Введение к работе
Актуальность темы. Холод и кондиционирование воздуха имеют неоспоримые заслуги перед пищевой промышленностью: в снабжении населения продуктами питания, установлении связи между зонами производства и потребления, сокращении потерь и сохранении качества продуктов; в создании благоприятных условий работы и рациональных технологических параметров воздушной среды в помещениях, особенно в помещениях зданий, расположенных в зонах с жарким климатом или с повышенной влажностью.
Системы кондиционирования воздуха относятся к энергоемким системам инженерного оснащения зданий. Принципиально возможны два направления снижения энергетических затрат в системах кондиционирования воздуха: выбор таких типов и такого конструктивного исполнения элементов самого здания (ограждающих конструкций, остекления, солнцезащитных устройств и др.), которые обладают по возможности наилучшей теплоустойчивостью; совершенствование режимов работы систем.
К совершенствованию.режимов работы систем кондиционирования следует отнести рациональное использование: рециркуляции внутреннего воздуха, а также теплоты и холода удаляемого воздуха; местной рециркуляции, местных дофевателей и охладителей; рабочей разности температур приточного и вытяжного воздуха; способов воздухораспределения; способов кондиционирования воздуха.
В данной работе рассматриваются вопросы энергосбережения в системах кондиционирования путем разработки рациональных способов кондиционирования и воздухораспределения, т. е. цикла тепловлажностнои обработки воздуха при полном круглогодичном кондиционировании и его распределения в производственно-технологических помещениях предприятий пищевой промышленности. Рассмотрены процессы кондиционирования воздуха для предприятий, расположенных в регионах с жарким климатом, так как такие процессы в научно-технической литературе рассмотрены менее всего.
Цель и задачи исследования. Целью данной работы является «уменьшение энергозатрат в системах кондиционирования производствен-но.-технологических помещений пищевых предприятий республики Вьетнам и других климатических районов с повышенной температурой наружного воздуха.
В соответствии с поставленной целью необходимо решить следующие задачи:
- определить параметры микроклимата, соответствующие условиям тепловой комфортности для работающих, находящихся на постоянных.ра-
бочих местах, с учетом индивидуальных особенностей'человека и активности его труда;
- определить тепловые показатели наружных ограждений производ
ственных зданий пищевых предприятий, размещенных в южных районах с
учетом условий тепловой комфортности;
- определить тепловлажностные характеристики производственно-технологических помещений пищевых предприятий;
определить способ воздухораспределения, обеспечивающий условие тепловой комфортности и технологические требования по кратности воздухообмена и скорости воздуха в рабочей зоне помещений;
обосновать методику расчета способа воздухораспределения, рекомендуемого для промышленного внедрения;
определить способ кондиционирования воздуха, применяемый на предприятиях южных районов и являющийся наиболее эффективным по энергозатратам; '
разработать способ кондиционирования, позволяющий уменьшить расход холода при круглогодичной тепловлажностной обработке воздуха;
разработать технические решения аппаратов для реализации предлагаемого способа кондиционирования воздуха.
Научная новизна. Предложен метод определения параметров микроклимата, соответствующих условиям тепловой комфортности, с учетом индивидуальных особенностей человека и активности его труда.
Обоснован выбор теплоизоляционной конструкции покрытия предприятий с коэффициентами теплопередачи и тепловой инерции, обеспечивающими выполнение условий тепловой комфортности. Выполнена проверка удельного теплового потока, учитывающего совместное действие разности температур и солнечной радиации, на нормируемое значение удельного теплового потока, разности температуры внутренней поверхности покрытий и внутреннего воздуха, а также амплитуды колебания температуры внутренней поверхности покрытий для помещений с постоян-.ными рабочими местами, повышенными требованиями по поддержанию темиературно-влажностного режима и санитарно-гигиенических условий.
Обоснован метод расчета верхнего горизонтального воздухораспределения без использования эффекта настилания по теории свободных струй.
На защиту выносятся следующие результаты диссертационной работы:
- метод определения параметров микроклимата в производственно-
технологических помещениях, учитывающий условия тепловой комфорт
ности, индивидуальные особенности человека и активность его труда;
тепловлажностные характеристики производственно-технологических помещений пищевых предприятий с учетом наружных климатических условий и заданных условий комфортности;
технико-энергетический анализ способов кондиционирования,
применяемых на пищевых предприятиях, размещенных п южных районах;
- способ кондиционирования с раздельной холодильной обработкой
наружного и внутреннего воздуха;
- технико-энергетический анализ способов воздухораспределения
(действующих и предлагаемого) в производственно-технологических по
мещениях пищевых предприятий.
Достоверность результатов. Анализ тепловлажностных характеристик кондиционируемых помещений, способов кондиционирования -и воздухораспределения выполнен на основании ГОСТов, отраслевых стандартов и нормативных документов на проектирование систем кондиционирования для производственных помещений пищевой промышленности с использованием стандартных методик измерения параметров и обработки результатов.
Практическое значение работы заключается в следующем: 1) определены тепловлажностные характеристики производственно-технологических помещений пищевых предприятий республики Вьетнам: фактор "комфортности", комфортная температура, тепловыделения человеком її количество наружного воздуха, соответствующее санитарной норме по кислороду при выполнении работы средней тяжести, позволяющие дать комплексную оценку состояния воздушной среды при производстве пищевых продуктов и условий комфортности для работающих, находящихся на постоянных рабочих местах; удельные теплопоступления через наружные ограждения, учитывающие совместное действие разности температур и теплового облучения; удельные тепло- и влагоиритоки, поступающие от внутренних источников в производственно-технологические помещения предприятий; область изменения тепловлажностных коэффициентов лучей процесса кондиционируемых помещений, подтверждающая возможность использования предлагаемого способа кондиционирования; 2) разработан и запатентован способ кондиционирования воздуха для предприятий южных климатических районов (решение о выдаче патента получено в мае 1998 г.), позволяющий уменьшить расход холода по сравнению с наиболее эффективным действующим способом; 3) разработаны технические решения аппаратов, работающих по предлагаемому способу кондиционирования воздуха и выполненных на базе серии-*но выпускаемых блоков и секций российских кондиционеростроительных заводов; 4) предложен и обоснован горизонтальный способ воздухораспределения с использованием ненастилающихся струй, движущихся и затухающих выше рабочей зоны; 5) выполнен сравнительный анализ энергозатрат в системах кондиционирования с использованием предлагаемых и действующих способов кондиционирования и воздухораспределения; 6) результаты работы могут быть использованы при проектировании систем кондиционирования воздуха предприятий, размещенных в южных районах России, стран СНГ и других странах с наружным климатом, близким к жаркому климату с нормальной и повышенной влажностью.
Реализация результатов работы. Результаты проведенных исследований по способу кондиционирования и воздухораспределения на пищевых предприятиях внедрены в учебный процесс по дисциплинам "Проектирование и расчет оборудования систем кондиционирования воздуха" и "Аэродинамика и вентиляторы" для студентов специализации "Системы кондиционирования воздуха и жизнеобеспечения" специальности "Техника и физика низких температур", а также при выполнении научно-исследовательских работ по теме "Разработать теоретические основы и технику технологического кондиционирования мясоперерабатывающего производства" (№ г. р. 01910055095).
Апробация работы. Основные положения и научные результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на следующих конференциях: научных чтениях "Теоретические и практические основы расчета термической обработки пищевых продуктов", посвященных памяти проф. Бражникова A.M. (Москва, МГУПБ, 1997); научных чтениях, посвященных памяти проф. Пелеева А.И. (Москва, МГУПБ, 1998).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 работ.
Объем работы. Работа состоит из введения, четырех глав и заключения, изложенных на 150 страницах, содержит приложение, 27 рисунков, список литературы из 65 наименований.