4. Схемыобработкивоздухасчастичнойрециркуляцией

Если для помещений нет ограничений по санитарно-гигиеническим или технологическим требованиям, то с экономической точки зрения выгоднее применять рециркуляцию удаляемого воздуха. В системахкондициони- рованияс частичнойрециркуляцией кнаружномувоздухупередтеплообмен- ником первого подогреваподмешивается часть удаляемого (рециркуляцион- ного) воздуха. Это значительно снижает потребление тепла на подогрев наружного воздуха в холодный период года. Схемы обработки воздуха с частичной рециркуляцией нашли наибольшее применение в технологических цехах пищевых отраслей промышленности.

Построение на h-d-диаграмме схемы обработки воздуха также на- чинают с построения схемы для теплого периода года.

Тѐплыйпериодгода

На h-d-диаграммупо известной методике наносится точкаВ_Т, линия ε_ти точкаП_т, характеризующие состояние внутреннего воздуха, тепло-влажност- ный коэффициент луча процесса в помещении и состояние приточного воздуха в теплый период года (см. рисунок 9.5).

Нанесенные на рисунке 9.5 параметры характеризуют процесс, проис- ходящий непосредственно в кондиционируемом помещении. ТочкаП_тодно- временно показывает состояние воздуха на выходе из кондиционера. Затем наносится точкаН_т, которая характеризует параметры наружного воздуха по расчетным значениям температурыt_н.ти энтальпииh_н.тдля теплого периода года данного климатического района. ТочкиВ_тиН_тсоединяются прямой линией, которая называется линией смешения двух потоковВ_т– Н_т.

На тепловлажностную обработку в кондиционер, работающий с рецир- куляцией, поступает смесь наружного и внутреннего воздуха. Количествен- ное соотношение наружного и внутреннего воздуха зависит от общего рас- хода воздуха, подаваемого в кондиционер, и нормативного расхода наруж- ного воздуха, необходимого для подачи в данное помещение.

dОТ=dП.Т

dВ.Т

dC.Т

d,г/кг

Рисунок9.5–Построениенаh-d-диаграммесхемыобработкивоздуха втеплыйпериод года в системе кондиционирования срециркуляцией

Р

Расход рециркуляционного воздуха V, (м³/с), подмешиваемого к

наружномуV ,(м³/с),определяетсяизсоотношения

В.НАР

V_Р=V_В–V_В.НАР. (9.9)

При известных расходах наружного и рециркуляционного воздуха составляются пропорции, которые позволяют определить относительную долю наружного и рециркуляционного воздуха в их смеси. Затемпо соотношению расходов наружною и внутреннего воздуха определяется положение точки смесиС_т.

Ниже приведено отношение отрезков В_т–С_тиН_т–В_т,характеризую- щих расход наружного воздуха и общий расход циркулирующего воздуха.

(G_в.нар/ G_в) = (В_т– С_т)/(В_т– Н_т), (9.10)гдеG_в.нар– массовый расход наружного воздуха,кг/с;

G_в–общиймассовыйрасходвоздуха,кг/с.

В_т–С_т)и(В_т–Н_т)длинаотрезковВ_т– С_тиВ_т–Н_тнаh-d-диаграмме.

После смешения двух потоков полученная смесь воздуха направляетсяв воздухоохладитедь, где охлаждается и осушается в процессеС_т–О_т. Рас-

положениеточкиО_т,показывающейсостояниеохлажденнойсмесинавыходе из охладителя и на входе в нагреватель второго подогрева, определяют построением—аналогичнопостроениямнарисунке9.2,т.е.d_от=d_пт,аφ_от= 85–95 %. Выполненные построения показывают, что обработка смеси воздуха до получения влагосодержания приточного воздуха с последующим нагреванием до температуры приточного воздуха позволяет поддерживать температуруt_ви относительную влажность φ_вв помещении на заданном уровне в теплый период.

Из графических построений определяются тепловая и влажностная нагрузки на охладитель и нагреватель.

Удельныйрасходхолодаq_во,(Дж/кг)ввоздухоохладителе

q_во= Δh_охл= h_с.т– h_о.т. (9.11)Удельная осушающая способность (г/кг) воздухоохладителя

Δd_ос= d_с.т–d_о.т. (9.12)

Удельный расход теплотыq_вн(Дж/кг)в воздухонагревателе второгоподогрева

q_вн= Δh_вн=h_п.т–h_о.т. (9.13)

Воздухонагреватель второго подогрева и воздухоохладитель позволяют поддерживать заданную температуру в помещении, а воздухоохладитель – заданную влажность в помещении. При этом охлаждающая и осушающая нагрузки на воздухоохладитель значительно меньше, чем при охлаждении одного наружного воздуха. Так как схема обработки предусматривает пос- тоянную рециркуляцию (т. е. количественное соотношение наружного и рециркуляционного воздуха остается постоянным), то влажность в помеще- нии поддерживается на заданном уровне, как и в прямоточной схеме, путем изменения влагосодержания воздуха за воздухоохладителем, т. е. изменением его осушающей способности. Это достигается путем управления работой холодильной машины.

Холодныйпериодгода

Построение схемы обработки воздуха в холодный период года начи- нается с нанесения заданной точкиВ_Х,которая показывает внутренние параметры воздуха в рабочей зоне помещения. Через точкуВ_Х,проводитсялуч процесса ε_хдля холодного периода года. Принимается или рассчи- тывается рабочая разность температур Δt_р(рисунок 9.6). Зная рабочую разность температур, определяется положение точкиП_х, как точки пересече- ния изотермыt_ппти линии постоянного влагосодержания (луча процесса) ε_х. ТочкиП_хиВ_хсоединяются прямой линией. Дальнейшие построения схемы обработкисмесивоздухаосуществляютследующимобразом.Наh-d-диаграм- меноситсяточкаН_х,характеризующаярасчетныепараметрынаружного

воздуха в холодный период года. Весь холодный наружный воздух перво- начальнонагреваетсявпроцессеН_х,–Кдоположительнойтемпературыt_к= 5–7 °С в поверхностном воздухонагревателе первого подогрева при постоянном влагосодержании, т. е.d_н= d_к. Затем прямой линией соединяется точкаКиточкаВ_х.ПрямаяК–В_хявляетсялиниейсмешиваниядвухпотоков: предварительно нагретого наружного воздуха и удаляемого внутреннеговоздуха.

НалиниисмесиопределяетсяположениеточкиС_х,используяизвестные данные по расходу наружного воздуха и общему расходу воздуха, циркулирующего в системе кондиционирования:

(G_в.нар/ G_в) = (В_х– С_х)/(К–В_х), (9.14)гдеG_в.нар– массовый расход наружного воздуха,кг/с;

G_{воздуха}–общиймассовыйрасходвоздуха,кг/с.

(В_х–С_т)и(К–В_х)длинаотрезковВ_х–С_хиК–В_хнаh-d-диаграмме.

Рисунок 9.6 – Построение наh-d-диаграмме схемы обработки воздуха вхолодныйпериодгодавсистемекондиционированиясрециркуляцией

Массовыйрасходнаружноговоздуха(кг/с)

^Gв.нар^=Vв.нар^{· ρ}в.нар^{, (9.15)}где ρ_в.нар– плотность наружного воздуха при температуре в т. К.

Общиймассовыйрасходвоздуха(кг/с)

G_в=V_в·ρ_в, (9.16)

гдеρ_в–плотностьвнутреннеговоздухапритемпературевточкеВ_х.

ЗатемизточкиС_х,проводитсялинияпостоянноговлагосодержанияd_с.х–const до точкиК',которая характеризует процесс нагревания смеси в воздухонагревателевторого подогреваС_х– К'. Причѐм температура в точкеК'должна равняться температуре в точкеП_х, т. е.t_к'=t_п.х. Далее проводится линия от точкиК'до точкиП_хпри постоянной температуре, которая является процессом увлажнения воздуха в паровом увлажнителеК'–П_х.На этом построение схемы изменения параметров воздуха заканчивается.

Выполненные построения позволяют определить удельные тепловые нагрузки на оборудование кондиционера.

Удельный расход теплоты (Дж/кг) в воздухонагревателе первогоподогрева

q_1.вн=Δh_1.вн=h_к–h_н.х, (9.17)

Удельный расход теплоты (Дж/кг) в воздухонагревателе второго подогрева

q_2.вн= Δh_{2.вн= hк'– hс.х,} (9.18)Удельная увлажняющая нагрузка (г/кг) на паровой увлажнитель

Δd_увл=d_п.х–d_с.х. (9.19)

Из приведенных построений следует, что в холодный период года в системах с рециркуляцией сначала предусматривают первый подогрев, необходимый для доведения температуры наружного воздуха до мини- мальной положительной. Рекомендуемая температура нагревания наружного воздуха не ниже (t_к= 5–7 °С). Температура 7 °С более предпочтительна, так как при повышении влажности нагреваемого воздуха при той же энтальпии (h_к= const) температура за воздухонагревателем может оказаться ниже нуля. После нагревания наружный воздух смешивают с рециркуляционным в заданном соотношении, дополнительно подогревают и увлажняют.