2.2. Изображение процессов на I-d диаграмме

Направление основных процессов изменения параметров влажного воздуха можно изобразить следующей розой, приведенной на рис.7

Рис. 7

Процесс 0-1 – процесс нагрева воздуха в поверхностном теплообменнике (по d=const).

Процесс 0-2 – процесс охлаждения воздуха в поверхностном хладообменнике (по d=const).

Процесс 0-3 – изотермический процесс увлажнения воздуха (влагосодержание точки 3 больше влагосодержания точки 2).

Процесс 0-4 – изотермический процесс осушки (влагосодержание уменьшается).

Процесс 0-5 – изоэнтальпийный процесс увлажнения и охлаждения воздуха (по J=const), влагосодержание точки 0 выше, чем точки 5. Данный процесс протекает в адиабатных оросительных камерах (в приточных установках).

Процесс 0-6 – изоэнтальпийный процесс осушки и нагрев воздуха (влагосодержание точки 6 меньше, чем точки 0).

Все остальные промежуточные процессы называются политропными.

Расчеты параметров воздуха на J-d диаграмме всегда производятся по полной теплоте

Q_п = Q_явн + Q_скр. (30)

Явная теплота может быть измерена по температурам.

Скрытая теплота – это теплота фазового перехода.

Рассмотрим процесс изменения параметров влажного воздуха от точки 1 до точки 2 (рис.8).

Рис. 8

Любой политропный процесс на J-d диаграмме можно представить в виде суммы двух процессов: с постоянным влагосодержанием и температурой.

При расходе воздуха, равным G_в, кг/ч, количество полной теплоты, участвующей в процессе 1-2 можно определить по зависимости:

Q_{П 1-2} = G_в (I₂ – I₁) (31)

Q_{явн 1-k} = G_в (I_k – I₁) = c_в∙G_в (t_k – t₁) (32)

Q_{скр k-2} = G_в (I₂ – I_k) (33)

G_в ∆J_2-1 = c_в∙G_в ∆t_k-1 + G_в ∆I_2-k . (34)

Количество водяного пара, поступившего в воздух в процессе 1-2, определяется по зависимости:

, (35)

где ∆d_2-1 = ∆d_2-k = (d₂ – d₁).

Глава 3. Баланс вредных выделений в помещении

3.1. Уравнения балансов вредных выделений в помещении

К вредным выделениям в гражданских и общественных зданиях относятся теплота, водяные пары (влага), углекислый газ.

В промышленных зданиях к вышеперечисленным добавляются пыль, вредные газы и пары, образующиеся в результате технологических процессов.

3.2. Уравнение баланса теплоты

Уравнение баланса теплоты представляет собой алгебраическую сумму всех теплопоступлений в помещение и теплопотерь данного помещения.

В состав теплопоступлений входят следующие составляющие:

• тепловыделения от технологического оборудования;

• теплопоступления от людей;

• теплопоступления от источников искусственного освещения;

• теплопоступления от солнечной радиации;

• теплопоступления от отопления.

В состав теплопотерь входят:

• теплопотери через ограждающие конструкции;

• теплопотери на нагрев инфильтрующегося воздуха;

• теплопотери на испарение воды с открытых поверхностей жидкости;

• теплопотери на нагрев поступающих материалов и полуфабрикатов.

Уравнение теплового баланса имеет вид:

(36)

Так как это алгебраическое выражение, то второе слагаемое можно записывать со знаком «+», подразумевая при этом отрицательное значение величины, входящей в состав суммы.

В реальных условиях всегда существует дисбаланс между количеством теплопоступлений и количеством теплопотерь:

(37)

Если дисбаланс отрицательный, то в данном помещении доминируют теплонедостатки; если положительный, то преобладают теплоизбытки. Системы вентиляции и кондиционирования корректируют этот дисбаланс.

Если учесть в выражении (37) количество теплоты, вносимое и удаляемое с вентиляционным воздухом, то нижеприведенное уравнение (38) называется уравнением полного теплового баланса:

±∆Q + Q_пр – Q_ух = 0. (38)

По знаку ∆Q, входящему в уравнение (38), определяют вид систем, которые обеспечивают микроклимат в помещении. Эти системы называются комбинированными. При положительном дисбалансе предусматривают систему холодоснабжения, совмещенную с системами вентиляции и кондиционирования воздуха, а при отрицательном дисбалансе предусматривают систему воздушного отопления, совмещенную с системами вентиляции и кондиционирования воздуха.

В зависимости от типа проектируемых систем температура приточного воздуха для систем общеобменной вентиляции определяется по выражению:

, (39)

где G_пр – массовый расход приточного воздуха при определенной температуре рабочей зоны, кг/ч;

∆Q^явн – явная теплота.

Для систем кондиционирования определяется энтальпия приточного воздуха, которая рассчитывается в зависимости от полной теплоты, массового расхода приточного воздуха и энтальпии воздуха в рабочей зоне:

. (40)