автореферат диссертации по строительству, 05.23.03, диссертация на тему:Совершенствование систем кондиционирования воздуха с использованием камеры орошения с поперечным расположением форсунок

На правах рукописи

ПРИЛЕПСКИЙ ДЕНИС ВЛАДИМИРОВИЧ

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СИСТЕМ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КАМЕРЫ ОРОШЕНИЯ С ПОПЕРЕЧНЫМ РАСПОЛОЖЕНИЕМ ФОРСУНОК

05.23.03 Теплоснабжение, вентиляция, кондиционирование воздуха, газоснабжение и освещение

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Волгоград 2014

1 6 ОКТ 2014

005553415

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет»

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Фокин Владимир Михайлович

Официальные оппоненты: доктор технических наук

Васильев Григорий Петрович Заместитель директора по научной работе в строительном комплексе ГУЛ научно-исследовательский институт московского строительства «НИИМосстрой»

кандидат технических наук Малявина Елена Георгиевна старший научный сотрудник, профессор кафедры «Отопление и вентиляция», ФГБОУ ВПО «Московский государственный строительный университет»

Ведущая организация ОАО «Центральный научно-

исследовательский и проектно-экспериментальный институт промышленных зданий и сооружений (ОАО «ЦНИИПромзаний») г. Москва

Защита состоится «25» ноября 2014 г. в 10е2 часов на заседании диссертационного совета Д 212.026.01 при ФГБОУ ВПО «Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет» по адресу: 400074, г.Волгоград, ул. Академическая, 1(ауд. Б-203).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет».

Автореферат разослан «.30 » сентября 2014 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Пшеничкина В. А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.

В настоящее время в России и за рубежом мероприятия по энергосбережению имеют особое значите и являются одной из основных задач, связанных с экономическим развитием государства.

На производстве и в жилищно-коммунальном хозяйстве страны системы вентиляции и кондиционирования воздуха (СКВ) являются одними из наиболее энергоемких. Поэтому основными мероприятиями в энергоснабжении зданий различного назначения должно быть снижение затрат тепловой и электрической энергии в системах теплоснабжения, вентиляции и кондиционирования воздуха.

Сокращение расходов энергии в СКВ в значительной мере зависит от применения высокоэффективных и надежных аппаратов для тепловлажност-ной обработки воздуха. Одним из основных тепломассообменных устройств для осуществления процессов обработки воздуха в системах вентиляции и кондиционирования воздуха являются камеры орошения. Совершенствование установок кондиционирования воздуха с применением камер орошения с поперечным расположением форсунок позволяет улучшить качество обрабатываемого воздуха, что повышает эффективность работы данных устройств и соответственно сокращает энергопотребление.

В свою очередь совершенствование аппаратов для тепловлажностной обработки воздуха предполагает исследование процессов тепло- и массообме-на, лабораторные и промышленные испытания, использование современных средств измерений, разработку и оптимизацию конструктивных особенностей, а так же осуществление технико-экономических мероприятий по оценке энергоэффективности и надежности систем кондиционирования воздуха при внедрении исследуемых аппаратов в производство.

Таким образом, проблема отсутствия в системах вентиляции и кондиционирования воздуха энергоэффективных и надежных контактных аппаратов для тепловлажностной обработки воздуха предполагает ряд мероприятий по исследованию и улучшению теплотехнических и эксплуатационных характеристик этих устройств.

Цель работы. Повышение энергоэффективности и надежности существующих и вновь проектируемых установок кондиционирования воздуха с использованием камеры орошения с поперечным расположением форсунок.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

— обобщение и анализ существующих способов тепловлажностной обработки воздуха в системах кондиционирования воздуха;

— обзор различных конструктивно-технологических схем камер орошения в системах кондиционирования воздуха;

— разработка основ математического эксперимента для камеры орошения с поперечным расположением форсунок;

— проведение физических лабораторных исследований и производственных испытаний промышленных образцов адиабатных камер орошения с поперечным расположением форсунок;

— получение эмпирических зависимостей эффективности работы камеры орошения с поперечным расположением форсунок при конструктивно-технических особенностях исполнения;

— обработка результатов экспериментальных данных для технико-экономической оценки эффективности устройства и его дальнейшей эксплуатации.

Основная идея работы заключалась в снижении энергетических и эксплуатационных затрат при тепловлажностной обработке воздуха в контактных тепломассообменных аппаратах систем кондиционирования воздуха.

Методы исследования включали обобщение научных и технических результатов, экспериментальные исследования опытного образца камеры орошения в лабораторных условиях, производственные испытания промышленных образцов данного устройства, обработку результатов экспериментов на базе ПЭВМ.

Достоверность результатов научных положений и выводов работы обоснована применением классических положений теории тепломассообмена, моделированием изучаемых процессов, планированием и проведением большого числа экспериментов, подтверждена удовлетворяющей сходимостью полученных результатов моделирования с результатами экспериментальных исследований, выполненных в лабораторных и производственных условиях, а также с результатами других авторов.

Научная новизна:

- проведен математический эксперимент для камеры орошения с поперечным расположением форсунок при адиабатном режиме работы в системах кондиционирования воздуха;

- получены аналитические зависимости эффективности обработки воздуха при конструктивно-технических особенностях камеры орошения и определены теплотехнические и эксплуатационные характеристики камеры орошения кондиционера;

- впервые получены экспериментальные данные о диаметре воздушного вихря и толщине пленки воды на срезе сопла центробежной форсунки при распылении воды;

- впервые проведены исследования и уточнена картина неравномерной плотности распределения воды в факеле распыла центробежной форсунки.

Практическая значимость работы:

- разработана конструкция камеры орошения с поперечным расположением форсунок для тепловлажностной обработки воздуха (Пат. 138814);

- экспериментальные испытания подтвердили снижение энергопотребления при обработке воздуха, а также повышение надежности работы камеры орошения с поперечным расположением форсунок в системах: кондиционирования воздуха;

- предложенная компоновка форсунок в дождевом объеме камеры орошения позволила отказаться от входных каплеуловителей и снизить длину камеры по ходу воздуха;

- отсутствие входных каплеуловителей позволяет контролировать работу камеры орошения со стороны входа воздуха и выявлять засорившиеся форсунки при работающем кондиционере и насосе;

- предложенное принципиальное решение камеры орошения может использоваться и на существующих камерах любой модели и на вновь проектируемом оборудовании производительностью от 5 до 250 тыс. м3/ч для объектов различного назначения.

Реализация результатов работы:

- материалы диссертационной работы применяются в ООО НИЦ «Ин-вент» при разработке проектной и рабочей документации систем вентиляции и кондиционирования воздуха;

- разработана и внедрена камера орошения с поперечным расположением форсунок в энергетическом центре торгового комплекса «Три Кита»

г.Москва, в прядильном цехе Камышинского хлопчатобумажного комбината, а также на основе разработанных рекомендаций были проведены теплотехнические испытания камеры орошения в составе кондиционера КЦКМ. А4-100 на предприятии ОАО «Воздухотехника» г. Москва;

- на основе материалов диссертационной работы на предприятии ООО «ТЭК» была реконструирована линия производства камер орошения с поперечным расположением форсунок;

- результаты материалов диссертационной работы используются в учебном процессе кафедры «Энергоснабжение и теплотехника» ВолгГАСУ при проведении научно-исследовательской работы, а также в дипломном проектировании.

На защиту выносятся:

- математический эксперимент для камеры орошения с поперечным расположением форсунок;

- результаты экспериментальных исследований плотности распределения воды, а также причины неравномерного распределения воды в факеле распыла центробежной форсунки;

- результаты исследований эффективности исследуемого аппарата в режиме охлаждения воздуха по адиабатическому циклу;

- результаты промышленных испытаний адиабатной камеры орошения с поперечным расположением форсунок.

Апробация работы.

Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на научных конференциях (ВолгГАСУ, 2010-2013), всероссийских и международных научно-практических конференциях:

- ХХУШ конференция и выставка «Москва: проблемы и пути повышения энергоэффективности» (2011);

- XXIX конференция и выставка «Москва: энергоэффективный город» (2012);

- IX Ежегодный бизнес-форум «Деловой России» «Ставим на конкуренцию!» (2013).

Публикации. Основные результаты по теме диссертации опубликованы в 9 печатных работах, в том числе 3 издания, рекомендованные ВАК РФ и 1 патент РФ.

Личный вклад соискателя: постановка проблемы; участие в создании и разработке технических решений, их теоретическая и экспериментальная

проверка в лабораторных и производственных условиях; систематизация и обработка результатов исследовательской работы; анализ и обобщение полученных научных положений и выводов; участие во внедрении полученных исследовательских результатов в практику проектирования.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав с общими выводами, заключения, списка используемых литературных источников и приложений. Общий объем диссертации изложен на 150 страницах основного текста, включая 10 таблиц, 42 рисунка, список используемых источников из 116 наименований и приложений на 5 страницах.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проведенных исследований, сформулированы цель и задачи диссертационной работы, ее научная новизна и практическая значимость, а также приведены данные о реализации полученных результатов.

В первой главе проведен обзор устройств для тепловлажностной обработки воздуха, применяемых в системах кондиционирования воздуха.

Рассматривая конструктивные особенности камер орошения, можно обозначить недостатки этих устройств, и в тоже время сформулировать основные направления по совершенствованию конструкций этих аппаратов в составе центральных кондиционеров:

- решение вопроса засоряемости центробежных форсунок, а также снижение трудоемкости их чистки при эксплуатации камер орошения;

- снижение габаритов и массы данных аппаратов;

- снижение энергетических затрат на распыление жидкости и перемещение воздуха;

- повышение объемных коэффициентов тепло- и массопереноса в объеме камеры;

- снижение аэродинамического и гидравлического сопротивления устройств.

Исследованию камер орошения посвящено много работ (Баркалов Б.В., Карпис Е.Е., Стефанов Е.В., Коркин В.Д., Богословский В.Н., Поз МЛ., Та-рабанов М.Г.,Участкин П.В., Бялый Б.И. и др.). Анализ и обобщение полученных ими данных позволяет сформулировать и обосновать основные направления исследования по совершенствованию конструкций камер орошения для повышения теплотехнических и эксплуатационных показателей данных тепломассообменных аппаратов.

Во второй главе разработаны основы математического эксперимента для камеры орошеиия с поперечным расположением форсунок (рис.1), а также приведены уравнения теплового баланса и количества теплоты.

(?я- количество явной теплоты, Вт; (),„ - количество скрытой части теплового потока за счет потока массы, Вт; - теплопотери в окружающую среду, Вт: - начальное и конечное значения температуры воздуха соответственно. С; с!\, - влагосодержание наружного необработанного и увлажненного воздуха со-

процесс тепло- и массообмена в камере орошения осуществляется в результате сложного взаимодействия воздуха и воды в рабочем объеме камеры. Воздух контактирует с каплями разного размера, время пребывания которых в объеме камеры различно. Форсунки установлены на различной высоте, что создает разную траекторию движения капель.

В результате этого температура и влажность воздуха также меняются по сечению камеры. Эти обстоятельства предполагают трехмерную модель течения. В этом случае решение системы уравнений, описывающих процессы тепло- и массообмена в контактных аппаратах является затруднительным из-за сложности граничных условий .

Поэтому большинство работ по исследованию камер орошения носят экспериментальный характер и направлены на получение расчетных характеристик для камер орошения определенной конструкции, представленных в различной форме.

Для описания тепловлажностной характеристики изоэнтальпийного процесса увлажнения воздуха, используем следующие уравнения: — теплового баланса для адиабатического увлажнения воздуха

о ¿«2

Рис.1 Расчетная схема камеры орошения

ответственно, г/кг; /„. — температура воды в поддоне, °С.

G„ =G„,+A<2,Bt; (1)

— количества теплоты

3600 1 2 3600 2

где 0Я - количество явной теплоты, отдаваемой воздухом и воспринимаемой водой, Вт; <2„, - количество скрытой части теплового потока за счет потока массы, Вт; AQ - теплопотери в окружающую среду, Вт; С",, - массовый расход поступающего воздуха, кг/ч; tht2- начальное и конечное значения температуры воздуха соответственно, "С; ср - удельная массовая теплоемкость воздуха, кДж/кг- К; г - скрытая теплота парообразования, кДж/кг.

С другой стороны связь между количеством явной теплоты, переданной от потока воздуха с температурой t к воде с температурой tK на единицу контактной поверхности cV определяется соотношением:

dQ>> =aB(t — tv)dF, Вт; (4)

Для конвективного переноса массы имеем:

dCln=Vll{d-dw)dF, кг/с. (5)

где ав - коэффициент теплоотдачи со стороны воздуха, Вт/(м2 К); - коэффициент массоотдачи, отнесенный к разности влагосодержаний, кг/(м2 с); d -влагосодержание увлажняемого воздуха, г/кг; dK - влагосодержание насыщенного влажного воздуха при температуре воды, г/кг; /„.- температура воды, С.

Для снижения потерь теплоты AQ при проведении испытаний вся поверхность камеры покрывалась слоем эффективной теплоизоляции.

В процессе изоэнтальпийного увлажнения воздуха в результате длительного контакта с постоянно рециркулирующей водой, воздух становится насыщенным, его конечная температура ь сравнивается с температурой воды tw. Оборотная вода при адиабатическом процессе обработки воздуха в камере орошения становится равной температуре мокрого термометра r„.= fM= const.

Задача получения решения для адиабатной камеры орошения сводится к нахождению числа единиц переноса NTUA.

GBcf A tp (6)

где Atp - средняя расчетная разность температур обрабатываемого воздуха и

воздуха над поверхностью воды.

Комплексный показатель N11!А позволяет учитывать основные особенности процессов тепло- и массопереноса, протекающих в камере орошения при неизвестных коэффициентах переноса и поверхности контакта между воздухом и водой. Такая методика расчета является обоснованной и целесообразной, потому что данные показатели, которые часто не представляется возможным определить, объединяются в один безразмерный параметр.

Средний температурный напор определяется исходя из математических представлений о среднем значении температуры А7" на участке ¿Г:

Средняя разность температур Лгр рассчитывается как среднелогарифми-ческая разность температур АТср и для прямоточного аппарата определяется из соотношения:

где Т{Т\" - начальная и конечная температуры воды соответственно, °С; 7У, 7У'- начальная и конечная температуры воздуха соответственно, °С.

Схема изменения температур в прямоточном теплообменном аппарате приведена на рис. 2.

1 ]Г

ДГ = — \\TdF. р о

(7)

Д7;

АТ"-АТ'

ср

(8)

г

и

г;

АТ

о

г

Рис. 2 Схема изменения температур воздуха и воды в прямоточном теплообменном аппарате

Для описания процесса адиабатной обработки воздуха с помощью коэффициента эффективности Еа используем формулу:

Я0=1-ехрНУП/„). (9)

В третьей главе дано описание камеры орошения кондиционера для теп-ловлажностной обработки воздуха (рис. 3).

Рис. 3 Принципиальная схема устройства камеры орошения

1 - металлический корпус;

2 - поддон;

3 — пластинчатый сепара тор;

4 - трубный стояк;

5 - центробежные форсунки двустороннего распыления;

6 - полые каплеотбойные цилиндры;

7 - металлические стойки;

8 — крепежные резьбовые элементы;

9 - коллектор.

Камера орошения кондиционера содержит металлический корпус с поддоном, внутри которого размещен пластинчатый сепаратор. Внутри корпуса камеры так же установлены вертикальные трубные стояки, на которых на взаимно противоположных сторонах жестко смонтированы центробежные форсунки двухстороннего распыления с факелами распыла, направленными поперек входящему воздушному потоку.

Полые отражательные цилиндры жестко смонтированы на вертикальных металлических стойках и размещены напротив факелов распыла воды форсунками. А сама стойка закреплена на трубном стояке посредством крепежных резьбовых элементов с возможностью регулирования в горизонтальной плоскости в направлении факелов распыла воды форсунками.

При этом один вертикальный ряд форсунок с одной стороны трубных стояков относительно противоположного вертикального ряда форсунок с другой стороны трубных стояков смещены один относительно другого на величину, равную половине диаметра полого цилиндра. Расстояние между вертикальными плоскостями цилиндров I составляет 6—8 диаметров цилиндров, а расстояние между вертикальной плоскостью цилиндров и боковой стенкой корпуса - 0,51. Подача воды к трубным стоякам осуществляется через коллектор.

Известно, что эффективность работы контактных аппаратов в значитель-

Наружный воздух

Воздух после обработки

ной мере зависит от поверхности контакта воздуха с распыляемой жидкостью, которая образуется полидисперсной совокупностью взвешенных капель в рабочем объёме камеры. При этом плотность распределения жидкости в факеле распыла центробежной форсунки очень неравномерна.

Для уточнения физической картины этого явления были проведены исследования по определению плотности распределения воды в факеле распыла центробежных форсунок, а также проведены исследования по определению плотности распределения воды после каплеотбойных цилиндров, которые применяются в камере орошения с поперечным расположением форсунок.

Процесс работы форсунки двустороннего распыления с каплеотбойным цилиндром в лабораторных условиях приведен на фото (рис. 4).

Рис. 4 Фото лабораторного стенда для исследования плотности распределения воды в факеле распыла форсунки после каплеотбойного цилиндра

После обработки полученных данных на ПЭВМ строятся график плотности распределения воды в факеле распыла центробежной форсунки (рис. 5а), а также графики плотности распределения воды после каплеотбойных цилиндров (рис. 56, в). По результатам экспериментов видно, что в факеле распыла форсунки с одним тангенциальным каналом есть чётко выраженные зоны с неравномерным распределением воды по сечению. Это связано с положением тангенциального канала по отношению к камере закручивания, так

максимальная плотность, около 2/3 от общего количества распыляемой воды, наблюдается в зоне, противоположной входному тангенциальному каналу. И эта картина наблюдается у всех исследованных форсунок, хотя количественные показатели у них конечно отличаются, но положение зон на плане сборника идентично.

Рис. 5 Плотность распределения воды г/см2 ч в факеле распыла форсунки а - без применения каплеотбойного цилиндра; б - на выходе из каплеотбойного цилиндра на расстоянии 60 мм от цилиндра; в - на расстоянии 90 мм от цилиндра;

А - положение тангенциального канала подвода жидкости

Анализируя полученные графики видно, что при использовании каплеот-бойных цилиндров плотность распределения воды по всему сечению цилиндра более равномерна.

Для исключения проскока воздуха между факелами распыла в поперечном сечении камеры при использовании каплеотбойных цилиндров было предложено сместить эти цилиндры друг относительно друга на величину половины диаметра (рис. 3), что позволяет избавиться от зон с низкой плотностью орошения, увеличить площадь контакта воздуха с распыляемой водой, а значит повысить эффективность обработки воздуха. На рис. 6 приведен график зависимости эффективности работы камеры орошения Е„ до и после конструктивных изменений камеры от коэффициента орошения В, кг/кг.

В тоже время для уточнения физической картины течения жидкости в центробежных форсунках и построения их теории были проведены исследования воздушного вихря и толщины плёнки жидкости в камере закручивания и на срезе сопла форсунки.

До настоящего времени экспериментальные работы по определению указанных характеристик закрученного потока внутри форсунки практически не проводились, что объясняется сложностью выполнения исследований из-за

малых размеров форсунки и отсутствием надёжной методики эксперимента.

0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 кг/кг

—□— до изменения конструктивных особенностей камеры —с— после изменения

Рис. 6 График функции Еа =/(В)

Результаты замеров, проведённых на срезе сопла форсунки Ц2-7 при одно- и двустороннем распылении жидкости обрабатывали графически. На рис. 7а приведены результаты опытов, из которых видно, что воздушные вихри имеют кольцевое сечение, оси которых смещены относительно оси сопла, а толщина плёнки жидкости при одно- и двустороннем распылении различна в поперечном сечении.

Рис. 7 Диаметры и положения воздушных вихрей на срезе сопла форсунки (а - при одно- и двустороннем распылении воды; б - фото форсунки при одностороннем распылении; в - фото форсунки при двустороннем распылении) с!с - диаметр сопла форсунки; 0В1- диаметр воздушного вихря при одностороннем

распылении; £>В2 - диаметр воздушного вихря при двустороннем распылении; А - положение тангенциального канала подвода жидкости; 1 - воздушный вихрь

Полученные значения диаметров воздушного вихря на срезе сопла и толщины плёнки воды при одно- и двустороннем распылении приведены в таблице.

Значения диаметров воздушного вихря на срезе сопла форсунки и толщины плёнки воды при распылении

Внутренний диаметр сопла (40, мм Одностороннее распыление Двустороннее распыление

Диаметр вихря (Ош), мм Толщина плёнки, мм Диаметр вихря (От), мм Толщина плёнки, мм

Мах Мш Мах Мш

5,03 2,90 1,42 0,71 3,95 0,74 0,34

Фотографии на рис. 7(6, в) подтверждают, что диаметр воздушного вихря при двустороннем распылении больше, чем при одностороннем.

Результаты данных исследований позволили экспериментально подтвердить реальную причину неравномерного распределения жидкости в факеле распыла центробежных форсунок, которая состоит в том, что плёнка жидкости на срезе сопла имеет разную толщину из-за несоосности воздушного вихря и сопла. Указанное смещение вызвано тем, что воздушный вихрь ведёт себя как упругое тело, он прогибается внутри камеры закручивания под действием потока жидкости, поступающего в форсунку через тангенциальный канал, и при этом торец вихря на срезе сопла смещается относительно оси сопла.

Результаты исследований имеют важное значение для теории центробежных форсунок, так как многие специалисты связывают с толщиной плёнки дисперсность распыла и, кроме того, подтверждают целесообразность применения в камерах орошения форсунок двустороннего распыления, которые, как показал опыт эксплуатации, реже засоряются и обеспечивают более тонкое распыливание воды, что повышает энергетическую эффективность камер орошения.

В четвертой главе описаны промышленные испытания камеры орошения, с поперечным расположением форсунок, которая была разработана для энергоцентра машинного зала торгового комплекса «Три Кита» г.Москвы (рис. 8).

Основной задачей проведения испытаний являлось определение теплотехнических характеристик заявленного устройства в режиме охлаждения воздуха по адиабатическому циклу.

Рис. 8 Фото промышленной камеры орошения со стороны воздухозабора с возможностью наблюдения за процессом обработки воздуха (торговый центр «Три кита» г. Москва)

Промышленные исследования и испытания адиабатных камер орошения производительностью 60 тыс. м3/ч в ТРК «Три Кита», а также теплотехнические испытания кондиционера КЦКМ. А4-100 производительностью 100 тыс. м3/ч с использованием данной камеры орошения на ОАО «Воздухотехника» подтвердили основные преимущества данного устройства перед аналогичными камерами орошения отечественного и зарубежного производителя:

- меньший расход воды и соответственно меньшие энергозатраты, при более эффективной обработке воздуха;

- количество стояков уменьшено вдвое;

- длина камеры уменьшена до 1250 мм вместо 2400 мм;

- это решение может использоваться как на вновь проектируемых кондиционерах, так и на существующем оборудовании с производительностью от 5 до 250 тыс. м3/ч;

- возможность эксплуатации установки без входного каплеуловителя, что позволяет наблюдать за работой камеры орошения со стороны входа воздуха при работающем кондиционере и насосе и выявлять засорившиеся форсунки.

На рис. 9 приведен график зависимости эффективности работы промышленной камеры орошения Еа от коэффициента орошения В, кг/кг при различном давлении воды перед форсунками бар.

Еа

0,85 0,80 0,75 0,70 0,65 0,60 0,55 0,50

0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 В' кг/кг

-с-Я„=1,0бар —о— Я„=1,4 бар -л- Н„=1,8 бар -с- =2,2 бар Рис.9 График функции Е = ¡{В) при #„, = 1,0 - 2,2 бар.

В пятой главе проведено технико-экономическое сравнение эффективности трех вариантов устройств для тепловлажностной обработки воздуха в системах центрального кондиционирования воздуха: с использованием камеры орошения с поперечным расположением форсунок, орошаемой насадки и камеры орошения зарубежного производителя. Экономическая эффективность от внедрения камеры орошения с поперечным расположением форсунок является существенной и наиболее экономически целесообразной, что связано с небольшим сроком окупаемости (1,5 года), при этом индекс рентабельности- 1,87.

Заключение

В диссертационной работе проведено исследование теплотехнической и эксплуатационной эффективности камеры орошения с поперечным расположением форсунок, направленное на повышение энергоэффективности систем кондиционирования воздуха.

Основные выводы по работе - дан анализ существующих схем тепловлажностной обработки воздуха в системах вентиляции и кондиционирования воздуха;

1Э

- разработано устройство для тепловлажностной обработки воздуха (Пат. 138814);

- разработаны основы математического эксперимента для камеры орошения с поперечным расположением форсунок;

- впервые получены экспериментальные данные о диаметре воздушного вихря и толщине пленки воды на срезе сопла центробежной форсунки при распылении воды;

- впервые экспериментально подтверждены причины неравномерной плотности распределения воды в факеле распыла центробежной форсунки;

- впервые получены эмпирические зависимости эффективности работы камеры орошения с поперечным расположением форсунок при конструктивно-технических особенностях исполнения;

- на основании экспериментальных и промышленных испытаний была разработана инженерная методика расчета для камеры орошения с поперечным расположением форсунок;

- проведено технико-экономическое сравнение и определена экономическая эффективность от внедрения камеры орошения с поперечным расположением форсунок в производство.

Основное содержание работы отражено в следующих публикациях

Публикации в ведущих рецензируемых научно-технических журналах и изданиях, определенных ВАК

1. Прилепский, Д. В. Экспериментальное исследование воздушного вихря центробежных форсунок камер орошения в системах кондиционирования воздуха / Д. В. Прилепский, М. Г. Тарабанов, В. М. Фокин // Вестн. Вол-гогр. гос. арх.-строит. ун-та. Сер.: Стр-во и архитектура. - 2014. - Вып. 35 (54).-С. 182-188.

2. Прилспскин, Д. В. Конструктивные особенности камеры орошения с поперечным расположением форсунок / Д. В. Прилепский // Вестн. Волгогр. гос. арх.-строит. ун-та. Сер.: Стр-во и архитектура. — 2014. - Вып. 35 (54). -С. 177-182.

3. Прилепский, Д. В. Исследование плотности распределения воды в факелах распыла центробежных форсунок, применяемых в системах кондици-

оирования воздуха / М. Г. Тарабанов, Д. В. Прилепский // Вести. Волгогр.

гос. арх.-строит. ун-та. Сер.: Стр-во и архитектура. - 2012. - Вып. 29 (48).

-С. 160-166.

Патенты

4. Пат. 138814 Рос. Федерация, U1 МПК F24F 3/14. Камера орошения кондиционера / Тарабанов М. Г., Прилепский Д. В., Тарабанов В. М. - № 2013155749 ; заявл. 13.12.2013 ; опубл. 27.03.2014, Бюл. № 9.

Отраслевые издания и материалы конференций

5. Прилепский, Д. В. Совершенствование камер орошения в системах кондиционирования воздуха / Д. В. Прилепский, В. М. Фокин // Проблемы энерго- и ресурсосбережения : сб. науч. тр., г. Саратов. - Саратов : Саратовский гос. тех. ун-т., 2014. - С. 95-100.

6. Prilepskiy, D. V. Air washer with possibility of uninterrupted operation / D. V. Prilepskiy // Techniczne nauki, nowoczesne, informacyjne, technologie, ma-tematyka. - Przemysl : Nauka i studia, 2013. - NR. 42 (110). - C. 24-25.

7. Прилепский, Д. В. Проблемы эксплуатации современных форсуночных камер орошения / Д. В. Прилепский // Бъдещето въпроси от света на науката : Материали за 9-а междунар. науч. практ. конф.: Т. 37., Технологии. Химия и химически технологии, 17-25 декември 2013 г. - София : Изд-во «Бял ГРАД-БГ», 2013. - С. 36-40.

8. Прилепский, Д. В. Энергоэффективность форсуночных камер в систем вентиляции и кондиционирования воздуха / М. Г. Тарабанов, Д. В. Прилепский // Энергоэффекгивность и энергосбережение. - 2013. № 1-2. - С. 47.

9. Прилепский, Д. В. Энергоэффективные камеры орошения для систем вентиляции и кондиционирования воздуха / М. Г. Тарабанов, Д. В. Прилепский // АВОК. - 2012. - № 5. - С. 24-33.

Прилепский Денис Владимирович

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СИСТЕМ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КАМЕРЫ ОРОШЕНИЯ С ПОПЕРЕЧНЫМ РАСПОЛОЖЕНИЕМ ФОРСУНОК

05.23.03 Теплоснабжение, вентиляция, кондиционирование воздуха, газоснабжение и освещения

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 04.07.2014 г. Заказ №. Тираж 100 экз. Печл. 1,0 Формат 60x84 1/16. Бумага писчая. Печать плоская. Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет 400074, г. Волгоград, ул. Академическая, 1. Отдел оперативной полиграфии