3. Прямоточныесхемыобработкивоздухабезрециркуляции

При разработке комфортных систем кондиционирования воздуха для производственных помещений, в которых по санитарно-гигиеническим усло- виям не допускается повторное использование внутреннего воздуха, предус- матриваются системы обработки только наружного воздуха. В пищевых отраслях промышленности к таким помещениям относят термические, коп- тильно-обжарочные отделения, отделения производства цветной колбасной оболочки, машинные отделения аммиачной холодильной установки и др.

Тѐплыйпериодгода

Наh-d-диаграмме влажного воздуха(рисунок 9.2) наносится точкаВ_{Тпо принятым заданным параметрам внутреннего воздуха}t_в.тиφ_в.т. Для комфортных систем точкаВ_Тхарактеризует расчетные параметры внутрен- него воздуха для теплого периода года согласно санитарно-гигиеническим требования. Для комфортно-технологических систем точкаВ_Тхарактеризует параметры внутреннего воздуха, которые являются одинаковыми для теплого ихолодногопериодовгода.Рассмотримвариантпостроениясхемыобработки воздуха для комфортной системы.

Положение точкиВ_Т, определяется пересечением линии постоянной температуры внутреннего воздухаt_в.ти относительной влажностью φ_в.тв теплый период года, которые соответствуют параметрам оптимальной зоны комфорта в помещении.

Из точкиВ_Т, проводится линия луча процесса с тепловлажностным коэффициентом для тѐплого периода ε_т. Затем принимается или рассчи- тывается рабочая разность температур Δt_р. По формулеt_п.т=t_в.т–Δt_ропреде- ляется температура приточного воздухаt_п.т.Наh-d-диаграмме проводится линия постоянной температуры (изотерма)t_п.тдо пересечения с тепло- влажностным отношением ε_т. Полученная точка пересеченияП_тпоказывает параметры приточного воздуха на входе в помещение (на выходе из кондиционера). ТочкиВ_тиП_тсоединяются прямой линией. Таким образом, получается линияП_т–В_т, показывающая процесс изменения параметров воздуха внутри помещения. Затем наносится точкаН_т, которая характеризует параметры наружного воздуха по расчетным значениям температурыt_н.ти энтальпииh_н.тдля теплого периода года данного климатического района.

Для обработки наружного воздуха от параметров точкиН_тдо пара- метров точкиП_т, предусматривают его тепло-влажностную обработку в системе кондиционирования воздуха. Сначала наружный воздух состояния точкиН_тпосле очистки в секции фильтров подаѐтся в поверхностный воздухоохладитель, где охлаждается и осушается в процессеН_т–О_т. ТочкаО_тимеет влагосодержаниеd_о.т=d_п.ти относительную влажностьφ_0.т= 85– 95 %. Обычно такую относительную влажность имеет охлажденный воздух послеобработкиввоздухоохладителе.Послевоздухоохладителяохлаждѐн-

ный и осушенный воздух поступает в поверхностный воздухонагреватель, в котором нагревается при постоянном влагосодержании в процессеО_т–П_т. Обработанный воздух состоянияП_твыходит из кондиционера и подаѐтся в рабочую зону помещения. На этом процесс построения схемы заканчивается.

Выполненные построения процессов охлаждения и нагревания позволяют определить удельную тепловую и влажностную нагрузку на охладитель и нагреватель:

Рисунок9.2–Построениенаh-d-диаграммесхемыобработкивоздуха в теплый период года в прямоточной системе кондиционирования

Удельныйрасходхолодаввоздухоохладителеq_во,Дж/кг

q_во= Δh_в.о= h_н.т– h_о.т, (9.4)гдеh_н.т–энтальпиянаружноговоздухавточкеН_тпередвоздухоохладителем,

Дж/кг;

h_о.т–энтальпияохлаждѐнноговоздухавточкеО_тпослевоздухоохла- дителя,Дж/кг.

УдельнаяосушающаяспособностьΔd_в.о(г/кг)воздухоохладителя

Δd_в.о=d_н.т–d_о.т, (9.5)

где d_н.т – влагосодержание наружного воздуха в точке Н_т передвоздухоохладителем, г/кг;

d_о.т– влагосодержание охлаждѐнного воздуха в точкеО_тпосле воздухоохладителя,г/кг.

Нагреватель, установленный за воздухоохладителем, является нагрева- телем второго подогрева, так как системы кондиционирования имеют нагреватель первого подогрева, предназначенный для нагрева наружного воздуха в холодный период года. Поэтому удельный расход теплотыq_нназывают удельным расходом теплоты в нагревателе второго подогрева (или во втором подогреве)

q_н=Δh_н= h_п.т–h_о.т, (9.6)

гдеh_п.т– энтальпия приточного воздуха в точке П_тпосле воздухонагревателя,Дж/кг;

h_о.т– энтальпия охлаждѐнного воздуха в точке О_тперед воздухонагре- вателем, Дж/кг.

Теплообменные аппараты (воздухоохладитель и воздухонагреватель второго подогрева) обеспечивают поддержание заданных параметров внутреннего воздуха. Заданная температураt_вв помещении поддерживается путем изменения теплопроизводительности воздухонагревателя второго подогрева, а заданная влажностьφ_в– путем изменения осушающей способности воздухоохладителя.

Но при изменении осушающей способности воздухоохладителя однов- ременно изменяется его охлаждающая способность, что влияет на темпе- ратурный режим. Поэтому чаше всего регулирование температурного режима осуществляют воздухонагревателем второго подогрева и воздухоохладителемодновременно.

Холодныйпериодгода

Построение схемы обработки воздуха в холодный период года, как и в теплый период, начинается с нанесения точкиВ_х, характеризующей заданные параметры внутреннего воздуха, соответствующие параметрам оптимальной зоны комфорта для холодного периода года.Через точкуВ_хпроводитсялиния луча процесса для холодного периода года ε_х. Рассчитывается или принимается рабочая разность температурΔt_ри определяется температура приточного воздухаt_п.Наh-d-диаграмме влажного воздуха проводится изотермаt_п– const до пересечения с лучом процессаε_х. ТочкаН_х, как точка пересечения изотермыt_п.и луча процессаε_х, показывает состояние приточ- ного воздуха после кондиционера в холодный период года. ТочкиВ_хиП_хсоединяются прямой линией. Затем наносят параметры точкиН_хсоответст- вующие расчетным параметрам наружного воздуха в холодный период года для данного климатического района.

ДляобработкинаружноговоздухаотсостоянияН_хдосостоянияП_х

предусматриваетсянагреваниеиувлажнениевоздуха.Увлажнениевоздуха

может осуществляется или в паровом увлажнителе, или в водяном увлажнителе (форсуночная камера, сотовый увлажнитель, ультразвуковой увлажнитель и др.).

На рисунке 9.3 приведено построение процессов тепловлажностной обработки воздуха с увлажнением при использовании парового увлажнителя. Первоначально наружный воздух подаѐтся в поверхностный воздухонагре- ватель первого подогрева, в котором нагревается при постоянном влагосодер- жанииd_н.х– constв процессеН_х–Кдо температурыt_к, причѐмt_к=t_ох. После первого воздухонагревателя подогретый воздух направляется в паровой увлажнитель, где происходит изотермическое увлажнение воздуха (при постоянной температуре) в процессеК–О_Х.При этом влагосодержание воздуха в точкеО_хдолжно быть равно влагосодержанию воздуха в точкеП_х,т. е. d_ox=d_nx,а относительная влажность воздуха в точкеО_хφ_ох= (85–95) %. Далее увлажнѐнный воздух поступает в поверхностный воздухонагреватель второго подогрева, в котором нагревается при постоянном влагосодержанииd – const в процессеО_х–П_х. Обработанный воздух состоянияП_хвыходит из кондиционера и подаѐтся в рабочую зону помещения. На этом процесс построения схемы заканчивается

Рисунок9.3–Построениенаh-d-диаграммесхемыобработкивоздуха в холодный период года в прямоточной системе кондиционирования с паровым увлажнением

На рисунке 9.4 приведено построение процессов тепловлажностной обработки воздуха с увлажнением воздуха водой. Все устройства для увлажнения воздуха водой обеспечивают изоэнтальпийную его обработку с увеличениемвлагосодержания припостояннойэнтальпии, т.е.приh– constи снижениемтемпературы.Вданнойсхеменаружныйвоздухтакжеподаѐтсяв

поверхностныйвоздухонагревательпервогоподогрева,вкоторомнагревается без изменения влагосодержания приd– constв процессеН_х–Кдо темпера- турыt_к, причѐмh_к=h_ох. После первого воздухонагревателя воздух направ- ляетсявфорсуночнуюкамеруилисотовыйувлажнитель,гдеувлажняетсяпри постоянной энтальпии в процессеК'–О_х. В точкеО_хотносительная влажность воздуха как правило находится в пределахφ_ох= (85–95) %. Далее увлаж- нѐнный воздух поступает в поверхностный воздухонагреватель второго подогрева, в котором нагревается при постоянном влагосодержании d – const в процессеО_х–П_х. Обработанный воздух состоянияП_хвыходит из конди- ционера и подаѐтся в рабочую зону помещения. На этом процесс построения схемы заканчивается.

Выполненные построения процессов нагревания и увлажнения воздуха позволяют определить удельную тепловую и влажностную нагрузку на нагреватели и увлажнитель.

Рисунок9.4–Построениенаh-d-диаграммесхемыобработкивоздуха в холодный период года в прямоточной системе кондиционирования с камерой орошения

Удельныйрасходтеплотывпервомвоздухонагревателеq_н1,Вт/кг

q_н1=Δh_н1=h_к–h_нх, (9.7)

гдеh_к– энтальпия нагретого воздуха в точке К после первого воздухонаг- ревателя,Дж/кг;

h_нх– энтальпия наружного воздуха в точке Н_хперед первым воздухонагревателем,Дж/кг.

УдельноеколичествовлагиповедѐннойквоздухувувлажнителеΔd_ув,г/кг

Δd_ув=d_ох–d_к, (9.8)

гдеd_ох–влагосодержаниеувлажнѐнноговоздухавточкеО_хпослевоздухо- увлажнителя,г/кг;

d_к–влагосодержаниевоздухавточкеКпередувлажнителем,г/кг.

После выбора схемы обработки воздуха (с паровым или водяным увла- жнителем) разрабатывается компоновочная схема кондиционера, обеспечи- вающая поддержание заданных параметров воздуха в течение всего года.