Энергетика, природные ресурсы, инженерные системы

Информационный портал ТЕПЛОКАРТА
  • Главная
    • Главная

      • Твердотопливные котлы и печи, камины
      • Системы отопления и охлаждения
      • Альтернативная энергия
      • Водоснабжение и водоотведение
      • Вентиляция и кондиционирование
      • Оборудование и материалы
      • Энергоэффективность и энергосбережение
      • Природные ресурсы, экология и строительство
      • Ядерная энергетика
      • Новости, обзоры, события
      • Исследования
  • Указатель терминов
  • Облако тегов
  • О портале
    • О портале

      • Разместить статью
Многослойный гофрированный материал в системах прямого испарительного охлаждения. iStock | Getty Images Plus
Многослойный гофрированный материал в системах прямого испарительного охлаждения. iStock | Getty Images Plus

Испарительное охлаждение локальных зон с высокой выработкой тепла

Системы отопления и охлаждения

Опубликовано: 01.12.2021

Обновлено: 01.12.2021

 496

Прямое испарительное (адиабатическое) охлаждение - это старинный метод охладить воздух, когда вода переходит из жидкого состояния в пар и поглощает тепло. В Древнем Египте люди развешивали влажные ткани в проемах жилых помещений, чтобы охладить сухой воздух пустыни.

Со времен египтян основные принципы испарительного охлаждения не изменились, однако сейчас ветер пустыни заменяет вентилятор, а тонкую ткань в окне - многослойный гофрированный материал.

Испарительное охлаждение для многих - это несложный способ локально охладить некоторые объекты на заводах или жилые помещения, когда жара. Простые, односкоростные, одноступенчатые системы, которые работают по принципу «все или ничего», широкодоступны и присутствуют повсеместно.

Характеристики, которые влияют на производительность многослойных гофрированных материалов:

  • Площадь водопоглощающей поверхности;
  • Толщина впитывающего слоя;
  • Состав (целлюлоза, стекловолокно, металл);
  • Размер отверстий (перфорация) и углы наклона канавок, по которым просачивается влага;
  • Скорость потока воды, которая проходит через абсорбционные слои;
  • Скорость потока воздуха, который проходит вдоль абсорбирующего материала.

В типовых промышленных упрощенных системах абсорбционные элементы холодильных установок сделаны из целлюлозы и имеют стандартные характеристики. Производительность охладителей составляет около 90 %. Это означает, что температура выходящего воздуха по сухому термометру снижается на 90 % от разницы входящих температур, которые показывают сухой и влажный термометры.

Например, если температура входящего воздуха по сухому термометру составляет 32,2 ⁰C, а по влажному - 26,6 ⁰C, то температура выходящего воздуха по сухому термометру составит 27 ⁰C. (Расчет: (32,2 - 26,6) x 0,90. Температура снизится на 5,04 ⁰C).

Природа прямого испарительного охлаждения означает, что относительная влажность воздуха, поступающего в помещение, приблизится к 85-90 %. В большинстве базовых случаев характеристики выходящего воздуха удовлетворяют заданным требованиям: температура снижается, а избыток влажности растворяется в окружающем пространстве.

Кроме того, поскольку в системах прямого испарительного охлаждения воздух на 100% приходит извне, он ускоряет воздухообмен в помещении и вентилирует его. Поэтому влага не задерживается и удаляется наружу. Обычно преследуется единственная цель - это снизить температуру по сухому термометру в определенном месте.

В более сложных системах испарительного охлаждения, чтобы соответствовать целевым условиям, производители оборудования учитывают все факторы. Инженеры комбинируют различные варианты и повышают производительность холодильных агрегатов. Например, увеличивают количество ступеней из гофрированных материалов, проходя через которые, воздух приобретает определенную температуру и влажность.

Исследования показывают, что, если уменьшить толщину гофрированных листов, то производительность холодильной машины снизится. Например, если снизить толщину слоя в три раза и не менять остальные параметры, то эффективность охлаждающего устройства снизится с 90 до 53 %.

Производительность холодильной установки повысится, если контролировать объем воздуха, который проходит над увлажненным материалом. Исследования показывают, что, когда увеличивается скорость воздушного потока вдоль охлаждающих кассет, их производительность снижается. Поэтому в более сложных системах испарительного охлаждения скорость вращения вентиляторов регулируется.

Контролировать относительную влажность воздуха, поступающего в помещение, в системах прямого испарительного охлаждения всегда являлось сложной задачей. Трудности усиливаются, когда температура воздуха по сухому термометру становится ниже. Психрометрические диаграммы показывают, что чем ниже температура воздуха по сухому термометру, тем выше его относительная влажность. Это неизбежный результат испарительного охлаждения.

Бороться с этим явлением помогают заслонки, через которые подмешивается сухой воздух в исходящие потоки: относительная влажность снижается. Другой подход - разделить внешний слой охлаждающих кассет на полосы и чередовать влажные и сухие участки. Второй способ - дешевле. Оба этих метода повышают температуру выходящего воздуха по сухому термометру, поэтому, чтобы соответствовать заданным параметрам охлаждающей нагрузки, требуется тонкая балансировка оборудования. С этой задачей могут справиться только электронно-программируемые компоненты.

Качество воды - важное условие, чтобы поддерживать производительность системы испарительного охлаждения на должном уровне. Недостаточно очищенная вода засоряет охлаждающий материал или откладывает на нем кальций.

Устройства испарительного охлаждения обычно устанавливают, чтобы снизить эксплуатационные расходы по сравнению с механическими системами. Не нужны компрессоры или дополнительные охлаждающих системы. Очевидно, снижаются затраты на электроэнергию. При длительной эксплуатации экономическая выгода увеличивается. Однако, если к механическим системам добавить воздушное охлаждение, то сэкономленные средства на электроэнергию потратятся на воду.

Промышленные процессы, в которых выделяется много тепла, создают локальные зоны с низкой относительной влажностью. Если не требуется точно контролировать влажность, то в этих случаях прямое испарительное охлаждение использовать выгодно. Одни из таких примеров:

  • Роботизированные рабочие центры;
  • Рабочие места рядом с автоклавами и печами.

В состав робототехники обычно входят электродвигатели, гидравлические насосы, электронные датчики и средства управления. Многие из этих элементов создают локально высокие температуры с низкими уровнями влажности. Влажность снижает риск электростатических разрядов в местах, где ее недостаточно.

Зонально охлаждать пространство возле печей с помощью прямого испарительного охлаждения - это классический пример.

 

Источник: Process Cooling

0.00%
0 0
 Теги:

Публикации на похожую тему:

Фото: Alexas_Fotos с сайта pixabay

Централизованное охлаждение Мюнхена: расширение инженерных сетей

Обновлено: 02.09.2021
 1216
Фото: Система охлаждения центра обработки данных. Ambient HVAC

Гибридная система охлаждения для центров обработки данных

Обновлено: 12.06.2020
 937
Подбор расширительного бака для водяного отопления

Подбор расширительного бака для водяного отопления

Обновлено: 21.10.2019
 1949

Комментарии ()

  1. Алексей 01 декабря 2021, 22:59(Комментарий был изменён) # ↓ 0
    Прямое испарительное кондиционирование в технологиях и в пределе охлаждения на 5-10 ⁰С так и осталось в советском адиабатическом испарении. За это время распространились непрямое (косвенное) испарение с охлаждением в пределе до температуры влажного термометра и без увеличения влажности продуктового воздуха. А наше тысячелетие началось рыночным использованием регенеративного косвенного испарительного охлаждения до температуры точки росы (что значительно глубже влажного термометра). У этой технологии два поколения — советские и американские патенты и кондиционеры. А в 2020 появилось третье, еще более совершенное поколение — расход 50 ватт электричества и 1,4 литра воды на 1 кВт холода и в 10 раз дешевле парокомпрессионных аппаратов. Наверное, именно об этом надо активно писать и продвигать…
    ответить

    Написать комментарий

    Недавние публикации

    Фото: BBQ Gourmet

    Инфракрасные горелки в газовых грилях: типы, преимущества, уход

    Обновлено: 15.02.2023  251
    Звуковые эффекты в зданиях напрямую зависят от материалов, из которых сделаны потолки, стены, двери и другие ограждающие конструкции. Фото: Rockfon

    Звукопоглощение, звукоизоляция и фоновый шум в зданиях

    Обновлено: 26.07.2022  730
    Тепло выделяется из оксида марганца, когда молекулы воды поглощаются слоистой структурой. Ⓒ Norihiko L. Okamoto

    Вода усиливает способность материала поглощать и отдавать тепло

    Обновлено: 21.04.2022  711

    Популярные категории

    • Водоснабжение и водоотведение23
    • Оборудование и материалы86
    • Твердотопливные котлы и печи, камины34
    • Новости, обзоры, события113
    • Энергоэффективность и энергосбережение44

    Разместить статью

    Портал TEPLOKARTA.RU доступен в Google Play

    Ссылки:

    • Контакты
    • Разместить статью
    • Конфиденциальность
    VK Telegram

    © 2023 Россия. Копировать без ссылки запрещено.  TEPLOKARTA.RU

    Отправить сообщение об ошибке?

    Ошибка:
    Выделите опечатку и нажмите Ctrl + Enter, чтобы отправить сообщение об ошибке.