Схема обработки воздуха в прямоточной скв в теплый период года



страница1/6
Дата24.01.2019
Размер1.8 Mb.
  1   2   3   4   5   6
1) Схема обработки воздуха в прямоточной СКВ в теплый период года (расчетная схема прямоточной СКВ, построение процесса на I,d – диаграмме)

Исходными данными для построения процесса кондиционирования воздуха на «i, d» - диаграмме обычно являются расчетные параметры наруж-ного воздуха в летнее время tн С и н %, заданные параметры внутреннего воздуха tв С и в % и величина углового коэффициента луча процесса в помещении п кДж/кг, вычисленная на основании известных количеств тепла и влаги, выделяющихся в помещении.

На рис. 9.2. изображена принципиальная расчетная cxемa устройства прямоточной системы кондиционирования воздуха. Согласно этой схеме, наружный воздух в количестве Lо, кг/с поступает в оросительную камеру, в которой разбрызгивается охлажденная вода, имеющая температуру ниже температуры точки росы.

При контакте воздуха с капельками воды он охлаждается и осушается, приобретая в конце оросительной камеры заданное влагосодержание при насыщении, обычно равном   95 %. Так как при этом температура возду-ха становится ниже необходимой температуры приточного воздуха, то для доведения да указанной температуры воздух после оросительной камеры направляется в калорифер второго подогрева, в котором он .нагревается до заданной температуры выхода из кондиционера. Эту температуру обычно принимают на 1 - 1,5 С ниже необходимой температуры приточного возду-ха.

Последнее объясняется тем, что обработанный воздух по пути из кон-диционера в помещение нагревается за счет превращения механической энергии в тепловую в вентиляторе и теплопередачи через стенки воздухово-да, проходящего в помещениях, имеющих температуру более высокую, не-жели температура приточного воздуха, перемещающегося по воздуховоду.

Рис. 9.2.

Расчетная схема прямоточной СКВ.1 – помещение; 2 – вытяжной

вентилятор; 3 – кондиционер; 4 – вентилятор кондиционера.

На рис. 9.3 дан пример построения рассматриваемого процесса на «i, d» -диаграмме. Через точку В, соответствующую заданному состоянию воздуха в помещении, проведен луч процесса в помещении ВП да пересечения с изо-термой принятой температуры приточного воздуха tп С. Далее определяют количество вентиляционного воздуха, который при данной схеме обработки целиком забирается снаружи кг/с:

Lн = Lо= , (9.1)

где Wп – выделение влаги в помещении (получают в результате расчета те-

плового баланса), кг/с;

dп и dн – соответственно влагосодержание приточного и наружного воз-

духа, г/кг сух. возд.

Через точку П проводят луч подогрева воздуха в калорифере второго подогрева до пересечения с кривой  = 95 % в точке О, параметры которой соответствуют его состоянию на выходе из оросительной камеры. Через точку Н, соответствующую состоянию наружного воздуха, и точку О прово-дится прямая, которая является лучам процесса изменения состояния воздуха в оросительной камере. На этом построение указанного процесса на «i, d» - диаграмме заканчивают.

Рис. 9.3


Процессы в прямоточной СКВ

Согласно описанному построению, охлаждающая мощность камеры будет равна, кВт:



Qок = Lо(iн - iо), (9.2)

где iн и iо – соответственно энтальпии наружного воздуха и воздуха за ороси-

тельной камерой, кДж/кг.

Расход теплоты в калорифере второго подогрева, кВт



Q2 = Lо(iп’ - iо). (9.3)

Изотерма точки П’, как было указано выше, на 1 - 1,5 С ниже приня-той температуры приточного воздуха tп С.

Повышение теплосодержания воздуха от iп' до iп (кДж/кг) происходит за счет поступления теплоты по пути движения воздуха от кондиционера до обслуживаемого помещения.

2) Схема обработки воздуха в прямоточной СКВ в холодный период года (расчетная схема прямоточной СКВ, построение процесса на I,d – диаграмме)

На рис. 10.1 изображена прямоточная схема устройства кондициони-рования воздуха в зимнее время. Наружный воздух в количестве Lo поступает в калориферы первого подогрева, в которых он подогревается до той темпе-ратуры, при которой его теплосодержание будет соответствовать расчетному теплосодержанию адиабатического процесса увлажнения. Затем воздух поступает в оросительную камеру, где происходит адиабатический процесс увлажнения, в результате которого воздух получает заданное влагосодер-жание приточного воздуха при относительной влажности   95 % .



Рис. 10.1.

Расчетная схема прямоточной СКВ. 1 – помещение; 2 – вытяжной

вентилятор; 3 – кондиционер; 4 – вентилятор кондиционера.

Поскольку при адиабатическом процессе испарения температура воздуха на выходе из оросительной камеры достаточно близка к температуре мокрого термометра, которая обычно ниже заданной температуры приточ-ного воздуха, то для доведения его температуры до заданной он подвергается дополнительному нагреву в калорифере второго подогрева.

Исходными данными для построения процесса на «i, d» - диаграмме (см. рис. 10.2) являютс расчетные параметры наружного воздуха в зимнее время tн и iн, параметры внутреннего воздуха tв и в, значение углового коэф-фициента луча процесса в помещении п и количество вентиляционного воз-духа Lo, полученное на основании расчета летнего режима. На «i, d» - диа-граммму наносят точку В, соответствующую состоянию внутреннего воз-духа, через которую проводят луч процесса.



Рис. 10.2.

Процессы в прямоточной СКВ.

Для определения состояния приточного воздуха необходимо найти величину d г/кг с.в.:

d = , (10.1)

где Wп – количество влаги, выделяющееся в помещении, кг/с.

Зная d нетрудно определить и величину влагосодержания приточного воздуха г/кг с.в.:

dп = dв - d. (10.2)

Проведя линию dп = сопst до пересечения ее с лучом процесса в помещении, получают точку пересечения П, параметры которой определяют искомое состояние приточного воздуха при условии сохранения в зимний период количетва вентиляционного воздуха, определенного расчетом летнего режима.

Пересечение линии dп = const с кривой  = 95 % определяет точку О, параметры которой соответствуют состоянию воздуха, покидающего ороси-тельную камеру.

Затем, проведя через точку О линию адиабаты iо = const, а через точку Н, соответствующую состоянию наружного воздуха, линию луча процесса нагревания воздуха в калорифере первого подогрева, получают точку К пересечения этих линий, параметры которой определяют состояние воздуха перед оросительной камерой. На этом построение рассматриваемого процесса на «i, d» - диаграмме заканчивается.

Следует заметить, что здесь в отличие от построения процесса летнего режима попутное нагревание воздуха в каналах не учитывают вследствие незначительной разности температур в каналах и в помещениях, где они проложены.

На основании сделанного построения можно определить необходимые данные для расчета и подбора калориферов, а также и количество испарив-шейся воды.

Расход теплоты в калорифере первого подогрева составляет, кВт:

Q1 = Lo (iкiн). (10.3)

Расход теплоты в калорифере второго подогрева будет равен, кВт :



Q2 = Lо (iнiо). (10.4)

Количество испарившейся воды равно, кг/с:



Wок = Lо (dоdн) 10-3. (10.5)

3) Схема обработки воздуха в СКВ с рециркуляцией в теплый период года (расчетная схема СКВ с использованием рециркуляции воздуха, построение процесса на I,d – диаграмме)

На рис. 9.4 изображена принципиальная схема устройства кондицио-нирования воздуха с рециркуляцией. В соответствии с требованиями сани-тарных норм с наружи забирается воздух в количестве Lн кг/с. Перед оро-сительной камерой к наружному воздуху подмешивается рециркуляционный воздух в количестве Lp кг/с.

После смешивания воздух в количестве Lo поступает в оросительную камеру, в которой он охлаждается и осушается, и затем подогревается в кало-рифере второго подогрева до заданной температуры выхода воздуха из кондиционера. При своем движении обработанный воздух, так же как и в предыдущем случае, повышает свою температуру на 1 - 1,5 С. В результате этого он приобретает заданную температуру приточного воздуха, при кото-рой он поступает в кондиционируемое помещение.

Из кондиционируемого помещения часть воздуха в количестве Lp заби-рается на рециркуляцию, а другая часть удаляется с помощью вытяжной системы вентиляции и через не плотности ограждений за счет подпора, обычно создаваемого в кондиционируемых помещениях.

Поскольку температура внутри кондиционируемого помещения обыч-но ниже температуры помещений, по которым проходит канал рециркуляци-онного воздуха, то рециркуляционный воздух повышает свою температуру за счет теплопередачи, происходящей через стенки канала. Поэтому темпера-тура рециркуляционного воздуха, поступающего в смесительную камеру кондиционера, ,соответственно принимается на 0,5 - 4 С выше, чем темпера-тура воздуха кондиционируемого помещения.

Рис. 9.4.

Расчетная схема СКВ с использованием рециркуляции воздуха.1 – помещение; 2 – вытяжной вентилятор; 3 – кондиционер; 4 – вентилятор кондиционера; 5 – рециркуляционный воздуховод.

Построение процесса следует начинать с нанесения на «i, d» - диаграм-му (рис. 9.5) точки В, соответствующей параметрам внутреннего воздуха, через которую проводится луч процесса в помещении до пересечения с изо-термой заданной температуры приточного воздуха. Определив таким путем параметры приточного воздуха, находим количество вентиляционного воз-духа, кг/с:



Lо= . (9.4)

Через точку П проводят луч подогрева ( = + ) до пересечения с кривой  = 95 % (точка О). Параметры тачки О соответствуют состоянию воздуха, покидающего оросительную камеру. Далее наносят точку Н, соответствующую состоянию наружного воздуха, и точку В’, соответствую-щую состоянию рециркуляционного воздуха перед входам его в камеру смешивания кондиционера. Точки В’ и Н соединяют прямой линией, которая является линией смеси наружного и рециркуляционного воздуха перед оро-сительной камерой.



Рис. 9.5.

Процессы в СКВ с использованием рециркуляции воздуха.

Положение точки С, соответствующей состоянию смеси воздуха, мож-но найти из пропорции



, (9.5)

Откуда


В’С = ·В’Н. (9.6)

Напомним, что количество наружного воздуха Lн является известным (его количество принимается на основании санитарных норм или требова-ний технологического процесса).

Количество рециркуляционного воздуха в этом случае составляет, кг/с:

Lp =Lо – Lн. (9.7)

Отложив от точки В’ полученную длину отрезка В’С в мм, находят на прямой смеси В’Н положение точки С. Через точки С и О проводят прямую луча процесса охлаждения и осушения воздуха в оросительной камере.

Охлаждающая мощность камеры в этом случае будет равна, кВт:

Qок = Lo (iс - iо). (9.8)

Расход тепла в калорифере второго подогрева, кВт



Q2 = Lо (lп’ - Lо). (9.9)

4) Схема обработки воздуха в СКВ с рециркуляцией в холодный период года, подмешивание рециркуляционного воздуха перед калорифером первого подогрева (расчетная схема СКВ с использованием рециркуляции воздуха, построение процесса на I,d – диаграмме)
5) Схема обработки воздуха в СКВ с рециркуляцией в холодный период года, подмешивание рециркуляционного воздуха после калорифера первого подогрева (расчетная схема СКВ с использованием рециркуляции воздуха, построение процесса на I,d – диаграмме)

На рис. 10.3 изображены варианты схем устройств кондиционирова-ния воздуха с рециркуляцией. Особенностью первого варианта (рис. 10.3а) является подмешивание рециркуляционного воздуха перед калорифером первого подогрева.



Рис. 10.3.

Расчетная схема СКВ с использованием рециркуляции воздуха.1 – помещение; 2 – вытяжной вентилятор; 3 – кондиционер; 4 – вентилятор кондиционера; 5 – рециркуляционный воздуховод.

Во втором варианте (рис. 10.3б) подмешивание производится после калорифера первого подогрева. Из рассмотрения схемы видно, что к наружному воздуху перед калорифером первого подогрева подмешивается рециркуляционный воздух, после чего смесь воздуха проходит через кало-рифер первого подогрева, где она подогревается до необходимого тепло-содержания воздуха в оросительной камере. Затем, смесь поступает в камеру орошения, в которой в результате адиабатического процесса увлажнения она приобретает заданное влагосодержание приточного воздуха при насыщении   95%. Из оросительной камеры воздух подается в калорифер второго подогрева, где нагревается до заданной температуры приточного воздуха, с которой он и поступает в помещение.

Построение этого процесса на «i, d» -диаграмме (рис. 10.4а) начинают с нанесения на нее точки В, соответствующей заданному состоянию внутреннего воздуха, через которую проводится луч процесса в помещении.



Рис. 10.4.

Процессы в СКВ с использованием рециркуляции воздуха.

Далее определяется ассимилирующая способность приточного возду-ха по влаге

d = . (10.6)

где Lo - количество вентиляционного воздуха, определенное расчетом летне-го режима, кг/с.

Следовательно, влагосодержание приточного воздуха должно быть равно, г/кг с.в. :



dп = dв - d. (10.7)

Пересечение луча процесса в помещении с линией dп = сопst определяет точку П, соответствующую состоянию приточного воздуха.

Через точку П проводят луч процесса нагревания воздуха в калорифе-ре второго подогрева до пересечения с кривой  = 95 %. Это пересечение определяет положение точки О, характеризующей состояние воздуха, поки-дающего оросительную камеру. Далее наносят точку Н, соответствующую состоянию наружного воздуха, и проводят прямую смеси ВН. Положение точки е смеси на этой прямой может быть найдено на основании пропорции

, (10.8)

где Lн - необходимое количество наружного воздуха в соответствии с требо-ваниями санитарныx норм или технологического процесса, кг/с.

Отсюда

. (10.9)

Откладывая от точки В отрезок ВС, находят на прямой смеси положе-ние точки С, параметры которой определяют состояние смеси воздуха, посту-пающего в калорифер первого, подогрева.

Проведя через точку С луч процесса нагревания воздуха в калорифере первого подогрева до пересечения с адиабатой iо, получают точку К, характе-ризующую состояние воздуха перед оросительной камерой.

В соответствии с произведенным построением расход теплоты в кало-рифере первого подогрева составляет, кВт:



Q1 = Lo (iкiс). (10.10)

Расход теплоты в калорифере второго подогрева, кВт:



Q2 = Lо (iпiо). (10.11)

Количество испаряющейся воды равно, кг/с:



Wок = Lо (dоdс) 10-3. (10.12)

Второй вариант схемы. Если рециркуляционный воздух содержит волокнистую пыль, которая может отлагаться на поверхности калорифера, а также в том случае, когда в процессе смешивания происходит выпадение влаги из воздуха (если точка смеси оказывается за пределами пограничной кривой,  = 100 %), то применять рассмотренную выше схему обработки воздуха не рекомендуется. В этом случае следует принимать второй вари-ант схемы обработки воздуха.

Изображенная на рис. 10.3б принципиальная схема рассматриваемого случая кондиционирования воздуха отличается от предыдущей лишь тем, что наружный воздух перед вступлением в смесь с рециркуляционным подвергают предварительному нагреванию в калорифере первого подогре-ва. В остальной части эта схема полностью повторяет предыдущую. Ниже рассмотрено построение этого процесса на «i, d» -диаграмме (рис. 10.4б). Аналогично предыдущему определяют положение точек П' и О и наносят луч адиабатического процесса в оросительной кaмеpe.

Далее для построения условно принимают, что смешивание воздуха производят до калорифера первого подогрева и, так же как и в предыдущем случае, находят условную точку смеси С', а затем точку С, характеризующую состояние воздуха перед оросительной камерой (которая в предыдущем слу-чае обозначалась буквой К). Таким образом, где бы ни производилось подме-шивание рециркуляционноro воздуха (до или после калорифера первого подогрева), состояние смеси воздуха перед оросительной камерой остается неизменным (точка К на рис. 10.4а и точка С на рис. 10.4б).

Для определения состояния наружного воздуха после калорифера первого подогрева производят следующие дополнительные построения: через точку Н, соответствующую состоянию наружного воздуха, проводят луч нагревания его в калорифере первого подогрева, а через точки В и С - прямую до пересечения с указанным выше лучом в точке К. Линия КВ в данном случае будет линией смеси наружного воздуха, нагретого в калорифере первого подогрева, и рециркуляционного воздуха.

Теперь остается только доказать, что точка С делит линию смеси КВ на отрезки, пропорциональные количествам наружного и рециркуляционного воздуха, вступающим в смесь. Последнее легко сделать, если рассмотреть подобие треугольников НКВ и С'СВ, откуда следует, что



. (10.13)

В соответствии с произведенным построением pacxод теплоты в ка-лорифере первого подогрева составляет, кВт



Q1 = Lo (iкiн), (10.14)

расход теплоты в калорифере второго подогрева, кВт:



Q2 = Lо (iнiо), (10.15)

количество воды, испарившейся в оросительной камере, кг/с:



Wок = Lо (dоdс) 10-3. (10.16)

6) Схема обработки воздуха в полной СКВ с рециркуляцией воздуха и байпасом) в теплый период года (расчетная схема СКВ с использованием рециркуляции воздуха и байпасом, построение процесса на I,d – диаграмме)

Особенность этой схемы обработки воздуха заключается в том, что отпадает необходимость включения в работу калорифера второго подогрева в летний период. Функцию калорифера в этой схеме обработки воздуха выполняет рециркуляционный воздух, подмешиваемый к воздуху, прошедшему через оросительную камеру.

В отличие от рециркуляционного воздуха, подмешиваемого к наруж-ному воздуху до оросительной камеры, этот воздух принято называть воз-духом из байпасного воздуховода.

Поскольку нет необходимости в калорифере второго подогрева в летнее время, эта схема обработки воздуха имеет некоторые экономические и эксплуатационные преимущества по сравнению с рассмотренной выше схемой (с рециркуляцией). Однако следует учитывать, что при этой схеме обработки необходимо больше охлаждать воздух, вследствие чего, требуется более низкая температура охлаждающей воды.

На рис. 9.6 изображена принципиальная расчетная схема устройства кондиционирования по схеме с рециркуляцией и байпасом. Отличие этой схемы от приведенной на рис. 9.4 заключается в том, что отпадает необхо-димость в использовании калорифера второго подогрева при наличии бай-пасного канала. Не делая подробного описания этой схемы, рассмотрим построение этого процесса на «i, d» - диаграмме.

Через точку В (рис. 9.7) , соответствующую параметрам внутреннего, воздуха, проводят луч процесса в помещении до пересечения с изотермой принятой температуры приточного воздуха tп. Затем, по аналогии с преды-дущим, определяют общее количество вентиляционного воздуха Lo.



Рис. 9.6.

Расчетная схема СКВ с использованием рециркуляции воздуха. 1 – помещение; 2 – вытяжной вентилятор; 3 – кондиционер; 4 – вентилятор кондиционера; 5 – рециркуляционный воздуховод; 6 – воздуховод-байпас.

Через точки В и П проводят соответственно вверх и вниз вертикаль-ные прямые (d = cоnst) ВВ' и ПП', отражающие нагревание приточного и рециркуляционного воздуха в каналах и вентиляторе. Через точки В' и П' проводят прямую да пересечения с кривой  = 95 % в точке О, соответ-ствующей состоянию воздуха, выходящего из оросительной камеры.

Так как точка П', определяющая состояние воздуха, выходящего из кондиционера, лежит на прямой В'О, то, исходя из этого, заключаем, что получить воздух состояния П' можно, смешав воздух состояния В' с воздухом, выходящим из оросительной камеры с состоянием, соответствую-щим тачке О. Количество воздуха из байпасного воздуховода определяют из пропорции

. (9.10)

Так как Lo было определено ранее, а длины отрезков можно принять на основании произведенного построения, то единственной неизвестной вели-чиной в этой пропорции является количество воздуха из байпасного возду-ховода Lб кг/с:



Рис. 9.7.

Процессы в полной СКВ (с использованием рециркуляции воздуха и байпаса).

Lб = Lo, (9.11)

Количество воздуха, проходящего через оросительную камеру, будет

равно:

L = Lo - Lб. (9.12)

Как обычно, количество наружного воздуха Lн бывает заранее задан-ным. Поэтому, зная количество воздуха, проходящего через дождевое про-странство и представляющего собой сумму количества наружного воздуха и рециркуляциионного воздуха, нетрудно определить величину последнего



Lр = L - Lн. (9.13)

Далее наносят точку Н, соответствующую состоянию наружного воздуха, и проводят прямую В’Н, являющуюся прямой смеси рециркуляци-онного воздуха с наружным воздухом. Положение точки С, характеризую-щей состояние воздуха перед оросительной камерой, находят на основании пропорции



. (9.14.)

Отсюда


В’С = В’Н мм. (9.15)

Отложив от точки В' длину отрезка В’С в мм, находят положение точки смеси С на прямой В'Н. Проведя через точки С и О прямую, получают луч процесса охлаждения и осушения в оросительной камере.

Охлаждающая мощность камеры будет равна, кВт:

Qок = Lок(iс - iо). (9.16)

Однако, несмотря на указанные выше преимущества рассмотренной схемы обработки воздуха, практически ее применить не всегда возможно. Эта схема не может быть использована в том случае, когда значение углового коэффициента луча процесса в помещении таково, при котором направление линии В'П' не пересекается с кривой  = 95 % или пересекается в области отрицательных значений температур. В последнем случае использовать воду в качестве охлаждающей жидкости физически не представляется возможным.



7) Схема обработки воздуха в полной СКВ с рециркуляцией воздуха и байпасом) в холодный период года (расчетная схема СКВ с использованием рециркуляции воздуха и байпасом, построение процесса на I,d – диаграмме)

Эту схему обработки воздуха применяют только в том случае, когда в летний период используется схема обработки того же наименования. Послед-нее объясняется более простым решением системы автоматического регули-рования кондиционирующей установки.

На рис. 10.5 приведена принципиальная схема кондиционирования воздуха в зимнее время с рециркуляцией и байпасом воздуха помещения.

Наружный воздух в количестве LH поступает в калорифер первого подогрева, в котором нагревается до определенной тeмпературы. После этого он смешивается с воздухом из воздуховода рециркуляции в количестве Lp. Смесь поступает в оросительную камеру, где она адиабатически увлажняется до определенного предела (при   95%) и затем смешивается с воздухом из байпасного воздуховода в количестве Lб. Далее смесь проходит через калорифер второго подогрева, где нагревается до заданной температуры приточ-ного воздуха.



Рис. 10.5.

Расчетная схема СКВ с использованием рециркуляции воздуха.1 – помещение; 2 – вытяжной вентилятор; 3 – кондиционер; 4 – вентилятор кондиционера; 5 – рециркуляционный воздуховод.

На рис. 10.6 приведено построение рассматриваемого процесса на «i, d» -диаграмме.

Это построение производят следующим образом. Наносят точку В, соответствующую состоянию внутреннего воздуха, через которую проводят луч процесса в помещении. Затем определяют ассимилирующую способ-ность приточного воздуха по влаге

d = . (10.17)

Далее определяют влагосодержание приточного воздуха, г/кг с.в.

dп = dв - d. (10.18)

Положение точки П (характеризующей состояние приточного воздуха) находят на пересечении луча процесса в помещении с линией dп = const. Линия ВО, нанесенная на этом рисунке, изображает линию смеси воздуха, прошедшего оросительную камеру, и воздуха из байпасного воздуховода.



Рис. 10.6.

Процессы в полной СКВ (с использованием рециркуляции воздуха и байпаса).

Так как состояние воздуха, поступающего в калорифер второго подогрева определяется состоянием указанной смеси воздуха, то точка смеси С' должна лежать на этой прямой в месте пересечения ее с лучом нагревания (в калориферe второго подогрева), проведенном через точку П.

Следует заметить, что положение точки О нужно выбрать так, чтобы точка С' делила прямую ОЕ на отрезки, обратно пропорциональные коли-честву байпасного воздуха и количеству воздуха, прошедшего через оросительную камеру. Для того чтобы найти такое положение точки О, рассматривают подобие двух треугольников: ОВn и С'Вr. Из их подобия можно написать:

. (10.19)

Так как согласно произведенному расчету летнего режима Lo, Lок, Lp и Lн известны, то, обозначив отношение Lо/Lок = а и выразив отрезки Оп и С'r через разности влагосодержаний, выражение (10.35) можно переписать в следующем виде:



. (10.20)

В выражении (4.36) единственной неизвестной является искомая величина do (влагосодержание воздуха, покидающего оросительную камеру). Решив это выражение относительно do, получат:



dо = dв - а(dв - dп). (10.21)

Определив значение do и зная, что воздух покидает оросительную ка-меру при  = 95 %, положение точки О можно найти на основании этих двух известных параметров (do и ).

Через точку О проводят луч адиабатического процесса увлажнения, а через точку Н - луч нагревания наружного воздуха в ка лорифере первого по-догрева. Линия смеси нагретого наружного воз духа с рециркуляционным должна проходить через точку В и пересекать как луч адиабатического про-цесса увлажнения (точка С), так и луч нагревания наружного воздуха (точка К). 

При этом положение линии, проведенной через точку В, должно быть таково, чтобы точка С делила прямую КВ на отрезки, обратно пропорцио-нальные количествам наружного воздуха и воздуха рециркуляции. Рассмотрим подобные треугольники КВт и CВl. Из их подобия следует:



. (10.22)

Обозначив отношение Lок/Lн через b и выразив отрезки Кт и Сl через разности влагосодержаний, получают:



. (10.23)

В выражении (9.39) единственным неизвестным является искомая ве-личина dc. Решив уравнение относительно величины dc, получают:



. (10.24)

Для определения положения точки С, характеризующей состояние смеси воздуха перед оросительной камерой, на поле - диаграммы проводят линию dc = const до пересечения с адиабатой, проведенной через точку О. Затем, проведя прямую через точки В и С и продолжив ее до пересечения с лучом нагревания воздуха в калорифере первого подогрева, получают точку К, характеризующую состояние наружного воздуха после калорифера перво-го подогрева. На этом построение процесса заканчивается. В соответствии с произведенным построением расход тепла на нагревание наружного воздуха в калорифере первого подогрева составляет, кВт:



Q1 = Lн (iкiн). (10.25)

Расход тепла в калорифере второго подогрева, кВт:



Q2 = Lо (iпiс’). (10.26)

Количество испаряющейся воды, кг/с:



Wок = Lок (dоdс) 10-3. (10.27)

8) Расчет процессов в СКВ с использованием адиабатического испарения воды в оросительной камере, схема прямоточной СКВ.
9) Расчет процессов в СКВ с использованием адиабатического испарения воды в оросительной камере, схема СКВ с использованием байпасного воздуховода.

Снижение температуры приточного воздуха в летнее время с помощью адиабатического процесса широко практикуется на предприятиях, располо-женных в районах с сухим и жарким климатом, в которых преобладает выде-ление явного тепла при незначительных выделениях влаги.

Физическая сущность указанного способа снижения температуры за-клюючается в следующем. Наружный воздух, обрабатываемый в ороситель-ной камере, вступая в контакт с капельками разбрызгиваемой воды, имею-щей температуру мокрого термометра (т. е. tводы = tм), принимает состояние, близкое к состоянию насыщения (практически   95 %), за счет происходя-щего в этом случае, испарения влаги.

Естественно, что испарение происходит лишь тогда, когда обрабатыва-емый воздух имеет относительную влажность ниже 100 %. Источником тепла в процессе испарения для рассматриваемой системы «вода - воздух» является воздух, а потенциалом переноса тепла - разность температур между воздухом и водой, которая при tводы = tM равна психрометрической разности температур (tc - tM).

В результате происходящего теплообмена приточный воздух, отдавая явное тепло, снижает свою температуру. В условиях теоретического процесса при достижении полного насыщения конечная температура воздуха должна быть равна температуре мокрого термометра. Однако практически достичь такого состояния воздуха в реальной камере не удается.

Обычно конечная относительная влажность воздуха близка к  =

95 %. Изложенное позволяет сделать вывод о том, что в летний период из всех основных элементов, составляющих форсуночный кондиционер, функционирует только камера орошения.

В камере орошения разбрызгиваемая вода при контакте с обрабатыва-емым воздухом принимает температуру мокрого термометра. Для поддер-жания указанной температуры воды не требуется специальных охлаждающих устройств. Из общего количества разбрызгиваемой воды испаряется всего 3 - 5 %. Остальная часть ее выпадает в поддон, откуда забирается насосом и на-правляется к форсункам. Добавление воды производится автоматически с помощью шарового крана.

Вследствие незначительного количества добавляемой воды заметного изменения температуры разбрызгиваемой воды не наблюдается. Поэтому практически считают, что температуру разбрызгиваемой воды с достаточным для расчетов приближением можно принимать равной температуре мокрого термометра, а конечное состояние обрабатываемого воздуха - определять точкой пересечения линии i= const, проведенной через точку заданного сос-тояния наружного воздуха (в летний период), с кривой  = 95 %.

На рис. представлены расчетные схемы рассматриваемой СКВ в двух вариантах. В первом варианте, представленном на рисунке 8.1а, рассмотрена прямоточная СКВ, во втором 8.1б – с использованием байпасного воздуховода наружного воздуха.

Рассмотрим построение этого процесса кондиционирования воздуха на «i, d» - диаграмме (рис. 8.1в).

Исходными данными для построения процесса являются расчетные параметры наружного и внутреннего воздуха; кроме того, должно быть так-же известно количество тепла и влаги, выделяющееся в помещении.



Рис. 8.1а

Расчетная схема полной СКВ.1 – помещение; 2 – вытяжной вентилятор;

3 – кондиционер; 4 – вентилятор кондиционера; ок – камера орошения.



Рис. 8.1б

1, 2, 3, 4 - обозначения те же, что на рис. 5.1; 5 – воздуховод - байпас.

Рис. 8.1в.

Процессы в СКВ с использованием адиабатического

испарения воды в камере орошения.

Параметры наружного воздуха обозначают через tн и н, а расчетные параметры ,внутреннего воздуха - через tв и в = аб. Заметим, что значе-ние относительной влажности внутреннего воздуха в этом случае дается в определенных допустимых пределах, поскольку при данном способе обработки воздуха, как это будет видно из дальнейшего, не представляется возможным поддерживать заданное значение относительной влажности в.

Если же поддержание относительной влажности воздуха внутри поме-щения ограничено некоторыми допустимыми пределами (например, от в = а до в = б), то рассматриваемый способ обработки воздуха в ряде случаев может быть успешно использован.

На рисунке 8.1а изображена принципиальная расчетная схема такого устройства кондиционирования воздуха. Буквы Н, О, П и В, указанные в отдельных участках схемы, связывают ее с построением процесса на «i, d» - диаграмме (рис. 8.1в), на которой этими же буквами обозначены состояния воздуха в соответствующих отдельных участках схемы.

Согласно схеме (рис. 8.1а), наружный воздух в количестве Lо кг/ч поступает в кондиционер 3, из которого после соответствующей обработки направляется в помещение 1; затем отработанный воздух извлекается из помещения с помощью вытяжной системы 2. Такая схема обработки воздуха носит название прямоточной.

Построение процесса кондиционирования воздуха начинается с нане-сения на «i, d» - диаграмму точки Н, характеризующей состояние наружного воздуха (рис. 8.1в вариант 1). Так как в летний период оба калорифера выклю-чаются, то наружный воздух с состоянием, соответствующим точке Н, поступает в камеру орошения. В камере орошения при контакте воздуха с капельками воды, имеющей температуру мокрого термометра, процесс из-менения состояния протекает адиабатически по лучу НО (ув ~ 0) и завер-шается в точке О пересечения этого луча с кривой  = 95 %. При этом температура является минимальной, которую можно достичь при использовании адиабатического процесса. Таким образом, в результате такой обработки температура воздуха снижается на t = tH - tо градусов. Теплосодержание воздуха при этом сохраняется примерно постоянным.

Из рис. 8.1в нетрудно убедиться, что чем больше н, тем меньше стано-вится величин t. Отсюда следует, что использовать адиабатический процесс для снижения температуры приточного воздуха целесообразно только при сравнительно низких значениях относительной влажности наружного воз-духа.

Обработанный воздух с состоянием, характеризуемым точкой О, про-ходит через вентилятор и затем по воздуховоду направляется в кондициони-руемое помещение. На пути от вентилятора до кондиционируемого поме-щения воздух повышает свою температуру на 1 - 1,5 С, вследствие превра-щения механической энергии в тепловую на валу вентилятора и передачи тепла через стенки воздуховода от воздуха, окружающего канал (температура которого близка к tн), к обработанному воздуху, проходящему по этому ка-налу. В результате этого повышения температуры воздух принимает оконча-тельное состояние, характеризуемое точкой П, с которым поступает в конди-циионируемое помещение. Этот процесс повышения температуры происхо-дит по линии dо = dп = сопst.

Таким образом, в рассматриваемых условиях параметры точки П являются параметрами приточного воздуха. Если известны количество тепла и влаги, выделяющиеся в помещении, а следовательно, и величина углового коэффициента луча процесса ОВ помещении п, то дальнейшее построение процесса производится следующим образом. Через точку П проводят луч ПВ процесса в помещении до пересечения с изотермой, соответствующей задан-ному значению внутренней температуры. Найдя таким построением точку В, можно определить количество вентиляционного воздуха. Если относительная влажность, соответствующая точке В, удовлетворяет заданным пределам в = а - б, то построение процесса можно считать на этом законченным.

Применять описанный метод обработки воздуха возможно лишь в том случае, когда точка В находится в пределах допустимых значений относи-тельной влажности. В практике часто наблюдаются такие условия, при которых линия луча процесса в помещении проходит в зоне высоких значе-нии относительной влажности, вследствие чего значение относительной влажности точки В выходит за допустимые пределы. Поэтому в таких случаях не представляется возможным использовать вышеописанную схему обработки воздуха, вследствие чего обычно прибегают к схеме обработки воздуха, предусматривающей частичное подмешивание наружного воздуха (байпас) после оросительной камеры к воздуху, прошедшему через оро-сительную камеру (рис. 8.1б).

Согласно этой схеме, в оросительную камеру подается только часть общего количества воздуха, равная L кг/ч. Эта часть воздуха с состоянием Н1, соответствующим расчетным параметрам наружного воздуха, поступает в оросительную камеру, пройдя которую, она приобретает состояние, хара-ктеризуемое точкой О1 (как результат адиабатического процесса) на рис. 8.1в. Другая часть воздуха в количестве Lб (байпасируемый воздух) с состоянием Н1 ,проходит по обводному воздуховоду (байпасу), минуя оросительную камеру, и вступает в смесь с воздухом, выходящим из оросительной камеры в количестве Lор и имеющим состояние, соответствующее точке О1. В результате смешивания воздушно-паровая смесь приобретает состояние П', с которым этот воздух в количестве Lo проходит через вентилятор и затем поступает в воздуховод. В вентиляторе и воздуховоде воздух подогревается на 1 - 1,5 °С, приобретая при этом состояние, характеризуемое точкой П1, с которым он подается в кондиционируемое помещение.

В результате поступления в этот воздух тепла о влаги, в помещении ус-танавливается заданное состояние внутреннего воздуха(точка В1). С этим состоянием воздух извлекается вытяжной системой вентиляции.

Проводят далее построение этого процесса обработки воздуха на «i, d» - диаграмме. Попрежнему исходными данными являются заданные расчет-ные параметры наружного и внутреннего воздуха, а также величина углового коэффициента луча процесса в помещении.

Построение процесса начинают с нанесения на «i, d» - диаграмму (рис. 8.1в вариант 2) точки Н1, имеющей параметры наружного воздуха. Затем через точку Н1 проводится луч адиабатического процесса испарения (ув  0) до пересечения с кривой  = 95 % в точке О1, параметры которой определяют состояние воздуха, покидающего оросительную камеру.

Далее на «i, d» - диаграмму по заданным параметрам внутреннего воздуха наносят точку В1 (в этом случае значение в в принимается вполне определенным).

От точки В1 вниз па линии dB = cоnst в масштабе температур отклады-вают отрезок В1В', соответствующий 1 - 1,5 °С, в результате чего получают точку В', через которую проводят луч процесса в помещении с угловым ко-эффициентом п. Точка П' пересечения луча с линией Н1О1 определяет состо-яние смеси воздуха, поступающего в вентилятор. Через тачку П' проводится линия dп1 = cоnst, на которой в масштабе температур откладывается отрезок П'П1, соответствующий 1 - 1,5 °С.

Таким путем определяют положение точки П1, характеризующей со-стояние приточного воздуха. Далее точку П1 соединяют прямой с точкой В1. Прямая П1В1 является лучом процесса изменения состояния воздуха в поме-щении. На этом построение процесса заканчивается.

Так как в результате произведенного построения определились параметры приточного воздуха, то его количество легко мажет быть найдено по формуле (8.1), т. е.

. (8.1)

Для того, чтобы определить количество воздуха, пропускаемого через оросительную камеру и байпас, пользуются пропорцией



, (8.2)

откуда


. (8.3)

Количество воздуха, проходящего через оросительную камеру, будет равно:



. (8.4)

В соответствии с построенной схемой обработки воздуха количество влаги, подлежащей испарению для увлажнения воздуха, составляет:



. (8.5)

В тех случаях, когда в помещениях преобладает выделение явного тепла при незначительных выделениях влаги, а параметры воздуха внутри помещений выше параметров наружного воздуха, рассмотренный выше способ использования адиабатического процесса применяется довольно часто. Вместе с тем следует заметить, что это справедливо в основном для тех районов, которые обладают сухим и жарким климатом. Практическое ис-пользование адиабатического процесса для районов, обладающих высокими значениями относительной влажности и температур наружного воздуха, не всегда представляется возможным.

Рассмотренный способ обработки воздуха невозможно использовать также тогда, когда заданные тепло- и влагосодержание приточного воздуха ниже соответствующих параметров наружного воздуха. В таких случаях необходимо производить его охлаждение и осушение.

10) Определение нормативных начальных параметров воздуха для проектирования СКВ

Санитарные правила устанавливают гигиенические требования к показателям микроклимата рабочих мест производственных помещений с учетом интенсивности энергозатрат работающих, времени выполнения работы, периодов года и содержат требования к методам измерения и контроля микроклиматических условий.

Показатели микроклимата должны обеспечивать сохранение теплового баланса человека с окружающей средой и поддержание оптимального или допустимого теплового состояния организма.

Показателями, характеризующими микроклимат в производственных помещениях, являются: температура воздуха; температура поверхностей; относительная влажность воздуха; скорость движения воздуха; интенсив-ность теплового облучения

Оптимальные микроклиматические условия установлены по критериям оптимального теплового и функционального состояния человека. Они обес-печивают общее и локальное ощущение теплового комфорта в течение 8-часовой рабочей смены при минимальном напряжении механизмов терморе-гуляции, не вызывают отклонений в состоянии здоровья, создают предпосыл-ки для высокого уровня работоспособности и являются предпочтительными на рабочих местах.

Учитывается температура поверхностей ограждающих конструкций (стены, потолок, пол), устройств (экраны и т. п.), а также технологического оборудования или ограждающих его устройств.

Практически во всех регионах России при нагреве воздуха в зимний период до комнатной температуры 20 °С относительная влажность в холод-ный период при отсутствии искусственного увлажнения становится ниже, чем в пустыне Сахара. Недостаток влаги воздуха не только ухудшает само-чувствие людей, но и приводит к нарушениям технологического процесса, снижению качества продукции, увеличению выхода брака и в ряде случаев создает угрозу безопасности обслуживающего персонала.

Современная жизнь заставляет человека значительную часть суток проводить в помещении, будь то квартира, офис, производственные цеха и т.п. В среднем городские жители более 90 % времени находятся внутри зданий, испытывая воздействие искусственной окружающей среды. Создание комфортных условий является залогом здоровья. Если обогрев, вентиляция, освещение и водоснабжение в большинстве случаев обеспечиваются в той или иной степени, то проблема поддержания необходимого уровня влаж-ности в помещениях зачастую решается по остаточному принципу или не решается вовсе. Вместе с тем, фактор влажности играет значительную роль, являясь полноправной составляющей триады основных показателей степени комфорта (температура воздуха — его подвижность — влажность). Матема-тически формализованная взаимосвязь указанных показателей по 6-бальной шкале оценки уровня комфорта определяется международным стандартом ISO 7730 с использованием вычисляемых индексов PMV и PPD. Известно, что человеческое тело на 85 % состоит из воды, и поэтому сохранение ба-ланса влажности — одно из основных условий сохранения здоровья и хорошего самочувствия. Особую роль увлажнение воздуха играет в зимний период, когда, даже при высокой относительной влажности атмосферного воздуха, его абсолютное влагосодержание является, как правило, чрезвы-чайно низким. Поступая в помещение, воздух нагревается. При этом его абсолютное влагосодержание остается неизменным, а относительная влажность резко падает. Для поддержания относительной влажности на приемлемом уровне требуется искусственное увлажнение воздуха, причем зачастую достаточно интенсивное.

Приведенные данные свидетельствуют, что практически во всех регио-нах России относительная влажность в холодный период при отсутствии искусственного увлажнения опускается существенно ниже регламентируе-мых значений. Последние составляют в среднем 50 – 60 %. В регионах с резко континентальным климатом при нагреве воздуха в зимний период до комнатной температуры 20 °С относительная влажность падает практически до 0 %. Для сравнения следует указать, что относительная влажность воздуха в пустыне Сахара не опускается ниже 15 %.

Помимо обеспечения комфорта поддержание необходимого уровня влажности является также чрезвычайно важным с санитарно-гигиенической точки зрения. Известно, что бактериальная флора (pneumococcus, staphyloco-ccus, streptococcus) угнетается в 20 раз интенсивнее при относительной влажности воздуха от 45 до 55 %, чем при влажности воздуха выше 70 % и ниже 20 %.

Оптимальные величины показателей микроклимата необходимо со-блюдать на рабочих местах производственных помещений, на которых выполняются работы операторского типа, связанные с нервно-эмоциональ-ным напряжением (в кабинах, на пультах и постах управления технологи-ческими процессами, в залах вычислительной техники и др.). Перечень других рабочих мест и видов работ, при которых должны обеспечиваться оптимальные величины микроклимата определяются Санитарными прави-лами по отдельным отраслям промышленности и другими документами, согласованными с органами Государственного санитарно-эпидемиологичес-кого надзора в установленном порядке.

11) Расчет тепловлажностных балансов помещения. Расчет теплового баланса помещения в теплый период года.

Тепловой баланс помещения составляется отдельно для каждого пери-ода года и отдельно по явной и скрытой теплоте.

Для теплого периода года можно записать.

QT.B + Qp - Qт.п.л =  Q,

где QT.B - суммарные тепловыделения в помещении без учета теплоты сол-

нечной радиации, кВт;

Qp - теплота солнечной радиации для остекленных поверхностей и покры-

тий, кВт;



Qт.п.л - тепловые потери в помещении для теплого периода года, кВт.

Для холодного и переходного периодов года баланс теплоты в помеще-нии будет иметь вид:



Qт.п - Qт.в =  Q,

где Qт.п - теплопотери помещения в холодный или переходный период года

через ограждающие конструкции и на нагрев инфильтрационного

воздуха, кВт.

В зависимости от величин, входящих в уравнения, тепловой баланс помещения может иметь три вида.

Первый вид теплового баланса – тепловыделения равны теплопотерям:

Q = 0

В этом случае при работающем технологическом оборудовании темпе-ратура воздуха помещения не будет изменяться. Во время неработающего оборудования (выходные дни, ночное время) тепловыделения уменьшаются и будет наблюдаться недостаток теплоты, поэтому внерабочее время холод-ного периода года в помещениях должно быть предусмотрено дежурное отопление.

Второй вид теплового баланса - теплопотери превышают тепловыделе-ния:

Q < 0; Q = Qнед ,

где Qнед - недостаток теплоты в помещении, кВт.

При составлении теплового баланса по явной теплоте Qнед.я компенси-руется установкой нагревательных приборов отопления или путем совме-щения отопления с системой вентиляции. В последнем случае температура подаваемого в помещение воздуха должна превышать температуру воздуха в помещении на

t = ,

где с - теплоемкость воздуха кДж/(кг·К);



G - массовый расход приточного воздуха, кг/с.

Третий вид баланса - тепловыделения больше теплопотерь:

Q > 0; Q = Qизб ,

Избыток явной теплоты Qизб должен поглощаться воздухом, подава-емым в помещение с температурой ниже температуры воздуха в помещении. Как и в первом случае, при неработающем оборудовании должно предусма-триваться дежурное отопление.




Поделитесь с Вашими друзьями:
  1   2   3   4   5   6


База данных защищена авторским правом ©uverenniy.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница