Альтернативні системи кондиціювання повітря з використанням випарного охолодження
Вантажиться...
Дата
2009
Автори
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
Одес. держ. акад. холоду
Анотація
Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.14 - Холодильна, вакуумна та компресорна техніка, системи кондиціонування.
Дисертація присвячена розвитку наукових і інженерних основ створення альтернативних систем кондиціонування повітря з використанням методів випарного охолодження.
Особливий інтерес являють випарні охолодники непрямого типу НВО, у яких охолодження повітря досягається без прямого контакту з водою. Розроблено НВО на основі апаратів плівкового типу з багатоканальною структурою насадки і роздільним рухом потоків газу і рідини, а також регулярною шорсткістю поверхні, як метод інтенсифікації тепломасообміну. Виконано моделювання процесів сумісного тепломасопереносу у НВО з урахуванням: термічних опорів потоків газу і рідини, особливостей течії рідинної плівки по поверхнях із РШ. Експериментально одержані залежності, що забезпечують розрахунок і проектування охолодників. Розглянуто умови роботи випарних охолодників прямого і непрямого типів, комбінованих і багатоступеневих.
Створення випарно-парокомпресійних систем дозволяє «включити» випарний охолодник на високому температурному рівні, де він достатньо ефективний, і використати допоміжній повітряний потік для обдування конденсатора ХМ, а також знизити витрати води на підживлення замість випаруваної у НВО. Показано, що при відносній вологості 35-45%, витрати на випарювання можуть бути компенсовані повністю.
Виконано загальний екологічний аналіз альтернативних рішень з використанням методології і бази даних «Повний життєвий цикл» Альтернативна система АСКП (НВО/ХМ) приводить до меншого виснаження природних ресурсів, ніж традиційна і вносить менший внесок у глобальну зміну клімату. Показано, що найбільший вплив на довкілля відбувається під час експлуатації системи; внесок періоду виробництва складає близько 20% від внеску для альтернативної системи складає всього 64.5% від цього ж впливу для традиційної системи.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.05.14 - Холодильная, вакуумная и компрессорная техника, системы кондиционирования. Диссертация посвящена развитию научных и инженерных основ создания альтернативных систем с использованием методов испарительного охлаждения. Особый интерес представляют испарительные охладители непрямого типа НИО, в которых охлаждение воздуха достигается без прямого контакта с водой. Разработаны НИО на основе аппаратов пленочного тина с многоканальной структурой насадки из полимерных материалов и раздельным движением потоков газа и жидкости, а также регулярной шероховатости поверхности (РШ) и капиллярно-пористым покрытием (КПП). Выполнено моделирование процессов совместного тепломассопереноса в НИО с учетом термических сопротивлений потоков газа и жидкости и особенностей течения жидкостной пленки по поверхностям с РШ типа «впадина». Экспериментально установлены: влияние РШ поверхности на интенсификацию процессов и получены зависимости, обеспечивающие расчет и проектирование испарительных охладителей. Рассмотрены условия работы испарительных охладителей прямого и непрямого типов, комбинированных и многоступенчатых; показано, что число ступеней в каскаде охладителей НИО/НИО не должно превышать двух, а оптимальной является схема охладителя в составе НИО/НИО. Рассмотрено интегрирование естественных и искусственных методов охлаждения в испарительно-парокомпрессионых системах. Создание испарительно-парокомпрессионых систем позволяет «включить» испарительный охладитель на высоком температурном уровне, где он достаточно эффективен, и использовать вспомогательный воздушный поток для обдува конденсатора ХМ. При относительной влажности наружного воздуха свыше 35-45%, потери на испарение в НИО могут быть компенсированы полностью. Разработанная комбинированная система в составе НИО/ХМ полностью обеспечивает получение комфортных параметров воздуха без климатических ограничений и снижает энергозатраты. Она позволяет рационально интегрировать испарительные методы охлаждения в состав парокомпрессионных систем, существенно снижая основной недостаток этих методов, заключающийся в необходимости подпитки испарительного контура свежей водой. В сравнении с традиционными парокомпрессионными системами, АСКВ на основе НИО/ХМ обеспечивает значительное снижение энергозатрат (30-60%). Выполнен экологический анализ альтернативных решений с использованием методологии «Полный жизненный цикл» (Life Cycle Assessment, международные стандарты ISO (ISO 14040, 14041, 14042 и 14043, «еcо-indicator 99», база данных программы «SimaPro-6»). АСКВ приводит к меньшему истощению природных ресурсов, чем традиционная и вносит меньший вклад в глобальное изменение климата. Показано, что наибольшее воздействие на окружающую среду производится во время эксплуатации системы; вклад периода производства составляет около 20% от вклада за весь жизненный цикл, а вклад периода утилизации незначителен; общее экологическое воздействие для альтернативной системы составляет всего 64.5% от этого же воздействия для традиционной системы. Выбор альтернативных решений по двум критериям (влияние на истощение природных ресурсов и вклад в глобальное потепление) способствует реализации закона Украины об энергосбережении и Киотского протокола, направленного на снижение эмиссии парниковых газов.
The dissertation on competition of a scientific degree of the candidate of Technical Science by specialty 05.05.14 - Refrigerating, Vacuum, End Compressor Techniques, Conditioning Systems. The dissertation is devoted to development of scientific and engineering bases of creation of alternative systems of cooling and air conditioning with use evaporative cooling. Special interest represent evaporative coolers of indirect type IEC in which cooling of air is reached without direct contact to water. Are developed IEC on the basis of devices of film type with multichannel structure of a nozzle and separate movement of streams of gas and a liquid, and also a regular roughness of a surface (RS), as a method of an intensification heat-mass-transfer. Modeling processes joint heat-mass-transfer in IEC with the account is executed: thermal resistance of streams of gas and a liquid, features of current of a liquid film on surfaces with RS, character of distribution of the dry and moistened sites of a surface of a nozzle. The dependences providing calculation and designing of coolers are experimentally received. Operating conditions evaporative coolers of the direct and indirect types combined and multistage arc considered. Creation evaporative-refrigeration systems (IEC/RM) allows "to include" evaporative cooler at a high temperature level where it is effective enough, and to use an auxiliary air stream for condenser RM, and also to lower the charge of water on additional charging in IEC. It is shown, that at relative humidity of 35-45 %, losses on evaporation can be compensated completely. The general ecological analysis of alternative systems with use of methodology and a database «Life Cycle Assessment». Alternative system AACS (IEC/RM) is executed results in a smaller exhaustion of natural resources, than traditional and makes the smaller contribution to global change of a climate. It is shown, that the greatest influence on an environment is made during operation of system; the contribution of the period of manufacture makes about 20 % from the contribution for all life cycle, and the contribution of the period of recycling is insignificant; the general ecological influence for alternative system makes only 64.5 % from the same influence for traditional system.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.05.14 - Холодильная, вакуумная и компрессорная техника, системы кондиционирования. Диссертация посвящена развитию научных и инженерных основ создания альтернативных систем с использованием методов испарительного охлаждения. Особый интерес представляют испарительные охладители непрямого типа НИО, в которых охлаждение воздуха достигается без прямого контакта с водой. Разработаны НИО на основе аппаратов пленочного тина с многоканальной структурой насадки из полимерных материалов и раздельным движением потоков газа и жидкости, а также регулярной шероховатости поверхности (РШ) и капиллярно-пористым покрытием (КПП). Выполнено моделирование процессов совместного тепломассопереноса в НИО с учетом термических сопротивлений потоков газа и жидкости и особенностей течения жидкостной пленки по поверхностям с РШ типа «впадина». Экспериментально установлены: влияние РШ поверхности на интенсификацию процессов и получены зависимости, обеспечивающие расчет и проектирование испарительных охладителей. Рассмотрены условия работы испарительных охладителей прямого и непрямого типов, комбинированных и многоступенчатых; показано, что число ступеней в каскаде охладителей НИО/НИО не должно превышать двух, а оптимальной является схема охладителя в составе НИО/НИО. Рассмотрено интегрирование естественных и искусственных методов охлаждения в испарительно-парокомпрессионых системах. Создание испарительно-парокомпрессионых систем позволяет «включить» испарительный охладитель на высоком температурном уровне, где он достаточно эффективен, и использовать вспомогательный воздушный поток для обдува конденсатора ХМ. При относительной влажности наружного воздуха свыше 35-45%, потери на испарение в НИО могут быть компенсированы полностью. Разработанная комбинированная система в составе НИО/ХМ полностью обеспечивает получение комфортных параметров воздуха без климатических ограничений и снижает энергозатраты. Она позволяет рационально интегрировать испарительные методы охлаждения в состав парокомпрессионных систем, существенно снижая основной недостаток этих методов, заключающийся в необходимости подпитки испарительного контура свежей водой. В сравнении с традиционными парокомпрессионными системами, АСКВ на основе НИО/ХМ обеспечивает значительное снижение энергозатрат (30-60%). Выполнен экологический анализ альтернативных решений с использованием методологии «Полный жизненный цикл» (Life Cycle Assessment, международные стандарты ISO (ISO 14040, 14041, 14042 и 14043, «еcо-indicator 99», база данных программы «SimaPro-6»). АСКВ приводит к меньшему истощению природных ресурсов, чем традиционная и вносит меньший вклад в глобальное изменение климата. Показано, что наибольшее воздействие на окружающую среду производится во время эксплуатации системы; вклад периода производства составляет около 20% от вклада за весь жизненный цикл, а вклад периода утилизации незначителен; общее экологическое воздействие для альтернативной системы составляет всего 64.5% от этого же воздействия для традиционной системы. Выбор альтернативных решений по двум критериям (влияние на истощение природных ресурсов и вклад в глобальное потепление) способствует реализации закона Украины об энергосбережении и Киотского протокола, направленного на снижение эмиссии парниковых газов.
The dissertation on competition of a scientific degree of the candidate of Technical Science by specialty 05.05.14 - Refrigerating, Vacuum, End Compressor Techniques, Conditioning Systems. The dissertation is devoted to development of scientific and engineering bases of creation of alternative systems of cooling and air conditioning with use evaporative cooling. Special interest represent evaporative coolers of indirect type IEC in which cooling of air is reached without direct contact to water. Are developed IEC on the basis of devices of film type with multichannel structure of a nozzle and separate movement of streams of gas and a liquid, and also a regular roughness of a surface (RS), as a method of an intensification heat-mass-transfer. Modeling processes joint heat-mass-transfer in IEC with the account is executed: thermal resistance of streams of gas and a liquid, features of current of a liquid film on surfaces with RS, character of distribution of the dry and moistened sites of a surface of a nozzle. The dependences providing calculation and designing of coolers are experimentally received. Operating conditions evaporative coolers of the direct and indirect types combined and multistage arc considered. Creation evaporative-refrigeration systems (IEC/RM) allows "to include" evaporative cooler at a high temperature level where it is effective enough, and to use an auxiliary air stream for condenser RM, and also to lower the charge of water on additional charging in IEC. It is shown, that at relative humidity of 35-45 %, losses on evaporation can be compensated completely. The general ecological analysis of alternative systems with use of methodology and a database «Life Cycle Assessment». Alternative system AACS (IEC/RM) is executed results in a smaller exhaustion of natural resources, than traditional and makes the smaller contribution to global change of a climate. It is shown, that the greatest influence on an environment is made during operation of system; the contribution of the period of manufacture makes about 20 % from the contribution for all life cycle, and the contribution of the period of recycling is insignificant; the general ecological influence for alternative system makes only 64.5 % from the same influence for traditional system.
Опис
Федоров, О. Г.
Альтернативні системи кондиціювання повітря з використанням випарного охолодження [Текст] : автореф. дис. ... канд. техн. наук : спец. 05.05.14 "Холодильна, вакуумна та компресорна техніка, системи кондиціювання" / Федоров Олександр Григорович ; наук. кер. А. Ю. Лагутін ; Одес. держ. акад. холоду. – Одесса : ОДАХ, 2009. – 20 с. : табл., рис.
Ключові слова
альтернативна система, охолодження, кондиціонування повітря, гідродинаміка, тепломасообмін, випарний охолодник, насадка регулярної структури, полімерні матеріали, повний життєвий цикл, екологічний вплив, альтернативная система, охлаждение, кондиционирование воздуха, гидродинамика, тепломасообмен, испарительный охладитель, насадка регулярной структуры, полимерные материалы, полный жизненный цикл, экологическое влияние, alternative system, cooling, an air conditioning, hydrodynamics, heat-mass-transfer, evaporative cooler, a nozzle of regular structure, the polymeric materials, ecological influence