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.
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
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.
|
|
(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.
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.
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
|
|
(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.
Вернуться к списку
|
Распечатать
|
