7. Построение на h-d диаграмме процессов изменения параметров кондиционируемого воздуха

При кондиционировании воздуха происходят изменения его тепловлажностного состояния, которые удобно прослеживать и рассчитывать с помощью h-d-диаграммы. Нанесем на h-d-диаграмму точку 1, соответствующую начальному состоянию воздуха, и точку 2, соответствующую его измененному состоянию.

Л иния, соединяющая эти две точки, характеризует изменение тепловлажностного состояния воздуха и называется лучом процесса.

Положение луча процесса в h—d-диаграмме определяют угловым коэффициентом ɛ. Если влажныйвоздух изменил свое состояние от начальных значений I₁ и d₁до конечных значений I₂ и d₂, то можно записать отношение:

.

Коэффициент ɛ измеряется в кДж/кг влаги. Этот параметр называют также тепловлажностным отношением, поскольку он показывает величину приращения количества теплоты на 1 кг полученной (или отданной) воздухом влаги. Если начальные параметры воздуха различны, а значения ɛодинаковы, то линии, характеризующие изменение состояния воздуха, параллельны между собой.

Выражение ɛ можно преобразовать умножив числитель и знаменатель на расход воздуха G, кг/ч, участвующего в процессе:

,

где Q_п — поток полной теплоты, обмененной в процессе изменения состояния воздуха, кДж/ч; W_Изб — расход влаги, обмененной в процессе изменения состояния воздуха, кг/ч.

Простейшим является процесс нагрева, при котором воздух получает явное тепло в результате конвективного теплообмена с сухой нагретой поверхностью. В этом процессе влагосодержание воздуха остается неизменным.

Процесс увлажнения. Тонкий слой воды или ее капли при контакте с воздухом приобретает температуру, равную температуре мокрого термометра. При контакте воздуха с водой, имеющей такую температуру, происходит процесс адиабатного увлажнения воздуха, т. е. энтальпия воздуха остается практически неизменной. (смотри шпору 8)

8. Режимы увлажнения, нагрева, охлаждения и осушения воздуха. Изображение в h-d диаграмме

П ростейшим является процесс нагрева, при котором воздух получает явное тепло в результате конвективного теплообмена с сухой нагретой поверхностью. В этом процессе влагосодержание воздуха остается неизменным, поэтому в h—d-диаграмме процессе нагрева прослеживается снизу вверх по линии d=const.

Если воздух с параметрами точки 1 (t₁,φ₁) нагревать в калорифере, то этот процесс изобразится прямой, проведенной вертикально вверх из точки 1 по линии d₁ = const. Чем больше теплоты передается воздуху, тем сильнее он нагревается и тем выше по линии d₁ = const будет расположена точка, соответствующая состоянию нагретого воздуха, точка 2.

В процессе охлаждения воздух отдает только явное тепло в результате конвективного теплообмена с холодной сухой поверхностью. В h—d-диаграмме этот процесс соответствует направлению сверху вниз по линиям d=const; например, при охлаждении воздуха состояния 1 до состояния 3.

Процесс охлаждения воздуха при теплообмене, когда отдается только явное тепло, может протекать до точки 4 пересечения с линией φ = 100%. Эта точка соответствует температуре точки росы воздуха. При дальнейшем охлаждении водяные пары, содержащиеся в воздухе, будут конденсироваться и изменение тепловлажностного состояния воздуха будет до точки 5 (осушение воздуха).

Т онкий слой воды или ее капли при контакте с воздухом приобретает температуру, равную температуре мокрого термометра. При контакте воздуха с водой, имеющей такую температуру, происходит процесс адиабатного увлажнения воздуха, т. е. энтальпия воздуха остается практически неизменной. В h-d-диаграмме этот процесс можно проследить по линиям h = const.

Если воздух состояния 1 находится в контакте с водой, имеющей температуру мокрого термометра t_м1, то его состояние изменится по линии h₁=const, например, до точки 2 с ассимиляцией ∆d₁ г влаги на 1 кг сухой части воздуха. Предельное состояние воздуха в этом процессе соответствует его насыщению влагой в точке 3 пересечения луча процесса с φ = 100%.

При кондиционировании часто используют адиабатное увлажнение воздуха рециркуляционной водой. Для этого в оросительной камере разбрызгивают воду, которую забирают насосом из поддона этой же камеры. Вода, непрерывно находясь в контакте с воздухом, имеет температуру, близкую к температуре мокрого термометра, и в небольшой части (до 1—3%) испаряется и увлажняет воздух, проходящий через камеру.