2256

Вкачестве исходных данных для построения процесса кондиционирования на h-d диаграмме принимаются: расчетные параметры на-

ружного tH , hH и внутреннего tB , В воздуха; избытки полной теплотыQП и влаги W; температура удаляемого воздуха tУ .

Впроцессе построения требуется определить параметры характерных точек состояния воздуха, оценить возможность применения рассматриваемого способа кондиционирования воздуха, определить воздухообмен в помещении и количество испарившейся в оросительной камере воды.

Расход приточного воздуха определяется из условий удаления из помещения избытков теплоты и влаги:

Расход воды для возмещения испарившейся в оросительной камере находится по формуле:

Пример 2.1. Определить расход приточного воздуха и произвести расчет кондиционирования воздуха на основе прямого изоэнтальпийного охлаждения в теплый период года для помещения с тепловыде-

лением QП = 200000 кДж/ч и влаговыделением W = 25 кг/ч. Пара-

метры воздуха внутри помещения: tВ = 27 ОС, В = 60 % . Температура удаляемого воздуха tУ = 29 ОС. Расчетные параметры наружного воз-

духа tН = 32 ОС, hН = 50 кДж/кг.

Решение. При помощи таблиц или h-d-диаграммы для влажного воздуха определяем недостающие параметры: dB = 13,3 г/кг с.в, hВ =

= 61 кДж/кг, dН = 7,0 г/кг с.в, H = 23 % .

Рассчитываем угловой коэффициент, характеризующий изменение состояния воздуха в помещении,

ПОМ QП 200000 8000 кДж/кг.W 25

12

Через точку Н проводим линию hН = const (см. рис. 2.1, б). Через точку В проводим линию dВ = const, на которой откладываем отрезок ВВ', соответствующий в масштабе температур 1 ОС. Через точку В'

проводим луч процесса ПОМ до пересечения с линией hН = const в точ-

ке ОР с параметрами tОР = 19,5 ОС, hОР = 50 кДж/кг, ОР = 85 % , dОР = 12 г/кг с.в.

Через точку ОР проводим линию dОР = const и откладываем на ней отрезок, соответствующий 1 ОС и получаем точку П с параметрами

tП = 20,5 0С, П = 80 %, dП = 12 г/кг с.в, hП = 51 кДж/кг. Через точку П проводим линию ПОМ до пересечения с изотермой tB и tУ . Определя-

ем параметры точки У: tУ = 29 ОС, hУ = 63,5 кДж/кг, У = 55 %,

dУ = 13,6 г / кг с.в.

Линия ПВУ соответствует процессу изменения состояния воздуха в помещении.

Расход вентиляционного воздуха

Расход воды для возмещения испарившейся влаги в оросительной камере

WИ GП dОР dН 10 3 16000 12 7 10 3 80 кг/ч.

Задача к курсовой работе. Система кондиционирования воздуха с применением прямого изоэнтальпийного охлаждения.

Определить расход приточного воздуха и произвести расчет кондиционирования воздуха на основе прямого изоэнтальпийного охлаждения в теплый период года для помещения с тепловыделением QП

и влаговыделением W. Параметры воздуха внутри помещения: tВ, В. Температура удаляемого воздуха tУ . Расчетные параметры наружного

воздуха tН , hН .

Таблица 1

2.2. Системы кондиционирования воздуха с применением прямого изоэнтальпийного охлаждения с байпасированием

На рис. 2.2, а представлена схема прямого изоэнтальпийного охлаждения с частичным байпасированием кондиционируемого воздуха. В схеме часть наружного воздуха GОР обрабатывается в оросительной камере кондиционера до состояния точки ОР. Другая часть воздуха GБ проходит по байпасному (обводному) каналу без обработки.

После смешения общая масса воздуха приобретает состояние, характеризуемое точкой смеси С. В вентиляторе и воздуховоде воздух подогревается на 1 1,5 ОС и в состоянии точки П поступает в помещение, где воспринимает избытки теплоты и влаги и в состоянии точки У удаляется из помещения.

14

Исходными данными для построения процессов в h-d диаграмме и расчета схемы СКВ являются параметры наружного и внутреннего воздуха, значения тепло- и влагоизбытков.

Расход приточного воздуха определяется по формулам (2.1) и (2.2). Расход воздуха, проходящего через байпас GБ и оросительную камеру GОР , определяют из уравнения материального баланса по влаге:

Расход влаги, испаряющейся в оросительной камере, находится по формуле (2.3).

Пример 2.2. Произвести расчет кондиционирования воздуха (изоэнтальпийное увлажнение) в теплый период года для помещений, в

котором происходят тепловыделения QП = 98000 кДж/ч и влаговыделения W = 20 кг/ч. Параметры воздуха внутри помещения: tВ =

15

= 27 ОС, В = 50 % . Температура удаляемого воздуха tУ = 29 ОС. Расчетные параметры наружного воздуха tН = 33 ОС, hН = 48 кДж/кг.

Решение. При помощи таблиц или h-d-диаграммы для влажного воздуха определяем недостающие параметры: dB = 11,4 г/кг с.в, hВ =

= 56 кДж/кг, dН = 5,7 г/кг с.в, H = 18 % .

Рассчитываем угловой коэффициент, характеризующий изменение состояния воздуха в помещении:

ПОМ QП 98000 4900 кДж/кг.W 20

Построение процесса обработки влажного воздуха в h-d-диаграмме начинаем с нанесения точек В и Н.

Через точку Н проводим линию hH = const до пересечения с кривой

ОР = 90 % в точке ОР. Параметры точки соответствуют состоянию

воздуха после оросительной камеры: tОР = 18 ОС, ОР = 90 %, hОР =

= 48 кДж/кг, dОР = 11,7 г/кг с.в.

По аналогии с примером 1 находим положение точки В' и прово-

дим линию ПОМ = const до пересечения с линией hH = const и определяем положение точки С. Последняя характеризует параметры воздуха после смешения потоков, проходящих через оросительную камеру и байпасную линию. Энтальпия hС = 48 кДж/кг, dС = 10 г/ кг с.в.

На линии dC = const находим точку П, через которую проводим ли-

нию ПОМ и определяем точки В и У. Энтальпия hУ = 60,4 кДж/кг, hП = = 49 кДж/кг.

Расход вентиляционного воздуха в соответствии с формулой (2.1):

Расход наружного воздуха, проходящего через байпасную линию, рассчитываем по формуле (2.6):

GБ = GП (dОР – dC) / (dOР – dH) =

= 8600 (11,7 – 10) / (11,7 – 5,7) = 2440 кг/ч.

Расход воздуха, проходящего через оросительное пространство, определяем по формуле (2.5):

16

GOP = GП – GБ = 8600 – 2440 = 6460 кг/ч.

Расход воды для возмещения испарившейся в оросительной камере составит

WИ GОР dОР dН 10 3 6460 11,7 - 5,7 10 3 38,8 кг/ч.

Задача к курсовой работе. Система кондиционирования воздуха с применением прямого изоэнтальпийного охлаждения с байпасированием.

Выполнить расчет кондиционирования воздуха (изоэнтальпийное увлажнение) в теплый период года для помещений, в котором происходят тепловыделения QП и влаговыделения W. Параметры воздуха внутри помещения: tВ , В . Температура удаляемого воздуха tУ . Расчетные параметры наружного воздуха tН , hН .

Варианты задачи представлены в табл. 1.

3. КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ ВОЗДУХА НА ОСНОВЕ ПРИМЕНЕНИЯ ВНЕШНИХ ИСТОЧНИКОВ ХОЛОДА В ТЕПЛЫЙ ПЕРИОД ГОДА

Если с помощью испарительного охлаждения не удается достичь требуемых параметров воздуха или когда их отклонение в течение периода работы системы превышает допустимые значения, а также при технико-экономической нецелесообразности, то применяют способ обработки воздуха, основанный на использовании внешних источников холода.

При проектировании СКВ необходимо стремиться к достижению минимального количества приточного воздуха GП , которое в то же время должно удовлетворять следующим требованиям:

1)обеспечивать требуемую санитарную норму подачи воздуха на одного человека;

2)компенсировать воздух, удаляемый вытяжной вентиляцией и используемый на технологические нужды;

3)поддерживать избыточное давление в кондиционируемом помещении.

17

3.1.Прямоточная система кондиционирования воздуха

сиспользованием воды от внешних источников холодоснабжения

На рис. 3.1, а представлена принципиальная схема прямоточной СКВ. Установка включает воздухонагреватель первой ступени ВП1 (в теплый период не работает), оросительную камеру ОК, воздухоподогреватель второй ступени ВП2. В оросительную камеру подается вода с температурой до 6 ОС, получаемая от источников холодоснабжения.

d

Охлажденная вода

Рис. 3.1. Схема (а) и h-d-диаграмма (б) изменения состояния воздуха в прямоточной СКВ с использованием воды от внешних источников холодоснабжения

Расход холода для осуществления процесса охлаждения и осушки воздуха определяется по формуле

QОХЛ = GП (hH – hО).

Расход влаги, конденсирующейся на поверхности капель воды в оросительной камере, составляет

18

WК = GП (dH – dO) 10-3.

Пример 3.1. Определить количество приточного воздуха для по-

мещения с избытками теплоты QП = 270000 кДж/ч и влаги W = = 36 кг/ч. Параметры воздуха в помещении: tВ = 24 ОС; В = 60 %; dВ = = 13,3 г/кг с.в; hВ = 53 кДж/кг. Параметры наружного воздуха: tН =

= 32 ОС; Н = 55 %; hН = 73,5 кДж/кг; dН = 16,4 г/кг с.в. Температура удаляемого воздуха tУ = 25 0С.

Решение. Определяем угловой коэффициент линии процесса изменения состояния воздуха:

ПОМ = QП / W = 270000 / 36 = 7500 кДж/кг.

Построение процесса на h-d диаграмме начинаем с нанесения точек Н и В. Находим на линии dВ = const положение точки В', полагая подогрев воздуха в вентиляторе и воздуховоде t = 1 ОС. Через точку

В' проводим линию ПОМ до пересечения с кривой О = 90 % в точке

О: tО = 15,5 ОС; О = 90 %, hО = 40 кДж/кг, dО = 9,7 г/кг с.в.

Находим параметры точки П на диаграмме полагая, что tП = tО + 1 ОС:

tП = 15,5 + 1 = 16,5 ОС.

Параметры точки П: tП = 16,5 ОС; dП = 9,7 г/кг с.в; = 83 %; hП =

Расход приточного воздуха составляет

GП = QП / (hУ – hП) = 270000 / (55 – 41) = 19300 кг/ч

или

GП = W 103 /(dУ – dП) = 36 103 / (11,7 – 9,7) = 18000 кг/ч.

Погрешности в определении GП по энтальпии и влагосодержанию находятся в пределах погрешности построения диаграммы (5-6 %).

Расход холода на охлаждение и осушку воздуха

QОХЛ = GП (hН – hО) = 19300 (73,5 – 40) = 64700 кДж/ч.

19

Расход влаги, конденсирующейся из воздуха в оросительной каме-

ре,

WК = GП (dН – dО) 10-3 = 19300 (16,4 – 9,7) 10-3 = 129 кг/ч.

Задача к курсовой работе. Прямоточная система кондиционирования воздуха с использованием воды от внешних источников холодоснабжения.

Определить количество приточного воздуха для помещения с избытками теплоты QП и влаги W . Параметры воздуха в помеще-

нии: tВ ; В ; dВ ; hВ . Параметры наружного воздуха: tН ; Н ; hН ; dН. Температура удаляемого воздуха tУ = 25 0С. Температура удаляемого

tУ воздуха выше tВ на 1 ОС.

Таблица 2

20

3.2. Системы кондиционирования воздуха с применением первой рециркуляции

Анализ формул (2.1) и (2.2) показывает, что расход приточного воздуха GП зависит от допустимого перепада параметров внутреннего и приточного воздуха. В большинстве случаев воздухообмен, обеспечивающий удаление избытков теплоты и влаги, оказывается больше минимально необходимого расхода наружного воздуха из условия са- нитарно-гигиенических норм. Все это позволяет снизить затраты энергии на обработку приточного воздуха, применяя рециркуляцию удаляемого воздуха.

На рис. 3.2, а представлена принципиальная схема СКВ с первой рециркуляцией для режима теплого периода. Рециркуляционный воздух может подмешиваться к наружному перед воздухонагревателем ВП1 либо за ним.

d

б

а

Рис. 3.2. Схема (а) и h-d диаграмма (б) изменения состояния воздуха в СКВ с применением первой рециркуляции для режима теплого периода

Пример. 3.2. Определить количество приточного воздуха для по-

мещения с избытками теплоты QП = 250000 кДж/ч и влаги W = = 35 кг/ч и рассчитать процесс кондиционирования воздуха с приме-

21