Кондиционер с гибридной системой осушительного и испарительного охлаждения
Иллюстрации
Показать всеИзобретение относится к области кондиционеров, обеспечивающих рекуперацию теплоты/холода и влаги с адиабатическим увлажнением до заданных значений температуры и относительной влажности. Кондиционер содержит приточную и вытяжную камеры, разделенные между собой горизонтальной перегородкой с основным и дополнительным окнами, систему осушительного и испарительного охлаждения, состоящую из рекуператора-осушителя и рекуператора-охладителя, имеющих линии притока и вытяжки, блока воздухонагревателя вытяжного воздуха, размещенного между рекуператорами, и двух адиабатических увлажнителей вытяжного и приточного воздуха с подводящим водопроводом, при этом рекуператор-осушитель выполнен в виде роторного регенератора адсорбционного типа, который встроен в основное окно перегородки, а приточная и вытяжная камеры содержат входной и выходной патрубки, воздухоочиститель и вентиляторный блок. Приточная и вытяжная камеры содержат управляемые воздушные клапаны, система охлаждения выполнена гибридной, в которой роторный регенератор адсорбционного типа, встроенный в основное окно перегородки, снабжен инвертором и управляющим контроллером, второй рекуператор выполнен в виде пластинчатого трехкаскадного перекрестноточного рекуператора V-образного исполнения, размещенного в подвесном корпусе с поддоном для сбора конденсата и содержащего два диагонально установленных в ряд пластинчатых теплообменника, соединенных по внутренним боковым ребрам с помощью горизонтальной пластины, и герметично присоединенный к ним снизу через промежуточные патрубки замыкающий пластинчатый теплообменник, который установлен нижним ребром на днище корпуса рекуператора. Наружные боковые ребра диагонально установленных теплообменников соединены с боковыми стенками корпуса рекуператора, торцы теплообменников соединены с торцевыми стенками корпуса рекуператора с образованием воздушных каналов. Дополнительное окно в перегородке выполнено с выступающей вниз частью и разделено вертикальной поперечной перегородкой по всей ширине кондиционера и присоединенной к потолочной панели и боковым стенкам кондиционера. Подвесной корпус рекуператора установлен центрирующим выступом в монтажное окно напольной панели кондиционера, верхняя половина диагонально установленных теплообменников выполнена выступающей за пределы фланцев корпуса рекуператора и встроена через монтажное окно в напольной панели в кондиционер с герметичным примыканием фланцев корпуса рекуператора к напольной панели, свободных торцов теплообменников и их верхних ребер - к боковым стенкам кондиционера с встраиванием верхних ребер теплообменников в выступающую вниз часть дополнительного окна перегородки и присоединением к ней. Вертикальная поперечная перегородка кондиционера своим нижним торцом присоединена через промежуточное вертикальное звено к горизонтальной пластине, соединяющей внутренние боковые ребра диагонально установленных теплообменников, с образованием выходных воздушных каналов из рекуператора в вытяжную и приточную камеры. Техническим результатом является повышение энергетической эффективности системы осушительного и испарительного охлаждения кондиционера, 2 табл., 7 ил.
Реферат
Заявляемое решение относится к области кондиционеров, применяемых для обслуживания производственных помещений с высокой относительной влажностью воздуха, а также производственных помещений с низкой относительной влажностью в случае смешения кондиционированного воздуха, имеющего высокую относительную влажность, с более сухим очищенным в рукавном фильтре рециркулируемым воздухом, расположенных в климатических районах, как с низкими отрицательными температурами наружного воздуха до (-30°С) в холодный период года, так и с температурами наружного воздуха в теплый период года до (+30°С).
Из источников научно-технической и патентной информации известно большое количество модификаций кондиционеров. Среди них выбраны кондиционеры с системой осушительного и испарительного охлаждения - Desiccative and Evaporative Cooling (DEC), принадлежащей к «экологически чистым» системам, которые отвечают требованию «обеспечения устойчивости среды обитания», предъявляемому международными рейтинговыми программами LEED (США), BREEM (Великобритания), DGNB (Германия) к инженерным системам ОВК (отопление, вентиляция и кондиционирование) нового поколения, но имеют круглогодично низкую энергетическую эффективность DEC-системы, что обеспечивает возможность их усовершенствования в направлении, указанном в формуле изобретения заявляемого решения.
Известна принципиальная схема кондиционера, реализующего технологию охлаждения DEC, описанная в статье Н.В. Шилкина «Климатический центр Klimahaus в Бремерхафене», которая опубликована в журнале «АВОК» №2, 2012 г., с. 84-93, и в Интернете на сайте http://www.abok.ru/for_spec/articles.php?nid=5181, принятого за прототип. Принципиальная схема прототипа прилагается.
Кондиционер-прототип состоит из приточной и вытяжной камер, разделенных между собой горизонтальной промежуточной перегородкой с двумя окнами, систему осушительного и испарительного охлаждения-Desiccative and Evaporative Cooling (DEC), состоящую из двух роторных рекуператоров (рекуператора-осушителя и рекуператора-охладителя приточного воздуха), встроенных в окна горизонтальной промежуточной перегородки, и имеющих противоположно направленные линии вытяжки и притока, регенеративного нагревателя вытяжного воздуха, размещенного между роторными рекуператорами, и двух адиабатических увлажнителей вытяжного и приточного воздуха с подводящим водопроводом, приточная и вытяжная камеры содержат воздухоочистители, установленные на входе в камеры, и вентиляторные блоки, установленные на выходе из камер. Подводящие водопроводы деминерализованной воды к адиабатическим увлажнителям на принципиальной схеме кондиционера не показаны. При этом рекуператор-осушитель приточного воздуха выполнен роторным регенератором адсорбционного типа, а рекуператор-охладитель приточного воздуха - роторным регенеративным теплообменником. Адиабатический увлажнитель вытяжного воздуха установлен на входе в роторный регенеративный теплообменник, а адиабатический увлажнитель приточного воздуха - на выходе из роторного регенеративного теплообменника. Роторный регенератор адсорбционного типа является входным рекуператором DEC-системы и имеет ячейки аккумулирующей матрицы ротора, покрытые влагопоглощающим материалом - адсорбентом. В кондиционере-прототипе это силикагель (SiO2), который является адсорбентом влаги, содержащейся в наружном воздухе.
При этом аккумулирующая матрица адсорбционного ротора нагревается потоком вытяжного воздуха. Приточный воздух, проходя через нагретые ячейки адсорбционного ротора нагревается в них и одновременно осушивается за счет адсорбции содержащейся в нем влаги. При повороте адсорбционного ротора, ячейки аккумулирующей матрицы, сорбирующая поверхность которых наполнена влагой, поступают в зону вытяжки. При этом нагретый поток вытяжного воздуха, проходя через ячейки аккумулирующей матрицы ротора, осуществляет десорбцию содержащейся в них влаги, а по отношению к адсорбенту - его регенерацию, одновременно увлажняясь, после чего выбрасывается в атмосферу вытяжным вентиляторным блоком. Процесс нагревания и осушки приточного воздуха осуществляется при сухой энергетической эффективности роторного рекуператора-осушителя, равной Ф R 1 t = 0,46 (в долях ед.).
Роторный рекуператор-охладитель охлаждает приточный воздух. Теплота, снятая аккумулирующей матрицей роторного теплообменника с приточного воздуха передается при повороте ротора вытяжному воздуху. Адиабатический увлажнитель вытяжного воздуха обеспечивает адиабатическое охлаждение вытяжного воздуха ~ на 6°С, и предназначен для увеличения перепада температур на входах в роторный регенеративный теплообменник Δ t в х = t у д у в − t в х , что обеспечивает увеличение фактического перепада температур на выходах из роторного регенеративного теплообменника:
- на охлаждение приточного воздуха Δtохл, °С;
- на нагревание вытяжного воздуха Δtнагр, °С.
При этом в теплый период года
Δ t о х л р е г = Δ t н а г р р е г = Ф R 2 t ( t у д у в − t в х ) = 0,8 ⋅ ( 19 − 49 ) = 24 ° C ,
где - Ф R 2 t - сухая эффективность рекуперации теплоты роторного регенеративного теплообменника, Ф R 2 t = 0,8 (в долях ед.).
В статье рассматривается режим охлаждения приточного воздуха, который в соответствии с приведенным графиком процесса на i-d-диаграмме осуществляется при постоянных значениях температуры наружного воздуха t1=31°C и вытяжного воздуха t5=25°С, имеющих влагосодержание d1=11,9 г/кг сух. возд. и d5=10,3 г/кг сух. возд.
Система охлаждения DEC, используемая в кондиционере-прототипе, обеспечивает при t1=31°С и t5=25°С получение заданного значения температуры приточного воздуха t4=19°С.
Указанную температуру приточного воздуха (t4=19°С) при заданных температурах наружного воздуха t1=31°С и вытяжного t5=25°С воздуха, имеющих влагосодержания d1=11,9 и d5=10,3 г/кг сух. возд., в статье предлагается получать:
1) при косвенном охлаждении приточного и вытяжного воздуха адиабатическими увлажнителями на перепад температур Δtохл=6°С, который обеспечивает получение температур:
- вытяжного воздуха на входе в рекуператор-охладитель
t 6 = t 5 − Δ t о х л а д = 25 − 6 = 19 ° С ,
- приточного воздуха на выходе из рекуператора-охладителя
t 3 = t 4 + Δ t о х л а д = 19 + 6 = 25 ° С ,
2) при значениях сухой эффективности рекуперации теплоты рекуператора-осушителя приточного воздуха Ф R 1 t = 0,46 и рекуператора-охладителя приточного воздуха Ф R 2 t = 0,8 , которые обеспечивают получение температур:
- приточного воздуха на выходе из рекуператора-осушителя:
t 2 = t 3 − Ф R 2 t t 6 1 − Ф R 2 t = 25 − 0,8 ⋅ 19 1 − 0,8 = 49 ° C ,
- вытяжного воздуха на выходе из рекуператора-охладителя приточного воздуха, который одновременно нагревает вытяжной воздух с температуры t6 до t7:
t 7 = t 6 − Ф R 2 t ( t 6 − t 2 ) = 19 − 0,8 ( 19 − 49 ) = 43 ° C ,
- вытяжного воздуха на выходе из регенеративного воздухонагревателя: t 8 = t 2 − t 1 ( 1 − Ф R 1 t ) Ф R 1 t = 49 − 31 ( 1 − 0,46 ) 0,46 = 70 ° C ,
- вытяжного воздуха на выходе из рекуператора-осушителя приточного воздуха:
t 9 = t 8 − Ф R 1 t ( t 8 − t 1 ) = 70 − 0,46 ( 70 − 31 ) = 52 ° C .
Все рассчитанные температуры приточного и вытяжного воздуха (t2=49°С, t3=25°С, t6=19°С, t7=43°С, t8=70°С, t9=52°С) хорошо согласуются со схемой обработки воздуха в кондиционере-прототипе, реализующем принцип DEC на I-d-диаграмме, представленной на рис. 4 статьи Н.В. Шилкина «Климатический центр Klimahaus в Бремерхафене».
Кондиционер-прототип с системой осушительного и испарительного охлаждения DEC на базе двух роторных рекуператоров, регенеративного воздухонагревателя вытяжного воздуха и двух адиабатических увлажнителей вытяжного и приточного воздуха, имеет следующие недостатки:
1) низкую энергетическую эффективность DEC-системы при работе кондиционера в холодный период года.
2) низкую энергетическую эффективность DEC-системы при работе кондиционера в теплый период года.
Для обеспечения сопоставимости расчетов сравниваемых кондиционеров (кондиционера-прототипа и заявляемого кондиционера) в качестве адсорбционного роторного рекуператора использовано адсорбционное колесо Hoval с эффективностями рекуперации теплоты Ф R 1 t и влаги Ф R 1 d , представленными в виде графических зависимостей Ф R 1 t = ∫ ( n ) и Ф R 1 d = ∫ ( n ) от числа оборотов ротора «и» и приведенными в электронном справочнике по проектированию, монтажу и эксплуатации «Ротационные теплообменники для рекуперации тепловой энергии в вентиляционных установках Hoval», опубликованному на сайте: hoval-rekuperaciyatepla.ru/zoolu-website/media/document/4640/
По п. 1 недостатков DEC-системы кондиционера-прототипа
Низкая энергетическая эффективность DEC-системы кондиционера-прототипа в холодный период года вызвана низким значением максимально возможной эффективности рекуперации теплоты Ф R 2 t роторного рекуператора-теплообменника, равного Ф R 2 max t = 0,8 . Указанное значение Ф R 2 max t формирует при температуре наружного воздуха t1=-30°С, заданной температуре приточного воздуха на выходе из адиабатического увлажнителя t5=15°С, его относительной влажности φ5=0,825, принятой для заявляемого кондиционера, и температуре приточного воздуха перед вентиляторным блоком t 3 = t 4 − Δ t н в = 24,6 − 0,8 = 23,8 ∘ С , полученной при параметрах i 5 = i н 4 м = i 4 = 37,3 к Д ж / к г сух. возд., tм4=13,3°С, d4=4,95 г/кг сух. возд., t4=24,6°С, Δ t о х л а д = 9,6 ° С ; Δ t н в = 0,8 ° С , низкое значение температуры вытяжного воздуха на выходе из нагревателя t9=46,6°С.
Полученная температура t9 не обеспечивает в диапазоне температур наружного воздуха t1=0÷(-30)°С хорошее качество регенерации адсорбента, которым покрыты ячейки адсорбционного ротора при прохождении через них недостаточно нагретого вытяжного воздуха и не может быть рекомендована для применения в кондиционере-прототипе.
Значение t9=46,6°С подтверждается следующими расчетами температур приточного t2 и вытяжного t9 воздуха кондиционера-прототипа.
Температура приточного воздуха на выходе из адсорбционного роторного рекуператора
t 2 = t 3 − Ф R 2 t t 7 1 − Ф R 2 t = 23,8 − 0,8 ⋅ 20 1 − 0,8 = 39 ° C ,
где t7 - температура вытяжного воздуха перед роторным рекуператором-теплообменником, °С, t7=t6=20°С.
Эффективность рекуперации влаги адсорбционным роторным рекуператором Ф R 1 d = d 2 − d 1 d 9 − d 1 = 4,95 − 0,194 7,29 − 0,194 = 0,67 .
Влагосодержание вытяжного воздуха перед адсорбционным роторным рекуператором d9=d7=d6=7,29 г/кг сух. возд. (Получено при t6=20°С, φ6=0,5).
Эффективность рекуперации теплоты адсорбционным роторным рекуператором Hoval составляет Ф R 1 t = 0,9 при Ф R 1 d = 0,67 .
Температура вытяжного воздуха на выходе из нагревателя t9, °С при t1=-30°С
t 9 = t 2 − t 1 ( 1 − Ф R 1 t ) Ф R 1 t = 39 + 30 ( 1 − 0,9 ) 0,9 = 46,6 ° C .
Переход к более низкому значению относительной влажности приточного воздуха с φ5=0,825 на φ5=0,8 приводит к повышению температуры t3 с 23,8 до 25,6°С (см. табл. 1) и температуры t9 с 46,6 до 64°С к получению увеличенного значения перепада температур на нагревание вытяжного воздуха в нагревателе Δ t н ( п р о т ) 9,8 = t 9 − t 8 = 21,6 ° С по сравнению с заявляемым кондиционером ( Δ t н ( з а я в ) 9,8 = 12,3 ° С ) при φ5=0,825.
В табл. 1 для производственных помещений, требующих высокой относительной влажности воздуха, представлены алгоритм, формулы и результаты расчета параметров вытяжного и приточного воздуха сравниваемых кондиционеров для четырех температур наружного воздуха в холодный период года t1=10,0, (-1), (-30)°С и определены значения перепада температур нагревания вытяжного воздуха Δ t н 9,8 , °С, характеризующих энергоэффективность DEC-систем сравниваемых кондиционеров.
В расчете параметров приточного и вытяжного воздуха сравниваемых кондиционеров для диапазона температур наружного воздуха t1=0÷(-30)°С применены значения относительной влажности приточного воздуха φ5, обеспечивающие получение на выходе из нагревателя вытяжного воздуха температуры t9≥[t9]min=55°C, обеспечивающей хорошую регенерацию адсорбента, которым покрыты ячейки адсорбционного роторного рекуператора. На основании этого относительная влажность приточного воздуха на выходе из адиабатического увлажнителя φ5 в расчете для диапазона температур t1=0÷(-30)°С принята:
- для заявляемого кондиционера φ5=0,825;
- для кондиционера-прототипа φ5=0,8.
Согласно табл. 1 (п. 23) в кондиционере-прототипе по сравнению с заявляемым кондиционером в диапазоне температур наружного воздуха t1=0÷(-30)°С образуются увеличенные значения перепада температур на нагревание вытяжного воздуха в нагревателе Δ t н ( п р о т ) 9,8 , вызывающие увеличенные энергозатраты в нагревателе вытяжного воздуха, которые больше чем в заявляемом кондиционере:
- при t1=0 в
- при t1=-1 в
- при t1=0 в
Увеличение в ~1,75 раза энергозатраты в нагревателе вытяжного воздуха кондиционера-прототипа в диапазоне температур наружного воздуха t1=0÷(-30)°С характеризуют низкую энергетическую эффективность DEC-системы кондиционера-прототипа в холодный период года.
По п. 2 недостатков кондиционера-прототипа
Низкая энергетическая эффективность DEC-системы кондиционера-прототипа в теплый период года вызвана тем, что охлаждение приточного воздуха в кондиционере-прототипе ведется с применением двух адиабатических увлажнителей вытяжного и приточного воздуха.
Применение адиабатического увлажнителя приточного воздуха в кондиционере-прототипе для диапазона температур наружного воздуха t1=11÷30°С в сочетании с низким значением максимально возможной эффективности рекуперации теплоты Ф R 2 max t роторным рекуператором-теплообменником, равной Ф R 1 t = 0,8 , формирует увеличенные значения перепада температур на нагревание вытяжного воздуха Δ t н 9,8 , °C.
В табл. 2 представлены алгоритм, формулы и результаты расчета параметров вытяжного и приточного воздуха сравниваемых кондиционеров для двух температур наружного воздуха в теплый период года t1=11 и 30°С и определены значения перепада температур на нагревание вытяжного воздуха Δ t н 9,8 , характеризующих энергоэффективность DEC-систем сравниваемых кондиционеров.
При этом тепло-влажностная обработка приточного воздуха в заявляемом кондиционере ведется при выключенном адиабатическом увлажнителе приточного воздуха.
Значения перепада температур на нагревание вытяжного воздуха Δ t н 9,8 в кондиционере-прототипе составили:
- при t1=11°C Δ t н ( п р о т ) 9,8 = 22,5 ° С
-при t1=30°C Δ t н ( п р о т ) 9,8 = 16,6 ° С
При этом значения Δ t н ( п р о т ) 9,8 в кондиционере-прототипе больше, чем в заявляемом кондиционере Δ t н ( з а я в ) 9,8 :
- при t1=11°С в
- при t1=30°С в
Поскольку энергозатраты в нагревателе вытяжного воздуха пропорциональны величине перепада температур на нагревание вытяжного воздуха Δ t н 9,8 , то в кондиционере-прототипе в диапазоне температур наружного воздуха t1=11÷30°С будут иметь место увеличенные в n=2,62÷2,68 раза энергозатраты на нагревание вытяжного воздуха. Это свидетельствует о низкой энергетической эффективности DEC-системы кондиционера-прототипа.
Задача создания кондиционера с осушительным и испарительным охлаждением - Desiccative and Evaporative Cooling (DEC) для круглогодичного обслуживания производственных помещений, на осуществление которой направлено заявляемое решение, состояла в дальнейшем усовершенствовании известной конструкции кондиционера с DEC-системой охлаждения приточного воздуха, и получении технического результата - повышения энергетической эффективности системы осушительного и испарительного охлаждения кондиционера в холодный и теплый периоды года.
Достижение вышеуказанных технических результатов обеспечивается тем, что кондиционер с гибридной системой осушительного и испарительного охлаждения, содержащий напольную и потолочную панели, боковые стенки, приточную и вытяжную камеры, разделенные между собой горизонтальной промежуточной перегородкой с основным и дополнительным окнами, систему осушительного и испарительного охлаждения, состоящую из двух рекуператоров - рекуператора-осушителя и рекуператора-охладителя, имеющих линии притока и вытяжки, блока воздухонагревателя вытяжного воздуха, размещенного между рекуператорами, и двух адиабатических увлажнителей вытяжного и приточного воздуха с подводящим водопроводом деминерализованной воды, один из которых размещен в линии вытяжки на входе в рекуператор-охладитель, а другой - в линии притока, при этом рекуператор-осушитель выполнен в виде роторного регенератора адсорбционного типа, который встроен в основное окно горизонтальной промежуточной перегородки, приточная и вытяжная камеры содержат входной и выходной патрубки, воздухоочистители, установленные на входах в приточную и вытяжную камеры и вентиляторные блоки, отличающийся тем, что система осушительного и испарительного охлаждения выполнена гибридной, рекуператор-осушитель снабжен инвертором и управляющим контроллером, рекуператор-охладитель выполнен в виде пластинчатого трехкаскадного перекрестноточного рекуператора V-образного исполнения, размещенного в подвесном корпусе с боковыми и торцовыми стенками, днищем, поддоном для сбора конденсата со сливным штуцером и сифоном, и содержащего два диагонально установленных в ряд пластинчатых теплообменника, соединенных по внутренним боковым ребрам с помощью горизонтальной пластины, и герметично присоединенный к ним снизу через промежуточные патрубки замыкающий пластинчатый теплообменник, который жестко установлен нижним ребром на днище корпуса рекуператора, при этом наружные боковые ребра диагонально установленных в ряд пластинчатых теплообменников рекуператора соединены с боковыми стенками корпуса рекуператора, торцы пластинчатых теплообменников соединены с торцевыми стенками корпуса рекуператора с образованием воздушных каналов между теплообменниками в линиях вытяжки и притока трехкаскадного рекуператора, а каждый пластинчатый теплообменник содержит волнообразные вкладыши между пластинами, кроме этого дополнительное окно в горизонтальной промежуточной перегородке кондиционера выполнено с выступающей вниз частью и разделено вертикальной поперечной перегородкой, которая выполнена по всей ширине кондиционера и герметично присоединена к потолочной панели и боковым стенкам кондиционера, напольная панель кондиционера снабжена монтажным окном, размещенным симметрично относительно вертикальной поперечной перегородки кондиционера, причем подвесной корпус пластинчатого трехкаскадного перекрестноточного рекуператора V-образного исполнения установлен центрирующим выступом в монтажное окно напольной панели кондиционера, верхняя половина диагонально установленных в ряд теплообменников выполнена выступающей за пределы фланцев корпуса пластинчатого трехкаскадного рекуператора и встроена через монтажное окно в напольной панели в кондиционер с герметичным примыканием фланцев корпуса пластинчатого трехкаскадного рекуператора к напольной панели, свободных торцев диагонально установленных в ряд пластинчатых теплообменников и их верхних ребер - к боковым стенкам кондиционера с дополнительным встраиванием верхних ребер указанных теплообменников в выступающую вниз часть дополнительного окна горизонтальной промежуточной перегородки и герметичным присоединением к ней внахлест, а вертикальная поперечная перегородка кондиционера своим нижним торцом герметично присоединена через промежуточное вертикальное звено к горизонтальной пластине, соединяющей внутренние боковые ребра диагонально установленных в ряд пластинчатых теплообменников, с образованием выходных воздушных каналов из пластинчатого трехкаскадного перекрестноточного рекуператора в вытяжную и приточную камеры.
Доказательство существенности отличий заявляемого кондиционера и связь отличительных признаков с достигаемыми техническими результатами раскрывается в следующем порядке.
1. Повышение энергетической эффективности системы осушительного и испарительного охлаждения кондиционера в холодный период года.
2. Повышение энергетической эффективности системы осушительного и испарительного охлаждения кондиционера в теплый период года.
Технический результат, заключающийся в повышении энергетической эффективности системы осушительного и испарительного охлаждения кондиционера в холодный период года обеспечивается следующими преимуществами заявляемого решения над прототипом.
Повышается значение сухой энергетической эффективности рекуператора-охладителя Ф R 2 c c 80 до 87,5% за счет его выполнения в виде пластинчатого трехкаскадного перекрестноточного рекуператора V-образного исполнения, имеющего диагонально установленные пластинчатые теплообменники с волнообразными вкладышами, и размещенного в подвесном корпусе, в днище которого установлен поддон для сбора конденсата со сливным штуцером и сифоном.
Повышенное значение энергетической эффективности рекуператора-охладителя Ф R 2 t = 0,875 позволяет при заданных значениях приточного воздуха на выходе из адиабатического увлажнителя t5=15°С и относительной влажности φ5=0,825 получить в диапазоне температур наружного воздуха t1=0÷(-30)°С значения температуры на выходе из нагревателя вытяжного воздуха t9>[t9]min=55°С, обеспечивающие хорошее качество регенерации адсорбционного роторного рекуператора, определяемые по формуле
t 9 = t 2 − t 1 ( 1 − Ф R 1 t ) Ф R 1 t
и которые составили:
- при t1=0
- при t1=-1°С
- при t1=-30°С
Для получения в кондиционере-прототипе в диапазоне температур наружного воздуха t1=0÷(-30)°С и Ф R 2 t = 0,8 значения температуры вытяжного воздуха на выходе из нагревателя t9>[t9]min=55°С, обеспечивающей хорошее качество регенерации адсорбента, которым покрыты ячейки адсорбционного роторного рекуператора, необходимо уменьшить относительную влажность приточного воздуха с φ5=0,825 до φ5=0,8.
Поэтому расчет перепада температур на нагревание вытяжного воздуха Δ t н 9,8 , °C для сравниваемых кондиционеров в холодный период года, результаты которого приведены в табл. 1 (п. 23), осуществлялся при температуре приточного воздуха t5=15°С и разной относительной влажности φ5:
- для заявляемого кондиционера: φ5=0,825;
- для кондиционера-прототипа: φ5=0,8.
При этом перепад температур на нагревание вытяжного воздуха Δ t н 9,8 в заявляемом кондиционере, определяемом по формуле Δ t н 9,8 = t 9 − t 8 , составил:
- при t1=0 при
- при t1=-1°C при
- при t1=-30°C при
Повышение энергетической эффективности гибридной DEC-системы заявляемого кондиционера по сравнению с энергетической эффективностью DEC-системы кондиционера-прототипа, определяемой по формуле
в диапазоне температур t1=0÷(-30)°С составило:
- при t1=0
- при t1=-1°С
- при t1=-30°С
Среднее значение повышения энергетической эффективности гибридной DEC-системы заявляемого кондиционера по сравнению с энергетической эффективностью DEC-системы кондиционера-прототипа в холодный период года для четырех температур наружного воздуха t1=10,0, -1, -30°С составило:
Технический результат, заключающийся в повышении энергетической эффективности системы осушительного и испарительного охлаждения кондиционера в теплый период года обеспечивается следующими преимуществами перед прототипом.
1. Повышается значение сухой энергетической эффективности рекуператора-охладителя Ф R 2 c с 80 до 87,5% за счет его выполнения в виде пластинчатого трехкаскадного перекрестноточного рекуператора V-образного исполнения, имеющего диагонально установленные пластинчатые теплообменники с волнообразными вкладышами, и размещенного в подвесном корпусе, в днище которого установлен поддон для сбора конденсата со сливным штуцером и сифоном.
Повышенное значение энергетической эффективности рекуператора-охладителя Ф R 2 t = 0,875 обеспечивает:
а) возможность охлаждения приточного воздуха без применения адиабатического увлажнителя приточного воздуха, что уменьшает температуру вытяжного воздуха перед рекуператором-осушителем t9 (на выходе из регенеративного воздухонагревате