Лекция №7

Далее наносят точку Н, соответствующую состоянию наружного воздуха, и проводят прямую В’Н, являющуюся прямой смеси рециркуляционного воздуха с наружным воздухом. Положение точки С, характеризующей состояние воздуха перед оросительной камерой, находят на основании пропорции

Отложив от точки В' длину отрезка В’С в мм, находят положение точки смеси С на прямой В'Н. Проведя через точки С и О прямую, получают луч процесса охлаждения и осушения в оросительной камере.

Охлаждающая мощность камеры будет равна, кВт:

Однако, несмотря на указанные выше преимущества рассмотренной схемы обработки воздуха, практически ее применить не всегда возможно. Эта схема не может быть использована в том случае, когда значение углового коэффициента луча процесса в помещении таково, при котором направление линии В'П' не пересекается с кривой = 95 % или пересекается в области отрицательных значений температур. В последнем случае использовать воду в качестве охлаждающей жидкости физически не представляется возможным.

Лекция 10 Продолжение темы: Расчеты СКВ, использующие систему

холодоснабжения

Схема обработки воздуха в прямоточной СКВ в холодный период года

На рис. 10.1 изображена прямоточная схема устройства кондиционирования воздуха в зимнее время. Наружный воздух в количестве Lo поступает в калориферы первого подогрева, в которых он подогревается до той температуры, при которой его теплосодержание будет соответствовать расчетному теплосодержанию адиабатического процесса увлажнения. Затем воздух поступает в оросительную камеру, где происходит адиабатический процесс увлажнения, в результате которого воздух получает заданное влагосодержание приточного воздуха при относительной влажности 95 % .

Рис. 10.1.

Расчетная схема прямоточной СКВ. 1 – помещение; 2 – вытяжной вентилятор; 3 – кондиционер; 4 – вентилятор кондиционера.

Поскольку при адиабатическом процессе испарения температура воздуха на выходе из оросительной камеры достаточно близка к температуре мокрого термометра, которая обычно ниже заданной температуры приточного воздуха, то для доведения его температуры до заданной он подвергается дополнительному нагреву в калорифере второго подогрева.

Исходными данными для построения процесса на «i, d» - диаграмме (см. рис. 10.2) являютс расчетные параметры наружного воздуха в зимнее время tн и iн, параметры внутреннего воздуха tв и в, значение углового коэффициента луча процесса в помещении п и количество вентиляционного воздуха Lo, полученное на основании расчета летнего режима. На «i, d» - диаграммму наносят точку В, соответствующую состоянию внутреннего воздуха, через которую проводят луч процесса.

Рис. 10.2.

Процессы в прямоточной СКВ.

Для определения состояния приточного воздуха необходимо найти

где Wп – количество влаги, выделяющееся в помещении, кг/с.

Зная d нетрудно определить и величину влагосодержания приточного воздуха г/кг с.в.:

Проведя линию dп = сопst до пересечения ее с лучом процесса в помещении, получают точку пересечения П, параметры которой определяют искомое состояние приточного воздуха при условии сохранения в зимний период количетва вентиляционного воздуха, определенного расчетом летнего режима.

Пересечение линии dп = const с кривой = 95 % определяет точку О, параметры которой соответствуют состоянию воздуха, покидающего оросительную камеру.

Затем, проведя через точку О линию адиабаты iо = const, а через точку Н, соответствующую состоянию наружного воздуха, линию луча процесса нагревания воздуха в калорифере первого подогрева, получают точку К пересечения этих линий, параметры которой определяют состояние воздуха перед оросительной камерой. На этом построение рассматриваемого процесса на «i, d» - диаграмме заканчивается.

Следует заметить, что здесь в отличие от построения процесса летнего режима попутное нагревание воздуха в каналах не учитывают вследствие незначительной разности температур в каналах и в помещениях, где они проложены.

На основании сделанного построения можно определить необходимые данные для расчета и подбора калориферов, а также и количество испарившейся воды.

Расход теплоты в калорифере первого подогрева составляет, кВт:

Расход теплоты в калорифере второго подогрева будет равен, кВт :

Схема обработки воздуха в СКВ с рециркуляцией в холодный период года

На рис. 10.3 изображены варианты схем устройств кондиционирования воздуха с рециркуляцией. Особенностью первого варианта (рис. 10.3а) является подмешивание рециркуляционного воздуха перед калорифером первого подогрева.

Рис. 10.3.

Расчетная схема СКВ с использованием рециркуляции воздуха.1 – помещение; 2 – вытяжной вентилятор; 3 – кондиционер; 4 – вентилятор кондиционера; 5 – рециркуляционный воздуховод.

Во втором варианте (рис. 10.3б) подмешивание производится после калорифера первого подогрева. Из рассмотрения схемы видно, что к наружному воздуху перед калорифером первого подогрева подмешивается

рециркуляционный воздух, после чего смесь воздуха проходит через калорифер первого подогрева, где она подогревается до необходимого теплосодержания воздуха в оросительной камере. Затем, смесь поступает в камеру орошения, в которой в результате адиабатического процесса увлажнения она приобретает заданное влагосодержание приточного воздуха при насыщении95%. Из оросительной камеры воздух подается в калорифер второго подогрева, где нагревается до заданной температуры приточного воздуха, с которой он и поступает в помещение.

Построение этого процесса на «i, d» -диаграмме (рис. 10.4а) начинают с нанесения на нее точки В, соответствующей заданному состоянию внутреннего воздуха, через которую проводится луч процесса в помещении.

Рис. 10.4.

Процессы в СКВ с использованием рециркуляции воздуха.

Далее определяется ассимилирующая способность приточного возду-

где Lo - количество вентиляционного воздуха, определенное расчетом летнего режима, кг/с.

Следовательно, влагосодержание приточного воздуха должно быть равно, г/кг с.в. :

Пересечение луча процесса в помещении с линией dп = сопst определяет точку П, соответствующую состоянию приточного воздуха.

Через точку П проводят луч процесса нагревания воздуха в калорифере второго подогрева до пересечения с кривой = 95 %. Это пересечение определяет положение точки О, характеризующей состояние воздуха, покидающего оросительную камеру. Далее наносят точку Н, соответствующую состоянию наружного воздуха, и проводят прямую смеси ВН. Положение точки е смеси на этой прямой может быть найдено на основании пропорции

где Lн - необходимое количество наружного воздуха в соответствии с требованиями санитарныx норм или технологического процесса, кг/с.

Отсюда

Откладывая от точки В отрезок ВС, находят на прямой смеси положение точки С, параметры которой определяют состояние смеси воздуха, поступающего в калорифер первого, подогрева.

Проведя через точку С луч процесса нагревания воздуха в калорифере первого подогрева до пересечения с адиабатой iо, получают точку К, характеризующую состояние воздуха перед оросительной камерой.

В соответствии с произведенным построением расход теплоты в кало-

Второй вариант схемы. Если рециркуляционный воздух содержит волокнистую пыль, которая может отлагаться на поверхности калорифера, а также в том случае, когда в процессе смешивания происходит выпадение влаги из воздуха (если точка смеси оказывается за пределами пограничной кривой, = 100 %), то применять рассмотренную выше схему обработки воздуха не рекомендуется. В этом случае следует принимать второй вари-ант схемы обработки воздуха.

Изображенная на рис. 10.3б принципиальная схема рассматриваемого случая кондиционирования воздуха отличается от предыдущей лишь тем, что наружный воздух перед вступлением в смесь с рециркуляционным подвергают предварительному нагреванию в калорифере первого подогре-ва. В остальной части эта схема полностью повторяет предыдущую.Ниже рассмотрено построение этого процесса на «i, d» -диаграмме (рис. 10.4б). Аналогично предыдущему определяют положение точек П' и О и наносят луч адиабатического процесса в оросительной кaмеpe.

Далее для построения условно принимают, что смешивание воздуха производят до калорифера первого подогрева и, так же как и в предыдущем случае, находят условную точку смеси С', а затем точку С, характеризующую состояние воздуха перед оросительной камерой (которая в предыдущем слу-

чае обозначалась буквой К). Таким образом, где бы ни производилось подмешивание рециркуляционноro воздуха (до или после калорифера первого подогрева), состояние смеси воздуха перед оросительной камерой остается неизменным (точка К на рис. 10.4а и точка С на рис. 10.4б).

Для определения состояния наружного воздуха после калорифера первого подогрева производят следующие дополнительные построения: через точку Н, соответствующую состоянию наружного воздуха, проводят луч нагревания его в калорифере первого подогрева, а через точки В и С - прямую до пересечения с указанным выше лучом в точке К. Линия КВ в данном случае будет линией смеси наружного воздуха, нагретого в калорифере первого подогрева, и рециркуляционного воздуха.

Теперь остается только доказать, что точка С делит линию смеси КВ на отрезки, пропорциональные количествам наружного и рециркуляционного воздуха, вступающим в смесь. Последнее легко сделать, если рассмотреть подобие треугольников НКВ и С'СВ, откуда следует, что

Схема обработки воздуха в полной СКВ (с рециркуляцией воздуха и байпасом) в холодный период года

Эту схему обработки воздуха применяют только в том случае, когда в летний период используется схема обработки того же наименования. Последнее объясняется более простым решением системы автоматического регулирования кондиционирующей установки.

На рис. 10.5 приведена принципиальная схема кондиционирования воздуха в зимнее время с рециркуляцией и байпасом воздуха помещения.

Наружный воздух в количестве LH поступает в калорифер первого подогрева, в котором нагревается до определенной тeмпературы. После этого он смешивается с воздухом из воздуховода рециркуляции в количестве Lp. Смесь поступает в оросительную камеру, где она адиабатически увлажняется до определенного предела (при 95%) и затем смешивается с воздухом из байпасного воздуховода в количестве Lб. Далее смесь проходит через калорифер второго подогрева, где нагревается до заданной температуры приточного воздуха.

Рис. 10.5.

Расчетная схема СКВ с использованием рециркуляции воздуха.1 – помещение; 2 – вытяжной вентилятор; 3 – кондиционер; 4 – вентилятор кондиционера; 5 – рециркуляционный воздуховод.

На рис. 10.6 приведено построение рассматриваемого процесса на «i, d» -диаграмме.

Это построение производят следующим образом. Наносят точку В, соответствующую состоянию внутреннего воздуха, через которую проводят луч процесса в помещении. Затем определяют ассимилирующую способность приточного воздуха по влаге

Далее определяют влагосодержание приточного воздуха, г/кг с.в. dп = dв - d. (10.18)

Положение точки П (характеризующей состояние приточного воздуха) находят на пересечении луча процесса в помещении с линией dп = const. Линия ВО, нанесенная на этом рисунке, изображает линию смеси воздуха, прошедшего оросительную камеру, и воздуха из байпасного воздуховода.

Рис. 10.6.

Процессы в полной СКВ (с использованием рециркуляции воздуха и байпаса).

Так как состояние воздуха, поступающего в калорифер второго подогрева определяется состоянием указанной смеси воздуха, то точка смеси С' должна лежать на этой прямой в месте пересечения ее с лучом нагревания (в калориферe второго подогрева), проведенном через точку П.

Следует заметить, что положение точки О нужно выбрать так, чтобы точка С' делила прямую ОЕ на отрезки, обратно пропорциональные количеству байпасного воздуха и количеству воздуха, прошедшего через оросительную камеру. Для того чтобы найти такое положение точки О, рассматривают подобие двух треугольников: ОВn и С'Вr. Из их подобия можно написать:

Так как согласно произведенному расчету летнего режима Lo, Lок, Lp и Lн известны, то, обозначив отношение Lо/Lок = а и выразив отрезки Оп и С'r через разности влагосодержаний, выражение (10.35) можно переписать в следующем виде:

величина do (влагосодержание воздуха, покидающего оросительную камеру).

Определив значение do и зная, что воздух покидает оросительную камеру при = 95 %, положение точки О можно найти на основании этих двух известных параметров (do и ).

Через точку О проводят луч адиабатического процесса увлажнения, а через точку Н - луч нагревания наружного воздуха в калорифере первого подогрева. Линия смеси нагретого наружного воздуха с рециркуляционным должна проходить через точку В и пересекать как луч адиабатического процесса увлажнения (точка С), так и луч нагревания наружного воздуха (точка К).

При этом положение линии, проведенной через точку В, должно быть таково, чтобы точка С делила прямую КВ на отрезки, обратно пропорциональные количествам наружного воздуха и воздуха рециркуляции. Рассмотрим подобные треугольники КВт и CВl. Из их подобия следует:

Обозначив отношение Lок/Lн через b и выразив отрезки Кт и Сl через разности влагосодержаний, получают:

В выражении (9.39) единственным неизвестным является искомая величина dc. Решив уравнение относительно величины dc, получают:

линию dc = const до пересечения с адиабатой, проведенной через точку О. Затем, проведя прямую через точки В и С и продолжив ее до пересечения с лучом нагревания воздуха в калорифере первого подогрева, получают точку К, характеризующую состояние наружного воздуха после калорифера первого подогрева. На этом построение процесса заканчивается. В соответствии с произведенным построением расход тепла на нагревание наружного воздуха в калорифере первого подогрева составляет, кВт:

Особенности обработки воздуха в СКВ с использованием поверхностных воздухоохладителей вместо камер орошения

В практике кондициионирования для охлаждения и осушения воздуха