книги из ГПНТБ / Сорокин, Н. С. Вентиляция, отопление и кондиционирование воздуха на текстильных предприятиях учебник

Внашем случае

Рассмотрим расчет форсуночных камер для адиабатического (изоэнтальпического) процесса увлажнения и охлаждения воздуха. Для такого процесса характерно то, что приращение теплосодер­ жания воздуха в камере равно нулю и, следовательно, относитель­

ное приращение теплосодержания Дг= 0.

Адиабатические процессы рассчитывают по двум основным критериям: по A4 — относительному изменению температуры воз­

духа в оросительной камере и по Ма— температурному критерию при адиабатических процессах. При этом

В данном случае критерий Мй представляет собой отношение психрометрической и гигрометрической разности температур и, сле­ довательно, характеризует начальные параметры обрабатываемого воздуха.

Для осуществления адиабатического увлажнения и охлаждения воздуха в оросительных камерах кондиционеров КТ применяют двухрядное расположение форсунок со взаимно встречным распы­ лением воды.

70

воздух увлажнился до 90% 'за счет адиабатического испарения. Найти расход

Общее число форсунок п в камере при двух рядах и при плотности их расположения 18 шт/мг -ряд по данным табл. Ш составит 312 шт. Тогда произ­ водительность одной' форсунки будет равна

(7 91200

Я= 290 кг/ч.

п312

Избыточное давление перед форсунками при диаметре выходного отверстия 3 мм по номограмме на рис. 26 должно составлять 2,9 ати.

Г л а в а VII

РАСЧЕТ УСТАНОВОК ДЛЯ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА

Основное назначение установок для кондиционирования воздуха заключается в создании внутри рабочих залов температурно-влаж­ ностного режима, удовлетворяющего санитарно-гигиеническим и технологическим требованиям. Это может быть достигнуто при надлежащей производительности установки, т. е. при соответствую­ щей подаче кондиционированного воздуха, количество которого определяется из выражения

72

А/'эала — приращение теплосодержания 1 кг воздуха, посту­ пающего в зал; оно равно разности теплосодержаний внутренного воздуха и воздуха, выходящего из кон­ диционера; эту величину обычно называют связую­ щим эффектом по теплу, ее размерность кДж/кг;

/Сэ— коэффициент эффективности воздухообмена, завися­ щий от способа подачи воздуха в помещение и уда­ ления из него; этот коэффициент безразмерен (более

нагревание воздуха в вентиляторе Дівен, равную 0,8 кДж/кг. Тогда формула (57) примет вид

Сумму теплопоступлений в зале легко определить простым ариф­ метическим подсчетом, руководствуясь данными, приведенными в главе IV. Величину связывающего эффекта проще всего найти по і—d-диаграмме, произведя соответствующее построение про­ цесса.

Производительность установки для кондиционирования воздуха существенным образом зависит от того, при каких наружных усло­ виях требуется обеспечить внутренние климатические условия в зале. В связи с этим, как указано в главе V, установки для кон­ диционирования воздуха рассчитывают по параметрам наружного воздуха А, Б и В. Их значения приведены в табл. III приложения.

При выборе внутренних климатических условий руководству­ ются санитарно-гигиеническими и технологическими требованиями, характерными для данного производства. Зная расчетные наруж­ ные и внутренние климатические условия, перейдем к построению схем процессов изменения состояния воздуха в кондиционере и в зале. Рассмотрим несколько характерных случаев.1

1. Схемы процессов кондиционирования воздуха для летнего времени без рециркуляции воздуха

Схема процесса без доувлажнения

По данным tn и іп находим на диаграмме точку Di (рис. 29), характеризующую состояние наружного воздуха. Положим, что воздух обрабатывается в камере рециркуляционной водой, темпе­ ратура которой постоянна и равна температуре воздуха по мок­ рому термометру; следовательно, процесс в камере должен пойти по линии і= const. Однако в действительности процесс в камере несколько отклоняется от линии i=const за счет перехода тепла испарившейся воды в воздух, а также вследствие теплопередачи

73

через стенки камеры и добавления воды в фильтр взамен испарив­ шейся. Однако эти отклонения при сравнительно низких темпера­ турах воздуха и воды невелики и практического значения не имеют.

В оросительных камерах воздух обычно увлажняется до 95%.

рактеризовать состояние воздуха в рабочем зале. Найдя точку Дь по диаграмме определяем, какая температура воздуха в производ­ ственном помещении ей соответствует. Если температура не выхо­ дит за пределы гигиенических норм и технологических требований, то на этом построение процесса заканчивают. Если же температура превышает допустимые пределы, то, значит, воздух в камере недо­ статочно охлаждается за счет адиабатического испарения, и тогда необходимо ввести в камере распыление холодной воды.

Рассмотрим построение этого процесса. По технологическим условиям влажность воздуха должна иметь определенную вели­ чину, поэтому на той же кривой берем точку Л2, находящуюся на изотерме^, параметры которой соответствуют санитарным нор­

мам и технологическим требованиям. Очевидно, что процесс в зале пойдет также по вертикали, а именно по линии В2А2, при­ чем точка В2 характеризует состояние воздуха по выходе из ка­ меры.

74

Чтобы состояние воздуха по выходе из камеры соответствовало параметрам точки Вг, необходимо процесс в камере вести по ли­ нии DyBz', при этом приращение теплосодержания воздуха в ка­ мере будет равно

Дік = г'к —ін кДж/кг.

Так как ік< ін, то Аік — отрицательная величина.

Зная величину Аі„, можно найти холодопроизводительность установки из выражения

<2хол=—-AiKLMкДж/ч,

где LM— количество подаваемого кондиционированного воздуха в кг/ч.

Схема процесса с доувлажнением

Как уже указывалось, в этих установках воздух увлажняется сначала в камере и дополнительно в рабочем зале.

Пусть точка Di (рис. 30) характеризует состояние наружного воздуха. Процесс обработки воздуха водой в камере пойдет так же, как и в ранее рассмотренном слу­ чае, и остановится в точке Ві на кривой фк. В рабочем зале будут одновременно происходить процесс поглощения тепла, выделяемого ма­ шинами и другими источниками, и процесс испарения воды, распыляе­ мой доувлажнительными форсун­ ками.

Находим далее на диаграмме точку Аі, параметры которой удов­ летворяют санитарно-гигиеническим

итехнологическим требованиям.

точка Еі характеризует состояние воздуха в рабочем зале при выключенном доувлажнении.

Связующий эффект по теплу во всех рассмотренных случаях можно найти, взяв разность теплосодержаний внутреннего воздуха и воздуха по выходе из камеры, т. е.

ДЧала = Ів —г'к кДж/кг.

Горизонтальный отрезок Лщ характеризует приращение влаго-

75

Количество воды, которое должны распылять форсунки доувлажнения, будет равно

Л^зала^-м кг/ч.

1000

Зная величину О эаЛа и производительность форсунки, можно определить их потребное количество для установки в зале.

Как уже указывалось, в системах кондиционирования широко применяется рециркуляция воздуха — летом для экономии холода, зимой для экономии тепла. При наличии рециркуляции в ороси­ тельную камеру поступает смесь наружного и внутреннего воздуха, в связи с чем рассмотрим, как выглядят процессы смешивания воз­ духа на і—d-диаграмме.

Процессы смешивания воздуха на і—d-диаграмме

Допустим, что наружный воздух поступает в камеру с пара­ метрами tu, фп, іц, dn (точка D, рис. 31), внутренний — с парамет­ рами tu, фв, ів, du (точка Л); предположим далее, что на 1 кг су­ хого наружного воздуха примешивается п кг сухого внутреннего

воздуха, т. е.

а влагосодержание смеси аналогично определим из выражения

d— du -р n d B

с\+ п

или

с текущими координатами гс, dc, проходящей через точки А и D

76

(см. рис. 31); иными словами, линия AD есть геометрическое место точек, характеризующих смеси наружного и внутреннего воздуха. Точка С, характеризующая смесь, будет лежать на этой прямой независимо от пропорции смеси.

Определим положение точки С на прямой AD.

Из подобия треугольников ADF и CDE имеем

Так как из уравнения (60)

dc dH n, dg de

то с учетом уравнения (61) получим

Из уравнения (62) следует, что точка С, лежащая на прямой смеси, делит отрезок AD на части, обратно пропорциональные мас­ сам наружного и внутреннего воздуха, входящего в состав смеси.

Примем далее длину отрезка AD за полное количество смеси воздуха. Тогда содержание наружного воздуха в смеси будет равно

2.Схемы процессов кондиционирования воздуха

влетнее время с рециркуляцией воздуха

Вустановках для кондиционирования воздуха нередко приме­ няется рециркуляция воздуха в летнее время. Такая рециркуляция целесообразна в том случае, если теплосодержание внутреннего воздуха меньше теплосодержания наружного воздуха, т. е. когда iB< tH. На рис. 32 показаны схемы процессов кондиционирования воздуха с рециркуляцией внутреннего воздуха в летнее время. На схемах наружный воздух, характеризуемый точкой D, смешивается

свнутренним воздухом (точка А). Смесь, в которой должно со­ держаться потребное количество наружного воздуха по сани­ тарным нормам (точка С), проходит через оросительную часть

77

кондиционера, после чего в состоянии В поступает в цех; в цехе процесс идет по линии ВА. По схеме, изображенной на рис. 32, а, воздух в кондиционере охлаждается и увлажняется, а по схеме, при­ веденной на рис. 32, б, воздух в кондиционере охлаждается и под­ сушивается; в обеих рассматриваемых схемах процесс в зале идет по линии d=const. По схеме, изображенной на рис. 32, в, процесс в зале идет с увеличением тепло- и влагосодержания воздуха. Та­ кой процесс будет происходить при доувлажнении воздуха в зале, а также в том случае, когда влага выделяется технологическим оборудованием или людьми, находящимися в большом количестве

Рис. 32. Схемы процессов кондиционирования воздуха с рецирку­ ляцией внутреннего воздуха в летнее время

в зале. Направление процесса в зале в этом случае определяется на і—d-диаграмме I приложения лучом е углового масштаба.

Как следует из всех трех схем, расход холода Qx, определяе­ мый из общего выражения Qx={ia—t’c)TM, при рециркуляции резко сокращается, так как в данном случае вместо ів берется іс. Из схем видно, что іс значительно меньше ія.

Числовые примеры расчета установок для кондиционирования воздуха с помощью і—d-диаграммы для летнего и зимнего вре­ мени года приведены в главе I второго раздела.

3. Схемы процессов на і — d-диаграмме для зимнего времени

Схема процесса без доувлажнения

Пусть в оросительную камеру поступает внутренний воздух, ха­ рактеризуемый точкой А (рис. 33); к нему примешивается наруж­ ный воздух состояния D. Соединив точки А и D прямой, получаем линию смесей AD. При отсутствии доувлажнения процесс погло­ щения тепла в зале пойдет по линии d=const, начинаясь в точке В на пересечении линии d=const и кривой ср = 95% и заканчиваясь в точке А.

78

При обработке воздуха рециркуляционной водой процесс

реннего воздуха перед водяной завесой. Пройдя последнюю, воз­ дух из состояния С переходит в состояние В.

Сделав такое построение, необходимо проверить, содержится ли в смеси необходимое количество наружного воздуха согласно са­

ного воздуха в смеси, которое можно нагреть за счет тепла внутреннего воздуха:

Lu = — -100 = m%.

Если полученная величина Lu удовлетворяет санитарным нормам, то подогрева воздуха не требуется. Если же эта ве­ личина LH не удовлетворяет санитарным нормам, необхо­ дим подогрев воздуха. Этот подогрев, проводимый до се­ паратора, называют первым подогревом. Его осуществляют калориферами или подогретой водяной завесой.

Рассмотрим, как изобра­ зится на і—d-диаграмме про­ цесс нагревания воздуха в ка­ лорифере.

Воздух, омывая горячие сухие поверхности калорифера, увели­ чит теплосодержание при неизменном влагосодержании. Следова­ тельно, на і—d-диаграмме этот процесс пойдет из точки D по ли­ нии d=const. Конечную точку нагрева воздуха находим следую­ щим образом.

На линии смесей AD откладываем от точки Л отрезок АМ = тАС и из точки М проводим линию і = const до пересечения с верти­ калью d=const; полученную точку пересечения N соединяем с точ­ кой Л, а луч ВС продолжаем до пересечения с линией AN.

Из подобия треугольников ЛС^С и ANM имеем

Таким образом, точка Сі делит прямую AN в том же отношении, что и точка С прямую AM. Отсюда приходим к выводу, что для обеспечения в смеси потребного содержания наружного воздуха

79