Контрольные вопросы

1. На какие сезоны производится расчет и подбор оборудования систем кондиционирования воздуха?

2. Из каких теплопритоков складываются общие теплопоступления в помещении?

3. Что показывает коэффициент теплопередачи?

4. Через какие строительные конструкции поступает теплоприток в помещения?

5. Как зависят теплоприток и влагопоступление в помещении от характера работы?

6. В чем заключается расчет газопоступлений и влагопоступлений?

7. При определении по сезонности может ли быть отрицательное значение теплопритоков?

6. Методы обработки воздуха

6.1. Тепло- и влагообмен между воздухом и водой

Тепло- и влагообмен между воздухом и водой, находящимися в непосредственном контакте, может происходить в так называемых «мокрых» (контактных) кондиционерах - специальных аппаратах: пенных, ударопенных, с форсуночными камерами или орошаемыми контактными поверхностями, в судовых трюмах со свободным уровнем воды. А в поверхностных воздухоохладителях, имеющих температуру поверхности ниже t_рос воздуха, когда из воздуха на поверхность теплообмена выпадает влага.

Процессы проходящие тепловлагообмен между воздухом и водой при идеальных условиях, когда соотношение (В = G_в-ды / L_в-ха) между участвующими в процессе количествами воды G_в-ды и воздуха L_в-ха, называется коэффициентом орошения, бесконечно большое (В = ¥), а время контакта неограниченное. В результате температура воды в процессе тепловлагообмена с воздухом остается постоянной, процесс идет до момента, когда воздух становится насыщенным и принимает температуру поверхности воды.

Теплота передается от воздуха к воде или наоборот: путем конвекции, радиации (явная или сухая теплота) и влагообмена (скрытая теплота).

Положительным направлением потока теплоты и влаги будем считать направление от воздуха к воде.

Скрытый тепловой поток определяется величиной влагообмена и скрытой теплоты испарения воды.

Закон прямой линии: изменение состояния воздуха, находящегося в контакте с водой, имеющей постоянную температуру, изображается в диаграмме d-i прямой, проходящей через точку начального состояния воздуха и точку на линии насыщения (j = 1) с температурой, равной температуре воды.

При этом, если время контакта воздуха с водой настолько длительное, что процесс тепловлагообмена идет до физически возможного конца, воздух становится насыщенным и принимает температуру воды.

Закон прямой линии распространяется и на случаи охлаждения и осушения воздуха в поверхностных воздухоохладителях.

Основные характерные идеальные процессы изменения состояния воздуха, находящегося в контакте с водой, и графические зависимости Q_явн. и Q_скр. от t_н для них показаны на рис. 14.

Полный тепловой поток, кВт:

Q = Q_явн + Q_скр.

Начальное состояние воздуха представлено точкой А. Рассмотрим несколько процессов.

Рис. 14. Процессы контакта воздуха с водой

Начальный случай, когда Q = 0, следовательно e = 4,19 ∙ t_н. Температура воды, при которой полный теплообмен между воздухом и водой равен нулю, является температурой воздуха по мокрому термометру (t_м), т.е. e = 4,19 ∙ t_мА (кДж/кг). Из этого следует, что процесс с t_н = t_мА (процесс А – 3) оказывается Q_явн = – Q_скр и Q = 0, т.е. явный теплоотвод от воздуха к воде компенсируется скрытым теплоподводом от воды к воздуху.

Процесс с e = 4,19 ∙ t_мА является граничным: при t_н > t_мА процессы идут с подводом теплоты от воды к воздуху, а при t_н < t_мА – с отводом теплоты от воздуха к воде.

Процесс с e = t_м (I = const) называется адиабатическим увлажнением (насыщением). Его можно получить в увлажнительной камере с рециркулирующей водой без подогрева или охлаждения ее. Этот процесс сопровождается увлажнением воздуха, т.е. испарением воды. Теплота, необходимая для этого испарения, забирается от того же воздуха, температура понижается.

Далее процессом контакта воздуха с водой является процесс А – 4, происходящий при d_А = const, когда температура воды равна температуре точки росы воздуха, т.е. t_н = t_росА. Этот процесс протекает без осушения и увлажнения воздуха (d_А = const), но с уменьшением его энтальпии и температуры (сухое охлаждение воздуха). При t_н > t_росА все процессы протекают с повышением влагосодержания, т.е. с увлажнением воздуха. При t_н < t_росА – с понижением влагосодержания и энтальпии.

Процессы при t_н < t_росА протекают в контактных и поверхностных воздухоохладителях, а процессы при t_н > t_м – в увлажнительных камерах зимнего кондиционирования воздуха, работающих с подогретой водой, в градирнях – устройствах испарительного охлаждения циркуляционной воды стационарных энергетических, холодильных и технологических установок.

При контакте воздуха с водой вообще не могут быть осуществлены такие имеющие практическое значение процессы, как:

1) изотермическое осушение воздуха;

2) осушение воздуха с одновременным повышением температуры или с ее не столь резким понижением, как это происходит в области между лучами А – 4 и АВ;

3) нагревание воздуха без увлажнения;

4) нагревание воздуха с его увлажнением до желаемой относительной влажности.

Большая часть процессов может быть осуществлена при контакте воздуха с водными растворами различных солей.