- •1. Классификация и основные тенденции развития бытовой техники
- •1.1. Классификация бытовой техники по назначению
- •1.2. Основные тенденции развития бытовой техники
- •2. Бытовая техника и Технологии охлаждения и замораживания продуктов и сред (воды, напитков, воздуха)
- •2.1. Особенности хранения продуктов в охлажденном и замороженном видах
- •2.2. Физические основы получения низких температур
- •2.3. Основы теории холодильных машин
- •2.4. Схема и принцип работы компрессионной холодильной машины
- •2.5. Абсорбционные бытовые холодильные машины
- •2.6. Термоэлектрические холодильные приборы
- •3. Техника и Технологии обеспечения микроклимата в помещениях
- •3.1. Факторы загрязнения воздушной среды
- •3.2. Параметры состояния воздуха
- •3.3. Системы вентиляции воздуха
- •3.4. Естественная вентиляция
- •3.5. Механическая вентиляция
- •3.6. Упрощенный расчет систем вентиляции помещений
- •3.7. Системы кондиционирования воздуха
- •3.8. Схема и принцип работы сплит-кондиционеров
- •3.9. Центральные кондиционеры
- •3.10. Воздухоочистители
- •3.11. Фотокаталитические воздухоочистители
- •3.13. Увлажнители воздуха
- •3.14. Обогреватели воздуха
- •4. Техника и Технологии нагрева
- •4.1. Электронагрев и электронагревательные элементы
- •1 Металлическая трубка, корпус; 2 герметизирующие, электро-теплоизолированые втулки; 3 наполнитель корундовый песок;
- •4 Электроконтакты.
- •4.2. Свч нагрев и микроволновые (свч) печи
- •5. Техника и Технологии удаления пыли
- •5.1. Свойства и состав пыли в бытовых помещениях
- •5.2. Пневматическая уборка пыли пылесосами
- •5.3. Физические основы рабочих процессов пылеочистки
- •5.4. Принцип работы и схема конструкций пылесосов
- •5.5. Принцип работы и схема конструкции «моющего» пылесоса
- •5.6. Принцип работы и схема конструкции центральной системы пылеудаления
- •6. Техника и технологии мойки и стирки
- •6.1. Механизм воздействия смс
- •6.2. Физические основы стирки
- •6.4. История развития стиральных машин
- •6.5. Активаторные стиральные машины
- •6.6. Барабанные стиральные машины
- •6.7. Кинематические процессы в стиральных машинах
- •6.8. Системы управления Fuzzy Logic
- •6.9. Воздушно-пузырьковые машины
- •6.10. Ультразвуковые стирающие устройства
- •1 Корпус; 2 пьезокерамический вибрационный элемент; 3 герметик; 4 вилка; 5 шнур питания; 6 токопровод; 7 блок гальванической развязки; 8 индикатор питания
- •6.11. Основные способы мойки посуды
- •192171, Г. Санкт-Петербург, ул. Седова, 55/1
3.2. Параметры состояния воздуха
В термодинамических расчетах рассматривается влажный воздух. Его параметры определяются как параметры смеси двух компонентов: сухого воздуха и водяных паров. Причем под сухим воздухом понимают всю смесь газов с примесями. Физические свойства влажного воздуха характеризуются параметрами состояния (температурой t, влагосодержанием d, относительной влажностью и энтальпией i), а также другими физическими величинами: абсолютной влажностью , удельным весом (или плотностью ), парциальным давлением водяного пара РП, температурой течки росы t P. Для определения всех величин, как правило, достаточно знать хотя бы два параметра.
Согласно закону Дальтона для смеси двух идеальных газов барометрическое давление влажного воздуха:
, (3.1)
где: парциальное давление сухого воздуха, парциальное давление водяного пара.
Влагосодержанием влажного воздуха d называется весовое количество водяных паров, содержащихся в воздухе, сухая часть которого весит 1 кгс. При кондиционировании влагосодержание воздуха изменяется, количество же сухого воздуха остается постоянным. В расчетах за единицу измерения веса влажного воздуха принимают вес такого его количества, в котором сухого воздуха содержится неизменно 1 кгс:
. (3.2)
При неизменном давлении паровоздушной смеси влагосодержание воздуха зависит только от парциального давления водяных паров.
Абсолютной влажностью воздуха называют весовое количество водяного пара в 1 м3 влажного воздуха.
В зависимости от состояния водяных паров во влажном воздухе он называется ненасыщенным, насыщенным или перенасыщенным. Когда водяные пары находятся в перегретом состоянии, воздух ненасыщенный, парциальное давление водяных паров ниже, чем давление насыщенного пара с той же температурой. Парциальное давление водяных паров в насыщенном воздухе равно давлению насыщенного пара той же температуры. Всякое дополнительное поступление пара в помещение с насыщенным воздухом вызывает немедленную конденсацию избытка влаги в виде росы.
Относительной влажностью воздуха называют отношение парциального давления водяного пара к давлению насыщения при той же температуре:
. (3.3)
Энтальпия влажного воздуха является суммой энтальпий сухого воздуха и водяного пара.
Если понижать температуру ненасыщенного воздуха, то содержащиеся в нем пары при некоторой температуре станут насыщенными ( − точка росы) .
Параметры состояния влажного воздуха измеряются психрометрическим методом, гигроскопическим методом, методом точки росы, весовым методом.
Для практических расчетов систем кондиционирования параметры воздуха определяют по таблицам и диаграммам (рис. 3.1). Основными расчетными параметрами влажного воздуха являются энтальпия , влагосодержание . Энтальпия зависит от влагосодержания:
. (3.4)
В диаграмме (рис. 3.1) применяется косоугольная система координат.
Изменение состояния воздуха в процессе кондиционирования можно проследить с помощью диаграммы (рис. 3.2).
Пусть воздух состояния (1) подвергается охлаждению, соприкасаясь с поверхностью, имеющей низкую температуру. Охлаждение воздуха от начальной его температуры до температуры точки росы происходит без конденсации паров, т.е. при постоянном влагосодержании . Относительная влажность воздуха возрастает от до . Энтальпия воздуха снижается от до за счет удаления из воздуха тепла.
При дальнейшем охлаждении t3<tP в воздухе начинается конденсация паров (точка 3). Этот воздух будет содержать в себе насыщенные пары с температурой t3 и взвешенную влагу с той же температурой. Состояние насыщенного воздуха определяется ()3’ в которой температура остается равной t3, а относительная влажность . Разность влагосодержаний показывает весовое количество сконденсировавшейся влаги из каждых ( ) кгс обрабатываемого воздуха. Энтальпия смеси воздуха и влаги при состоянии 3 равна . Энтальпия насыщенного воздуха при состоянии 3’ равна . Энтальпия меньше энтальпии на величину энтальпии сконденсировавшихся паров при той же температуре t3,
.
При параметрах воздуха, с которыми приходится иметь дело при кондиционировании, разность энтальпий мала. Поэтому принято считать, что точки 3 и 3’ лежат на одной линии , совпадающей в области тумана с изотермой .
В конденсаторе (рис. 3.3) влажный воздух из помещения поступает в воздухоохладитель (точка 1), состоящий из батарей труб, внутри которых проходит испаряющийся хладагент (при постоянном давлении и температуре). Пусть стенки труб воздухоохладителя имеют постоянную температуру
Небольшая часть воздуха вступает в непосредственный контакт со стенками труб. Пусть температура . Температура воздуха снижается от до температуры точки росы. Процесс охлаждения идет по линии при . Дальнейшие изменения состояния воздуха, находящегося в контакте со стенкой трубы, идет по линии насыщения до достижения температуры . В этом процессе из воздуха выделяется сконденсировавшаяся влага. Далее охлажденный воздух смешивается с остальным воздухом и параметры смеси определяются точкой 2 и процесс повторяется. Состояние воздуха, уходящего из воздухоохладителя, зависит от его количества, обрабатываемого в единице времени, формы и расположения поверхности труб. Чем меньше количество воздуха, проходящего через аппарат, и чем большую охлаждающую поверхность омывает воздух на своем пути, тем ниже температура и влагосодержание холодного воздуха. Если температура стенок труб воздухоохладителя ниже температуры точки росы, то воздух в аппарате будет осушаться даже в том случае, если его температура на выходе будет выше точки росы. Это объясняется тем, что часть воздуха, входящая в контакт с поверхностью труб, снизит свою температуру почти до температуры стенки и в ней произойдет конденсация паров. Процесс охлаждения воздуха без его осушения можно осуществить только при условии tст ≥ tp.
Процесс сухого нагревания воздуха без изменения его влагосодержания осуществляется при помощи воздухонагревателей. Количество влаги, содержащейся в воздухе, при нагревании меняться не будет, и процесс пойдет по линии d=const, сопровождаясь понижением относительной влажности (процесс 1−2 на рис. 3.4).
Положение точки 2 определяется приращением энтальпии ∆i. При нагревании воздуха в воздухонагревателях его относительная влажность может снизиться до недопустимо низкого значения (комфортные условия в помещении =50%, что при t=20оС соответствует d=0,0075 кгс/кгс).
Для увлажнения воздуха (рис. 3.5) в случае его нагревания используют пар и воду. Пусть к воздуху, состояние (.)1 добавляется пар с энтальпией in.
Количество пара таково, что влагосодержание воздуха d1 возрастает на величину ∆d и становится равным d2. Энтальпия увлажненного воздуха равна: i2=i1+in∆d.
Линия 1−2 на диаграмме (рис. 3.5) называется линией увлажнения.
Отношение изменения энтальпии воздуха к изменению его влагосодержания в процессе называют характеристикой процесса кондиционирования:
, . (3.5)
Если в процессе обработки воздуха его влагосодержание d не изменяется (∆d=0), а энтальпия возрастает (процесс нагрева), то:
∞.
Если воздух охлаждается поверхностями, имеющими температуру выше точки росы, то ∆d=0, но энтальпия убывает, то:
∞.
Если воздух адиабатически увлажняется водой с tвод=0, то энтальпия воздуха при этом не меняется ∆i=0, температура снижается, а влагосодержание d возрастает, то:
.
При, увлажнении воздуха паром, имеющим температуру воздуха t0, температура воздуха остается постоянной, влагосодержание возрастает на , а энтальпия на , то:
,
где: r − теплота парообразования, с − теплоемкость воды.
Если известно какое количество выделяющегося в помещение тепла Q должно быть отведено кондиционером за 1 час и количество влаги W, которое должно быть сконденсировано за то же время, то характеристика процесса:
называется тепловлажностным отношением.