Шиляев.Типовые приверы расчета систем.Оторления вентиляции и кондиционирования

Для расчетавоздухообменапринимаютприподаче воздуха:

–непосредственно в рабочую зону

tдоп = 2 °С;

–на высоте 2,5 м и выше

tдоп= (4–6) °С;

–на высоте более 4 м от пола

tдоп= (6–8) °С;

–воздухораспределителями (плафонами)

tдоп = (8–15) °С.

3.2.Построение процессов СКВ на I-d-диаграмме влажного воздуха

3.2.1. Построениелучапроцесса

Положение луча процесса в I-d-диаграмме (прил. 29) определяют угловым коэффициентом ε. Этот параметр называют также тепловлажностным отношением, т. к. он показывает величину приращения количества полной теплоты на 1 кг полученной (или отданной) воздухом влаги. Коэффициент ε имеет размерность кДж/кг:

W

где ΣQизбпол – поток полной теплоты, Вт; W – расход влаги, кг/ч.

Линии процесса наносятся на I-d-диаграмму несколькими способами [24]. Ниже рассмотрен способ с использованием углового масштаба на I-d-диаграмме.

3.2.2. Прямоточная схема СКВ для теплого периода

Предлагается следующий порядок построения процесса на I-d-диаграмме влажного воздуха [1]:

а) нахождение на I-d-диаграмме положения точек Н и В, характеризующих состояние наружного и внутреннего воздуха;

191

б) проведение через точку В луча процесса с учетом величины углового коэффициента ε;

в) определение положения других точек:

–точка П (т. е. состояния приточного воздуха), которая лежит на пересечении изотермы tп с лучом процесса;

–точка П' (т. е. состояния приточного воздуха на выходе из второго воздухонагревателя ВН2), для чего от точки П вертикально вниз откладывают отрезок в 1 °С;

–точка О (т. е. состояния воздуха на выходе из оросительной форсуночной камеры (ОКФ)), для чего от точки П вниз по линии d = const проводят линию до пересечения с φ = 90 %;

–точки У (т. е. состояния воздуха, уходящего из помещения), лежащей на пересечении изотермы ty с лучом процесса; если ty= tв, то точка У соответствует положению точки В и при построении ее не указывают на I-d-диаграмме.

Все базовые точки найдены. Их соединяют прямыми линиями (рис. 3.1).

Рис. 3.1. Прямоточная схема СКВ для теплого периода

Физический смысл найденных отрезков следующий: НО – процесс осушки и охлаждения воздуха в ОКФ, ОП' – нагрев воздуха во втором воздухонагревателе, П'П – нагрев воздуха в воздуховодах и вентиляторе, ПВУ – процесс изменения состояния воздуха в помещении.

192

Расход теплоты во втором воздухонагревателе, кДж/ч, определяют по уравнению

3.2.3. Прямоточная схема СКВ для холодного периода

Предлагается следующий порядок построения процесса на I-d-диаграмме:

а)нахождениенаI-d-диаграммеположениябазовыхточекВиН; б) проведение через точку В луча процесса с учетом вели-

чины углового коэффициента ε; в) определение положения точек П, У, О, К:

–точки У, расположенной на пересечении изотермы ty

случом процесса;

–точки П, расположенной на пересечении изоэнтальпы Iп

случом процесса; численное значение энтальпии Iп приточного воздуха для холодного периода года вычисляют предварительно из уравнения

где Iу – энтальпия воздуха, уходящего из помещения в холодный период года, которую определяют по положению точки У на I-d-

диаграмме, кДж/кг; ΣQхппол – суммарные полные теплоизбытки

в помещении в холодный период года, Вт; Gтп – производительность СКВ в теплый период года, кг/ч;

–точки О, расположенной на пересечении линии dп с ли-

нией φ = 90 %;

–точки К, расположенной на пересечении линии dн с изоэнтальпой Iо.

193

Все базовые точки найдены. Их соединяют прямыми линиями (рис. 3.2).

Рис. 3.2. Прямоточная схема СКВ для холодного периода

Физический смысл отрезков следующий: НК – нагрев воздуха в воздухонагревателе первой ступени, КО – адиабатическое охлаждение воздуха, ОП – нагрев воздуха в воздухонагревателе второй ступени, ПВУ – процесс изменения состояния воздуха в помещении.

Расход теплоты в первом воздухонагревателе, кДж/ч, определяют по уравнению

3.2.4. Схема СКВ с первой рециркуляцией для теплого периода

Предлагается следующий порядок построения процесса на I-d-диаграмме:

194

–определение положения точек Н, В, П, П', О, У;

–определение положения точки У' (т. е. состояния рециркуляционного воздуха перед его смешиванием с наружным воздухом), для чего от точки У по линии d = const откладывают вверх отрезок в 0,5 °С;

–точка С (то есть состояние воздуха после смешения рециркуляционного воздуха с наружным воздухом). Точки У' и Н соединяют прямой.

Отрезок У'Н характеризует процесс смешивания рециркуляционного и наружного воздуха. Точка С находится на прямой У'Н (на пересечении с Iс).

Энтальпию Iс, кДж/кг, точки С вычисляют по уравнению

где G1р – расход воздуха первой рециркуляции, кг/ч:

G1р= Gтп–Gн. (3.19)

Точки С и О соединяют прямой. Получившийся отрезок СО характеризует политропический процесс тепловлажностной обработки воздуха в оросительной камере. Все базовые точки найдены. Их соединяют прямыми линиями (рис. 3.3).

Рис. 3.3. Схема СКВ для теплого периода с первой рециркуляцией

195

Расход теплоты в воздухонагревателе, кДж/ч, определяют по уравнению (3.11), расход холодавОКФопределяютпо уравнению

Количество сконденсированных паров воды из воздуха в ОКФ, кг/ч, равно:

3.2.5. Схема СКВ с первой рециркуляцией для холодного периода

Для холодного периода года возможно применение двух вариантов схем с рециркуляцией воздуха: I вариант – смешивание наружного и рециркуляционного воздуха производят до первого воздухонагревателя (рис. 3.4, а) и II вариант – смешивание наружного и рециркуляционного воздуха производят после первого воздухонагревателя (3.4, б.).

Рассмотрим I вариант.

Рис.3.4.СхемыСКВдляхолодногопериодаспервойрециркуляцией: а – смешивание наружного и рециркуляционного воздуха осуществляется до первого воздухонагревателя; б – смешивание наружного и рециркуляционного воздуха осуществляется после первого воздухонагревателя

196

Предлагается следующий порядок построения процесса смешивания воздуха на I-d-диаграмме влажного воздуха [1]:

–определение положения точек Н, В, У, П, О;

–определение положения точки С (т. е. состояния воздуха после смешивания наружного воздуха с рециркуляционным).

Точки Н и У соединяют прямой.

Отрезок НУ характеризует процесс смешивания рециркуляционного и наружного воздуха. Точка С находится на прямой НУ (на пересечении с изоэнтальпой Ic). Величину Iс определяют по уравнению

Величину G1р определяют по уравнению (3.19);

– определение положения точки К, характеризующей состояние воздуха на выходе из первого воздухонагревателя ВН1 и находящейся на пересечении линии dc = const с изоэнтальпой Io.

Таким образом, отрезок НУ определяет процесс смешивания наружного и рециркуляционного воздуха, СК – нагрев воздуха в воздухонагревателе первой ступени, КО – обработку воздуха

воросительной камере, ОП – нагрев воздуха в воздухонагревателе второй ступени, ПВУ – процесс изменения состояния воздуха

впомещении.

Рассмотрим II вариант (наружный и рециркуляционный воздух смешиваются после первого воздухонагревателя).

Предлагается следующий порядок построения процессов на I-d-диаграмме:

–определение положения точек Н, В, У, П, О;

–определение положения точки С (т. е. состояния воздуха

после смешивания наружного воздуха, прошедшего нагрев в первом воздухонагревателе ВН1, с уходящим из помещения воздухом), расположенной на пересечении изоэнтальпы Iо с линией dc= const; численное значение dc вычисляют из уравнения

197

– определение положения точки К, находящейся на пересечении линии dн = const с продолжением прямой УС.

Таким образом, отрезок НК определяет процесс нагрева наружного воздуха в первом воздухонагревателе, КУ – процесс смешивания нагретого наружного и рециркуляционного воздуха, СО – процесс адиабатического увлажнения воздуха в оросительной камере, ОП – процесс нагрева воздуха во втором воздухонагревателе, ПВУ – процесс в помещении.

Пример 3.1. Определение параметров приточного и удаляемоговоздухав зрительномзалекинотеатра

Исходные данные

1.Зал кинотеатра имеет площадь 400 м2 и высоту 6 м.

2.Температура воздуха tв = 18 °С, относительная влажность воздуха 0 = 60 %.

3.Выделения полной теплоты в помещение составляют 55000 Вт, количество явной теплоты – 51000 Вт, влаговыделения – 12 кг/ч.

4.Параметры приточного и удаляемого воздуха необходимо определить для двух вариантов: а) если воздух подается через плафоны; б) если воздух подается непосредственно в рабочую зону (на высоту 1,5 м от пола).

Порядок расчета

1.В соответствии с подразд. 3.1.5 параметры приточного воздуха могут быть определены по уравнению (3.9):

а) tп =18 – 10 = 8 °С. б) tп =18 – 2 = 16 °С.

2.Определим удельные выделения явной теплоты по фор-

муле (3.6)

qя 51000 = 21,25 Вт/м3. 400 6

198

Согласно уравнению (3.5) и табл. 3.4 температура удаляемого воздуха составит:

– для теплого периода года

ty =18 + 1,2(6 – 1,5) = 23,4 °С,

– для холодного периода

ty =18 + 0,3(6 – 1,5) = 19,4 °С.

3. Определим численное значение углового коэффициента луча процесса. В соответствии с уравнением (3.10)

3,6 55000 16500кДж / кг. 12

На I-d-диаграмме влажного воздуха определим точку В0, отвечающую начальному состоянию воздуха (рис. 3.5).

Рис. 3.5. К примеру 3.1

Затем определяем положение линии, соответствующей значению = 16500 кДж/кг (на рисунке пунктирная линия), проходящей через точку (0 °С, d = 0), соединяя точку 0 °С на оси I с линией 16500 на шкале угловых коэффициентов, нанесенных по периметру I-d-диаграммы влажного воздуха.

Через точку В0 проводим линию, параллельную пунктирной. Эта линия является лучом процесса изменения состояния воздуха в помещении.

199

Пример 3.2. Определение производительности СКВ для зала заседаний на 200 мест

Исходные данные

1.Теплопоступления в помещение извне (за счет солнечной радиации, включающей и конвективный теплообмен) составляют 6 кВт.

2.Температура внутреннего воздуха tв = 20 °С, относительная влажность воздуха в = 50 %.

3.Высота зала – 5 м, объем зала – 540 м3, приточный воздух подается в рабочую зону.

Порядок расчета

Произведем построение луча процесса на I-d-диаграмме

(рис. 3.6).

1. Определим точку В (20 °С, 50 %), соответствующую состоянию внутреннего воздуха на I-d -диаграмме.

Рис. 3.6. К примеру 3.2

2. Определим теплопоступления, влагопоступления и поступление улекислого газа от людей из выражений

200