Справочник строителя | Системы контроля микроклимата

СНИЖЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ПРИТОЧНОГО ВОЗДУХА В ЛЕТНИЙ ПЕРИОД

Снижение температуры приточного воздуха в летний период с использованием адиабатического процесса испарения

На предприятиях ряда отраслей промышленности, расположенных в районах с сухим и жарким климатом, в процессе производства преобладает выделение явной теплоты при незначительных выделениях влаги. Для снижения температуры приточного воздуха в летнее время года используют адиабатический процесс испарения. Сущность такого способа снижения температуры состоит в следующем. Обрабатываемый в оросительной камере наружный воздух, вступая в контакт с капельками разбрызгиваемой воды, имеющей температуру мокрого термометра, приходит в состояние, близкое к состоянию насыщения (практически относительная влажность ? = 95 %) за счет происходящего в этом случае испарения влаги. Очевидно, что испарение происходит только тогда, когда обрабатываемый воздух имеет относительную влажность ниже 100 %. В процессе испарения жидкости источником теплоты в системе вода - воздух является воздух, а условием переноса теплоты - разность температур между воздухом и водой. При температуре воды tм эта разность соответствует психрометрической разности температур.

Приточный воздух, отдавая явную теплоту в результате теплообмена с водой, охлаждается. Теоретически при достижении полного насыщения конечная температура воздуха должна быть равной температуре мокрого термометра tм, но в реальных условиях оросительной камеры кондиционера достичь такого состояния воздуха не удается. Следовательно, при использовании для снижения температуры воздуха адиабатического процесса испарения жидкости в летний период года из всех основных узлов форсуночного кондиционера должна функционировать только камера орошения. Разбрызгиваемая в камере орошения вода при контакте с обрабатываемым воздухом принимает температуру мокрого термометра.

Специальных охлаждающих устройств не требуется. Из общего количества разбрызгиваемой воды испаряется всего 3... 5 %, а остальная часть воды выпадает в поддон, откуда забирается насосом и подается к форсункам. Подпитка водой производится автоматически с помощью шарового крана.

Так как количество добавляемой воды незначительно, то температуру разбрызгиваемой воды для расчетов можно принимать равной температуре мокрого термометра, а конечное состояние обрабатываемого воздуха определяется на I-d-диаграмме (см. рис. 6.1) точкой пересечения линии I = const, проведенной через точку заданного состояния наружного воздуха (в летний период), с кривой ? = 95 %. Исходные параметры наружного воздуха обозначим через tн и ?н, а расчетные параметры внутреннего воздуха - через tв и ?в. При этом ?в может изменяться в допустимых пределах (см. табл. 3.2...3.4), т. е. ?в = а...b, так как при данном способе обработки воздуха не возможно поддерживать постоянным заданное значение относительной влажности ?в.

На рис. 1 изображена принципиальная схема системы кондиционирования воздуха в летнее время с использованием адиабатического процесса. Буквы Н, П и В на отдельных участках схемы связывают ее с I-d-диаграммой (рис. 2), на которой этими же буквами обозначено состояние воздуха на соответствующих участках схемы.

Схема системы кондиционирования воздуха в летнее время

Рисунок 1. Схема системы кондиционирования воздуха в летнее время с использованием адиабатического процесса обработки воздуха: 1 - кондиционируемое помещение; 2 - кондиционер; 3 - калорифер первого подогрева; 4 - оросительная камера; 5 - калорифер второго подогрева; 6 - вентилятор

Построение на I- d-диаграмме адиабатического процесса обработки воздуха

Рисунок 2. Построение на I- d-диаграмме адиабатического процесса обработки воздуха в форсуночном кондиционере в летнее время

Наружный воздух в количестве G, кг/ч, поступает в кондиционер 2 (см. рис. 1), а после обработки - в помещение 1. Отработавший воздух удаляется из помещения с помощью вытяжной системы. Такую схему кондиционирования называют прямоточной. На рис. 1 кондиционер условно разделен на три части в соответствии с составляющими его элементами.

Построение процесса кондиционирования воздуха на I-d-диаграмме начинают с нанесения точки Н, характеризующей состояние наружного воздуха (см. рис. 2). Так как в летний период оба калорифера отключены, то наружный воздух с параметрами tн, dн, ?н поступает в дождевое пространство (оросительную камеру), где при контакте с капельками воды, имеющей температуру мокрого термометра, происходит процесс адиабатического испарения, которому на I-d-диаграмме соответствует адиабатический луч НП (угловой коэффициент ?ув = 0). Процесс завершается в точке П пересечения этого луча с кривой ? = 95 %. При этом температура tп является предельно возможной при использовании адиабатического процесса.

Таким образом, при указанной обработке температура воздуха снижается на ?t = tн – tп. Теплосодержание воздуха при этом сохраняется примерно постоянным. Из рис. 2 видно, что чем больше ?н, тем меньше ?t. Поэтому использование адиабатического процесса для снижения температуры приточного воздуха целесообразно только при сравнительно низких значениях относительной влажности наружного воздуха.

В рассматриваемых условиях параметры точки П являются параметрами приточного воздуха. Если известны количества теплоты и влаги, выделяющиеся в помещении, а, следовательно, и угловой коэффициент луча процесса ?п, то дальнейшее построение процесса производят так. Через точку П проводят луч ПВ (соответствует процессу, происходящему в помещении) до пересечения его с изотермой, соответствующей заданному значению внутренней температуры. Определив в результате такого построения положение точки В, т.е. ее параметры, можно, используя формулу (1), рассчитать количество приточного вентиляционного воздуха.

количество приточного вентиляционного воздуха

(1)

Если относительная влажность, соответствующая точке В, удовлетворяет заданным пределам (?в = а...b), то построение процесса считают законченным. Однако на практике часто складываются такие условия, при которых линия луча процесса изменения состояния воздуха в помещении проходит в зоне высоких значений относительной влажности, поэтому координаты (т.е. параметры) точки В выходят за допустимые пределы. В этих случаях при обработке наружного воздуха рекомендуется использовать схему кондиционирования, показанную на рис. 3. Эта схема предусматривает подачу только части наружного воздуха в дождевое пространство, а остальная часть необработанного воздуха смешивается с обработанным воздухом с помощью байпасного воздуховода.

Схема системы кондиционирования воздуха в летнее время

Рисунок 3. Схема системы кондиционирования воздуха в летнее время с использованием адиабатического процесса обработки и подмешивания части наружного воздуха в зоне за оросительной камерой (номера позиций соответствуют рис. 1)

Обрабатываемая часть наружного воздуха Gдп, кг/ч, имеет на входе в дождевое пространство параметры, соответствующие точке Н (рис. 4), а на выходе из оросительной камеры - параметры состояния, характеризуемые точкой О (как результат адиабатического процесса). Другая часть воздуха в количестве (Gб с состоянием Н, минуя оросительную камеру, смешивается с воздухом, выходящим в количестве Gдп из оросительной камеры. В результате термодинамического процесса образующаяся смесь в количестве G0 будет иметь параметры состояния приточного воздуха, соответствующие на I-d-диаграмме точке П. При поступлении приточного воздуха в помещение устанавливается заданное состояние внутреннего воздуха (точка В). С этими параметрами воздух удаляется из помещения системой вытяжной вентиляции.

Построение на I-d-диаграмме адиабатического процесса обработки воздуха в летнее время

Рисунок 4. Построение на I-d-диаграмме адиабатического процесса обработки воздуха в летнее время с подмешиванием части наружного воздуха в зоне за оросительной камерой

Рассмотрим построение данного процесса обработки наружного воздуха при кондиционировании на I-d-диаграмме (см. рис. 4). Исходными данными являются расчетные параметры наружного и внутреннего воздуха, а также угловой коэффициент луча процесса в помещении. Построение процесса на I-d-диаграмме начинают с нанесения точки Н, имеющей параметры наружного воздуха. Далее через точку Н проводят луч адиабатического процесса испарения (?ув = 0) до его пересечения с кривой ? = 95 %, получая точку О, параметры которой определяют состояние воздуха, покидающего в количестве Gдп дождевое пространство. Затем на i-d-диаграмме по заданным параметрам внутреннего воздуха наносят точку В (в этом случае ?в принимает вполне определенное значение). Через точку В проводят луч, соответствующий процессу в помещении, до пересечения его с лучом НО, соответствующим адиабатическому процессу в оросительной камере. Точка пересечения П определяет параметры приточного воздуха, получающегося при смешивании наружного воздуха из байпасного воздуховода и воздуха, обработанного в кондиционере.

Так как в результате выполненного построения определились параметры приточного воздуха, то его количество можно вычислить по формуле (1). Для того чтобы определить количество воздуха, пропускаемого через дождевое пространство Gдп и байпасный воздуховод Gб, используем пропорцию , из которой следует, что Gб = G0

Количество воздуха, проходящего через дождевое пространство, Gдп = G0 – Gб.

Количество влаги Wисп, кг/ч, подлежащей испарению для увлажнения воздуха в рассматриваемой схеме, можно определить по формуле

Количество влаги

(2)

Рассмотренный способ обработки воздуха нельзя использовать в случаях, когда заданные параметры (тепло- и влагосодержание) приточного воздуха ниже соответствующих параметров наружного воздуха. В таких случаях рекомендуется применять схему обработки воздуха с его охлаждением и осушением.

Поделитесь ссылкой в социальных сетях