ЭЖЕКЦИОННЫЕ ДОВОДЧИКИ

Недостатком комнатных неавтономных кондиционеров следу­ет считать то, что трудно добиться желаемого уменьшения шу­ма; для каждого кондиционера необходим вентилятор.

В местно-центральных системах кондиционирования наруж­ный воздух в количестве вплоть до санитарной нормы обраба­

тывается в центральном кондиционере и оттуда по распредели­тельным воздуховодам подается к комнатным климатическим приборам-доводчикам, в которых первичный воздух от централь­ного кондиционера эжектирует комнатный (вторичный) воздух, смесь доводится до требуемых параметров и поступает в поме­щение.

В местно-центральных системах должно быть создано доста­точное давление для обеспечения оптимального коэффициента эжекции. Обычно местно-центральная система вследствие необ­ходимости осуществления эжекции требует давления вентилято­ра в 1,5—3 раза больше, чем в центральных воздушных систе­мах. В эжекционных системах низкого давлення соотношение первичного и вторичного воздуха обычно 1 : 1, а высокого давле­ния от 1 : 3 до 1 : 5.

Коэффициент эжекции — отношение вторичного эжектируе — мого к первичному эжектирующему воздуху

(74)

^перв пера

Нами разработаны простейшие эжекцнонные комнатные кон­диционеры-доводчики конвективного и радиационного типа.

Эжекционный кондиционер-доводчик (тип I) конвективного типа (рис. 26), встроенный в мебель с корпусом из древесно-стру-

ЭЖЕКЦИОННЫЕ ДОВОДЧИКИ

Рнс. 26. Экспериментальный эжекционный доводчик низкого давле­ния с двухрядной установкой эжектирующих сопел:

/—корпус доводчика; 2— эжекцнонные сопла; ^—напорная камера; 4—тепюоб — менвнк из алюминиевых иакатных трубок.

жечных плйт/loctoht из распределительной напорной камеры ; с эжектирующими соплами, и теплообменника рециркуляцион­ного (вторичного) воздуха. К распределительной напорной ка — •- мере сечением 1І4ХІ16 мм, которая одновременно служит и глушителем шума, подходит воздуховод первичного воздуха.

ЭЖЕКЦИОННЫЕ ДОВОДЧИКИ

Рпс. 27. Эжекццонмый доводчик низкого давления с однорядной установкой

эжектпруюшнх сопел

Комнатный рециркуляционный воздух поступает, а приточ­ный— выходит из кондиционера через пластмассовые решетки. Благодаря разряжению, создаваемому за счет кинетической энергии струн первичного воздуха, выходящего нз эжектирую- щих сопел с большой скоростью, вторичный, рециркуляционный воздух просасывается через теплообменник, в котором он ох­лаждается или нагревается и. смешавшись с первичным возду­хом, через приточную решетку поступает в помещение. Тепло­обменники эжекиионных доводчиков должны оказывать мини­мальное сопротивление проходу воздуха. Нами использованы теплообменники из алюминиевых трубок с накатными ребрами.

На рпс. 27 и 28 представлены экспериментальные эжекиион — ные кондшиюнеры-доводчпки типа II н III, отличающиеся друг от друга видами эжектнрующи. х сопел. Эжектнрующие сопла выбраны круглого сечения, так как эта форма сопел обеспечи­вает наиболее высокий коэффициент эжекцин.

Рис. 28. Эжекционный доводчик в помещении (со снятыми передними стенками):

/—воздуховод: 2— расппедеиїтельная напорная коробка; 3—теплообменник.

Технические характеристики эжекцнонных кондиционеров представлены в табл. 23 и 24.

Размеры рЛспреде-|Ря™еР“ , 3′

лительной каперы,! камеРы :

смете — ^

^ня, .им а — для прохода

s 5 і рециркуля-

2 5 і ционного

воздуха,

Мини мал ь — . ное свобод — — ное сечение

Т а б л и н а 23

Теплообменник

I

j

Алюминиевый двух — і

рядный. . .;

502

132

135

246′

284 0,025

0,057

II

Алюминиевый одно-:

рядный

502

132

135

246

284 0,0327

0,057

in ;то же

503

134

130

246

146.0,0187

0.057

с о

О

:

j^K-CM Лк. см

і і

ю

о

Для кондлционеров-доводчиков типа I и II при общеіі высоте 700 мм высота камеры смешения hK. cм =146 мм недостаточна, с увеличением Лк. см увеличивается коэффициент эжекции (рис. 29). При /? к. см =284 мм и выше коэффициент эжекции не изменяется.

Таблица 24′

Тин кондицио­нера — доводчи­ка

Эжектирующие сопла

Расстояние между цент­рами сопел, мм

Расстояние между сопла­ми, мм

• с’*

Си ■

* О о я X °

К 5 *

О-в s а н*

S л У S <=! Г* >Ss

из-

о

Материал

Размеры сопла, мм

: Количество сопел

Площадь! выходного сечения од­ного соп — ! ла, м2

^ВН

А

1

Пласт­

19

80

14

0,000283

70

51

0,0039

масса

II

19

18

7

0,000283

70

51

0,0014

III

11

_

33

0,000194

43

32

0,0031

В кондиционере типа III (см. рис. 28) эжектирующие сопла представляют собой высверленные отверстия в распределитель­ной камере. Большое количество мелких сопел позволяет полу­чить равномерное скоростное поле.

ЭЖЕКЦИОННЫЕ ДОВОДЧИКИ

Рис. 29. График зависимости расхода эжектируемого вторичного воздуха от высоты камеры смешения. .

Проведенные аэродинамические испытания приведенных ти­пов кондиционеров показали, что для типа III, дающего боль­шое количество мелких струй первичного воздуха, требуется не­большая высота камеры смешения (hK_см = 146 мм).

При малых расходах первичного воздуха процесс выхода первичного воздуха из распределительной камеры неустойчив. Количество эжектируемого воздуха, а следовательно, и коэффи­циент эжекции возрастает с увеличением количества первичного воздуха (рис. 30).

Результаты аэродинамических испытаний для расчетных зна­чений приведены в табл. 25.

Таблица 25

1 Тип коидицио — [ мера

Расход воздуха, м3/ч

Коэффициент эжекции Кэж

Статическое давление в распредели­тельной ка­мере, KZjM2

Весовая скорость в живом сечении теп­лообменни­ка, ор кг/м—сек

Средняя ско­рость выхода воздуха, м[сек

приточ­

ного

Lup

первич­

ного

£лерв

рециркуля­

ционного

1 /-реи

из сопла

из конди — ционера — доводчнка

и

240

120

120

1

2,4

1.3

17

1.0

і

300

150

150

1

3,2

1,63

10,4

‘ і 2

ні

400

200

200

1

12,8

2,18

17,0 1,5

ЭЖЕКЦИОННЫЕ ДОВОДЧИКИ

Сер<5. М3/ч

Рис. 30. График зависимости расхода первичного и вторич­ного воздуха (тип III).

На рис. 28 изображен установленный в помещении доводчик подоконного типа. Горячая вода зимой и холодная вода летом циркулирует через теплообменник 3. Первичный (свежий) воз­дух из центрального кондиционера нагнетается по вертикально­му воздуховоду 1 и подводится к распределительной коробке 2, которая служит также глушителем, и поступает к эжектирую — щим соплам. Вторичный воздух поступает к прибору непосред­ственно из помещения, проходит через теплообменник 3, смеши-

ЭЖЕКЦИОННЫЕ ДОВОДЧИКИ

Рис. 31. Летние процессы об­работки воздуха на /—d диа­грамме в системах с эжекци — онными доводчиками.

вается с первичным воздухом и поступает в помещение. Воздуш­ная смесь, подогретая или охлажденная, выходит в помещение через верхнюю решетку.

Для сокращения расхода первичного воздуха и уменьшения сечения воздуховодов иногда имеет смысл устраивать системы высокого давления (100—300 кг/л і2). Системы высокого давле­

ния считаются экономически выгодными, если число доводчиков более 40 [35]. Все виды доводчиков для систем высокого давле­ния должны иметь лабиринтовые камеры для шумоглушения и облицовываться звукопоглощающим материалом.

В климатических приборах-доводчиках первичный и вторич­ный воздух после смешения попадает в теплообменник, или че­рез теплообменник проходит только вторичный воздух (см. рис. 26—28).

Процесс обработки воздуха в системах с климатическими приборами-доводчикамн дан на рис. 31. Наружный воздух Н в центральном кондиционере охлаждается до состояния С. После подогрева в вентиляторе и каналах воздух приобретает состоя­ние С1 и поступает в распределительную коробку прибора. Внут­ренний (вторичный) воздух В смешивается с первичным возду­хом С1 и приобретая состояние К, охлаждается до состояния П и поступает в помещение. В других приборах вторичный воздух охлаждается от состояния В до состояния О и. смешиваясь с первичным воздухом, приобретает параметры П. Очевидно, сле­дует отдавать предпочтение последним приборам, в которых че­рез теплообменник проходит только вторичный воздух. С увели­чением коэффициента эжекции. т. е. увеличением рециркуляции внутреннего воздуха, уменьшается расход тепла (холода). По­этому идеальным случаем является случай, когда первичный воздух подается только в количестве, необходимом для гигиени­ческих нужд, а рециркуляционный (вторичный) воздух эжектп — руется в количестве, необходимом для достижения требуемого нормами рабочего перепада температур приточного и внутрен­него воздуха.

Так как теплоемкость воды в 4 раза больше, чем воздуха, имеет смысл основную часть нагрузки отопления и охлаждения относить к воде, сокращая размер воздуховода до минимума. Так, воздуховод диаметром 230 мм при скорости воздуха 15 м/с с к. транспортирует такое же колнчетво тепла, как и ■V’ труба с водой, при скорости движения последней 1,5 м/сек, при одинаковом в обоих случаях перепаде температур.

Когда эжекционные кондиционеры должны работать, как приборы дежурного отопления при естественном побуждении, их следует рассчитывать по отопительным нагрузкам с проверкой по летнему режиму. С увеличением коэффициента эжекцпн большая часть теплопроизводптельности может быть отнесена к комнатным эжекционным кондиционерам.

Количество первичного воздуха должно выбираться макси­мальным из сравнения следующих условий: удовлетворения тре­бований вентиляционного обмена помещении; создания в поме­щении нормальной циркуляции; поддержания определенного внутреннего давления с целью сокращения естественной ин­фильтрации.

Ввиду несовершенства эжектирующих устройств кондиционе­ров, часто приходится количество первичного воздуха устанавли­вать из условия обеспечения требуемого коэффициента эжек­ции. Количество первичного воздуха остается постоянным в те­чение всего года.

При увеличении коэффициента эжекции требуется вентиля­тор более высокого давления, увеличивается расход на шумо — глушенне. Однако по первоначальным расходам увеличение коэффициента эжекции почти всегда выгодно, так как уменьша­ются сечения каналов. Что касается эксплуатационных затрат, то для определения эффективного давления следует производить технико-экономические расчеты.

При подаче первичного воздуха в пределах санитарной нор­мы оптимальный коэффициент эжекции [37] может определяться по формулам (74) и (56).

TOC o "1-5" h z Г/ ^втор ^"пр ^перн ^ПРИТ,

L L L

перв перв перв

-1. (75)

где Q—тепловая нагрузка прибора, от;

L„р —количество приточного воздуха, лг3/ч;

с—удельная теплоемкость воздуха, кджікг • град;

Р—плотность воздуха, кз/.и3;

J/p—рабочая разность температур приточного и внутреннего воздуха, град С;

7-втор —количество вторичного эжектнруемого воздуха, .и3/ч;

Т-псрв —количество первичного наружного воздуха, обработан­ного в центральном кондиционере, м3/ч.

В климатических приборах местно-центральных систем об­щая теплопропзводительность прибора складывается из части тепла, вносимой первичным воздухом QnePB и передаваемой теп­лообменником прибора QT,

Q = QnefB — Г Qt #г (^6)

или из отопительной и вентиляционной нагрузки

Qooiii ~ Qot — f — Qbcht в Т. (,^7)

При температуре первичного воздуха ниже воздуха помеще­ния (для возможности охлаждения любого помещения зимой или в переходной период при интенсивной солнечной радиации, бы­товых тепловыделениях и т. д.)

Qot == Сіпр ‘ С ‘ р (/пр ^ Срец ’ С ‘ Р (^оых. тепл ^в )

7?перв (7В ^перв ) С ‘ р

где Опр —расход приточного воздуха, кг/ч;

GnepB —расход первичного воздуха, кг/ч;

Gpen —расход рециркуляционного воздуха, кг/ч;

/пр—температура приточного воздуха, град С;

/ пер в —температура первичного воздуха, град С;

/вых. тепл —температура рециркуляционного воздуха, выходяще­го из теплообменника.

Из уравнения (78)

0„

^вых. тепл ^в ) ‘

TOC o "1-5" h z реи ’вых. тепл в С • р

GnepB = “ 1 " + К2ІЧ, 09)

в перв

Q(T

Ч~ ^пепв ^пеов ^

£ . р перв v в перв

Орец = ——-t——- —?——- кг/ч. (80)

вых. тепл в

Вентиляционная нагрузка или теплопроизводительность по первичному воздуху:

CliepB ~ GnepB ‘ С • Р 1 ^перв ; (81 )

Qconi = Спр * С ‘ ? (/пр /в ) Т" Gnepe ‘ С • ь (ta / перв) вт > (82)

/ пр = tB 4- -^0І— град С. (83)

Спр • * • Р

Из уравнении (78) и (81)

/вых. тепл = /в — f — — — — град С. (84)

Срец • f ■ р

Общая хладопронзводнтельность зжекционного кондиционе­ра состоит из нагрузки охлаждения н вентиляционной.

Qoglu “ Qox. i "Г GnepB ^ Ті

TOC o "1-5" h z Go6m == G„p * С • p (/B — /пр ) & T f (8o)

0.ОУІЛ * Gpeu (/fi /вых. тепл) 6 Г f (86)

QriepB ~="’ GnepB (^B /перв ) 6 T у (8/)

Gnp ‘ с ■ rJ (/e ‘/np ) ~ Gpeu ’ С ‘ P (^в /вых. тепл) ~f"

4* GuepB * С • р (/В /перв ) f (88)

Gox.’i = GoClU GnepB = Gnp (/в /пр ) * С ’ р "™

Сперв (/в —/перв ) ‘ С • О вТ, (89)

Из уравнений (85) и (88); (85) и (89) определяется GmpH ri

‘ рец

Gooin с — р

Gpeu (‘в *в

Пперв —

(90)

кг/ч;

пере

‘общ

У в ^перв)

Срец —

(91)

кг/ч.

Из уравнения (85)

‘общ

^пр — ^в

грид С.

(92)

Из уравнения (86)

град С.

(93)

П.1 — tb

Gpeu • с

р

К числу достоинств систем с эжекционными доводчиками можно отнести: сравнительно малые размеры центральных кон­диционеров и воздуховодов; при отсутствии в помещении лю­дей первичный воздух отключается и прибор работает как кон­вектор: надежное и гибкое регулирование температуры в поме­щениях: возможность поэтажного строительства и ввода в экс­плуатацию. Недостатком этих систем является то. что централь­ный кондиционер нужно включать даже тогда, когда только од­но из помещений требует кондиционирования воздуха в данный момент, кроме того, эжектнруемый воздух не фильтруется.

По имеющимся данным система кондиционирования возду­ха с эжекционными доводчиками по сравнению с общей стои­мостью обычной радиаторной системы водяного отопления и си­стемы приточно-вытяжной вентиляции в среднем на 20% доро­же (без учета стоимости холодильных устройств), причем это соотношение стоимости почти не изменяется, если число устанав­ливаемых доводчиков находится в пределах от 100 до 1000 шт. [3].

Эксплуатационные расходы при системе с эжекционными до­водчиками примерно на 50% выше, чем при водяном отоплении и приточно-вытяжной вентиляции (без учета стоимости произ­водства холода).

График потребления энергии установками кондиционирова­ния воздуха в рассматриваемых зданиях является очень выгод­ным, так как максимум нагрузки приходится на дневные лет­ние часы, когда нагрузка электростанций минимальна.

[1] Изготавливаются на стане ЦНШ1ТМАШ Запорожским трансформатор­ным заводом.

[2] Толщина оребрения принята 1 .«.и.

Posted in МИКРОКЛИМАТ ЖИЛЫХ И ОБЩЕСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *