховой планировкой, применением современных конструктивных материалов, значительной площадью остекления.
Главный принцип, которым следует руководствоваться при выборе технических решений в процессе проектирования систем вентиляции и кондиционирования воздуха, достижение желаемой цели в экономически целесообразных пределах. Это значит, что
потребление теплоты, холода и электроэнергии, а также капитальные затраты на оборудование, строительную площадь занимаемую оборудованием, должны быть приближены к их минимальным значениям.
В Республике Узбекистан технологически комфортные СКВ получили применение в цехах легкой промышленности, где для технологии прядения и качества необходимо создание и поддержание внутреннего воздуха с высокой относительной влажностью и достаточно комфортной для людей температурой. До 2000-го года для целей создания требуемого микроклимата использовали типовые центральные кондиционеры КТЦ 3 номинальной производительностью до 250 тыс. м3/час. Применение центральных кондиционеров большой производительности объяснялась наличием цехов с большими тепловыделениями в теплый период года. Наиболее распространенным способом понижения температуры приточного воздуха является режим адиабатного увлажнения в типовых форсуночных камерах.
Приточный воздух подавался через воздухораспределительные устройства, расположенные у потолка высотных цехов (до 6 м). Вытяжка теплового воздуха осуществлялась через отверстия в полу, дальше через подпольный канал в фильтр камеру [8].
При такой схеме организации воздухообмена показатель «К», вычисляемый для условий удаления теплоизбытков следующим образом, который определяется по формуле:
Значение которого Кь< 1. Данное явление показывает малые рабочие перепады температур для поглощения теплоизбытков и соответственно требовало большой производительности приточных агрегатов (приточных камер, центральных кондиционеров. Наличие нового оборудования выпускаемой ООО "Жихоз-вент" позволяет создавать для предприятий легкой промышленности применение центральных кондиционеров КЦКП в СКВ с потреблением энергии 3.5-4.5 раза меньше по сравнению с центральными кондиционерами КТЦ-3.
В составе центрального кондиционера первым после фильтра целесообразно применять теплообменник, установки теплоутилизации, который в теплый период года может выполнять роль теплообменника косвенного испарительного охлаждения приточного наружного воздуха. В работе (1) приведены технические решения использования теплообменника, установки теплоутилизации в тёплый период года в качестве теплообменника косвенного испарительного охлаждения, антифриз охлаждается от испарения воды в потоке наружного воздуха в закрытой градирне или при наличии эффективного пластинчатого теплообменника антифриз-вода.
Поддержание в тёплый период года в рабочей зоне ткацкого цеха 1в=25°С и ф=65% предлагается приточный наружный воздух первоначально охладить методом косвенного испарительного охлаждения (процесс Н-КИ на рисунке 1. до 25,5°С. Далее охлажденный приточный воздух адиабатно увлажняется в блок камере сотового увлажнения КЦКП.
Для тепловлажностной обработки приточного воздуха широкое распространение получили форсуночные камеры. Однако, значительное количество недостатков форсуночных камер устранено в камере сотового увлажнения, конструктивная схема которой приведена на рис. 2.
с)н= 0 6 г/кг
Рис. 1. Круглогодовые расчётные режимы работы новой СКВ в ткацком цехе: Н-КИ-охлаждение приточного воздуха методом косвенного испарения; КИ-Аg-адиабатное
увлажнение
Рис. 2. Конструктивная схема и размеры блок-камер сотового увлажнения
КЦКП
В блоккамере установлены сотовые насадки, собираемые из гофрированных гидроскопических листов. Над сотовыми насадками располагается форсуночный водораспределитель 2, соединенный гибким шлангом 3. Нижняя часть сотовой насадки 1
располагается над поддоном 5, куда стекает орошающая вода после прохождения по поверхности гофрированных гидроскопичных листов. К поддону 5 присоединяется водопроводный трубопровод 7, шаровой клапан, поддон соединен к подводящему водопроводному трубопроводу 7 и обеспечивает поддержание постоянного уровня воды в поддоне 5. Во избежание уноса капель воды потоком воздуха на выходе из блок камеры сотового увлажнения предусматривается установка каплеуловитель 8.
Эффективность адиабатного увлажнения зависит от глубины насадок по ходу воздуха и скорости приточного воздуха. В фасадном сечении сотовых блоков скорость приточного воздуха рекомендуется не более v=2-3 м/с. Применение вместо форсуночной камеры блок камеры сотового увлажнения по данным приведенным в работе [ 1] позволяет до 15-20 раз сократить затраты электроэнергию на работу насосов подачи рециркуляционной воды на распыление через форсунки. Кроме того отсутствует засоряемость волокнистой пылью, которая смывается водой с поверхности сотовых блоков без снижения коэффициента эффективности адиабатного увлажнения.
Процесс адиабатного увлажнение показан на рисунке 2. В приточных воздуховодах и в вентиляторе происходит нагрев на 1°С, до 21°С. Определяем температуру удаляемого воздуха из верхней зоны:
Ty-K1(tb-tn)+tn=2,1(25-20)+20=30,5
Рабочий перепад температур
Лtраб=ty-tn=30,5-20=10,5°С
Полученный перепад больше перепада традиционной схемы.
10,5/2=5,25 раз
При одинаковых значениях Qизб в рекомендуемой схеме системы кондиционирования воздуха расход приточного воздуха будет в 5.25 раза меньше, чем при традиционном решении системы кондиционирования воздуха.
В холодный период года для сохранения воздушного баланса в цехе, несмотря на применение рециркуляции, в атмосферу выбрасывается отепленный воздух L^ количество которого примерно равно количеству наружного воздуха L^^ в смеси приточного воздуха. В традиционных системах кондиционирования воздуха теплота выбросного воздуха не используется. В рекомендуемом решении системы кондиционирования предлагается включить установку утилизации в состав приточного и вытяжных агрегатов которая будет иметь теплоотдающий и тепло извлекающий теплообменник.
В левой части рис.1. представлен расчётный режим рекомендуемой системы кондиционирования в прядильном цехе.
После приточного вентилятора в рабочую зону в холодный период года приточной воздух поступает с t=16°C. Температура удаляемого вытяжного воздуха
По I-d диаграмме при d* = =10,2, проходим энтальпию удельного воздуха =11,5 ккал/кг. Принимаем среднюю температуру поверхности теплоизвлекающего
теплообменника tf=3°С и определяем параметры охлаждённого и осушенного вытяжного выбросного воздуха (рекомендация по нахождению параметров точки Ь принять согласно
[1]. ж у- 4 6 /
Определяем нагрев приточного наружного воздуха теплотой вытяжного удаляемого воздуха:
_^уру(.1у 1 ]у г)
(1.1)
Принимаем Ly=Lnn и массовые плотности рп=1,21; рпп=1,32 и по формуле (1.1) определяем удельный показатель нагрева:
. 1 *1.21 *(11.5—Ф. 6) е
ДЪШ=---- = 26.5
1*1.32*1
Или
+ ЛС„„=(26-26.5)=-0.5
Подогретый в установке утилизации приточный наружный воздух L смешиваем с рециркуляционным воздухом. Соединяем точки ПН и Вх прямой, которая проходит значительно левее ф=100%, что свидетельствует об отсутствии конденсации влаги при смещении и тепловых потерь.
Энтальпия смеси ^ = 19.3 кДж/кг. Применение установки утилизации, удельный расход тепла в калорифере первого подогрева составляет:
^0=40,3-19,3=21 кДж/кг
По сравнению с традиционной системой кондиционирования воздуха удельный расход тепла в калорифере первого подогрева снизился.
30,5/21=1,45
С учётом снижения требуемой производительности системой кондиционирования воздуха в пять раз, расход тепла в предлагаемой СКВ снижается почти в 9^10 раз.
В заключение необходимо отметить результаты обработки воздуха построения процессов М диаграмме, расчёты показывают, что применение центральных кондиционеров КЦКП выпускаемой фирмы "Веза" или ООО "Жихоз-вент" значительно энергоэффективнее по сравнению с традиционно применёнными кондиционерами КТЦ-3. Следует отметить ещё очень важный момент, что в республики Узбекистан МЧЖ "Жихоз-вент" серийно выпускаются центральные кондиционеры КЦКП разных модификаций, использование выше упомянутых кондиционеров КЦКП позволяет повышать энергоэффективность СКВ особенно в помещениях значительных объёмов предприятии лёгкой промышленности.
ЛИТЕРАТУРА
1. Ананьев. Системы вентиляции и кондиционирования воздуха. М. Евроклимат 2000 г.
2. Кокорин О.Я. Энергосберегающая технология функционирования отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. М. Проспект 1999.
3. Нестеренко А.В. Основы термодинамических расчетов систем вентиляции и кондиционирования воздуха. М. Высшая школа. 1970 г.
4. Каталог кондиционеров КЦКП. фирмы «Веза» М. 2000 г.
5. КМК 2.04.05.99 Отопления, вентиляция и кондиционирование воздуха Т.1999.
6. Каталог кондиционеров КЦКП МЧЖ «Вент-жихоз». 2022.
7. КМК 2.01.01-94 Климатические и физико-геологические данные для проектирования
8. Талиев В.Н. и др. Вентиляция, отопление и кондиционирование воздуха на текстильных предприятиях. -М.: Легпромбытиздат, 1985.
