Научная статья на тему 'Расчетно-аналитическая модель комбинированной установки кондиционирования воздуха'

Расчетно-аналитическая модель комбинированной установки кондиционирования воздуха Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

CC BY
559
95
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ВОДОИСПАРИТЕЛЬНОЕ ОХЛАЖДЕНИЕ / КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ ВОЗДУХА / РАСЧЕТНО-АНАЛИТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ / INDIRECT EVAPORATIVE COOLING / AIR CONDITIONING / ANALYTIC MODEL

Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Гаранов Сергей Александрович, Пантеев Даниил Андреевич, Соколик Андрей Николаевич

Водоиспарительные установки являются актуальным направлением развития систем кондиционирования воздуха. Однако в литературе отсутствуют методики, позволяющие проводить инженерные расчеты установок кондиционирования воздуха (УКВ). Описана комбинированная двухступенчатая УКВ (первая ступень водоиспарительного охлаждения, вторая парокомпрессионная), представлена ее схема. Предложена расчетно-аналитическая модель этой установки, приведены основные зависимости и допущения, используемые в расчете. Дана последовательность расчета, показана зависимость эффективности установки от температурного КПД косвенно-испарительного теплообменника. Разработанная модель позволяет выполнять инженерные расчеты комбинированной УКВ, определять внешние интегральные параметры УКВ (холодопроизводительность установки и каждой из ступеней, потребляемую мощность основных агрегатов, расход подпиточной воды), а также параметры воздушной среды и холодильного контура, необходимые для подбора и проектирования основных элементов схемы. В среде VISUAL BASIC FOR APPLICATIONS разработана программа, реализующая описанную расчетно-аналитическую модель.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по энергетике и рациональному природопользованию , автор научной работы — Гаранов Сергей Александрович, Пантеев Даниил Андреевич, Соколик Андрей Николаевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

An analytical model for combined air conditioning unit

The design of evaporative cooling units is an importation area in the development of air conditioning systems. However, the current literature lacks the methods that describe engineering calculations for indirect evaporative cooling units. The paper describes a combined two-stage air conditioning unit (first stage evaporative cooling, second stage vapor compression); and its scheme is shown. An analytical model of the unit is proposed, and basic relationships and allowances used in the calculations are given. The calculation sequence is described. It is shown that the unit efficiency depends on the temperature efficiency of the indirect evaporation heatexchanger. The proposed model facilitates engineering calculations for the combined unit and determination of external integral parameters such as cooling capacity of the whole unit and each of its stages, power and water consumption as well as air and cooling contour parameters that are required for the selection and design of the main components of the scheme. The described analytical model is created using a Visual Basics for Application program.

Текст научной работы на тему «Расчетно-аналитическая модель комбинированной установки кондиционирования воздуха»

УДК 621.59

Расчетно-аналитическая модель комбинированной установки кондиционирования воздуха

С.А. Гаранов1, Д.А. Пантеев2, А.Н. Соколик3

1 МГТУ им. Н.Э. Баумана, 105005, Москва, Российская Федерация, 2-я Бауманская ул., д. 5, стр. 1

2 ООО «ПСН Проперти Менеджмент», 115114, Москва, Российская Федерация, Дербеневская наб., д. 7, стр. 10

3 АО «Шнейдер электрик», 127018, Москва, Российская Федерация, Двинцев ул., д. 12, к. 1

An analytical model for combined air conditioning unit

S.A. Garanov1, D.A. Panteev2, A.N. Sokolik3

1 BMSTU, 105005, Moscow, Russian Federation, 2nd Baumanskaya St., Bldg. 5, Block 1

2 PSN Property Management LLC, 115113, Moscow, Russian Federation, Derbenevskaya Nab., Bldg. 7, Block 10

3 Schneider Electric JSC (127018, Moscow, Russian Federation, Dvintsev St., Bldg. 12, Block 1

e-mail: [email protected], [email protected]

Водоиспарительные установки являются актуальным направлением развития систем кондиционирования воздуха. Однако в литературе отсутствуют методики, позволяющие проводить инженерные расчеты установок кондиционирования воздуха (УКВ). Описана комбинированная двухступенчатая УКВ (первая ступень — водо-испарительного охлаждения, вторая — парокомпрессионная), представлена ее схема. Предложена расчетно-аналитическая модель этой установки, приведены основные зависимости и допущения, используемые в расчете. Дана последовательность расчета, показана зависимость эффективности установки от температурного КПД косвенно-испарительного теплообменника. Разработанная модель позволяет выполнять инженерные расчеты комбинированной УКВ, определять внешние интегральные параметры УКВ (холодопроизводительность установки и каждой из ступеней, потребляемую мощность основных агрегатов, расход подпиточной воды), а также параметры воздушной среды и холодильного контура, необходимые для подбора и проектирования основных элементов схемы. В среде Visual Basic for Applications разработана программа, реализующая описанную расчетно-аналитическую модель.

Ключевые слова: водоиспарительное охлаждение, кондиционирование воздуха, рас-четно-аналитическая модель.

The design of evaporative cooling units is an importation area in the development of air conditioning systems. However, the current literature lacks the methods that describe engineering calculations for indirect evaporative cooling units. The paper describes a combined two-stage air conditioning unit (first stage - evaporative cooling, second stage - vapor compression); and its scheme is shown. An analytical model of the unit is proposed, and basic relationships and allowances used in the calculations are given. The calculation sequence is described. It is shown that the unit efficiency depends on the temperature efficiency of the indirect evaporation heat-exchanger. The proposed model facilitates engineering calculations for the combined unit and determination of external integral parameters such as cooling capacity of the whole unit and each of its stages, power and water consumption as well as air and cooling contour parameters that are required for the selection and design of the main components of the scheme. The described analytical model is created using a Visual Basics for Application program.

Keywords: indirect evaporative cooling, air conditioning, analytic model.

Кондиционирование воздуха обеспечивает поддержание заданных параметров микроклимата в производственных, общественных и жилых зданиях, что способствует сохранению здоровья трудящихся и повышению производительности труда. Однако затраты энергии на системы вентиляции и кондиционирования воздуха составляют значительную часть энергопотребления здания. Поэтому необходима разработка новых, нетрадиционных подходов к охлаждению воздуха в системах кондиционирования. Для повышения энергетической эффективности установок кондиционирования воздуха (УКВ) авторами статьи предлагается использовать водоиспарительное охлаждение.

Цель работы — повышение энергоэффективности парокомпрессионных УКВ с использованием регенеративного косвенно-испарительного охлаждения, анализ работы комбинированных УКВ в климатических условиях, характерных для территории РФ.

Актуальность работ по данной тематике подтверждается разработками в области водо-испарительного охлаждения в странах СНГ, США, Евросоюза, Китае [1-4]. Рекомендации по применению подобных систем приведены в информационных бюллетенях Международного института холода (МИХ) и Американского общества инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха (АЗНИАБ) [5-7]. Однако опубликованные данные содержат, в основном, рекомендации по применению и результаты расчетов. Методики расчета и оптимизации подобных УКВ в литературе отсутствуют.

Рассмотрим расчетно-аналитическую модель, позволяющую определить параметры воздушной среды в основных точках цикла УКВ, а также рассчитать основные параметры УКВ. Принципиальная схема установки представлена на рис. 1.

Наружный воздух очищается в фильтре, засасывается вентилятором и подается в сухие каналы косвенно-испарительного теплообменника (КИТО), в котором охлаждается при постоянном влагосодержании. Далее этот поток направляется в поверхностный хладоновый воздухоохладитель, где охлаждается до требуемой температуры притока. Следует отметить, что в качестве вспомогательного потока может использоваться как наружный воздух, так и вытяжной воздух из помещения, энтальпия которого может быть ниже энтальпии наружного воздуха, что позволяет увеличить часть холодо-производительности установки, вырабатываемой водоиспарительной ступенью.

Психрометрическая диаграмма процессов обработки воздуха в УКВ приведена на рис. 2.

Методика расчета. Разработанная методика расчета предназначена для определения термодинамических параметров воздуха в узловых точках УКВ и ее основных характеристик. Предлагаемая методика составлена для расчета УКВ в качестве приточно-вытяжной установки, подающей только наружный воздух. Параметры климатических условий: температура окружающей среды (ОС) °С; относительная влажность окружающей среды Фос , %;

барометрическое давление рбар, кПа; температура вытяжного воздуха £выт, °С; относительная влажность вытяжного воздуха фвыт, %;

температура приточного воздуха tпр, °С. Параметры установки:

объемный расход приточного воздуха

Упр,м3/ч;

недорекуперация на холодном конце КИТО

Дхкито, °С;

недорекуперация на холодном конце испарителя Д tх. исп, °С;

В окружающую ^ среду Ч-в-

Из помещения

Из окружающей д среды >

Рис. 1. Принципиальная схема УКВ с комбинированным косвенно-испарительным и парокомпрессионным охлаждением: ВВ — вентилятор вытяжной; К — конденсатор воздушного охлаждения; У — увлажнитель; Ф — фильтр; ВП — вентилятор приточный; КИТО — косвенно-испарительный теплообменник; ВО — хладоновый

воздухоохладитель; 1-7 — рабочие точки

У

(1 = сош!

Рис. 2. Психрометрическая диаграмма процессов

обработки воздуха в УКВ с комбинированным косвенно-испарительным и парокомпрессионным охлаждением: 0 — наружный воздух; 0-1 — нагрев в вентиляторе прямого потока; 1-2 — охлаждение прямого потока в КИТО; 2-3 — охлаждение прямого потока в хладоновом воздухоохладителе; 3-4 — нагрев воздуха

в помещении; 4-4' — адиабатическое увлажнение воздуха вспомогательного потока; 4'-5 — нагрев воздуха вспомогательного потока в увлажняемых каналах теплообменника; 5-6 — нагрев в конденсаторе вспомогательного потока; 6-7 — нагрев в вентиляторе вспомогательного потока

недорекуперация на холодном конце конденсатора Д£х.конд, °С;

хладагент, циркулирующий в парокомпрес-сионном контуре, Я407С.

Физические константы, используемые в расчетах:

теплоемкость сухого воздуха [8]

Ср с.в = 1,006 кДж/(кг • °С);

теплоемкость водяного пара [8]

Ср п = 1,86 кДж/(кг • °С);

теплоемкость воды [8]

Срк = 4,186 кДж/(кг • °С);

скрытая теплота парообразования воды [8]

тк = 2 500 кДж/кг;

плотность воды [8]

р№ = 1000 кг/м3.

Основные зависимости, используемые в расчете:

давления, Па, насыщенных водяных паров от температуры [9]

Рн(Л) = 611,2ехр

( аЛ >

Р + Л

(1)

температуре воздуха больше 0 °С а = 17,504, Р = = 241,2 °С;

влагосодержания воздуха от давления насыщенных водяных паров, давления воздуха и относительной влажности [9]

рн, р, ф) =

0,6221фрн

(2)

Р "ФРн

Здесь рн — давление насыщенных водяных паров, кПа; р — давление влажного воздуха, кПа; ф — относительная влажность воздуха, %;

парциального давления пара, кПа, от давления воздуха и влагосодержания [9]

^р)=р шгг* ■ (3)

теплоемкости влажного воздуха, кДж/(кг -°С), от влагосодержания [9]

Ср в.в ) = Ср с.в ^ йСр п ; (4)

энтальпии влажного воздуха, кДж, от температуры и влагосодержания [9]

¿в.в(Л, й) = Ср с.вЛ + й(П) + Ср пЛ); (5)

плотности влажного воздуха, кг/м3, от давления воздуха, температуры и давления водяных паров [9]

. 0,00348 . .

рв.в(p, Л, рп)=2тз°СГЛ р-0,376р

относительной влажности воздуха, %, от парциального давления пара и давления насыщенных водяных паров [9]

фв.в(рп, рн) = ■

(7)

где Л — температура, °С; а, Р — константы, при

Расчет. Давление воздуха в основных точках схемы. Для определения давления в основных точках схемы (см. рис. 1) задаются потерями давления в аппаратах и располагаемым напором, который должна обеспечить на выходе УКВ. Принимаем, что в помещении поддерживается давление, равное барометрическому.

Точка 0 (забор воздуха из атмосферы):

р0 = рбар.

Точка 1 (прямой поток после приточного вентилятора):

р1 = р0 + (ДрпрКИТО + Дрисп + ДрпрФ + Дрвнеш).

Точка 2 (прямой поток после КИТО):

р2 = р1 - (Дрпр КИТО + Дрпр Ф ).

Точка 3 (прямой поток после испарителя):

н

p3 = p2 -Дрисп.

Точка 4 (выход из помещения):

p4 = р0 - Дрвнеш.

Точка 5 (обратный поток после КИТО):

p5 = p4 - (Apобр КИТО + Apобр Ф ).

Точка 6 (обратный поток после конденсатора):

p6 = p5 - Дрконд .

Точка 7 (выброс в окружающую среду):

р7 = рбар.

Параметры наружного воздуха (точка 0). Влагосодержание при заданной температуре ^ = tОc и относительной влажности ф0 = фОС определяют из соотношений (1), (2):

do = d( рн (^), р0, фо).

Удельную энтальпию, кДж/кг, при заданных температуре и влагосодержании воздуха рассчитывают по зависимости (5):

¿0 = ¿в.в (^0 , do).

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Параметры воздуха на выходе из помещения (точка 4). Влагосодержание при известных температуре ^ = ^ыт и относительной влажности ф 4 = ф выт, находят по формулам (1), (2):

d4 = d(рн(t4), р4 , ф4).

Удельную энтальпию, кДж/кг, при известных температуре и влагосодержании воздуха определяют по зависимости (5):

¿4 = ¿в.в^4 , d4).

Плотность воздуха, кг/м3, при известных температуре и влагосодержании рассчитывают по формулам (3), (6):

Р4 =Рв.в (р4,14 , pп(d4, р4 )) .

Массовый расход приточного и вытяжного воздуха. Массовые расходы приточного и вытяжного воздуха определяют по заданному объемному расходу приточного воздуха.

Массовый расход приточного воздуха, кг/с,

= КрР4

О

прит

3 600

Массовый расход вытяжного воздуха, кг/с, принимается равным расходу приточного воздуха:

Параметры воздуха прямого потока на входе в КИТО (точка 1). Напор приточного вентилятора, Па, рассчитывают как сумму потерь давления по прямому потоку в аппаратах и внешнего давления приточного вентилятора:

рвент = ДрпрКИТО + Ар исп + Дрпр ф +Др внеш >

Объемный расход воздуха, прокачиваемого вентилятором, при заданных массовом расходе и плотности воздуха на входе в вентилятор (параметры воздуха в точке 0) определяют по зависимостям (3) и (6):

Р0 =Рв.в( р0, to, рп № , р0)).

Объемный расход, м3/ч, воздуха, прокачиваемый вентилятором

^вент

Оприт' 3 600 Р0 .

Потребляемая мощность электродвигателя, кВт,

N вент

^вент рвент

Л вент Лдв Л пер

где Лвент — КПД вентилятора; ^дв — КПД электродвигателя; ^пер — КПД передачи.

Поскольку вентилятор с электродвигателем устанавливается в потоке воздуха, вся мощность электродвигателя вентилятора преобразуется в тепловую энергию. Вследствие этого поток воздуха нагревается. Так как электродвигатель выделяет только явное тепло, нагрев воздуха происходит при постоянном влагосо-держании. Таким образом, температуру воздуха после вентилятора можно определить следующим образом:

4.-4. N вент

tl = Ц Н--.

Оприт Ср в.в (d0 )

Так как нагрев воздуха происходит при постоянном влагосодержании, можно записать

Удельную энтальпию, кДж/кг, при заданных температуре и влагосодержании воздуха находят по зависимости (5):

¿1 = ¿в.в^Ъ d1).

Относительная влажность, %, при известных температуре и влагосодержании воздуха рассчитывают по зависимостям (1), (3) и (7):

Овыт °1

прит •

ф1 =фв.в (pп(dl,р1), pн(tl)

Параметры воздуха на выходе из испарителя (точка 3). При определении параметров воз-

духа на выходе из испарителя необходимо проверить образование конденсата в испарителе. Выпадение конденсата в испарителе происходит в случае, если температура приточного воздуха ниже температуры точки росы наружного воздуха. Температура точки росы

¡ л)_ Рln[pn(do,po)/0,6112]

¡рп(do,po)j—-:—г—Vi-ТТТТТТТТ.

' a - ln [ рп (do, po)/0,6112]

Если в испарителе образуется конденсат, параметры воздуха рассчитывают по известной температуре приточного воздуха tпр и относительной влажности, равной loo %. Влагосодер-жание при заданных температуре 13 = t пр и относительной влажности ф3=ioo% рассчитывают по зависимостям (1), (2):

d3 =d( рн^з), рз, ф з).

Удельную энтальпию, кДж/кг, при заданных температуре и влагосодержании воздуха определяют по формуле (5):

i3 = ¿в.В (t3 , d3 ).

Если конденсат в испарителе не выпадает, параметры воздуха рассчитывают по известной температуре приточного воздуха t пр и влагосо-держанию, равному влагосодержанию наружного воздуха.

Относительная влажность, %, при известных температуре и влагосодержании воздуха в соответствии с зависимостями (1), (3) и (7)

ф3 =фв.в ¡рп№,р3),рн(t3)) .

Параметры воздуха обратного потока на входе в КИТО (точка 4'). На входе в КИТО воздух адиабатически увлажняется с таким расчетом, чтобы в потоке присутствовала капельная влага, которая испаряется в КИТО. Таким образом, можно принять, что относительная влажность воздуха на входе в КИТО /4' = 9o %. Поскольку воздух увлажняется адиабатически, а энтальпия, вносимая с потоком воды пренебрежимо мала, энтальпия воздушного потока не меняется, т.е. i4> = i4. Остальные параметры воздуха находят из системы уравнений

¿4' = iBÁt4 , d4 ); d4' =d(рн (t4'), р4 ,ф4').

Параметры воздуха прямого потока на выходе из КИТО (точка 2). При определении параметров воздуха на выходе из КИТО необходимо проверить возможность образования конденсата в КИТО. Конденсат в КИТО образуется в случае, если температура воздуха на выходе из КИТО ниже температуры точки росы

наружного воздуха. Температуру воздуха на выходе из КИТО зависит от температуры воздуха обратного потока на входе в КИТО и недорекуперации на холодном конце КИТО:

t2 = t4 + Л^х КИТО.

Если в КИТО выпадает конденсат, параметры воздуха рассчитывают по определенной температуре воздуха t2 на выходе из КИТО и относительной влажности, равной 1oo %. Вла-госодержание при заданных температуре t2 и относительной влажности ф2=100% находят по формулам (1), (2):

d2 =d(рн (t2 ), р2 ,ф2 ).

Удельная энтальпия, кДж/кг, при заданных температуре и влагосодержании воздуха, в соответствии с зависимостью (5)

¿2 = ¿в.в (t2 , d2 ).

В случае, если конденсат в КИТО не выпадает, параметры воздуха рассчитывают по известной температуре t2 и влагосодержанию, равному влагосодержанию наружного воздуха.

Относительную влажность воздуха, %, при известных температуре и влагосодержании рассчитывают по зависимостям (1), (3) и (7):

ф2 =фв.в ¡pп(d2,р2),рн(t2)).

Параметры воздуха обратного потока на выходе из КИТО (точка 5). Воздух обратного потока движется по каналам КИТО при постоянном подводе теплоты и влаги. Задача оптимизации теплообменного аппарата при конструкторском расчете заключается в том, чтобы оба этих процесса проходили с одинаковой интенсивностью. Для расчета параметров воздуха обратного потока на выходе из КИТО принимаем допущение, что воздух нагревается при постоянной относительной влажности, т. е.

ф5 =ф4'.

Для определения энтальпии воздуха обратного потока на выходе из КИТО должна быть известна тепловая нагрузка теплообменника, которую рассчитывают по прямому потоку по известному массовому расходу приточного воздуха и перепаду энтальпий:

ОкИТО = бприт (i1 - Í2).

Энтальпия, кДж/кг, воздуха обратного потока на выходе из КИТО

ъыт

Остальные параметры воздуха находят из системы уравнений

I ¿4' = ¿в.в(Л4 , ¿4);

[¿4' = й( рн (Л 4'), р4 , ф 4').

Парокомпрессионный контур. Расчет паро-компрессионного контура состоит в определении температуры кипения и конденсации хладагента, мощности, потребляемой компрессором, и теплоотдачи в конденсаторе.

Температуру кипения определяют по известной температуре воздуха на выходе из испарителя и недорекуперации на холодном конце испарителя. Недорекуперация назначается в начале расчета, исходя из опытных данных:

Лкип = Л 4 — ДЛх. исп.

Температуру конденсации находят по известным температуре воздуха на входе в конденсатор и недорекуперации на холодном конце конденсатора:

Лконд = Л5 + ДЛх. конд .

Потребляемую мощность компрессора рассчитывают по программе подбора производителей компрессоров. Для этого кроме температур кипения и конденсации должна быть задана требуемая холодопроизводительность, кВт, которая зависит от расхода приточного воздуха и перепада энтальпий по воздуху в испарителе:

Оисп = ^прит0*2 — ¿3).

Зная эти параметры, подбирают компрессор, определяют его потребляемую мощность и холодильный коэффициент ех. Теплоотдача в конденсаторе, кВт,

Оконд = Оисп I 1 ^

I ех

Параметры воздуха обратного потока на выходе из конденсатора (точка 6). В конденсаторе отвод тепла конденсации осуществляется продувочным воздухом. На входе в конденсатор поступает практически насыщенный влажный воздух, но без капельной влаги. Поэтому нагрев воздуха в конденсаторе происходит при постоянном влагосодержании:

Поскольку воздух в конденсаторе нагревается в «сухом» режиме, т.е. без фазового перехода находящейся в нем влаги, корректной является запись теплового баланса конденсатора по температурам. Таким образом температура воздуха на выходе из конденсатора

Л 6 = Л5 +

О,

конд

^вытСр в.в (¿5)

Удельная энтальпия, кДж/кг, воздуха при заданных температуре и влагосодержании в соответствии с зависимостью (5):

¿6 = ¿вл^ ¿6).

Относительную влажность, %, воздуха при заданных температуре и влагосодержании рассчитывают по формулам (1), (3), (7):

ф6 =фв.в ((¿6,р6),рн(Л6)).

Параметры воздуха обратного потока на выбросе в атмосферу (точка 7). Напор, Па, вытяжного вентилятора зависит от суммы потерь давления по обратному потоку в аппаратах и внешнего давления вытяжного вентилятора:

рвент = ДробрКИТО +Др конд ^ Дробр Ф ^ Дрвнеш .

Объемный расход воздуха, прокачиваемого вентилятором, определяют по известным массовому расходу и плотности воздуха на входе в вентилятор. Плотность воздуха при параметрах, соответствующих точке 6, рассчитывают по зависимостям (3) и (6):

Р6 =Рв.в( р6, Л6, рп(^6, р6)).

Объемный расход, м3/ч, воздуха, прокачиваемого вентилятором

бвыт • 3 600

Увент

р6

Потребляемая мощность электродвигателя, вентилятора, кВт,

N вент

^вент рвент

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Л вент Лдв Л пер

где ^вент — КПД вентилятора; ^дв — КПД электродвигателя; ^пер — КПД передачи.

Поскольку вентилятор с электродвигателем установлен в потоке воздуха, вся мощность электродвигателя вентилятора преобразуется в тепло, которое нагревает воздух. Так как электродвигатель выделяет только явное тепло, нагрев воздуха происходит при постоянном влагосодержании. Таким образом, температура воздуха на выходе вентилятора

4.-4. N вент Л7 = Л6 ^--.

^вытСр в.в(й6)

В связи с тем, что нагрев воздуха происходит при постоянном влагосодержании, то

Удельную энтальпию, кДж/кг, при заданных температуре и влагосодержании воздуха в соответствии с зависимостью (5) рассчитывают по формуле

¿7 = 'в.в (^7 ,

Относительную влажность, %, воздуха при заданных температуре и влагосодержании определяют по формулам (1), (3), (7):

ф7 =фв.в (рп(^7,р7),рн(^))-

Результирующие величины. Суммарная потребляемая мощность системой кондиционирования воздуха (СКВ), кВт:

^СКВ = -Мприт. вент + Nвыт. вент + Nкомпр,

где ЛТприт. вент — мощность приточного вентилятора; N выт. вент — мощность вытяжного вентилятора; ЛТкомпр — мощность компрессора.

Полная холодопроизводительность, кВт, СКВ

Ополн. х = ^прит (''о _ ¿3 ).

Полезная холодопроизводительность, кВт, (холод, вырабатываемый СКВ, температурный уровень которого ниже температурного уровня помещения) СКВ

Ополез.х = ^прит ('4 — '3).

Расход подпиточной воды, кг/ч,

^подп =G выт (d7 _ d4) _ GnpMT(d0 _ d3).

Описанная расчетно-аналитическая модель комбинированной УКВ явилась основой программы, разработанной в среде Visual Basic for Applications. Данная программа позволяет моделировать работу установки в различных климатических зонах с выводом массива данных в табличной форме, что упрощает построение графиков встроенными средствами программного обеспечения Microsoft Excel.

Рассмотренная методика может быть использована инженерами и студентами технических вузов при проектировании комбинированных УКВ.

Выводы

1. Предложенная расчетно-аналитическая модель позволяет определять параметры воздушной среды в основных точках цикла УКВ, а также основные параметры УКВ.

2. Разработанная программа в среде Visual Basic for Applications, реализует описанную рас-четно-аналитическую модель.

Литература

[1] Xuan Y.M., Xiao F., Niu X.F., Huang X., Wang S.W. Research and application of evaporative

cooling in China: A review (I) — Research. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2012, vol. 16, iss. 5, pp. 3535-3546.

[2] Torell W. High efficiency indirect air economizer-based cooling for data centers. White Pa-

per no. 136, 2013. 16 p. URL: http://www.apcmedia.com/salestools/WTOL-8DNR9U/ WTOL-8DNR9U_R1_EN.pdf?sdirect=true (дата обращения 28 февраля 2015).

[3] Munters Oasis™ Indirect Evaporative Cooler scores top marks (2012). URL: http://dcseurope.info/news_full.php?id=24505 (дата обращения 1 марта 2015).

[4] Lee E. Indirect evaporative heat recovery ventilator heat exchanger (IEHRV-HX). Building en-

ergy research grant final report. URL: http://wcec.ucdavis.edu/wp-content/uploads/2012/ 10/IEHRV-BERG-Final-Report.pdf (дата обращения 20 февраля 2015).

[5] Jain S. Emulating Nature: Evaporative Cooling Systems, Transactions of ASHRAE, 2008,

vol. 114, no. 2, pp. 421-428.

[6] Woolley J., Modera M. Advancing development of hybrid rooftop packaged air conditioners:

Test protocol and performance criteria for the western cooling challenge, ASHRAE Transactions, 2011, vol. 117, iss. part 1, pp. 533-540.

[7] 27th Informatory Note on Refrigeration Technologies (2015). URL: http:// www.iifiir.org/medias/medias.aspx?INSTANCE=exploitation&PORTAL_ID=portal_model

_instance_publication_notes_information_en.xml&SYNCMENU=INFORMATORY_NO

TES&SETLANGUAGE=EN (дата обращения 15 января 2015).

[8] Воронец Д., Козич Д. Влажный воздух: термодинамические свойства и применение.

Москва, Энергоатомиздат, 1984. 136 с.

[9] Бурцев С.И., Цветков Ю.Н. Влажный воздух. Состав и свойства. Санкт-Петербург,

ГАХПТ, 1998. 146 с.

References

[1] Xuan Y.M., Xiao F., Niu X.F., Huang X., Wang S.W. Research and application of evaporative

cooling in China: A review (I) — Research. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2012, vol. 16, iss. 5, pp. 3535-3546.

[2] Torell W. High efficiency indirect air economizer-based cooling for data centers. White Pa-

per no. 136, 2013. 16 p. URL: http://www.apcmedia.com/salestools/WTOL-8DNR9U/ WTOL-8DNR9U_R1_EN.pdf?sdirect=true (accessed 28 February 2015).

[3] Munters Oasis™ Indirect Evaporative Cooler scores top marks (2012). Available at: http://dcseurope.info/news_full.php?id=24505 (accessed 1 Mach 2015).

[4] Lee E. Indirect evaporative heat recovery ventilator heat exchanger (IEHRV-HX). Building en-

ergy research grant final report. Available at: http://wcec.ucdavis.edu/wp-content/ uploads/2012/10/IEHRV-BERG-Final-Report.pdf (accessed 20 February 2015).

[5] Jain S. Emulating Nature: Evaporative Cooling Systems, Transactions of ASHRAE, 2008,

vol. 114, no. 2, pp.

[6] Woolley J., Modera M. Advancing development of hybrid rooftop packaged air conditioners:

Test protocol and performance criteria for the western cooling challenge, ASHRAE Transactions, 2011, vol. 117, iss. part 1, pp. 533-540.

[7] 27th Informatory Note on Refrigeration Technologies (2015). Available at: http:// www.iifiir.org/medias/medias.aspx?INSTANCE=exploitation&PORTAL_ID=portal_model

_instance_publication_notes_information_en.xml&SYNCMENU=INFORMATORY_NO

TES&SETLANGUAGE=EN (accessed 15 January 2015).

[8] Voronets D., Kozich D. Vlazhnyi vozdukh: termodinamicheskie svoistva i primenenie [Humid

air: thermodynamic properties and applications]. Moscow, Energoatomizdat publ., 1984. 136 p.

[9] Burtsev S.I., Tsvetkov Iu.N. Vlazhnyi vozdukh. Sostav i svoistva [Moist air. The composition

and properties]. St. Petersburg, GAKhPT publ., 1998. 146 p.

Информация об авторах

ГАРАНОВ Сергей Александрович (Москва) — кандидат технических наук, доцент кафедры «Холодильная и криогенная техника, системы кондиционирования и жизнеобеспечения». МГТУ им. Н.Э. Баумана (105005, Москва, Российская Федерация, 2-я Бауманская ул., д. 5, стр. 1, email: [email protected]).

ПАНТЕЕВ Даниил Андреевич (Москва) — главный инженер проектов ООО «ПСН Проперти Менеджмент» (115114, Москва, Российская Федерация, Дербеневская наб., д. 7, стр. 10).

СОКОЛИК Андрей Николаевич (Москва) — системный инженер АО «Шнейдер электрик» (127018, Москва, Российская Федерация, Двинцев ул., д. 12, к. 1, e-mail: [email protected]).

Статья поступила в редакцию 17.03.2015 Information about the authors

GARANOV Sergey Alexandrovich (Moscow) — Candidte of Science (Eng.), Associate Professor, Department of Refrigerating and Cryogenic Equipment, Environmental Control and Life-Support Systems. BMSTU (105005, Moscow, Russian Federation, 2nd Baumanskaya St., Bldg. 5, Block 1, email: [email protected]).

PANTEEV Daniil Andreevich (Moscow) — Chief Engineer (Projects), PSN Property Management LLC (115113, Moscow, Russian Federation, Derbenevskaya Nab., Bldg. 7, Block 10)

SOKOLIK Andrey Nikolaevich (Moscow) — System Engineer, Schneider Electric JSC (127018, Moscow, Russian Federation, Dvintsev St., Bldg. 12, Block 1, e-mail: [email protected])

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.