4. Устройствадляохлаждениявоздуха

Для охлаждения воздуха в системах кондиционирования используются поверхностные (сухие), поверхностно-контактные (комбинированные) и контактные (мокрые) воздухоохладители.

В поверхностных (сухих) воздухоохладителях воздух продувается сквозь трубный пучѐк, по которым циркулирует промежуточный хладо- носитель или холодильный агент. В качестве промежуточного хладоносителя используются вода, водные растворы солей (рассолы), водные растворы этиленгликоля и т. д. Чаще всего для охлаждения применяется вода. Такие воздухоохладители называются воздухоохладителями водяного охлаждения. Воздухоохладитель, в котором циркулирует кипящий хладагент, одновре- менно является испарителем холодильной машины. В таких воздухоох- ладителях, как правило, применяются хладоны. Аммиак используется крайне редко, только в крупных центральных кондиционерах.

По конструкции наружной поверхности теплообменные трубы могут быть гладкими или оребренными. Чаще всего применяются оребренные трубы, так как такие воздухоохладители имеют меньшие массу и габариты при одинаковой тепловой нагрузке. В установках кондиционирования воз- духа получили распространение воздухоохладители со спирально-навитыми, спирально-накатными и пластинчатыми ребрами (см. рисунок 12.38).

Рисунок12.38–Поверхностныевоздухоохладители со спирально-навивным (а), пластинчатым (б)

испирально-накатным(в)оребрением

Шаг ребер зависит от температуры наружной поверхности труб. Еслиt_пов> t_р, тоh_р= 2–5 мм. При интенсивном выпадении влагиh_р= 3–7 мм, еслиt_пов< 0^оС,тоh_р= 7–9и более мм.

Типовой поверхностный воздухоохладитель центрального кондицио- нера показан на рисунке 12.39.

Рисунок 12.39 – Поверхностный воздухоохладитель Поверхностныевоздухоохладителисистемкондиционированиявоздуха

обычноимеюткоэффициенторебренияβ_ор=8–20.

По ходу движения воздуха оребренные поверхностные воздухоохла- дители выполняются с количеством рядов от 1 до 8.

Гладкотрубные воздухоохладители целесообразно использовать при повышенной влажности воздуха с интенсивным его осушением, например, в систкмах кондиционирования воздуха камер хранения парного или разморо- женного мяса.

В поверхностных воздухоохладителях могут осуществляться процессы обработки воздуха двух видов – охлаждение без изменения влагосодержания и охлаждение с осушением воздуха. Если средняя температура охлаждаю- щей поверхности t_пов.cpвыше температуры точки росы t_pвоздуха, то происхо- дит охлаждение воздуха без изменения влагосодержания. На рисунке 12.40 показан процесс обработки воздуха на h-d-диаграмме (луч АВ).

а–охлаждение;б–охлаждениесосушением

Рисунок12.40–Процессобработкивоздухавповерхностныхвоздухоохладителях

Охлаждение воздуха с одновременным его осушением на величину Δd будет происходить, если средняя температура охлаждающей поверхности воздухоохладителя будет ниже температуры точки росы воздуха. Осушение воздуха происходит за счет выпадения на рабочей поверхности трубок воздухоохладителя конденсата из воздуха. В этом случае процесс обработки воздуха осуществляется в результате его контакта с водой, стекающей по трубкам воздухоохладителя. Положение луча процесса АВ на полеh-d- диаграммы (рисунок 12.40) зависит от температуры поверхности трубок, времени контакта воздуха с рабочей поверхностью воздухоохладителя и других параметров.

В поверхностно-контактных (комбинированных) воздухоохладителях наружная поверхность теплообменных труб орошается водой. Движение обрабатываемого воздуха и орошаемой воды может быть прямоточным, перекрестным и противоточным, как показано на рисунке 12.41.

1 – орошающее устройство; 2 – воздухоохладитель; 3–сепаратор-каплеуловитель;4–поддон;5–насос

Рисунок12.41–Принципиальныесхемыорошаемыхповерхностных воздухоохладителей при прямоточном (а), перекрестном (б)

ипротивоточном(в)движениивоздухаиводы

При прямоточном движении вода разбрызгивается на наружную по- верхность в том же направлении, в котором движется воздух, как правило, горизонтально. При перекрестном движении воздух продувается горизон- тально, 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.

Комбинированные воздухоохладители могут охлаждать воздух без из- менения 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, темпе- ратуры орошаемой воды и других параметров.

Отличительной особенностью любой воздухоохладительной секции является наличие поддона под теплообменной секцией.

Воздух может охлаждаться без изменения влагосодержания, охлаж- даться и осушаться, охлаждаться и увлажняться. Для предотвращения выноса капель воды из воздухоохладителя скорость движения воздуха в живом сечении аппарата (ωρ) не должна превышать 5–6 кг/(с·м²).

Контактные (мокрые) воздухоохладители по конструкции и принципу действия аналогичны форсуночным и сотовым увлажнителям воздуха.

Контактные (мокрые) воздухоохладители по конструкции и принципу действия аналогичны форсуночным и сотовым увлажнителям воздуха.

При расчете воздухоохладителей исходными данными являются темпе- ратураиотносительнаявлажностьвоздуханавходеввоздухоохладительt_в1,φ₁и на выходе из него t_в2, φ₂, а так же количество воздуха, проходящего через воздухоохладитель. Наh-d-диаграмму наносятся точки, соответствующие заданнымпараметрамвоздуха.Послепостроенияпроцессаобработкивоздуха определяются энтальпииh_в1иh_в2,влагосодержанияd_в1иd_в2,температура мок- роготермометраt_м2итемператураточкиросыt_р2обрабатываемоговоздуха.

Типовойкомбинированныйвоздухоохладительпоказаннарисунке12.42.

1–фильтрдляочисткиводы;2–манометр;3–герметическаядверка;4–трехрядный теплообменник; 5 – двухрядный теплообменник; 6 – каплеуловитель; 7 – труба для подпитки; 8 – водомерное стекло; 9 – труба для слива; 10 – труба для перелива;

11–поддон;12–светильник;13–оросительнаякамера;14–форсунки;15–вентиль для регулировки давления воды в форсунках; 16 – рециркуляционный насос

Рисунок 12.42 – Типовой поверхностный орошаемый воздухоохладитель Притепловомрасчетевоздухоохладителейопределяютсяплощадь

теплопередающей поверхностиF_в.о, температураt_п.хи расходG_п.хпромежу- точного хладоносителя или холодильного агента(t_х.а, G_х.а)и сопротивление проходу воздухаН_в.о.

В воздухоохладителях с орошением наружной поверхности коэффи- циент теплопередачи значительно больше, чем в сухих воздухоохладителях и существенно зависит от интенсивности орошения водой. Кроме того, осу- ществляется очистка воздуха от пыли и частично от запахов. В смешанных орошаемых воздухоохладителях сопротивление проходу воздуха примерно в два раза больше.