11 Воздухоохладительные секции

В поверхностных воздухоохладителях воздух соприкасается с наружной поверхностью теплообменных труб, по которым циркулирует промежуточный хладоноситель или холодильный агент. В качестве промежуточного хладоносителя используются вода, водные растворы солей (рассолы), водные растворы этиленгликоля и т.д. Воздухоохладитель, в котором циркулирует кипящий хладагент, одновременно является испарителем холодильной машины. В таких воздухоохладителях, как правило, применяются хладоны. Аммиак используется крайне редко, только в крупных центральных кондиционерах.

По конструкции наружной поверхности теплообменные трубы могут быть гладкими или оребрённымиВ установках кондиционирования воздуха получили распространение воздухоохладители со спирально-навитыми, спирально-накатными и пластинчатыми ребрами.

Шаг ребер зависит от температуры наружной поверхности труб. Если t_пов>t_р , то h_р = 2 – 5 мм.

При интенсивном выпадении влаги h_р = 3 – 7 мм, Если t_пов< 0 ^оС , то h_р = 7 – 9 и более мм.

Поверхностные воздухоохладители СКВ обычно имеют коэффициент оребрения β_ор = 8 – 20.

По ходу движения воздуха оребренные поверхностные воздухоохладители выполняются с количеством рядов от 1 до 8.

Гладкотрубные воздухоохладители целесообразно использовать при повышенной влажности воздуха с интенсивным его осушением. Например, в СКВ камер хранения парного или размороженного мяса.

В воздухоохладительных секциях систем кондиционирования применяются поверхностные сухие воздухоохладители и вздухоохладители комбинированного типа с орошением наружной поверхности.

Сухие воздухоохладители представляют собой пучок теплообменных труб, сквозь которые продувается обрабатываемый воздух.

В комбинированных воздухоохладителях наружная поверхность теплообменных труб орошается водой. Движение обрабатываемого воздуха и орошаемой воды может быть прямоточным, перекрестным и противоточным. При прямоточном движении вода разбрызгивается на наружную поверхность в том же направлении, в котором движется воздух, как правило, горизонтально. При перекрестном движении воздух продувается горизонтально, а вода орошается сверху вниз. При противоточном движении сред вода орошает теплообменные трубы сверху, а воздух продувается снизу. Для орошения поверхности применяются форсунки глубокого распыления воды. Диаметр выходного отверстия форсунок 3-5 мм. Орошаемые воздухоохладители могут охлаждать воздух без изменения влажности, охлаждать и осушать воздух или охлаждать и увлажнять воздух в зависимости от принятого режима работы, т.е. от температуры охлаждающей среды в теплообменных трубках, скорости воздуха, температуры орошаемой воды и других параметров.

В нижней части воздухоохладителей под теплопередающей поверхностью имеются поддоны для сбора образовавшейся воды.

В воздухохладительных секциях после воздухоохладителя обязательно устанавливаетьсясепоратор-каплеотбойник. Он представляет собой набор наклонных пластин.

Для предотвращения выноса капель воды из воздухоохладителя массовая скорость движения воздуха в живом сечении аппарата не должна превышать 5-6 кг/(с·м²)

В поверхостных воздухоохладителях воздух охлаждается без изменения влагосодержания в процессе 1-2 , если температура выше точки росы воздух охлаждается и осушается в процессе 1-3, если ниже температуры точки росы то процесс 1-4.

Площадь теплопередающей поверхности сухого поверхностного воздухоохладителя F_в.о, м² рассчитывается по формуле

при охлаждении воздуха без изменения влагосодержания

F_в.о= Q_я / (К_я · θ_m) = Q_я / (α_н · k_э · θ_m),,

при охлаждении и осушении воздуха

F_в.о= Q_п / (К_п · θ_m) = Q_п / (α_н · k_э ·ξ_вл · θ_m),,

гдеQ_я, Q_п – количество явной и полной теплоты, отводимой воздухоохладителем, Вт;

К_я, К_п – коэффициент явной и полной теплопередачи воздухоохладителя, Вт/(м²К);

θ_m – средняя логарифмическая разность температур, ^оС;

α_н – коэффициент теплоотдачи от воздуха к наружной поверхности воздухоохладителя, Вт/(м²К);

k_э– коэффициент эффективности ребристой поверхности,

k_э = 0,6 – 1,0;

ξ_вл – коэффициент влаговыпадения, показывающий увеличение теплоотдачи из-за влагообмена между водой и воздухом.

Количество теплоты, отведенной от воздуха, находится из равенства

при охлаждении воздуха без изменения влагосодержания

Q_я = G_в · с_в · (t_в.вх – t_в.вых),

при охлаждении и осушении воздуха

Q_п = G_в · (h_в.вх – h_в.вых), W_о.с =G_в · (d_в.вх – d_в.вых),

гдес_в – теплоемкость воздуха при средней его температуре в воздухоохладителе, Дж/(кг·К);

h_в.вх, h_в.вых – энтальпия воздуха на входе и выходе из воздухоохладителя, Дж/кг;

W_о.с.- количество влаги, отводимой от воздуха в воздухоохладителе (осушающая способность воздухоохладителя);

d_в.вх, d_в.вых – влагосодержание воздуха на входе и выходе их воздухоохладителя, г/кг.

Коэффициенты теплоотдачи и теплопередачи определяются по эмпирическим формулам или номограммам в зависимости от конструкции воздухоохладителя, температуры и скорости воздуха и других параметров. Например, для водяных алюминиевых воздухоохладителей со спирально-накатныморебрением

= 20,2 (ωρ)^0,665 (ω_w)^0.184.

где (ωρ) – массовая скорость движения воздуха, кг/(с·м²);

(ω_w) – скорость воды в трубах воздухоохладителя, м/с.

Средняя логарифмическая разность температур рассчитывается по формуле

θ_m = (Δt_б – Δt_м)/ln (Δt_б/Δt_м),

где Δt_б, Δt_м – наибольшая и наименьшая разность температур между промежуточным хладоносителем или хладагентом и воздухом, ^оС.

В воздухоохладителях с орошением наружной поверхности коэффициент теплопередачи значительно больше, чем в сухих воздухоохладителях и существенно зависит интенсивности орошения водой. Кроме того, осуществляется очистка воздуха от пыли и частично от запахов. Для таких смешанных воздухоохладителей дополнительно рассчитывается количество разбрызгиваемой воды W, кг/с

W = G_в · В_ор,

где В_ор – коэффициент орошения,

В_ор = (0,7 – 1,0).

Коэффициент влаговыпаденияξ_вл определяется по формуле

ξ_вл = (h_в.вх – h_в.вых) / [с_в · (t_в.вх – t_в.вых)].

Сопротивление проходу воздуха в воздухоохладителе Н_в.о, рассчитывается по эмпирическим формулам, полученным для определенной конструкции аппарата. Например, для алюминиевых воздухоохладителей со спирально-накатными ребрами при охлаждении воздуха без изменения влагосодержания

Н_в.о = 0,345 (ωρ)^1,7z_ряд ^1,6,

при охлаждении и осушении воздуха

Н_в.о = 3,3 (ωρ)^1,4z_ряд ^0,82,

гдеz_ряд – количество рядов труб.

В смешанных орошаемых воздухоохладителях сопротивление проходу воздуха примерно в два раза больше.