ОТОПЛЕНИЕ И ВЕНТИЛЯЦИЯ

ЦЕНТРАЛЬНЫЕ ОДНОЗОНАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА. ВЫБОР СХЕМЫ ОБРАБОТКИ ВОЗДУХА

Центральные однозональные системы кондиционирования воздуха применяются для обслуживания одного или нескольких отдельных по­мещений с близким по характеру температурно-влажностным режимом.

Одним из основных и принципиальных вопросов проектирования систем кондиционирования является выбор схемы обработки воздуха. Центральные кондиционеры имеют разнообразные схемы тепловлаж­ностной обработки воздуха. Они могут быть прямоточными, обрабаты­вающими только наружный воздух, либо с одной или двумя рециркуля- циями, т. е. с подмешиванием в определенных пропорциях внутрен­него воздуха к основному потоку обрабатываемого наружного воздуха.

Наиболее распространенными являются форсуночные кондиционе­ры. Это название определено наличием в их оросительной камере, через которую проходит обрабатываемый воздух, форсунок для разбрызгива­ния воды. В камере может происходить процесс адиабатической или политропической обработки воздуха.

На рис. XXI.2 приведена схема форсуночного кондиционера с двумя рециркуляциями и полным кондиционированием воздуха. Наружный воздух через воздухозаборное устройство /, утепленный клапан 2 и воз­душный фильтр 3 поступает в калориферы первой ступени подогрева 4. Калорифер имеет обводной канал 5. Перед обводным каналом и кало­рифером установлены регулирующие клапаны 6, с помощью которых можно изменять соотношение количества воздуха, проходящего через калорифер и по обводному каналу. На подводках теплоносителя к кало­риферу установлены регулирующие задвижки 7. После калорифера к подогретому наружному воздуху подмешивается внутренний воздух 8 (первая рециркуляция). Смешение происходит в смесительной камере9. Далее воздух через решетку-каплеотделитель (сепаратор) 10, которая выравнивает поток и предупреждает вынос капель в смесительную ка­меру, поступает в оросительную камеру 11. В оросительной камере установлены ряды форсунок, разбрызгивающих воду. Форсунки должны быть размещены так, чтобы их факелы перекрывали все сечение каме­ры. Воздух проходит через дождевое пространство и в процессе зимнего кондиционирования адиабатически увлажняется. После оросительной камеры установлен второй каплеотделитель 12. В нижней части ороси­тельной камеры расположен поддон 13, в который стекает разбрызги­ваемая вода. К увлажненному воздуху вновь подмешивается внутренний воздух 14 (вторая рециркуляция). На рециркуляционных каналах уста­новлены регулирующие клапаны 15. После смесительной камеры и воз­душного фильтра 16 установлен калорифер второй ступени подогрева 17, который, как и калорифер первой ступени подогрева, имеет обводной канал, регулирующие клапаны и регулирующие задвижки на подводках теплоносителя. Приготовленный таким образом воздух поступает в вен­тилятор 18 и нагнетается в распределительную сеть воздуховодов 19.

В процессе летнего кондиционирования калорифер первой ступени подогрева не работает. В оросительную камеру подают предварительно охлажденную воду, имеющую температуру ниже температуры обрабаты­ваемого воздуха, в результате чего воздух в оросительной камере охлаж­дается. Если температура воды ниже температуры точки росы поступа­ющего воздуха, то он не только охлаждается, но и осушается. Вода из поддона камеры перетекает в баки холодильной установки и частично

Используется повторно. Температура воды, подаваемой в форсунки, ре­гулируется с помощью трехходового смесительного крана 20, в котором смешивается вода из поддона камеры 21 с водой, идущей из холодильной 4 установки 22. Калориферы второй ступени подогрева обычно использу­ются и для летнего и для зимнего кондиционирования.

Прямоточная схема и схема с одной рециркуляцией, по существу, являются разновидностями рассмотренной общей схемы. В прямоточ­ной схеме не" будет подачи рециркуляционного воздуха, а при примене­

ЦЕНТРАЛЬНЫЕ ОДНОЗОНАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА. ВЫБОР СХЕМЫ ОБРАБОТКИ ВОЗДУХА

Ниями

Нии одной рециркуляции сохраняется только первая подача внутреннего воздуха. Ту или иную схему обработки воздуха в кондиционере выбира­ют по данным расчета тепловлажностного режима помещения, по рас­четным наружным параметрам и с учетом функциональной специфики обслуживаемого объекта. I

Рассмотрим последовательность выбора схемы тепловлажностной обработки воздуха.

Если энтальпия наружного воздуха, соответствующая расчетным наружным условиям для теплого периода года, ниже энтальпии внутрен­него или удаляемого из помещения воздуха, представляется возможным использовать процесс адиабатической обработки воздуха.

Система кондиционирования воздуха с применением адиабатиче­ского увлажнения. На рис. XXI.3 показана принципиальная схема такой системы для теплого периода года. На схеме обозначены только те эле­менты, с которыми связана тепловлажностная обработка воздуха.

Построению процесса обработки воздуха предшествует выбор рас­четных параметров наружного и внутреннего воздуха. При этом следует иметь в виду, что при использовании адиабатического охлаждения отно­сительная влажность воздуха в помещении <рв принимается в некоторых допустимых пределах (на рис. XXI.4 от <р—а до tp—в). Кроме того, со­ставляют тепловлажностный баланс и определяют избытки тепла и вла­ги в воздухе помещения AQ и A W.

При использовании графоаналитического метода расчет и построе­ние процесса изменения состояния воздуха в I—^-диаграмме проводят параллельно. На I—d-диаграмму (см. рис. XXI.4) наносят точку н, соот­ветствующую параметрам наружного воздуха, и через эту точку прово­дят линию /H=const до пересечения с кривой ф=:const в диапазоне от­носительной влажности 90—95% " в точке о. Линия но является лучом процесса изменения состояния воздуха в оросительной камере. После обработки в оросительной камере воздух по системе воздуховодов с по -

ЦЕНТРАЛЬНЫЕ ОДНОЗОНАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА. ВЫБОР СХЕМЫ ОБРАБОТКИ ВОЗДУХА

Рис XXI.3 Принципиальная схема пря­моточной системы кондиционирования воздуха с адиабатическим увлажнением

Рис XXI 4. Построение в /—cf-диаграм - ме процесса обработки воздуха в прямо­точной системе ' кондиционирования с адиабатическим увлажнением для лет­него режима

Ю — калорифер первой ступени подогрева; К//— калорифер второй ступени подогрева; OK — оросительная камера

Мощью вентилятора направляется в обслуживаемое помещение. По пути до приточного отверстия температура воздуха повышается примерно на 1—1,5° С в результате подогрева в вентиляторе, а также в воздуховодах вследствие трения и теплопоступлений через их стенки. Ориентировочно повышение температуры в вентиляторе и вследствие трения можно оценить с помощью формулы

At = 0,392Др, (XXI. 1)

Где Др — потери давления в воздуховоде, Па.

В результате такого подогрева температура наружного воздуха будет равна:

Tn = t0-- At. (XXI.2)

Поскольку при этом влагосодержание воздуха не изменяется, точка п, характеризующая состояние приточного воздуха, находится на пере­сечении линии d0 — const с изотермой tn. Параметры воздуха в помеще­нии изменяются от точки п в соответствии с угловым коэффициентом луча процесса еп, кДж/кг, который вычисляется по формуле

Еп —AQ/AW, (XXI. 3)

Где AQ — избытки полного тепла, кДж/ч; AW — избытки влаги, кг/ч.

Через точку п проводят луч процесса изменения состояния воздуха С угловым коэффициентом 8п до пересечения с изотермами U и tY. Изо­терма ^в соответствует заданной температуре воздуха в рабочей или обслуживаемой зоне помещения, а изотерма ty — температуре удаляе­мого воздуха. Примерное значение ty при обычной схеме воздухорас - пределения можно определить по формуле

^ = l + (XXI.4)

'в-------------------------------------------- [10]П

Где Н — высота помещения, м.

Точка в, находящаяся на пересечении луча процесса с изотермой /в, соответствует параметрам в рабочей или обслуживаемой зоне, а точка у, лежащая на пересечении этого же луча с изотермой £у, — параметрам удаляемого воздуха. Если точка в оказалась в пределах границ ф = а и Ф=е, построение процесса можно считать законченным, а принятую схе­му обработки воздуха — приемлемой.

Количество вентиляционного воздуха Go, кг/ч, можно определить из условия удаления тепла или влаги:

До

~ г i~ <XXL5>

% — *п

ШРИ

Ш

О0 — ~—т103' <ХХ1-6>

DyDa

В процессе построения точка в, соответствующая состоянию воздуха в рабочей зоне, может оказаться за пределами интервала q>=a и ф=в. Тогда рекомендуется применять систему с частичным байпасированием наружного воздуха, минуя обработку в оросительной камере. Схема такой системы показана на рис. XXI.5.

Исходные данные приняты те же, что и в предыдущем случае. Отличие заключается в том, что в рассматриваемом варианте расчетное значение относительной влажности в рабочей или в обслуживаемой зоне помещения принимается вполне определенным и равным фв.

Построение процесса изменения состояния воздуха (рис. XXI.6) начинают с нанесения на I—d-диаграмму точек н ив, соответственно характеризующих состояние наружного воздуха и воздуха в рабочей или обслуживаемой зоне. Через точку н проводят линию /н=const до пересечения с кривой ф = const в диапазоне относительной влажности 90—95% в точке о.

Для возможности дальнейшего построения учитывают подогрев воздуха в вентиляторе и воздуховодах. С этой целью через точку в про­водят линию fi? B== const и, отложив вниз от этой точки отрезок, соответ­ствующий 1 —1,5° С, находят положение вспомогательной точки в'. Через эту точку проводят луч процесса изменение состояния воздуха до пересечения с линией но в точке с, которая является точкой смеси воз­духа, подвергшегося адиабатической обработке в оросительной камере, и воздуха, прошедшего по байпасному каналу. Таким образом, линия но одновременно является и линией процесса адиабатической обработки, и линией смеси воздуха разных состояний.

От точки с вверх по линии dc — const откладывают отрезок, соответ­ствующий 1 —1,5° С, для учета подогрева воздуха в вентиляторе и воз­духоводах, и через полученную точку п проводят луч процесса изменения состояния воздуха в помещении. Пересечение этого луча с изотермами
tB и t7 определяет положение точек в и у. Заметим, что вспомогательное построение выполняют с определенным допущением, так как не учиты­вают непараллельность изотерм, в связи с чем длина отрезка сп не должна быть равна длине отрезка ее'. Однако это различие в рассмат­риваемом диапазоне /—^-диаграммы незначительно.

Общее количество вентиляционного воздуха, кг/ч, можно опреде­лить с помощью формул (XXI.5) и (XXI.6). Количество воздуха, прохо­дящего по байпасному каналу, подсчитывают с помощью пропорции

Об

Go

Со

(XXI.7)

Но

Или Gq = G0

Где со и но — длины отрезков прямой.

ЦЕНТРАЛЬНЫЕ ОДНОЗОНАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА. ВЫБОР СХЕМЫ ОБРАБОТКИ ВОЗДУХА

Рис. XXI.5. Принципиальная схема пря­моточной системы кондиционирования воздуха с адиабатическим увлажнением и применением байпаса Б

D6 dy

Рис. XXI.6. Построение в /—rf-диаграм - ме процесса обработки воздуха в пря­моточной системе кондиционирования с адиабатическим увлажнением и приме­нением байпаса для летнего режима

Количество воздуха, подвергающегося обработке в оросительной камере:

Бд. п = G0 —G&. (XXI. 8)

При рассмотрении исходных данных для теплого периода года часто оказывается, что энтальпия воздуха в рабочей или в обслуживае­мой зоне /в должна быть ниже энтальпии наружного воздуха /н. В связи с этим возникает необходимость в охлаждении воздуха. Кроме того, в таких случаях обычно требуется и его осушка. Для охлаждения и осушки используют процесс политропической обработки воздуха. Нужно заметить, что при условии /в<С/н может оказаться и /у</н- При таком соотношении энтальпий целесообразно применять частичную рецирку­ляцию вентиляционного воздуха, что позволит уменьшить расход холо­да и соответственно снизить требуемую мощность холодильного обору­дования. Однако указанное условие является недостаточным для ре­шения вопроса о возможности применения рециркуляции, поскольку следует учитывать также и санитарно-гигиенические требования. В тех случаях, когда в результате рециркуляции по зданию могут распростра­няться неприятные запахи, вредные вещества, инфекция и т. п., ее при­
менение не допускается. Она может быть нецелесообразна и по технико- экономическим соображениям.

Прямоточная система кондиционирования с использованием поли­тропического охлаждения и осушки воздуха. Схема такой системы для теплого периода года представлена на рис. ХХЇ.7.

Для построения и расчета процесса необходимо иметь следующие исходные данные: расчетные параметры наружного /н и внутреннего

ЦЕНТРАЛЬНЫЕ ОДНОЗОНАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА. ВЫБОР СХЕМЫ ОБРАБОТКИ ВОЗДУХА

Рис. ХХІ.7. Принципиальная схема пря­моточной системы кондиционирования воздуха с политропическим охлажде­нием

Рис. ХХІ.8. Построение в I—d-диаграм - ме процесса обработки воздуха в прямо­точной системе кондиционирования с по­литропическим охлаждением для летне­го режима

^в, <рв воздуха, избытки тепла AQ и влаги а также допустимую раз­ность температур внутреннего и приточного воздуха*А^ДОп.

Построение начинают с нанесения на /—^-диаграмму (рис. ХХЇ.8) точек н и е. Через точку в проводят луч процесса изменения состояния воздуха в помещении с угловым коэффициентом, вычисленным по фор­муле (XXI.3), до пересечения с изотермой соответствующей опреде­ленной по формуле (ХХІ.4) температуре удаляемого воздуха, в точке у, а также с изотермой tn, соответствующей температуре приточного воз­духа

*„ = *в — А*доп, (XXI. 9)

В точке п.

Через точку п, которая характеризует состояние приточного возду­ха, проводят линию dn== const. По этой линии от точки п вниз отклады­вают отрезок, соответствующий 1—1,5° С, для учета подогрева воздуха в вентиляторе и воздуховодах и получают точку п', параметры которой соответствуют состоянию воздуха, выходящего из калорифера второй ступени подогрева. С помощью этого калорифера обеспечивается под­держание требуемой температуры воздуха в помещении. Датчик темпе­ратуры, установленный в обслуживаемом помещении, так воздействует на исполнительный механизм клапана подачи теплоносителя, что обес­печивает необходимую степень подогрева приточного воздуха для полу­чения требуемого значения tB.

Рис XXI.9. Построение в /—d-диаг­рамме процесса обработки воздуха в прямоточной системе кондициони­рования для зимнего режима

На пересечении линии dn—const с кривой ф== const в диапазоне относительной влажности 90—95% находит­ся точка о, характеризующая состояние воздуха на выходе из оросительной камеры. Пря­мая, соединяющая точки н и о, является лучом процесса изменения состояния воздуха в оросительной камере.

ЦЕНТРАЛЬНЫЕ ОДНОЗОНАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА. ВЫБОР СХЕМЫ ОБРАБОТКИ ВОЗДУХА

Общее количество венти­ляционного воздуха, кг/ч, определяют по выражению

AQ

Go

/у-/п

103.

Go

&W

Или

Dy — dn

Потребность в холоде, кДж/ч:

Зохл = <?о(/я-/о). (XXI. 10)

Расход тепла в калорифере второй ступени подогрева, кДж/ч:

Qn^oCn'-'o). (XXI.11)

Расчет и построение процессов изменения состояния воздуха в хо­лодный период года аналогичны рассмотренным выше схемам.

Для описания этих процессов воспользуемся схемой, показанной на рис. XXI.7, которая сохраняется и для зимнего режима. Исходными данными для расчета являются расчетные параметры наружного возду­ха ^н и /н и воздуха в рабочей зоне tB и фв, избытки тепла AQ и влаги AW, а также количество вентиляционного воздуха, определенное из рас­чета летнего режима.

Построение процесса начинают с нанесения на /—cf-диаграмму (рис. XXI.9) точек н ив, характеризующих состояние наружного и внут­реннего воздуха. Затем подсчитывают тепловлажностное отношение єn=AQ/AW, а также ассимилирующую способность воздуха по влаге

(XXI. 12)

AQ Go

Д/

(XXI. 13)

Пользуясь выражением (XXI.4), определяют температуру удаляе­мого воздуха ty. Через точку в проводят луч процесса изменения состоя­ния воздуха в помещении до пересечения с изотермой ty в точке у, кото -

A d = — Ю3 Gn

Или по теплу

Рая соответствует состоянию удаляемого воздуха. Затем вычисляют влагосодержание приточного воздуха

Dn = dy — Ad (ХХІЛ4)

Или его энтальпию

/п = /у — м. (XXI.15)

Пересечение любой из этих линий с лучом процесса изменения со­стояния воздуха в помещении определяет положение точки п, характе­ризующей состояние приточного воздуха. Далее через эту точку прово­дят линию dn=const до пересечения с кривой (p=const в диапазоне от­носительной влажности 90—95% в точке о, которая характеризует состояние воздуха на выходе из оросительной камеры перед его нагрева­нием в калорифере второй ступени подогрева. При расчете зимнего режима изменением температуры воздуха при его прохождении через вентилятор и систему воздуховодов пренебрегают.

Через точку о проводят линию /о== const, а через точку н — линию с1ц=== const до их взаимного пересечения в точке к. Отрезок нк характе­ризует процесс нагревания воздуха в калорифере первой ступени подо­грева, а отрезок ко — процесс адиабатического увлажнения воздуха в оросительной камере.

Потребность в тепле для калорифера первой ступени подогрева

QI=Go('K-'H)> <ХХ1-16>

А для калорифера второй ступени подогрева

Qll^oCn-'o). (ХХ1-17>

Регулирование и поддержание заданных параметров воздуха в по­мещении осуществляются следующим путем. Заданное влагосодержание приточного воздуха обеспечивается использованием датчика температу­ры, установленного на выходе из оросительной камеры кондиционера. При работе в зимнем режиме импульс от этого датчика передается на исполнительный механизм клапана подачи теплоносителя калорифера первой ступени подогрева. Тем самым обеспечивается постоянство энтальпии воздуха, поступающего на обработку в оросительную камеру. Для поддержания заданной температуры в помещении используется, как и в теплый период года, датчик, воздействующий на исполнительный механизм клапана калорифера второй ступени подогрева.

При расчете воздухообмена количество вентиляционного воздуха зависит от допустимого перепада температур внутреннего и приточного воздуха. Обычно это количество значительно больше требуемого по са­нитарным нормам для удаления таких вредных веществ, как углекислый газ и т. п. Поэтому в тех случаях, когда нет указанных ранее ограниче­ний, рекомендуется применение рециркуляции воздуха. Применение ре­циркуляции позволяет в холодный период года уменьшить расход тепла, а в теплый период — расход холода. Уменьшение расхода холода при использовании рециркуляции возможно только, когда энтальпия уда­ляемого воздуха ниже энтальпии наружного воздуха. Именно по этой причине не применяется рециркуляция в системах кондиционирования с использованием адиабатического охлаждения в теплый период года.

Наибольшее распространение имеют системы кондиционирования воздуха с применением первой рециркуляции (рис. XXI.10). Исходными данными для расчета летнего режима являются расчетные параметры наружного tH и /н и внутреннего tB и фв воздуха, избытки тепла Дф и влаги допустимая разность температур внутреннего и приточного

/

ЦЕНТРАЛЬНЫЕ ОДНОЗОНАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА. ВЫБОР СХЕМЫ ОБРАБОТКИ ВОЗДУХА

Рис XXI.11. Построение в/—rf-диаграм- ме процесса обработки воздуха в систе­ме кондиционирования с применением первой рециркуляции для летнего ре­жима

Воздуха AW, а также минимальное количество свежего наружного воз­духа £?н, соответствующее требованиям санитарных норм или определяе­мое расчетом.

Построение процесса в I—rf-диаграмме (рис. XXI.11) начинают с нанесения точек н ив, характеризующих состояние наружного и внут­реннего воздуха. Затем определяют температуру приточного tn и уда­ляемого tY воздуха, а также вычисляют угловой коэффициент еп луча процесса изменения состояния воздуха в помещении.

Через точку в проводят луч процесса с полученным значением коэффициента еп до пересечения с изотермами tn и tY соответственно в точках п (приточный воздух) и у (удаляемый воздух).

Общее количество вентиляционного воздуха, кг/ч, должно состав­лять:

A Q Ш

Или G0 =----------------------------------------------------------------- 103.

/у —/п dy — dn

От точки /г проводят линию dn=const до пересечения с кривой qp —const в диапазоне относительной влажности 90—95% в точке о. На этой линии находят положение точки nf, расположенной на 1 —1,5° С ниже точки п. В этом случае нагрузка на калорифер второй ступени подогрева составляет

ЗіГ^п'-'о)-

Вверх от точки у по линии dy=const откладывают отрезок уу', со­ответствующий примерно 1°С, чем учитывают нагревание воздуха в ре­циркуляционном канале. В этом случае точка у' соответствует парамет­рам рециркуляционного воздуха, подмешиваемого к наружному. Точка, соответствующая состоянию смеси воздуха, должна лежать на прямой, соединяющей точки н и у'. Поскольку количество свежего воздуха Gn задано, а общее количество вентиляционного воздуха G0 определено расчетом, нетрудно найти количество рециркуляционного воздуха:

ЦЕНТРАЛЬНЫЕ ОДНОЗОНАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА. ВЫБОР СХЕМЫ ОБРАБОТКИ ВОЗДУХА

Рис. XXI. 10. Принципиальная схема си­стемы кондиционирования воздуха с применением первой рециркуляции пе­ред калорифером первой ступени подо­грева или после него (пунктир)

Gp = G0 — GH. (XXI. 18)

Положение точки с на прямой ну' можно определить с помощью вы­ражения теплового баланса

Vy+GH'H=VC,

Откуда

Gv I. + GH /н /с= р у. (XXI.19)

Go

Пересечение линии /с = const и ну' определяет положение искомой точки с.

Потребность в холоде, кДж/ч, для охлаждения и осушки воздуха в оросительной камере в данном случае составляет:

Qox* = Go(/c-/o). (XXI. 20)

При использовании системы кондиционирования воздуха с рецирку­ляцией в холодный период года возможны два варианта смешения на­ружного и рециркуляционного воздуха.

В первом варианте (см. рис. XXI.10) рециркуляционный воздух вступает в смесь с неподогретым наружным воздухом. Такой вариант обычно рекомендуется использовать, если точка смеси оказывается выше кривой ф= 100% и выпадения влаги из воздуха не происходит.

V Исходными данными для расчета являются расчетные параметры наружного ^н и /н и внутреннего tB и фв воздуха, избытки тепла AQ и влаги AW, общее количество вентиляционного воздуха G0, а также ко­личество наружного GH и рециркуляционного Gv воздуха.

На 1-й-диаграмму (рис. XXI. 12) наносят точки н ив. Через точку в проводят луч процесса с угловым коэффициентом еп до пересечения с изотермой tY в точке у (удаляемый воздух).

Ассимилирующая способность вентиляционного воздуха по теплу

A Q

А/ =7^ .

Go

Энтальпия приточного воздуха

/п = /у-А/.

Пересечение линии /ц=const с лучом процесса в помещении еп опре­деляет положение точки п (приточный воздух). На пересечении линии dn=const и ф=const в диапазоне относительной влажности 90—95% находится точка о, характеризующая состояние воздуха на выходе из оросительной камеры перед калорифером второй ступени подогрева.

Соединяя точки н и у прямой, получают линию смеси наружного и рециркуляционного воздуха. Пользуясь выражением, аналогичным вы­ражению (XXI. 19), находят энтальпию, которой соответствует точка смеси с:

/с = Ср/у+(?н/н. (XXI.21)

G0

Точка с находится на пересечении линий ну и /с = const. Как видно из рис. XXI.12, точка с находится выше кривой ф=100%, поэтому при­менение первого варианта правомерно.

Построение процесса в /-d-диаграмме завершается проведением линий dc = const и /0 = const до их взаимного пересечения в точке к. При этом получают линию ск луча процесса нагревания воздуха в калорифе­ре первой ступени подогрева и линию ко луча процесса адиабатической обработки воздуха в оросительной камере.

Рис. XXI.12. Построение в/—rf-диаграм- ме процесса обработки воздуха в систе­ме кондиционирования с применением первой рециркуляции перед калорифе­ром первой ступени подогрева для зим­него режима

Расход тепла, кДж/ч, на по­догрев воздуха составляет:

В калорифере первой ступе­ни подогрева

Qi^OCk-'C); в калорифере второй ступе­ни подогрева

Ои^оСп-'о)-

Если точка смеси неподогре - того наружного и рециркуляци­онного воздуха оказывается ниже кривой ф= 100%, применяется вто­рой вариант, при котором рециркуляционный воздух подмешивают к подогретому наружному воздуху после калорифера первой ступени подогрева (см. рис. XXI. 10 — пунктир).

Исходные данные аналогичны принятым в первом варианте. Пост­роение процесса В//—й-диаграмме (рис. XXI. 13) начинают "с нанесения точек «ив. Затем определяют положения точек у, пи о. Далее на линии ну определяют положение точки смеси с' [по формуле, аналогичной формуле (XXI.19)]. Точка с' находится ниже кривой ср=100%, что под­тверждает необходимость подогрева наружного воздуха перед его сме­шением с рециркуляционным.

Положение точки смеси с определяется из следующих условий. Энтальпия смеси равна энтальпии /0, а значение ее влагосодержания соответствует балансу по влаге при смешении наружного и рециркуля­ционного воздуха:

ЦЕНТРАЛЬНЫЕ ОДНОЗОНАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА. ВЫБОР СХЕМЫ ОБРАБОТКИ ВОЗДУХА

G0 dc = GH dH + Gp dy. (XXI. 22)

(XXI.23)

Решая выражение (XXI.22) относительно dc, получают:

GH dn + Gp dy

Da

Пересечение линий І о = const и dc — const определяет положение точки смеси с.

Положение точки к, характеризующей состояние подогретого на­ружного воздуха, определяют из условия, что его влагосодержание рав­но влагосодержанию наружного воздуха dB. Кроме того, точка к должна лежать на одной прямой с точками с и у. Проводя через точки у и с пря­мую линию, а через точку н — линию dn=const, находят положение точки к. Имея данные построения процесса, можно определить расход тепла, кДж/ч, на нагревание воздуха в калориферах первой и второй ступени подогрева:

«Н^оСп-'о).

Рис. XXI. 13. Построение в I-d- диаграмме процесса обработки воздуха в системе кондициониро­вания с применением первой ре­циркуляции после калорифера пер­вой ступени подогрева для зимне­го режима (в случае, если точка смеси лежит ниже ЛИНИИ ф = = 100%)

Следует заметить, что по условию сохранения энер­гии и массы вещества рас­ход тепла на нагревание воздуха в калориферах первой ступени подогрева для первого и второго вари­антов одинаков.

С целью некоторого со­кращения расхода тепла и холода в ряде случаев проектируют системы кондиционирования воз­духа с применением первой и второй рециркуляции. Особенность этих систем заключается в том, что вторая рециркуляция частично выпол­няет функцию калорифера второй ступени подогрева (рис. XXI.14).

Исходные данные такие же, как и при рассмотрении летнего режи­ма предыдущей системы.

Построение процесса при расчете летнего режима начинают с нане­сения на I—d-диаграмму (рис. XXI. 15) точек н ив. Далее через точку в проводят луч процесса изменения состояния воздуха в помещении и определяют положение точек п и у, которые соответствуют состоянию приточного и удаляемого воздуха. Дальнейшее построение отличается от предыдущего случая.

ЦЕНТРАЛЬНЫЕ ОДНОЗОНАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА. ВЫБОР СХЕМЫ ОБРАБОТКИ ВОЗДУХА

От точки п вниз по линии dn=const откладывают отрезок пп", со -

. XXI.14. Принципиальная схема си­стемы кондиционирования воздуха с применением первой и второй рецирку­ляции

Ответствующий 1 —1,5° С (для учета нагревания воздуха в вентиляторе и воздуховодах), и получают точку п', которая соответствует состоянию смеси рециркуляционного воздуха при осуществлении второй рецирку­ляции (воздуха второй рециркуляции) и воздуха, прошедшего обработ­ку в оросительной камере. Температура воздуха второй рециркуляции примерно на 1°С выше температуры удаляемого воздуха. Этот процесс повышения температуры удаляемого воздуха на /—^-диаграмме отра­жен отрезком уу', расположенным на линии dy—const.

Как было отмечено выше, точка п' является точкой смеси воздуха второй рециркуляции (точка у') и воздуха, прошедшего обработку в оросительной камере. Состояние воздуха, прошедшего обработку в оросительной камере, определяют, проводя через точки у' и п' прямую до пересечения с кривой <р=const в диапазоне относительной влажности 90—95% в точке о, которая и является искомой точкой. Если температу­ра, соответствующая изотерме, проходящей через точку о, имеет очень низкое значение или если прямая, проходящая через точки у' и п', вообще не пересекает кривую ф=100%, рассматриваемая схема не может быть использована.

Общее количество вентиляционного воздуха, кг/ч, определяется по формуле

AQ AF Go = -------------------------------- — или Go = —----- — ю3.

І у — /п йу — ап

Величина G0 складывается из количества воздуха второй рецирку­ляции Gup и количества воздуха, прошедшего дождевое пространство, Gn. n. Для вычисления этих количеств пользуются пропорцией

GIIP _ G0

' on' у' о

Откуда

ОКҐ

И равенством

Ед. п - Go~ Gllp ' (XXI.24)

Точки у' и н соединяют прямой, которая является линией смеси воз­духа первой рециркуляции и свежего наружного воздуха. Поскольку количество свежего наружного воздуха GB задано по условию, количе­ство воздуха первой рециркуляции можно найти из выражения

GiP = <4n-GH - (XXI. 25)

Положение точки смеси с на прямой у'н находят из решения урав­нения теплового баланса

Сд. п'с^н'н + Сір V . (XXI.26)

Откуда

°ДИ

Точка смеси с расположена на пересечении линии /с=const с прямой у'н. Прямая со является лучом процесса охлаждения и осушки воздуха в оросительной камере.

Расход холода для охлаждения и осушки воздуха определяют из выражения

Сохл — <5д. п(/с-/о). (XXI. 27)

Рис XXI 16 Построение в /—d диаг­рамме процесса обработки воздуха в системе кондиционирования с при­менением первой и второй рецирку - іяции для зимнего режима

Калориферы первой и вто­рой ступени подогрева в рас­четных условиях летнего ре­жима не работают.

Рассмотрим расчет зимне­го режима системы кондицио­нирования воздуха с примене­нием первой и второй рецир­куляции. Заметим, что в дан­ном случае, как и в системе с одной рециркуляцией, возмож­ны два варианта смешения

Наружного воздуха с воздухом первой рециркуляции: перед калорифе­ром первой ступени подогрева или после него. Ограничимся рассмотре­нием более общего случая, когда смешение производится после калори­фера первой ступени подогрева.

ЦЕНТРАЛЬНЫЕ ОДНОЗОНАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА. ВЫБОР СХЕМЫ ОБРАБОТКИ ВОЗДУХА

Dc Dad0 D9 D

Исходные данные для расчета: расчетные параметры наружного ^н и /н и внутреннего tB и фв воздуха, избытки тепла AQ и влаги AW, расходы воздуха GH, G0, Gip, Gup и <ЗдП, установленные при расчете летнего режима.

Построение в /—rf-диаграмме (рис. XXI. 16) начинают с нанесения точек н и в, соответствующих состоянию наружного и внутреннего воз­духа. Вычисляя угловой коэффициент en=AQ/AW, проводят луч про­цесса изменения состояния воздуха в помещении до пересечения с изо­термой ty в точке у (удаляемый воздух). Определив ассимилирующую способность вентиляционного воздуха, например по теплу,

ЦЕНТРАЛЬНЫЕ ОДНОЗОНАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА. ВЫБОР СХЕМЫ ОБРАБОТКИ ВОЗДУХА

Вычисляют энтальпию приточного воздуха:

/П = /У-Д/.

Точка п, определяющая состояние приточного воздуха, расположена на пересечении линии /п=const с лучом процесса изменения состояния воздуха в помещении.

Откуда

Затем переходят к определению положения точки о, характеризую­щей состояние воздуха на выходе из оросительной камеры перед сме­шением его с воздухом второй рециркуляции. Воздух второй рециркуля­ции в количестве Gup с влагосодержанием dY смешивается с воздухом, прошедшим обработку в оросительной камере, в количестве с иско­мым влагосодержанием d0. В результате этого получается смесь в ко­личестве G0 с влагосодержанием, равным влагосодержанию приточного воздуха йц. Тогда можно записать

(XXI. 28)

ИР "у

ЦЕНТРАЛЬНЫЕ ОДНОЗОНАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА. ВЫБОР СХЕМЫ ОБРАБОТКИ ВОЗДУХА

(XXI.29)

Пересечение линии d0 = const с кривой ф —const в диапазоне отно­сительной влажности 90—95% определяет положение точки о.

Соединяя точки о и г/, получают линию смеси. Пересечение линии оу с линией dn—const определяет положение точки сь отвечающей па­раметрам смеси воздуха второй рециркуляции и воздуха, прошедшего обработку в оросительной камере.

Известное количество подогретого наружного воздуха GH с влаго­содержанием du смешивается с известным количеством воздуха первой рециркуляции Gip с влагосодержанием dY. В результате получается воз­душная смесь в количестве Од п с влагосодержанием dc.

Записывают,

ЦЕНТРАЛЬНЫЕ ОДНОЗОНАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА. ВЫБОР СХЕМЫ ОБРАБОТКИ ВОЗДУХА

(XXI. 30)

(XXI.31)

Поскольку точка смеси с должна соответствовать энтальпии /с—/о, ее положение в /—^-диаграмме определяют, проводя линии /0 = const и Jc=const до их взаимного пересечения. Построение процесса заверша­ется проведением через точки у и с прямой до пересечения с линией dH=const в точке к. Линия нк является лучом процесса нагревания воз­духа в калорифере первой ступени подогрева, а линия ку — линией сме­си подогретого наружного воздуха и воздуха первой рециркуляции.

Расход тепла на нагревание воздуха в калорифере первой ступени подогрева

ЦЕНТРАЛЬНЫЕ ОДНОЗОНАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА. ВЫБОР СХЕМЫ ОБРАБОТКИ ВОЗДУХА

В этом параграфе рассмотрены системы кондиционирования, в ко­торых в теплый период года используются процессы адиабатического или политропического охлаждения. При использовании адиабатическо­го охлаждения не требуется применения внешних источников холода, однако влагосодержание приточного воздуха может оказаться довольно высоким. Использование политропического охлаждения требует приме­нения каких-либо источников холода, вследствие чего стоимость систем существенно возрастает. В связи с этим большое внимание уделяется разработке новых типов систем кондиционирования с использованием адиабатического охлаждения. Одним из результатов этих разработок является система кондиционирования воздуха с применением двухсту­пенчатого испарительного охлаждения.

Двухступенчатое испарительное охлаждение получило свое назва­ние в связи с одновременным использованием косвенного и прямого ис­парительного охлаждения. Под косвенным испарительным охлаждением имеется в виду испарительное охлаждение воды во вспомогательном контактном аппарате (оросительной камере, насадке, градирне и т. п., через которые пропускается наружный воздух), после которого вода при температуре, близкой к температуре мокрого термометра, поступает в поверхностный воздухоохладитель (поверхностный теплообменник). В поверхностном воздухоохладителе происходит сухое охлаждение воздуха (при неизменном влагосодержании, что само по себе весьма существенно). Этот процесс является первой ступенью охлаждения.

Второй ступенью охлаждения является прямое испарительное охлаж­дение воздуха в оросительной камере. В результате такой комплексной двухступенчатой обработки воздух имеет более низкую температуру и более низкое влагосодержание, чем при использовании только адиаба­тического охлаждения.

Принципиальная схема системы кондиционирования воздуха с при­менением двухступенчатого испарительного охлаждения показана на

ЦЕНТРАЛЬНЫЕ ОДНОЗОНАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА. ВЫБОР СХЕМЫ ОБРАБОТКИ ВОЗДУХА

Рис. XXI.17. Принципиальная схема системы кондиционирования воздуха с примене­нием двухступенчатого испарительного охлаждения 1 — основной кондиционер; 2 — кондиционер-градирня

Рис. XXI. 17. Рассматриваемая система состоит из двух кондиционеров' основного, в котором производится обработка воздуха для обслуживае­мого помещения, и вспомогательного — градирни. Основное назначение градирни — воздушно-испарительное охлаждение воды, питающей первую ступень основного кондиционера в теплый период года (по­верхностный теплообменник ПТ). Вторая ступень основного кондицио­нера — оросительная камера ОК, работающая в режиме адиабатиче­ского увлажнения, имеет обводной канал — байпас Б для регулирова­ния влажности воздуха в помещении.

Исходными данными для расчета летнего режима являются расчет­ные параметры наружного tn и /н и внутреннего h и фв воздуха, из­бытки тепла AQ и влаги AW.

Построение процесса в I—d-диаграмме (рис. XXI.18) начинают с на­несения точек н ив. Через точку в проводят луч процесса изменения состояния воздуха с угловым коэффициентом еп до пересечения с изо­термой ty в точке у (удаляемый воздух).

Через точку н проводят линию dB — const до пересечения с изо­термой

'к=*ми + 3. .5, (XXI. 32)

Где ttis — температура наружного воздуха по мокрому термометру, °С.

Из полученной таким образом точки к проводят линию /к=const до пересечения с кривой ф=сопзі в диапазоне относительной влажности 90—95% в точке о. Заметим, что линия нк соответствует процессу охлаждения воздуха в поверхностном воздухоохладителе (в первой сту­пени ПТ), а линия ко — процессу адиабатического охлаждения в оро­сительной камере (во второй ступени ОК).

Рис XXI 18 Построение в /—d-диаг­рамме процесса обработки воздуха в системе кондиционирования с приме­нением двухступенчатого испаритель­ного охлаждения для летнего режи­ма (на линии ср = 100% показан про­цесс изменения температуры воды в контуре оросительной камеры ОК' градирни и поверхностном охладите­ле KI основного кондиционера)

От точки у вниз по линии й? у—const откладывают отре­зок уу соответствующий 1— 1,5° С, и через полученную точку у' проводят луч процес­са с угловым коэффициентом еп до пересечения с линией ко в точке с. Точка с является

Точкой смеси воздуха, прошедшего обработку в оросительной камере (точка о) и воздуха, прошедшего по байпасному каналу (точка к).

От точки с вверх по линии dc ~ const откладывают отрезок сп, соот­ветствующий 1—1,5° С (для учета подогрева воздуха в вентиляторе и воздуховодах), и получают точку п, характеризующую состояние при­точного воздуха. Линия, проведенная через эту точку с угловым коэф­фициентом 8П, проходит через точку в. На этом построение процесса изменения состояния воздуха в основном кондиционере заканчивается.

ЦЕНТРАЛЬНЫЕ ОДНОЗОНАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА. ВЫБОР СХЕМЫ ОБРАБОТКИ ВОЗДУХА

Общее количество вентиляционного воздуха

AQ

Go

103.

AW

Или G0

■ /п Dy Dn

Со ко

Количество воздуха, проходящего по байпасному каналу,

<?б = G0

G6.

'Д п

Через оросительную камеру

Количество теяла, отводимого от воздуха в поверхностном воздухо­охладителе (первой ступени):

<?охл = <Зъ(/н-/к). (XXI.33)

Далее переходят к расчету вспомогательного кондиционера — гра­дирни и определению температуры воды, питающей поверхностный воз­духоохладитель.

Коэффициент эффективности испарительного охлаждения воды определяется выражением

U

Еж = ~ U-K, (XXI.34)

' ^м і

Где Гв-н и гв к — соответственно начальная и конечная температура воды, °С. Опытами установлено, что значение .с ж находится в пределах 0,45—0,55.

Практически величину повышения температуры воды в поверхност­ном воздухоохладителе Д/в принимают равной 2—3° С, а в трубопрово­дах и насосе — 0,4° С. Тогда (см. рис. XXIЛ8) можно записать

(XXI. 35)

Подставляя выражение (XXI,35) в уравнение (XXI.34) и решая последнее относительно /в. н, получают

(1-Еж)(АЬ + 0,4) + Г ж /VVT ойч ів. н =------------- р--------------------- • (ЛAI • J")

Условно принимают, что температура воды в трубопроводах и на­сосе повышается на 0,2° С по пути от вспомогательного кондиционера до воздухоохладителя и на 0,2° С по пути от воздухоохладителя до вспомогательного кондиционера (см. рис. XXI. 18). Тогда записывают

. W = + M (XXI. 37)

^в. н' и ^в. к' — температура воды соответственно на входе в поверхностный воздухоохладитель и на выходе из него, °С.

Расход воды, питающей поверхностный воздухоохладитель, состав­ляет

W= Qoxii. (XXI.39)

Коэффициент орошения градирни Вг, кг воды/кг воздуха, опреде­ляется из выражения

Еж = 0,064B~0A4lf (XXI.40)

И равен

Вр = (0,064Ј~1 t°Bf С)2'44- (XXI.40')

Количество воздуха, проходящего через вспомогательный кондицио­нер, составляет

W

Gr — ~ • (XXI.41)

Вг

Из выражения теплового баланса для вспомогательного кондицио­нера

Вг Сук (^в - К ----------------------------------------- ^в. н) ~ ІН--- і О. г

Получаем:

Л>.г — ^н — Вг сж(^в, к — ^в-н), (XXI.42)

Где /о. г — энтальпия воздуха, покидающего вспомогательный кондиционер — гра­дирню.

Температуру воздуха по мокрому термометру *м. о.г определяют по величине /о. г с помощью /—^-диаграммы или по приближенной зависи­мости, действительной в интервале 18° С<^м. о.г<24° С:

= (XXI.43)

Коэффициент эффективности испарительного охлаждения воздуха Ев (в градирне в процессе, близком к адиабатическому) определяют по формуле, предложенной, как и зависимость (XXI.40), О. Я. Коко - риным:

£в= 0,88В®'18. (XXI.44)

Рис. XXI.19. Построение в 1—d-диаг - рамме процесса обработки воздуха в си­стеме кондиционирования с применением двухступенчатого испарительного охлаж­дения для зимнего режима

Поскольку £в =1 — ; (XXI.44')

Получают

^О. г — ^М. О.Г О EB)(tH tM н).

(XXI.45)

Пересечение ЛИНИЙ / о. г== = COnst И t0.T— const определяет положение точки Ог, характери­зующей состояние воздуха, ухо­дящего из вспомогательного кон­диционера — градирни. Этот воз­дух может быть использован для подачи в некоторые помещения второ­степенного назначения, а также для охлаждения чердачных помещений, межстекольного пространства и т. п.

Кроме кондиционеров — градирен для охлаждения воды могут быть использованы промышленные градирни, фонтаны, брызгальные бассей­ны и т. п. В районах с жарким и влажным климатом в ряде случаев в дополнение к косвенному испарительному охлаждению используют машинное охлаждение.

Рассмотрим особенность использования системы кондиционирова­ния воздуха с применением двухступенчатого испарительного охлажде­ния в холодный период года. Поверхностный теплообменник, работаю­щий в теплый период с небольшой разностью температур воздуха и воды, при питании в холодный период высокотемпературным теплоносителем имеет значительный запас по теплопроизводительности. Это обстоятель­ство позволяет не только отказаться от применения калорифера второй ступени подогрева, возложив его функции на поверхностный теплооб­менник, выполняющий роль калорифера первой ступени подогрева, но и обеспечить компенсацию теплопотерь помещения путем перегрева приточного воздуха (воздушное отопление).

Исходные данные для расчета процесса: общее количество венти­ляционного воздуха G0 (по летнему режиму), необходимое количество наружного воздуха GH (по требованиям санитарных норм), расчетные параметры наружного tH и /н и внутреннего tB и <рв воздуха, избытки тепла AQ и влаги AW. В данном случае, если позволяют санитарные нормы, возможно применение рециркуляции. Рассмотрим построение в /—d-диаграмме процесса изменения состояния воздуха (рис. XXI.19). Построение начинают с нанесения на поле I—d-диаграммы точек н ив и отыскания на линии, соединяющей эти точки, положения точки смеси с, используя уравнение баланса по влаге:

G0 dc — GH dn + (G0 — GH) dB,

Откуда

GH dH + (G0 — GH) dB dc=------------------------------------------ .

G0

ЦЕНТРАЛЬНЫЕ ОДНОЗОНАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА. ВЫБОР СХЕМЫ ОБРАБОТКИ ВОЗДУХА

Искомая точка с находится на пересечении линии dc — const с ли­нией в«, 23—425

Определив ассимилирующую способность воздуха, например, по влаге

A W

A d = •— 103, G0

Находят влагосодержание приточного воздуха:

Du — dB — Ad.

Точка п, определяющая состояние приточного воздуха, находится на пересечении линии dn — const и луча процесса изменения состояния воздуха в помещении с угловым коэффициентом En-AQ/AW.

Поскольку точка п является одновременно точкой смеси воздуха, обработанного в оросительной камере, и воздуха, прошедшего по бай­пасному каналу, через эту точку проводят линию /п — const до пересече­ния с кривой ф = const в диапазоне относительной влажности 90—95% в точке о и с линией dc = const в точке к. Линия ск соответствует про­цессу нагревания воздуха в поверхностном теплообменнике KI, расход тепла в котором составляет v

«і ^оК-'С)- <xxi-46>

В заключение укажем, что рассмотренная схема имеет дальнейшее развитие, в частности, путем использования системы многоступенчатого испарительного охлаждения. Теоретическим пределом охлаждения возду­ха с использованием таких систем является температура точки росы. Системы кондиционирования воздуха с применением прямого и косвен­ного испарительного охлаждения имеют более широкую область приме­нения) по сравнению с системами, в которых используется только прямое (адиабатическое) испарительное охлаждение воздуха.

Пример XXI. t. Определить параметры приточного воздуха и другие характеристи­ки процесса обработки воздуха, а также требуемые тепловую и холодильную мощности системы кондиционирования воздуха с применением первой рециркуляции и калори­феров первой и второй ступеней подогрева для конференц-зала на 530 человек при следующих исходных данных для летнего и зимнего режимов

Летний режим. Параметры наружного воздуха (точка н): ^Н = 31°С, /н = =79,8 кДж/кг, dn —19 г/кг сухой части воздуха, фн=60%; параметры внутреннего воздуха (точка в): tB=24°С, /в = 48,2 кДж/кг, dB=9,5 г/кг сухой части воздуха, фв=50%-

Зимний режим. Параметры наружного воздуха (точка н): —15° С, /н = =—12,55 кДж/кг, dH = 0,8 г/кг сухой части воздуха, фн — 75%; параметры внутреннего воздуха (точка в): U—18° С, /в=34,4 кДж/кг, dB = 6,55 г/кг сухой части воздуха, фв=50%.

Теплопоступления через ограждения летом составляют 11 500 Вт. Теплопотери через наружные ограждения зимой, которые должны компенсироваться системой кон­диционирования воздуха, составляют 19 200 Вт. Количество наружного воздуха в об­щем притоке в помещение по санитарным нормам должно быть равно GH=19 000 кг/ч. Допустимый перепад температур подаваемого в помещение приточного воздуха и внут­реннего воздуха в теплый период года AtKoa — 5° С.

Решение. 1. Составляем тепловой баланс помещения. Примем, что один чело­век в состоянии покоя летом при £е = 24°С выделяет полного тепла q4 п—124 Вт, а зи­мой при £в=18°С—<7ч. п=141 Вт. Тогда теплопоступления в помещение, которые в рас­чете рассматриваются как избытки тепла, составляют:

Летом

AQ = 124 • 530 + 11 500 - 77 000 Вт = 277 000 кДж/ч;

Зимои

AQ = 141-530— 19 200 = 55 400 Вт = 199 000 кДж/ч.

2. Определяем влаговыделения в помещении. Человек в состоянии покоя выделя­ет летом при tB~ 24° С влаги 78 г/ч, а зимой при *В=18°С влаги 57 г/ч Тогда общие влаговыделения составляют:

AW = 78-530 = 41 400 г/ч = 41,4 кг/ч;

Зимой

AW = 57-530 — 30 200 г/ч = 30,2 кг/ч,

3. Определяем угловой коэффициент луча процесса изменения состояния воздуха в помещении: в теплый период года

277 000

Еп. л = ——— = 6700 кДж/кг = 6,7 кДж/г; 41,4

В холодный период года

Єп. а = —9 = 6600 кДж/кг = 6,6 кДж/г. 30,2

А. Рассмотрим летний режим работы системы (см. рис. XXI.11).

1. Определяем температуру приточного воздуха:

Tn = — А'доп = 24 — 5 = 19° С.

2. Наносим на /—cf-диаграмму точку п, которая лежит на пересечении л! уча про­цесса с Єпл=6700 кДж/кг. проведенного через точку в, и изотермы £п=19°С. Пара­метры этой точки: /ц = 40,1 кДж/кг, dn — 8,3 г/кг, фп=60°/о, /П = 19°С.

Разность энтальпии приточного и внутреннего воздуха по /—d-диаграмме со­ставляет

А/ = /в — /п = 48,2— 40,1 =8,1 кДж/кг,

Или из аналитической формулы [см. формулу (111.35)3

At поП 2,45

—— = 0,98 ——1— : Д/ еп. л

Д/ = А^доп еп. л =--------------------------------------------- 5-6,7------- = 8,16 кДж/кг,

0,98єп. л —2,45 0,98-6,7 — 2,45

Откуда

/п = /в —АІ — 48,2 — 8,16 = 40,04 кДж/кг.

Разность влагосодержания приточного и внутреннего воздуха по I—(/-диаграмме равна:

Ad = dB — da —9,5 — 8,3== 1,2 г/кг, или из аналитической формулы

Д^Доп л оо 2,45 Д^доп л _ 2,45

0,98 — —— или -------------------------------------------- —— = 0,98

Д/ 8п. л 8п. л Ad е.

П. л

Д «_______________________________________________ ^-їдоп____________________________ 5_________________ I 99 /

~~ 0,98єп, л— 2,45 ~~ 0,98*6,7 — 2,45 ' Г/КГ*

Откуда

Dn=dB~Ad = 9,5— 1,22 = 8,28 г/кг.

3. Количество приточного воздуха, необходимого для ассимиляции избытков теп­ла и влаги в помещении:

277 000 41 400

Gq =-------------------------------------------- — = —— = 33900 кг/ч.

8,16 1,22

4. Количество рециркуляционного воздуха

Gp = Go — GH = 33 900 — 19 000 = 14 900 кг/ч.

5. Принимаем нагрев воздуха в воздуховодах и в вентиляторе 1,5° С. Тогда в вентилятор должен входить воздух с параметрами точки п' tn, =19—1,5= 17,5° С, Фп,=65%, /п, = 38,8 кДж/кг, dn, —8,3 г/кг, или при использовании аналитической формулы (111.25)

At 1,5

/п, = / _-—- =40,1 —--------------------------------------------- =38,6 кДж/кг;

П п 0,98 0,98

Dn, = dn = 8,28 г/кг; tn. = 17,5° С.

С параметрами точки п' воздух выходит из калорифера второй ступени подогрева. В калорифере он нагревается по линии dn = const. Следовательно, параметры воздуха перед калорифером второй ступени подогрева после оросительной камеры определя­ются точкой о пересечения линии dn, =8,3 г/кг и линии ф = 95%; ее координаты по /—rf-диаграмме: d0 = 8,3 г/кг; ф0 = 95%, /0 = 32,9 кДж/кг, ^=11,6° С, или по аналити­ческим формулам:

DQ = dn, =8,28 г/кг; Iq =С-f DdQ= — 0,5 + 4,02-8,28 =

= 32,78 кДж/кг; tQ = tn, — (/п, — IQ) 0,98 = 17,5 — (38,6 — 32,78) 0,98 = 11,8°С,

Где коэффициенты С — —0,5 и £> = 4,02 приняты по табл. III.1.

6. Определяем мощность калориферов второй ступени подогрева (отрезок on'):

Qn =G0(/n, — /0) = 33 900(38,6 — 32,78)= 197 000 кДж/ч.

7. В оросительную камеру попадает смесь воздуха наружного GH = 19 000 кг/ч и рециркуляционного Gp = 14 900 кг/ч с параметрами точки в. Для нахождения поло­жения точки с на линии смеси вн (нагревом воздуха от точки в до точки у и в ре­циркуляционном воздуховоде — отрезок уу' на рис. XXI.11—пренебрегаем) восполь­зуемся соотношением:

Вс GH 19 000

— = - S - =--------------------------------------------------------- = 0,56,

Вн G0 33 900 ' '

Отсюда

Вс = 0,56 вн.

Таким образом, пользуясь I—d-диаграммой, находим параметры точки с: tc = = 27,9° С, /с =65,9 кДж/кг, фс=63%, с/с = 14,8 г/кг.

Параметры точки с, определенные по формулам, равны:

GH 19 000 п = — = —— = 0,56;

G0 33 900

Dc = n(dR— 4)+ 4 = 0,56(19 — 9,5) + 9,5= 14,81 г/кг; /с = я (/н — /Б) + h = 0,56 (79,8 — 48,2) + 48,2 = 65,9 кДж/кг.

8. Линия ос в /—d-диаграмме отражает процесс охлаждения и осушки воздуха в оросительной камере:

Д/0 = /с — /0 = 65,9 —32,78 = 33,12 кДж/кг;

Дd0 = dc — d0= 14,81 — 8,28 = 6,53 г/кг.

Потребность в холоде для охлаждения воздуха в оросительной камере <2охл = Go А/о = 33 900-33,12 = 1 120 000 кДж/ч.

Осушающий эффект камеры

W0 = G0 Ad0 = 33 900-6,53 = 221 000 г/ч = 221 кг/ч.

Б. Рассмотрим зимний режим работы системы (см. рис. XXI.13).

1. Количество приточного воздуха принимаем таким же, как для летнего режима работы системы, Go = 33 900 кг/ч. Тогда ассимилирующая способность приточного воз­духа по теплу и по влаге равна:

ДО 199 000 А/ = —1 =------------------------------------- = 5,9 кДж/кг;

G0 33 900

AW 30 200 Ad =------------------------------ = ——- = 0,89 г/кг.

G0 33 900

2. Находим параметры точки п, используя I—d-диаграмму: dn = 5,66 г/кг, /п = = 28,5 кДж/кг, tn = 14,7° С, фп = 54%.

Находим параметры точки п по аналитический зависимостям:

Dn = dB~ Ad = 6,55 — 0,89 = 5,66 г/кг;

/п = /в _ Д/ = 34,4 — 5,9 = 28,5 кДж/кг;

/ 2 45 / 2 45

Д/пр= Д/ (0,98— —j =5,9(^0,98 —-^-j = 3,6° С;

/п = fB — Д/пр = 18 — 3,6= 14,4°С.

3. Нагрев воздуха в вентиляторе и в воздуховодах не учитываем Тогда пара­метры воздуха после оросительной камеры перед калорифером второй ступени подо­грева (точка о) по /--d-диаграмме: d0=dn = 5,66 г/кі, /О = 20,8 кДж/кг, *0=6,4° С, ф0-=95%.

Параметры воздуха находим по аналитическим формулам:

Do — dn — 5,66 г/кг; /о = С +Ш0= —9,67+5,32 • 5,66 = 20,44 кДж/кг; t0 = tn — (In — /о) 0,98= 14,4 — (28,5 — 20,44)0,98= 6,5,

Где коэффициенты С——9,67 и D—5,32 приняты по табл. III.1.

4. Расход тепла на вторую ступень подогрева

Qjj = Gq (1п — 1о) = 33 900 (28,5 — 20,44) = 273 000 кДж/ч.

5. Определяем параметры точки смеси воздуха после калорифера второй ступе ни подогрева и рециркуляционного:

П = 0,56;

Dc = dB~(dB — dB) п = 6,55 — (6,55 — 0,8)0,56 = 3,33 г/кг.

В холодный период года в оросительной камере происходит процесс адиабатиче­ского увлажнения воздуха по линии '/=const, поэтому /с=/0=20,44 кДж/кг, a tc равна:

*с = ґ0+2,45 (d0 — dc) = 5,8+ 2,45(5,66 — 3,33) = 11,52° С.

6. Определяем общее количество испаряющейся в оросительной камере воды:

W = G0 (d0 — dc) = 33 900 (5,66 — 3,33) = 79 000 г/ч = 79кг/ч.

7. Влагосодержание воздуха после калорифера первой ступени подогрева

<*к = <*н = 0,8 г/кг.

Из формулы

/в -/с ------------------------------------------------------ — = п

/в - ІК

Находим

/к = /в - — (^в — ^с) = 34,4 — —~ (34,4 — 20,44) = 9,4 кДж/кг; п 0,56

По аналитической зависимости

*н+ (/к — /н) 0,98=— 15+ (9,4+ 12,55) 0,98 = 6,5° С.

8. Расход тепла на первую ступень подогрева

Ql = GH (/к —/н) = 19 000 (9,4+ 12,55) = 417 000 кДж/ч.

Таким образом, для проектируемого зала необходима система кондиционирова­ния воздуха со следующими характеристиками: количество приточного воздуха Go - =33 900 кг/ч, в том числе наружного GH=19 000 кг/ч, рециркуляционного Gp = = 14 900 кг/ч; холодильная мощность оросительной камеры <Эохл = 1 120 000 кДж/ч;

Тепловая мощность калорифера первой ступени подогрева Qi = 417 000 кДж/ч; тепло­вая мощность калорифера второй ступени подогрева Qn—273 000 кДж/ч.

ОТОПЛЕНИЕ И ВЕНТИЛЯЦИЯ

Секреты эффективного отопления дома

Одним из важнейших вопросов, возникающих при возведении загородного дома, является грамотно выполненное отопление, которое сделает жизнь в вашем доме комфортной. Централизованное отопление чаще встречается в многоквартирных домах, реже в частных, …

Вопросы отопления частных домов

Когда строится частный дом, то система отопления проектируется еще на этапе создания проекта. Какое отопление выбрать - хозяин решает совместно с проектантами, которые на основании расчетов экономической целесообразности и реальных …

Монтаж и виды систем отопления выполняемые компанией Адамсон

Монтаж системы отопления – дело, которое лучше доверить профессионалам компании Адамсон, а вот предварительным выбором типа отопительной системы, которая подойдет именно в вашем конкретном случае, можно заняться и самостоятельно.

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.