Кондиционирование воздуха

Деятельность современного человека протекает в самых разнообразных условиях: в космических аппаратах, подводных лодках, глубоких шахтах, на фабриках и заводах, наконец, дома – и везде человек должен находиться в определённых условиях.

Атмосферный воздух представляет смесь сухих газов и водяного пара, т.е. является влажным воздухом. Практически неизменной остаётся лишь сухая часть состава воздуха. Давление воздуха у поверхности Земли равно90,6…108 кПа, температура 203…333 К, относительная влажность 10…100%. В воздухе постоянно содержится пыль. Даже за городом после дождя в 1 л атмосферного воздуха содержится до 100 частичек пыли (в городе – до 200000).

Во многих отраслях промышленности практически нельзя работать без создания изолированного климата, без климата, без применения так называемого кондиционирования воздуха. Под кондиционированием воздуха обычно понимают совокупность технических средств и способов воздействия на температуру и влажность воздуха. Термин «кондиционирование» происходит от латинского слова «condicio», что означает «условие». Путём создания систем кондиционирования необходимо обеспечить определённые значения параметров воздуха, подаваемого в кондиционируемое помещение.

Работа прямоточной системы кондиционирования воздуха протекает при различных состояниях наружного воздуха, подаваемого в помещение. Поэтому при настройке системы кондиционирования предусматривается обычно несколько режимов: летний, зимний, промежуточный и др.

Для расчёта параметров кондиционирования можно воспользоваться dh – диаграммой. Пусть, например, система кондиционирования настроена на летний режим, а точка 1 на диаграмме отражает состояние наружного влажного воздуха с параметрами t₁ и d₁, точка 2-состояние подаваемого в помещение приточного воздуха с параметрами t₂ и d₂, точка 3-состояние воздуха в помещение с параметрами t₃ и d₃. Если при кондиционировании применяются прямоточная схема, то весь приточный воздух поступает снаружи. Наружный воздух (точка 1) обладает большими влагосодержанием d₁ и температурой t₁. Следовательно, для получения приточного воздуха с параметрами d₂ и t₂ необходимо уменьшить температуру наружного воздуха от t₁ до t₂ и влагосодержание от d₁ до d₂. Это означает, что наружный воздух надо охладить на и осушить на . Воздух, поданный в помещение с параметрами t₂ и d₂, в процессе 2-3 достигает параметров воздуха в помещение (точка 3 с параметрами t₃ и d₃). Таким образом, линия 2-3 изображается процесс изменения состояния воздуха в самом помещении.

Для зимнего режима работы также можно использовать прямоточную схему. На dh – диаграмме точка 1 изображает состояние наружного влажного воздуха с параметрами t₁ и d₁, а точка 3-состояние воздуха в помещении с параметрами t₃ и d₃. Так как t₃ > t₁ и d₃ > d₁, то приточный воздух, подаваемый в помещение, необходимо нагреть на и увлажнить на с таким расчётом, чтобы конечные параметры воздуха в помещении стали t₃ и d₃ (точка 3). Следовательно, линия 2-3 на dh- диаграмме изображает процесс изменения состояния воздуха в помещении.

Таким образом, для поддержания заданных параметров воздуха в помещении необходимо при летнем режиме его охлаждать и осушать, а при зимнем режиме – нагревать и увлажнять. Указанные процессы при кондиционировании осуществляются в аппаратах, так называемых кондиционерами.

Наружный воздух массой m₁ поступает в кондиционер 1, в котором, проходя через фильтр (на схеме не показан), очищается от пыли, а затем подвергается тепловой (в калориферах подогрева 2) и влажностной (в оросительных камерах 3) обработке, после чего нагревается вентилятором 4 в помещение 5. Одновременно из помещения с помощью вытяжной системы 6 удаляется отработавший воздух. При этом соблюдается материальный баланс: масса приточного воздуха равна массе удаляемого воздуха.