Justification du choix d'un système de refroidissement. Choisir une méthode de refroidissement

Lors du choix d'une méthode de refroidissement pour un EA, son mode de fonctionnement, sa conception, la quantité de puissance dissipée, l'objet d'installation et l'environnement sont pris en compte.

Le mode de fonctionnement de l'équipement peut être à long terme, à court terme, à court terme répété et se caractérise par la durée des états marche et arrêt. Le mode longue durée est caractéristique des équipements fixes, qui sont allumés pendant de nombreuses heures ; le mode court terme est caractéristique des équipements embarqués dont la durée de fonctionnement est courte et s'élève à plusieurs minutes ou heures. Il est fort probable que lors de la conception d’équipements complexes avec une longue durée de fonctionnement, il sera nécessaire de développer un système de refroidissement forcé (CO). Pour les équipements à usage unique avec mode de fonctionnement de courte durée, il est possible de se passer du CO forcé. La décision de développer un CO pour les équipements en mode de fonctionnement répété à court terme n'est prise qu'après analyse de la durée des états marche-arrêt et de la nature de sa surchauffe et de son refroidissement.

En raison de la faible dissipation de puissance, l’EA portable n’est pas alimenté en CO forcé. Dans les équipements complexes, il est nécessaire d’utiliser du CO à air pulsé ou eau-air. Le CO eau-air est fourni, par exemple, à un ordinateur dans une conception hermétiquement fermée.

L'analyse thermique de l'EA nous permet d'obtenir des données préliminaires sur le RM développé. Pour ce faire, pour chaque module du premier niveau, une liste de composants générateurs de carburant est établie, la puissance dissipée et les températures maximales admissibles sont établies. Sur la base de ces données, les composants critiques à la surchauffe sont identifiés, ainsi que les composants installés sur les dissipateurs thermiques. Ensuite, les flux thermiques surfaciques spécifiques et/ou volumétriques des modules de niveaux supérieurs sont calculés. Pour cela, il faut calculer la puissance dissipée dans les modules par les composants, la surface externe ou le volume des modules. Basé sur les valeurs de densité du flux thermique qs Et qv en première approximation, le système de refroidissement est sélectionné (tableau 4.10) en fonction de la surchauffe admissible de 40 °C.

Tableau 4.10. Densité du flux thermique de l'équipement

Ensuite, pour tous les modules, en commençant par les modules du premier niveau, une liste de composants ou modules de niveaux inférieurs est établie, ils sont placés selon le critère de surchauffe minimale et le débit de réfrigérant est déterminé à l'aide de l'équation du bilan thermique. Si l'air est censé être utilisé comme réfrigérant, il est alors nécessaire d'établir sa quantité, la température maximale possible à l'entrée de CO, de vérifier la teneur en poussières et la présence d'impuretés agressives. La présence de poussières dans l’air nécessite l’installation de filtres à poussières. La présence de gaz agressifs dans l'air, comme le dioxyde de soufre, qui provoque une corrosion intense des structures métalliques, nécessitera l'utilisation de filtres spéciaux.

L'air à l'entrée du CO peut être chaud ; un climatiseur est prévu dans le CO pour le refroidir à la température requise. S'il n'y a pas d'air sur le site d'exploitation en quantité requise ou avec les paramètres requis, vous pouvez utiliser un réfrigérant liquide (eau, carburant) selon le schéma de refroidissement eau-air. La température du réfrigérant liquide peut être abaissée par des échangeurs de chaleur.

L'absence d'une quantité suffisante d'air ou de liquide sur le chantier oblige le concepteur à assurer l'évacuation de la chaleur des éléments massifs froids des structures porteuses par conduction. Si l'installation ne dispose pas d'alimentations électriques avec les tensions et puissances requises, il est nécessaire d'introduire des alimentations électriques au CO dans la conception, ce qui détériorera sans aucun doute les paramètres de conception de base de l'EA refroidi.

Les méthodes de refroidissement, selon le type de fluide de refroidissement, sont divisées en refroidissement direct et refroidissement par liquide de refroidissement (refroidissement indirect).

Avec le refroidissement direct, la chaleur perçue par les dispositifs de refroidissement est transférée directement au réfrigérant qui y bouillonne. Lors du refroidissement avec un liquide de refroidissement, la chaleur dans les dispositifs de refroidissement est transférée à un milieu intermédiaire - le liquide de refroidissement, à l'aide duquel elle est transférée au réfrigérant situé dans l'évaporateur de l'unité de réfrigération, généralement situé à une certaine distance de l'objet à refroidir. .

Avec cette méthode de refroidissement, l'évacuation de la chaleur de l'objet refroidi provoque une augmentation de la température du liquide de refroidissement dans les dispositifs de refroidissement sans modifier son état d'agrégation.

Les domaines d'application d'une méthode particulière sont déterminés par leurs caractéristiques qui influencent le processus technologique, ainsi que par des indicateurs économiques.

Un système de réfrigération à refroidissement direct est plus simple car il ne dispose pas d'évaporateur pour refroidir le liquide de refroidissement ni de pompe pour sa circulation. En conséquence, cette installation nécessite des coûts initiaux inférieurs à ceux d’une installation de refroidissement indirect, ainsi que des coûts énergétiques inférieurs.

Dans le même temps, la méthode de refroidissement direct présente également de sérieux inconvénients, à savoir :

Il existe un risque que du réfrigérant pénètre dans les locaux (appareils) si la densité du système n'est pas respectée. Le danger pour les personnes augmente considérablement lorsque des réfrigérants toxiques tels que l'ammoniac sont utilisés.

Même en utilisant des réfrigérants plus sûrs, tels que les fréons, il n'est pas souhaitable d'utiliser le refroidissement direct de pièces où il peut y avoir un grand nombre de personnes.

Ce rapport d'avantages et d'inconvénients des deux systèmes n'a longtemps conféré d'avantages prédominants à aucun d'entre eux.

Cependant, en raison de l'avènement et de l'utilisation généralisée du contrôle automatique de l'alimentation en réfrigérant des dispositifs de refroidissement, les unités de réfrigération à refroidissement direct ont gagné en avantage car elles sont plus économiques en termes de coûts d'investissement et d'exploitation et plus durables.

Selon le type de dispositifs de refroidissement et le mode d'organisation de la circulation de l'air dans la pièce réfrigérée, le refroidissement sans contact avec transfert de chaleur par l'air est divisé en systèmes de refroidissement par batterie (lors de l'utilisation de batteries - dispositifs de refroidissement à circulation d'air libre), refroidissement par air ( lors de l'utilisation de refroidisseurs d'air - appareils de refroidissement à mouvement d'air forcé) et de refroidissement mixte (utilisant des batteries et des refroidisseurs d'air).

Le système de refroidissement par air se caractérise par un mouvement d'air forcé dans la pièce et par ses vitesses nettement plus élevées, pouvant atteindre jusqu'à 10 m/s dans certains appareils.

Avec le refroidissement par air, l'air est mieux mélangé, de sorte qu'il n'y a pas de différence marquée de température et d'humidité de l'air dans tout le volume.

Les vitesses d'air plus élevées caractéristiques des systèmes de refroidissement par air intensifient le processus d'échange thermique à la fois entre le corps refroidi et l'air, ainsi qu'entre l'air et les dispositifs de refroidissement (le coefficient de transfert de chaleur lors du refroidissement par air augmente en moyenne de trois à quatre fois). Cela réduit le temps de refroidissement et réduit ainsi le temps de traitement.

Les avantages inhérents aux systèmes de réfrigération avec refroidisseurs d'air sont évidents, c'est pourquoi le projet utilise un système de refroidissement décentralisé direct, avec des refroidisseurs d'air choisis comme dispositifs de refroidissement.

Le réfrigérant est fourni aux dispositifs d'étranglement en raison de la différence de pression entre les côtés basse et haute pression de l'unité de réfrigération.

L'utilisation d'un système de refroidissement à chambre décentralisé présente un certain nombre d'avantages par rapport à un système de refroidissement centralisé, tels que :

• - indépendance des objets refroidis les uns par rapport aux autres ;
• - un fonctionnement plus fiable, l'établissement de conditions de température précises ;
• - réduire le nombre d'équipements et la longueur des canalisations ;
• - la possibilité d'utiliser des machines frigorifiques agrégées et leur plus grande fiabilité grâce à la simplification et à la réduction du volume des travaux d'installation ;
• - haute préparation en usine des équipements pour l'installation.

Justification du choix du système technique d'approvisionnement en eau pour le LNPP-2 Table ronde "Aspects environnementaux de l'utilisation des tours de refroidissement dans les systèmes de refroidissement des centrales nucléaires" Sosnovy Bor

Principaux enjeux Une analyse comparative du fonctionnement des unités avec « tours de refroidissement sèches et humides » n'a pas encore été réalisée. Il est impossible de ne pas tenir compte du fait que la torche à vapeur captera et diffusera les aérosols radioactifs des tuyaux de ventilation de la centrale nucléaire en exploitation vers l'environnement le plus proche. Les experts médicaux prédisent déjà une augmentation du nombre de maladies causées par ce quartier. À ce jour, aucune étude n'a été menée sur les conséquences possibles sur la santé humaine et sur la nature de l'ensemble des produits chimiques et des composants biologiques dissous dans les eaux du golfe de Finlande qui seront rejetés par les tours de refroidissement « humides ».

Principaux problèmes Le nuage de vapeur au-dessus du volcan Sosnovoborsky couvrira la ville et les localités voisines de la région de Léningrad. Le nombre de jours ensoleillés dans notre région déjà nuageuse diminuera considérablement. En hiver, notre ville et ses environs deviennent glacés à cause de l'humidité qui tombe continuellement. Une discussion particulière concerne la zone de 500 mètres autour des tours de refroidissement. Le personnel d'exploitation de la centrale nucléaire de Léningrad, les employés de NITI, les ouvriers et les employés des entreprises situées dans la zone industrielle seront les plus touchés.

Les principaux facteurs de choix d'un système de refroidissement sont les exigences techniques initiales concernant la puissance du groupe motopropulseur, la référence et la fiabilité de fonctionnement ; conditions climatiques et hydrologiques locales, incl. disponibilité d'une source d'approvisionnement en eau; restrictions d'espace ; exigences de la documentation réglementaire dans le domaine de la protection de l'environnement ; facteurs de coût, incl. les coûts d'exploitation.

Code de l'eau de la Fédération de Russie du N 74-FZ (entré en vigueur à partir de) Chapitre 6. PROTECTION DES PLANS D'EAU Article 60. Protection des plans d'eau pendant la conception, la construction, la reconstruction, la mise en service, l'exploitation d'un système de gestion de l'eau Article 4 Conception Les systèmes d'approvisionnement en eau technique à flux direct ne sont pas autorisés.

Système d'approvisionnement en eau technique de recyclage Avantages : permet de réduire fortement les besoins en eau douce dans les centrales nucléaires et de réduire considérablement les rejets de chaleur dans la source d'eau Inconvénients : en termes de structure, le système est plus complexe qu'un système à flux direct, plus coûteux à construire et exploiter

Travaux réalisés sur la comparaison des tours de refroidissement évaporatives et « sèches » « Analyse comparative du fonctionnement des unités avec tours de refroidissement « sèches » et « humides » » (JSC « SPbAEP », 2005) « Etudes techniques et économiques comparant les tours de refroidissement « humides » et des tours de refroidissement « sèches » par rapport aux conditions du site NVNPP-2" (JSC Atomenergoproekt, 2009)

Les avantages des tours de refroidissement par évaporation sont la réalisation des indicateurs techniques et économiques requis du projet LNPP-2, en fournissant une puissance unitaire de 1 198 MW, en minimisant les coûts de refroidissement, la référence des décisions prises, une expérience d'exploitation positive dans les centrales nucléaires en exploitation. en Russie et à l'étranger, ce qui permet de respecter la période de mise en œuvre requise du projet (mise en service en 2013) ; le respect des exigences de la documentation réglementaire dans le domaine de la protection de l'environnement

Les coûts d'investissement des tours de refroidissement à sec sont 3 à 5 fois plus élevés que les coûts des tours de refroidissement par évaporation, une sous-production importante de la puissance des centrales nucléaires fonctionnant sur des tours de refroidissement « sèches », qui est due à la température plus élevée de la tour de refroidissement. eau refroidie, manque d'expérience dans l'exploitation de tours de refroidissement « sèches » de grande puissance dans les conditions climatiques hivernales du site de la centrale nucléaire de Léningrad-2, ce qui réduit la fiabilité du fonctionnement de la centrale nucléaire. contrôlé en ouvrant/fermant de nombreux volets et en allumant/éteignant les sections d'échange thermique à l'aide de vannes électriques basées sur les signaux de nombreux capteurs. La fiabilité du système, notamment dans des conditions météorologiques difficiles, est considérablement réduite. impact thermique sur l’environnement.

Évaluation de l'impact des tours de refroidissement sur la répartition des émissions de ventilation des centrales nucléaires. L'influence de la torche de la tour de refroidissement sur la diffusion des impuretés des émissions gaz-aérosols dans la conduite de ventilation du LNPP-2 conduit à une dispersion plus intense des substances radioactives. impureté lorsqu'elle se propage près de la torche. Pour calculer les concentrations probables de radionucléides dans l’air de surface, des statistiques décennales d’observations météorologiques ont été utilisées. Les valeurs des facteurs de dilution et de dépôt ont été étudiées dans un rayon allant jusqu'à 10 km de la source d'émission (y compris la ville de Sosnovy Bor) en direction de 16 points.

Évaluation de l'impact des tours de refroidissement sur la propagation des émissions de ventilation des centrales nucléaires Selon des estimations prudentes, prenant en compte la propagation du panache de la tour de refroidissement à une direction de vent constante, coïncidant avec la direction de la tour de refroidissement vers le tuyau de ventilation du LNPP-2, entraîne une augmentation des concentrations au sol d'au plus 2 fois pour les catégories de stabilité météorologique A à D, formant une pollution atmosphérique à des distances allant jusqu'à 3 km de la centrale nucléaire. À des distances supérieures à 10 km, l'augmentation maximale des concentrations ne dépassera pas 40 %. Pour les conditions considérées, les doses individuelles maximales possibles de rayonnement à un groupe critique de la population, causées par les émissions nominales d'aérosols gazeux du LNPP-2, ont été étudiées. Lors de la mise en service de quatre unités, les charges de dose sur un groupe critique de la population, compte tenu de l'influence des torchères des tours de refroidissement, ne dépasseront pas le niveau de risque inconditionnellement acceptable (inférieur à 10 μSv/an) selon NRB-99. /2009

Évaluation de l'impact des tours de refroidissement sur la répartition des émissions de ventilation du LNPP en exploitation. Les émissions de gaz inertes et d'iode 131 de 4 unités du LNPP-2, qui constituent principalement la charge de dose sur la population, ne dépasseront pas 40 % de la les émissions correspondantes et, par conséquent, la charge de dose sur la population, provenant de la centrale nucléaire de Leningrad en activité. Conformément aux données de l'Institut du Radium du nom. V.G. Khlopin [rapport au Forum international de l'environnement « Environnement et santé humaine », 2008, Saint-Pétersbourg ; rapport lors d'une réunion à JSC Atomenergoproekt, Moscou, 2010], une estimation réaliste des doses efficaces reçues par la population provenant des émissions de la centrale nucléaire en activité de Leningrad dans la ville ne dépassait pas 0,5 μSv/an.

Évaluation de l'impact des tours de refroidissement sur la propagation des émissions de ventilation de la LNPP en exploitation. Compte tenu de l'augmentation possible mentionnée ci-dessus des concentrations ponctuelles au sol dans l'air jusqu'à 2 fois, les charges de dose provenant des émissions d'aérosols gazeux de la LNPP tombent dans la zone de propagation du panache des tours de refroidissement LNPP-2 en zone proche (jusqu'à 3 km de la source) ne dépassera pas 1 μSv/an. Lorsque quatre unités VVER seront mises en service, les charges de dose sur un groupe critique de la population, compte tenu de l'influence des torchères des tours de refroidissement, ne dépasseront pas le niveau de risque inconditionnellement acceptable (inférieur à 10 μSv/an) selon le NRB- 99/2009

Polluants spécifiques dans l'eau de refroidissement des tours de refroidissement La teneur en composants spécifiques dans l'eau des systèmes d'alimentation en eau technique (MU, Rospotrebnadzor) doit garantir le respect des concentrations maximales admissibles dans l'air de la zone de travail (AW). Une évaluation préliminaire a été réalisée sur la conformité de la qualité de l'eau (sels de métaux toxiques de classe de danger 1-2) des tours de refroidissement avec la concentration quotidienne maximale moyenne admissible pour la population, qui est 1 à 2 ordres de grandeur plus stricte que la concentration maximale admissible dans l'air de la zone de travail. L'évaluation a été réalisée conformément aux lignes directrices de l'AIEA 1. Dispersion des matières radioactives dans l'air et dans l'eau et prise en compte de la répartition de la population lors de l'évaluation des sites de centrales nucléaires. NS-G Exigences des normes internationales de sécurité « Modèles génériques à utiliser pour évaluer l'impact des rejets de substances radioactives sur l'environnement » (SRS No.19, AIEA, Vienne, 2001)

Polluants spécifiques dans l'eau de refroidissement des tours de refroidissement Elément Relatif aux MPCs concentration de métaux lourds dans l'air à l'embouchure de la tour de refroidissement Cu1, Pb1, Ni6, Cd5, Co9, Mn3, 210 -3

Polluants spécifiques dans l'eau de refroidissement des tours de refroidissement Dans l'air à l'embouchure des tours de refroidissement (sans tenir compte de la dilution avec l'air atmosphérique), les concentrations de métaux toxiques par rapport à la concentration maximale admissible ne dépassent pas 6 (nickel contenu dans l'eau de refroidissement des tours de refroidissement). eau de mer). Compte tenu des propriétés dispersives de l'atmosphère avec un facteur de dispersion maximal supposé être de 10-4, les concentrations de métaux toxiques dans l'air de la zone proche du LNPP-2 devraient être des milliers de fois inférieures au MPC, ce qui n’entraînera pas de conséquences significatives sur la population et les composantes de l’écosystème.

Inhibiteurs et biocides dans l'eau des tours de refroidissement Pour éviter la corrosion et l'encrassement biologique dans les tours de refroidissement, les réactifs suivants sont utilisés : Carbone colloïdal Concentration dans l'air à la sortie de la tour de refroidissement = 8, mg/m3 (*) à MPC.s. = 5, mg/m3 (carbone). Hypochlorite de sodium Concentration dans l'air à la sortie de la tour de refroidissement = 1, mg/m 3 (*) à MPC.s. = 3, mg/m 3 (pour le chlore). (*) Concentrations calculées obtenues selon une méthode conservatrice (SRS No.19, AIEA, Vienne, 2001)

Réalisation d'évaluations environnementales d'État pour le LNPP-2 1. Évaluation environnementale d'État des matériaux justifiant la licence de Rostechnadzor pour l'emplacement des unités 1 et 2 du LNPP-2 2. Évaluation environnementale d'État des matériaux justifiant la licence de Rostechnadzor pour la construction d'unités 1 et 2 du LNPP-2 3. Glavgosexpertiza 4. Évaluation environnementale par l'État des matériaux justification de l'autorisation de Rostechnadzor pour l'emplacement des unités 3 et 4 du LNPP-2

Résultats des évaluations environnementales réalisées pour la première étape du LNPP-2 « La commission d'experts de l'évaluation environnementale de l'État note que les documents présentés pour justifier l'autorisation pour l'emplacement et la construction des unités de puissance 1 et 2 du LNPP-2 en composition et le contenu est conforme aux exigences des actes législatifs et des documents réglementaires de la Fédération de Russie dans le domaine de la protection environnement. La documentation présentée contient des éléments sur l'impact des unités de puissance 1 et 2 sur l'environnement, qui reflètent les mesures de protection de l'environnement et justifient la sécurité environnementale de l'activité prévue.

Matériaux généralisés dans le cadre du projet de la 2ème étape du LNPP-2 Évaluation multifactorielle du risque environnemental pour la population dû à la pollution de l'environnement lors du fonctionnement simultané (normal) du LNPP-2 et du LNPP conformément aux directives de Rospotrebnadzor R, NRB-99/ 2009, lignes directrices de l'AIEA, recommandations CIPR, etc. Évaluer les conséquences sur la population, le degré de contamination des terres, de l'air, de l'eau, des aliments des accidents survenus sur la centrale conformément aux recommandations de l'AIEA (Procédures pour la réalisation d'évaluations probabilistes de la sûreté des centrales nucléaires) (Niveau 3) : Conséquences hors site et estimation des risques pour le public : une pratique de sécurité. Collection Sécurité de l'AIEA n° 50-P-12).

Modernisation du projet de tour de refroidissement LNPP-2 pendant la construction Solution initiale pour l'unité de puissance Nombre de tours de refroidissement par unité Débit d'eau de circulation, m3/heure Perte d'eau par évaporation, % / m3/jour Perte d'eau avec entraînement de gouttelettes, % / m3/jour Pertes totales pour quatre unités de puissance, m3/jour Bloc,1 / .002 / 3.6 Bloc,1 / .002 / 3.4 Bloc,1 / .002 / 3.4 Bloc,1 / .002 / 3.4 Solution d'unité de puissance optimisée Nombre de tours de refroidissement par unité Consommation d'eau de circulation, m3/heure Pertes d'eau dues à l'évaporation, % / m3/jour Pertes d'eau avec entraînement de gouttelettes, % / m3/jour Pertes totales pour quatre unités de puissance, m3/jour Bloc .1 / .001 / 1,8 Bloc, 1 / .001 / 1,7 Bloc, 1 / .001 / 1,7 Bloc, 1 / .001 / 1,7

Modernisation du projet de tour de refroidissement LNPP-2 pendant la construction Lors de l'élaboration de la documentation de travail pour les tours de refroidissement LNPP-2, une réduction des pertes d'eau d'un montant de m3/jour a été obtenue. Dans le même temps, le montant des pertes dues à l’entraînement des gouttelettes a été réduit de moitié. De tels résultats ont été obtenus grâce à l'utilisation de récupérateurs d'eau très efficaces et à la justification de la réduction de la consommation d'eau en circulation.

Ministère de l'Éducation de la République de Biélorussie

Établissement d'enseignement "Université d'État de Biélorussie"

informatique et radioélectronique"

Département des RES

ABSTRAIT

sur le thème de :

« Sélectionner une méthode de refroidissement dès les premières étapes de la conception »

Minsk, 2008

La méthode de refroidissement détermine en grande partie la conception, donc dès le début de la conception (proposition technique et avant-projet). Il est nécessaire de choisir une méthode de refroidissement et ensuite seulement de commencer le développement. A un stade précoce, le concepteur dispose d'une spécification technique, qui contient des informations sur la nature du régime thermique ; pour sélectionner une méthode de refroidissement, les données suivantes sont nécessaires :

Puissance dissipée dans le bloc ;

Plage de variations possibles de la température ambiante, ;

Limites de variation de pression ambiante, ;

Temps de fonctionnement continu ;

Température de l'élément le moins résistant à la chaleur ;

Avant de procéder au calcul, il est nécessaire de calculer le facteur de remplissage en volume :

où est le volume du ième élément ;

Nombre d'éléments ;

Volume occupé par un système électronique.

Le facteur de remplissage du volume caractérise le degré d'utilisation utile du volume, il est généralement précisé dans les spécifications techniques.

Lors du calcul, la durée de fonctionnement continu doit être longue, car la méthode décrite ne peut pas être appliquée en mode court terme ou périodique. Les caractéristiques thermiques sont influencées par la pression, en particulier par les basses pressions. La surface du boîtier du système électronique et le facteur de remplissage volumétrique sont utilisés pour déterminer la valeur conventionnelle de la surface d'échange thermique, qui est déterminée par :

où sont les dimensions géométriques du corps de l'appareil.

Si la méthode de refroidissement est choisie pour un grand élément, alors la taille de la surface d'échange thermique est déterminée à partir des dessins correspondants en fonction des dimensions géométriques de la surface en contact direct avec le liquide de refroidissement. Le principal indicateur qui détermine les domaines d'application opportuns de la méthode de refroidissement est la valeur de la densité du flux de chaleur traversant la surface d'échange thermique. Cette valeur est déterminée comme suit :

où est un coefficient prenant en compte la pression atmosphérique. Déterminé à partir de tableaux (par exemple, Dulnik G.M. « Transfert de chaleur et de masse dans REA »).

À pression atmosphérique normale.

Le deuxième indicateur peut être la surchauffe minimale admissible de l'élément, qui est déterminée comme suit :

où est la température admissible du corps de l'élément le moins résistant à la chaleur, c'est-à-dire c'est la valeur de température minimale de l'élément, et pour les grands éléments, c'est la température admissible de la surface refroidie.

Température ambiante; pour un refroidissement naturel de l'air, c'est-à-dire correspond à la température maximale spécifiée dans les spécifications techniques ; pour le refroidissement à air forcé, c'est-à-dire correspond à la température de l'air (liquide) à l'entrée du système électronique.

La figure 1 montre les domaines dans lesquels différentes méthodes de refroidissement peuvent être utiles.

Les courbes supérieures correspondent ; elles sont généralement utilisées pour sélectionner la méthode de refroidissement des gros éléments ; les courbes inférieures correspondent aux blocs, racks, etc.

Ici 1 – refroidissement naturel par air ; 2 – il est possible d'utiliser un refroidissement à air naturel et forcé ; 3 – refroidissement à air forcé ; 4 – refroidissement par air pulsé et liquide ; 5 – refroidissement liquide forcé ; 6 – refroidissement par liquide forcé et par évaporation naturelle ; 7 – refroidissement forcé par liquide forcé et par évaporation naturelle ; 8 – refroidissement par évaporation forcé et naturel ; 9 – refroidissement par évaporation forcé.

Le problème du choix d'une méthode de refroidissement est plus pleinement pris en compte pour les régions 1 et 2.

Considérons, par exemple, la procédure de choix d'une méthode de refroidissement, lorsque les indicateurs appartiennent à la zone 2, des graphiques supplémentaires ont été construits à cet effet (Fig. 2-5).

Exemple : un système électronique avec indicateurs, avec refroidissement naturel par air dans un boîtier étanche, la probabilité d'assurer les conditions thermiques, et avec mélange d'air interne avec débit spécifique, la probabilité d'assurer.

En figue. 5, contrairement aux précédents, un autre indicateur est introduit : le débit massique d'air par unité de puissance dissipée par le système électronique. Le débit d'air pour le refroidissement doit être précisé dans les spécifications techniques ou vous pouvez utiliser des estimations approximatives acceptées :

Avec une conception rationnelle, le régime thermique du système électronique peut être assuré à un débit d'air spécifique

Dans les systèmes électroniques fixes, où il n'existe pas de restrictions aussi strictes en matière de taille, de poids et de consommation d'énergie.

L'augmentation du débit d'air a du sens si elle conduit à une fiabilité accrue du système électronique.

Examinons plus en détail la signification des estimations probabilistes présentées dans la figure. 2-5. Lors de la conception d’un système électronique, de nombreuses exigences différentes doivent être respectées, dont les plus importantes sont :

Exigences électriques;

Haute fiabilité (temps moyen entre pannes, fonctionnement sans problème) ;

Réduction de la masse et du volume ;

Création de conditions thermiques normales ;

Protection contre les chocs et les vibrations, le bruit acoustique ;

Réduction des coûts;

Améliorer la fabricabilité, etc.

Dans cette optique, le processus de conception devient une tâche difficile à formuler.

Lors du choix d'une méthode de refroidissement, vous devez être guidé par les règles suivantes :

Si un point avec les paramètres donnés sur l'un des graphiques (Fig. 2-5) tombe dans la région de probabilité, vous pouvez alors choisir cette méthode de refroidissement.

Si, alors, vous pouvez choisir cette méthode de refroidissement, cependant, lors de la conception pour garantir les conditions thermiques, vous devez faire plus attention, plus la probabilité est faible ;

Si, alors il n'est pas recommandé de choisir cette méthode de refroidissement, sinon, il est nécessaire d'accorder une attention particulière à la garantie des conditions thermiques, ce qui implique la possibilité d'augmenter les dimensions, le poids et d'autres solutions de conception ;

Si tel est le cas, il est extrêmement rare d'assurer des conditions thermiques normales, et si tel est le cas, c'est presque impossible.

Exemple : supposons que, selon les spécifications techniques, il soit nécessaire de déterminer une méthode de refroidissement d'un système électronique qui fuit avec les données initiales suivantes : mode longue durée, la pression à l'extérieur de l'unité est normale.

Supposons que nous devions garantir des conditions thermiques normales avec probabilité. Utilisons les graphiques de la Fig. 5 dont nous déterminons d'où vient donc, si vous suivez les recommandations décrites ci-dessus, vous pouvez choisir cette méthode de refroidissement.

On sait qu'une diminution de la pression contribue à la détérioration des conditions de transfert de chaleur, puisque la température des éléments commence à augmenter, même si la puissance dissipée dans l'unité reste inchangée. Par conséquent, lors du calcul, il est nécessaire de prendre en compte le coefficient sélectionné dans le tableau (ouvrages de référence). Souvent, pour les systèmes électroniques, la pressurisation des boîtiers d'unités scellés est utilisée.

Problème : supposons qu'il soit nécessaire de choisir une méthode pour refroidir une unité de système électronique fonctionnant en mode longue durée dans un compartiment non pressurisé d'un avion sous pression. Bloquer les données sources : .

À partir du tableau, nous déterminons cela, nous obtenons alors :

A partir des courbes (Fig. 1), nous déterminons que les paramètres du bloc se situent à la limite des zones 2 et 3, il est donc conseillé de choisir un refroidissement par air forcé. Cependant, nous vérifierons la possibilité d'utiliser le refroidissement naturel par air ; pour cela nous utiliserons les graphiques 2 à 5. Selon le planning 2, nous vérifierons la possibilité d'utiliser un boîtier étanche sans pressurisation et avec pressurisation. Sur le graphique, on peut voir que la probabilité est d'env. Sur la base des recommandations, cette méthode de refroidissement ne doit pas être choisie. L'utilisation du boost n'entraînera pas d'amélioration significative puisque (tableau) et la probabilité est d'env.

En vérifiant le mélange interne aux vitesses et en prenant en compte ce qui, par conséquent, vous pouvez vous assurer que la probabilité d'assurer les conditions thermiques augmentera légèrement et, par conséquent, et donc cette méthode de refroidissement peut être utilisée, cependant, pour assurer la vitesse requise du mélange d'air interne, une suralimentation peut être nécessaire. C'est pourquoi il est nécessaire de calculer les modes de ventilation pour le mélange de l'air interne dans l'unité à pression réduite.

D'après la fig. 3 Lorsque nous vérifions la possibilité d'utiliser le soufflage externe, il est donc probable que cette méthode de refroidissement puisse être acceptée.

Si vous utilisez le refroidissement du bloc en soufflant de l'air froid, alors à partir de la Fig. 5 il s'ensuit que compte tenu du débit d'air spécifique, les conditions thermiques de l'unité peuvent être assurées avec probabilité.

Si vous utilisez un corps perforé, alors à partir de la Fig. 4, on peut obtenir la probabilité de bloc.

Conclusions générales

1. Si, selon les conditions de fonctionnement, l'unité doit être réalisée dans un boîtier étanche, il est alors nécessaire de sélectionner un refroidissement à air forcé avec mélange d'air interne ou avec flux d'air externe. Si le refroidissement forcé n'est pas possible, alors pour mettre en œuvre un refroidissement naturel en présence de flux d'air, il est nécessaire soit d'augmenter les dimensions géométriques du bloc, soit de réduire la puissance dissipée, soit d'abaisser la température ambiante.

2. Si, en raison des conditions de fonctionnement, l'unité ne peut pas être fabriquée dans un boîtier étanche, il est alors très probable qu'il soit possible d'assurer des conditions thermiques normales avec un refroidissement forcé avec soufflage d'air froid. Cette méthode est la plus préférée.

LITTÉRATURE

1. Dostanko A.P., Pikul M.I., Khmyl A.A. Technologie de production informatique. - Mn. : Ecole Supérieure, 2004.

2. Technologie de montage en surface : Manuel. allocation / Kundas S.P., Dostanko A.P., Anufriev L.P. et autres - Mn. : « Armita - Marketing, Management », 2000.

3. Technologie des appareils radio-électroniques et automatisation de la production : Manuel / A.P. Dostanko, V.L. Lanine, A.A. Khmyl, L.P. Anoufriev ; Sous général éd. A.P. Dostanko. – Mn. : Plus haut. école, 2002

4. Guskov G.Ya., Blinov G.A., Gazarov A.A. Installation d'équipements microélectroniques M. : Radio et Communications, 2005.-176p.

5. Production automatisée flexible. Gestion de la fabricabilité de REA / A.M. Voichinsky, N.I. Didenko, V.P. Luzin.-M. : Radio et communications, 2007.-272 p.

Le système de climatisation est conçu pour remplir les fonctions suivantes :

• - assurer des conditions de vie normales aux passagers et à l'équipage en vol et au sol ;
• - refroidissement des équipements radio-électroniques embarqués.

Le système de contrôle de l'avion se compose de deux sous-systèmes, dont chacun comprend :

• - système de purge d'air provenant de moteurs d'avion ou d'un groupe auxiliaire de puissance ;
• - système de refroidissement de l'air et de traitement de l'humidité ;
• - système d'alimentation et de distribution d'air dans la cabine de l'avion ;
• - système de surveillance et de contrôle.

Système de purge d'air moteur

L'air est extrait des étages de compresseur des moteurs. Le système de purge d'air se compose de :

• - unité d'admission d'air moteur ;
• - un régulateur de pression qui fournit la pression requise à l'entrée du système de refroidissement ;
• - un échangeur de chaleur qui fournit une température à la sortie du système d'extraction ne dépassant pas 200 C.

Système de refroidissement par air

Conformément aux recommandations des lignes directrices, pour ce type d'avion, nous sélectionnons un SCR à deux étages à deux turbines avec séparation de l'humidité dans la ligne haute pression et récupération de chaleur à l'entrée de la turbine du turbo-réfrigérateur (Fig. 1)

L'avantage de ce système SCR par rapport aux systèmes avec séparation de l'humidité dans la conduite basse pression est un degré plus élevé de séchage de l'air refroidi. L'utilisation d'un deuxième étage de compression intermédiaire de l'air refroidi permet d'augmenter le rendement et le rendement thermique du SCR, et chauffer l'air devant la turbine augmente la durée de vie du turbo-réfrigérateur.

L'air du système d'extraction est fourni au système de refroidissement via un régulateur de débit. Tout d'abord, l'air est refroidi dans l'échangeur thermique préliminaire AT1 jusqu'à une certaine température (définie au paragraphe 3), puis il entre dans le compresseur KM du groupe turbo-réfrigérant TX. Après le compresseur, l'air entre dans la « boucle » de séparation de l'humidité devant la turbine T, qui est formée d'un échangeur de chaleur régénératif AT3 pour l'évaporation des condensats et d'un condenseur AT4 pour la condensation de l'humidité. L'air présent dans le condenseur est refroidi à la température requise par l'air sortant de la turbine. L'eau condensée est séparée dans le séparateur d'eau HP et injectée dans la conduite de purge de l'échangeur thermique principal puis dans l'atmosphère. Depuis les unités de refroidissement latérales gauche et droite, l'air circule dans un seul collecteur d'air froid, puis dans l'habitacle.

Fig. 1.

Système de distribution et d'alimentation en air

Le système de distribution et d'alimentation est conçu pour préparer le mélange d'air avec les paramètres nécessaires, le fournir à la cabine et le distribuer dans les cabines, le cockpit et les espaces de vie de l'avion. Le système comprend :

• - collecteur d'air froid ;
• - collecteur d'air chaud ;
• - des capteurs de température et de pression d'air dans la cabine ;
• - des dispositifs de distribution d'air dans les salons, cockpits et zones de service.

La température de l'air dans la cabine est régulée en mélangeant de l'air chaud à l'air du système de refroidissement.

Une partie de l'air des habitacles est acheminée à travers des filtres par des ventilateurs électriques vers des éjecteurs, dans lesquels l'air frais et l'air usé sont mélangés et acheminés vers le collecteur d'air froid. Les éjecteurs sont conçus de manière à ce que l'air qui les suit puisse circuler : air mélangé dans les cabines et air frais dans le cockpit.