3.4. Процесс адиабатического охлаждения воздуха и его отображение на I-d диаграмме

Процесс адиабатического охлаждения воздуха при контакте с водой, имеющей температуру мокрого термометра, идет за счет испарения влаги, при котором явная теплота воздуха переходит в скрытую теплоту водяных паров. Поэтому данный процесс называют также прямым испарительным охлаждением. Учитывая, что явное тепло, затраченное на испарение влаги, возвращается снова в воздух в виде скрытого тепла, энтальпия воздуха в этом процессе измениться не может. НаI-dдиаграмме процесс идет по линииI=constвниз до кривой φ = 100%. Поэтому данный процесс часто называютизоэнтальпийным охлаждениемвоздуха. Учитывая, что теплота воздуху не передается,ΔI = 0, и тогда

ε = 1000 0 / Δd =0

Это распространенный процесс, осуществляемый в основном в форсуночных оросительных камерах кондиционеров путем распыления форсунками непрерывно циркулирующей воды в объеме камеры, через которую проходит обрабатываемый воздух. Основное условие – достаточно большая поверхность массообмена, что достигается за счет мелкого распыла воды. Реально достигается относительная влажность воздуха порядка 95%. Адиабатическое охлаждение может быть осуществлено и в аппаратах с пористой насадкой (орошаемые слои), при орошении циркулирующей водой.

Кроме того, имеются устройства для испарительного охлаждения путем мелкого распыла воды непосредственно в воздух помещений. Они имеют, как правило, относительно небольшую производительность. Распыление воды осуществляется или механическими устройствами (атомайзерами), в которых вода дробится на зубчиках вращающегося диска, или форсунками воздушного распыления.

3.5. Процесс увлажнения воздуха паром и его отображение на I-d диаграмме

Увлажнение воздуха паром осуществляется при непосредственном выпуске пара в помещение, а чаще в кондиционерах комфортного и технологического кондиционирования при увлажнении воздуха паровыми увлажнителями. Пар подается непосредственно в приточный воздуховод через перфорированную трубку, расположенную внутри него. Сам процесс испарения воды, то есть приготовления пара, осуществляется в отдельном устройстве – парогенераторе. Чаще всего для испарения используется электрический нагрев. Конструкция парогенератора позволяет плавно регулировать количество образующегося пара или изменяя расход подаваемой в него воды, или изменяя мощность нагревателя.

Учитывая, что испарение происходит при атмосферном давлении, температура пара почти всегда около 100°С. При этом явное тепло, которое несет пар, составляет лишь 6% от общей теплоты, а 94% приходится на скрытую теплоту парообразования. Поэтому можно считать, что в воздух вносится лишь скрытое тепло, и процесс идет практически по линии t=const( на самом деле чуть выше), в пределе до кривой φ = 100%. Угловой коэффициент луча процесса примерно соответствует скрытой теплоте парообразования (ε = 2500), на самом деле чуть больше.

При высокой относительной влажности воздуха пар начинает конденсироваться на холодных поверхностях, локально образовывая в объеме воздуха зоны тумана, то есть капельной влаги. При конденсации выделяется явное тепло, так как происходит процесс преобразования скрытого тепла в явное. При этом воздух и поверхности, на которых происходит конденсация, повышают свою температуру. Точный расчет такого процесса затруднителен из-за необходимости учета локальных температур воздуха и поверхностей.