Введение к работе
Актуальность темы. В большинстве промышленно развитых
стран парк оборудования для систем кондиционирования воздуха
(KB) и вентиляции (В) является одним из крупнейших потребителей
энергии. По экспертным оценкам его доля составляет 10-20% от
общего расхода электроэнергии. Поэтому дальнейший прогресс в
области KB и В невозможен без решения задач по энергосбереже
нию. . -__.---- -'"
Весьма перспективным энергосберегающим направлением в системах KB и В стала утилизация тепловой энергии вентиляционных выбросов. К наиболее распространенному виду теплоутилизационного оборудования относятся пластинчатые воздухо-воздушные рекуперативные теплообменники, эффективно работающие при небольших разностях температур взаимодействующих сред, отличающиеся простотой изготовления, эксплуатации и сравнительно низкой стоимостью. """"""".
Проти'воточная схема движения обменивавшихся потоков в пластинчатых теплообменниках обладает существенным преимуществом, (с точки зрения эффективности Нагрева холодного воздуха) перед наиболее распространенной' перекрестно-точной, но не получила широкого применения из-за низкой компактности таких аппаратов. Наиболее известным способом повышения теплопроизводи-тельности в перекрестно-точных металлических геплоутилиэаторах является использование скрытой теплоты конденсации. Однако, . стенание пленки.сконденсировавшейся влаги при малой ширине каналов вызывает их "захлебывание". Этот эффект не наблюдается в энтальпийных теплообменниках, насадка которых выполнена из гигроскопических материалов. Выпадающий'конденсат,' впитывается капиллярно-пористыми стенками каналов для прохода теплого воздуха и испаряется в каналах для прохода холодного воздуха, на при этом вся теплота конденсации расходуется на испарение влаги.
Поэтому одним из наиболее перспективных направлений интенсификации процесса теплообмена является применение проти.воточ-- ных установок, утилизирующих теплоту"фазового перехода. Недостаточная изученность процессов тепломассообмена в насадке, реализующей данный способ улавливания теплоты, обуславливает актуальность, их детального теоретического исследования.-
Цель диссертации состоит в разработке и исследовании противоточного рекуперативного воздухонагревателя-утилизатора- с пористой пластинчатой насадкой, и обоснование рациональных режимов работы в системах КВ.
Для достижения поставленной цели необходимо было- решить следующие основные задачи:
обосновать целесообразность применения противоточшх пластинчатых воздухо-воздушных теплоутилизаторов в системах KB и В., и разработать новую конструкцию пористой насадки воздухонагревателя-утилизатора; ''
предложить фйзико-математическув модель тепло- и массо-обмена в насадка противоточного воздухонагревателя-утилизатора с конденсацией влаги на капиллярно-пористых стенках каналов при нагреве холодного воздуха в режиме ''сухого" теплообмена;
экспериментально подтвердить характер телломассообменных процессов протекающих в каналах насадки;
выявить зависимости термодинамических и энергетических показателей эффективности работы исследуемого теплообменника от режимных факторов;
установить оптимальные режимы работы разработанного воздухонагревателя-утилизатора и обосновать; области рационального его применения. *
Йаучной новизной обладают:
новая конструкция насадки противоточного'воздухонагрева-теля-утилизатора;
разработанная физико-математическая модель тепло- и мас-сообмена в противотоЧном воздухонагрев'ателе-утилизаторе с пористой насадкой;
результаты теоретических и экспериментальных исследований процессов тепло- и массообмена в противоточном воздухонагревателе-утилизаторе; .
теоретически установленная возможность нарушения услови( выполнения соотношения Льюиса;
регрессионные зависимости термодинамических и энергетических характеристик работы противоточного теплообменника с по ристой насадкой от режимно-климатических факторов;
-оптимальные режимы работы исследуемого пластинчатог противоточного воздухонагревателя-утилизат^фа и области рацио
нального его применения.
Практическая ценность работы заключается в том, что предложенный метод расчета основных параметров тепло- и массообмена в насадке противоточного рекуперативного воздухо-воздушнога теплоутилизатора позволяет определить эффективные режимы работы воздухонагревателя-утилизатора, исключающие образование инея на поверхности теплообмена. ...
Результаты исследований легли в основу проектирования и
изготовления опытно-промышленного образца воздухонагревате
ля-утилизатора в Пензенском монтажном управлении Волгосантех-
монтая. . ..
Апробация работы. Основные положения теоретических и экспериментальных исследований докладывались и обсуждались на заседаниях секций отопления, вентиляции"и кондиционирования воздуха 52-ой, 53-ей, 54-ой научных конференциях СПбГАСУ (1995 -1997 гг.), . на 28-ой научно-технической конференции Пензенского ГАСИ (1995- г.), на международном семинаре-выставке "Энергосбережение при строительстве, ремонте и эксплуатации зданий" (3996 г.), на 53-ей научной конференции профессоров, преподавателей, научных работников и аспирантов.университета (1996 г.).
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 4 печатных работы. Получено положительное решение о выдаче патента Российской Федерации.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав,.. основных выводов, списка использо---ванной литературы'из'312 наименований и приложений.
Диссертация изложена на 137 страницах (из них - 115 стр. основного текста), включает 22 рисунка, 3 таблицы и 6 приложений.
