18.2. Равновесная относительная влажность воздуха

Относительной влажностью называется отношение абсолютной влажности и максимально возможной абсолютной влажности.

Относительная влажность воздуха в охлаждаемом устройстве или помещении _у самоустанавливается под действием баланса влаги, т.е. в результате стремления к равенству между влагопритоком W_пр и влагоотводом W₀.

Скорость установления относительной влажности

,

где D - коэффициент емкости помещения по количеству влаги, представляющий собой количество влаги (кг), которое нужно подать в помещение (устройство) или отвести из него для того, чтобы изменить влажность воздуха на единицу (например, на 1% относительной влажности).

При установившемся состоянии

и .

Один из важнейших влагопритоков – испарение влаги с поверхности или усушка обрабатываемых деталей G. Кроме того, влагопритоки W_пр могут быть от разных источников, например, при подаче влаги регулятором влажности.

Влагоотвод W₀ осуществляется конденсацией водяного пара из воздуха на поверхности охлаждающих приборов.

Следовательно, баланс влаги имеет вид:

.

При нарушении баланса влажности в системе, обладающей свойством саморегулирования, возникают процессы, стремящиеся восстановить равновесие, но при новом значении относительной влажности. Так, при увеличении W_пр, например, из-за внесения в камеру теплых изделий, левая сторона балансового уравнения окажется больше правой. Это повлечет за собой увеличение влажности, а, следовательно, и влагоотвода W₀ до тех пор, пока вновь не будет достигнуто равновесие при некоторой повышенной влажности.

Регулирование относительной влажности осуществляется при помощи тех же самых факторов, которые используются при регулировании температуры воздуха, то есть изменением площади поверхности охлаждающих приборов, скорости циркуляции воздуха и температуры охлаждающей среды.

Особенностью процесса регулирования влажности воздуха является его практически постоянная односторонность, связанная с постоянным влагоотводом в результате непрерывной конденсации пара на охлаждающих приборах. По этой причине в большинстве случаев требуется только увлажнять воздух и, тем самым, повышать его относительную влажность. В тех случаях, когда требуется понижение влажности, осушать воздух можно понижением температуры поверхности, увеличением площади охлаждающей поверхности при той же температуре и интенсификацией процесса теплообмена, например, повышением скорости движения воздуха.

Для отвода теплоты и влаги из помещений или каких-либо технологических устройств в них устанавливаются теплообменные аппараты, которые называются местными охлаждающими приборами. В этих приборах теплота (включая и теплоту конденсации влаги) передается охлаждающей среде.

18.3. Непосредственное и косвенное охлаждение

Способы охлаждения делятся на:

• непосредственное (охлаждение хладоагентом);

• косвенное (охлаждение хладоносителем).

1. Непосредственное охлаждение.

Схема процесса непосредственного охлаждения изображена на рис.18.1. Теплота, принимаемая охлаждающими приборами передается непосредственно рабочему телу, осуществляющему обратный круговой процесс в холодильной машине. В этом случае в местных охлаждающих приборах протекает хладоагент и они являются испарителями холодильной машины.

Характерным признаком непосредственного охлаждения при применении парокомпрессионных холодильных машин является процесс кипения хладоагента в местных охлаждающих приборах.

Цикл работы таких холодильных установок совершается следующим образом. Хладоагент в газообразном состоянии при открытом впускном клапане 1 засасывается компрессором 2, сжимается, при этом растет его температура и давление, затем при открытом выпускном клапане 3 поступает в конденсатор 4. Здесь, благодаря отводу тепла Q (водяное или воздушное охлаждение), хладоагент конденсируется, а проходя дроссель 5 еще более охлаждается благодаря расширению. В охлаждаемой камере 6 хладоагент отбирает тепло у камеры, греется и переходит в газообразное состояние в местных охлаждающих приборах, которые одновременно выполняют роль испарителя 7. Цикл повторяется. Таким образом, от хладоагента отбирается тепло в конденсаторе, а воспринимает он тепло в охлаждаемой камере.