Технические науки/5. Энергетика

К.т.н. Вычужанин В.В.

Одесский национальный морской университет

Организация энергоэффективных режимов воздухообработки в судовых центральных СККВ

На основании полученных результатов исследований, используя эксергетическую технико-экономическую модель судовой центральной системы комфортного кондиционирования воздуха (СККВ), были определены ее энергоэффективные режимы работы. Такая задача до настоящего времени полностью не решалась из-за относительно большого объема необходимых вычислений, а также неудовлетворительного использования термодинамической модели в системе автоматического управления СККВ. Энергоэффективные режимы определялись на основе термодинамической оценки совершенства различной последовательности воздухообработки с точки зрения затрат эксергии.

Наиболее энергоемким режимом работы судовой СККВ является «летний» режим, реализуемый совместной работой системы холодоснабжения (СХ) СККВ и агрегатов центрального кондиционера (воздухоохладителя, электровентилятора). «Летний» режим характеризуется потреблением холода воздухоохладителем на охлаждение кондиционируемого воздуха и электроэнергии СХ, а также электровентилятором на перемещение воздуха,.

На рис. 1 с учетом рекомендаций [1] приведено построение на совмещенной I,d – E,t диаграмме процессов воздухообработки в центральном кондиционере с указанием помимо зоны наружных параметров воздуха “1” областей параметров приточного воздуха (П₁ П₂ П₃ П₄) и внутреннего воздуха в помещении (У₁ У₂ У₃ У₄). При рассмотрении первого режима считалось, что параметры воздуха из помещения равны соответствующим параметрам воздуха в нем. Каждой точке технологического процесса на I,d–E,t диаграмме соответствуют конкретные значения потребляемой и теряемой энергии, приведенные затраты.

Рис. 1. Построение на совмещенной I,d – E,t диаграмме технологических процессов в режиме 1 работы центральной СККВ

На совмещенной I,d – E,t диаграмме изменение эксергии кондиционируемого воздуха характеризуется: увеличением при подогреве воздуха из помещения в коридоре (процесс У–К^’); увеличением при смешении воздуха из коридора и наружного в системе (процессы К^’–С и Н–С) и прохождении через электровентилятор (процесс Н–В^’), изотермическим уменьшением при разделении потока воздуха (процесс В^’–П1^’); уменьшением при прохождении воздуха через воздухоохладитель (процесс П1^’–В_О); увеличением при прохождении воздуха по воздухопроводам первого и второго приточным каналам (процессы П1^’–Вп1 и В_О–Вп2); изменением воздуха при его смешении в каютном воздухораспределителе (процессы Вп1–П^’ и Вп2–П^’); увеличением приточного воздуха при его тепловлагоассимиляции в помещении (процесс П^’–У).

Из построений в совмещенной диаграмме видно, что процессы У–К^’, Н–В^’, П1^’–Вп1 и В_О–Вп2 термодинамически невыгодны. Это объясняется как несовершенством используемого оборудования, характеризуемого большими затратами эксергии при работе СХ, так и несовершенством реальных процессов в СККВ. Для повышения эффективности работы системы необходимо ликвидировать или уменьшить влияние перечисленных факторов. Таким образом, на совмещенной I,d – E,t диаграмме (рис.1) прослеживается термодинамическая рациональность заданной последовательности тепловлажностной обработки воздуха в комплексе СККВ-СХ, работающего в «летнем» режиме функционирования системы. Это дает возможность оптимизировать процессы воздухообработки в СККВ в исследуемом режиме графически, что может служить основой для проведения технико-экономического сравнения и выбора агрегатов системы.

Литература:

1. Эксергетические расчёты технических систем: Справочное пособие/ Бродянский В.М., Верхивкер Г.П., Карчев Я.Я. и др. – Киев: Наук. Думка, 1991 – 360 с.