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

Что дороже: теплый пол или радиаторы

Перед покупкой любого товара или оборудования помимо выбора подходящих технических и эксплуатационных характеристик, а также сравнения преимуществ и недостатков встает вопрос цены. Конечно, если покупатель — олигарх или арабский шейх, …

Обогрев пола нагревательными матами — что важно знать

Греющие маты - система обогрева напольного покрытия, которая проста по своей конструкции, но имеет много нюансов. Все об этих тонкостях можно узнать в статье

Циркуляционные насосы для отопления

Равномерное распределение тепла по квартире или дому зависит от правильно оборудованной системы отопления качественно подобранных агрегатов. Эта задача стает перед большинством людей, которые задались целью создать уют в доме. Современный …

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.