1)Термодинамические параметры влажного воздуха
Смесь сухого воздуха (не содержащего молекул воды) с водяным паром называется влажным воздухом.
Смесь, состоящую из сухого воздуха и н а сыщенного водяного пара, называют н а сыщенным в л ажным в о зд у х о м. Парциальное давление водяного пара в этой смеси равно давлению насыщения при данной температуре. Количество пара в каждом кубическом метре такого воздуха численно равно плотности сухого насыщенного пара р" (кг/м3). Общее давление влажного воздуха, согласно закону Дальтона, равно сумме парциальных давлений сухого воздуха и водяного пара, входящих в его состав: Р = Рв + Рп где рв — парциальное давление сухого воздуха; рп — парциальное давление водяного пара.
Масса пара в 1 м^3 влажного воздуха, численно равная плотности п а р а рп п р и п а р ц и а л ь н о м д а в л е н и и рп , н а з ы в а е т с я а б с о л ю т н о й в л а ж ностью.Отношение массы пара тп во влажном воздухе к массе сухого воздуха тв в не м н а з ы в а ю т в л а г о с о д е р ж а н и е м в о з д у х а и и з м е р я ют в кил о граммах на килограмм (кг/кг) или в граммах на килограмм (г/кг): d = mn/mB или d=Pп/Pв Следовательно, величина d измеряет массу пара, содержащегося в 1 кг сухого воздуха или в (1 + d) кг влажного воздуха.. Отношение действительной абсолютной влажности ненасыщенного воздуха к максимально возможной абсолютной влажности воздуха при той же температуре называют относительной влажностью и обозначают φ: φ = Р п / P м а к с Относительная влажность воздуха может изменяться в пределах от φ= 0 (сухой воздух) до φ = 1 (воздух, насыщенный влагой). Плотность влажного воздуха равна сумме плотностей пара и сухого воздуха, взятых при своем парциальном давлении и при температуре смеси: Р = Рп + РвПлотность влажного воздуха определяется по уравнениям р = p/RT; p = рurп + рвrв Газовую постоянную влажного воздуха можно определить по уравнению R = 8314,2 μсм = 8314,2/ (Mв + Mпrп) - (м – буква (вниз)).Энтальпия влажного воздуха определяется как. сумма энтальпий сухого воздуха и водяного, пара. Энтальпия влажного воздуха удобнее относить к 1 кг сухого воздуха или к (1+d) кгвлажного воздуха. Энтальпия (1+d) кг влажного, воздуха равна i = iB + diп Энтальпия 1 кг сухого воздуха, выраженная в килоджоулях на килограмм (кдж/кг), численно равна его температуре t° С так как теплоемкость сухого воздуха при постоянном давлении равна ~ 1кдж/(кг*град). Энтальпия 1 кг сухого насыщенного пара при малых давлениях может быть определена по эмпирической формуле in = 2490 + 1,97tн тогда энтальпия влажного воздуха будет in = t+ (2490 + I,97 tн) d
|
|
2) Допустимые метеорологические условия в объектах СК и Ж
Под метеорологическими параметрами воздуха закрытых помещений будем понимать его температуру, относительную влажность и подвижность (скорость движения).
|
|
Тепловые комфортные условия
На теплоощущения человека оказывают влияние, в основном, следующие четыре фактора: температура и влажность воздуха, скорость его перемещения (подвижность) и температура ограждающих поверхностей помещения.
С гигиенической точки зрения наиболее благоприятный уровень температуры, поддерживаемой в жилом помещении, составляет 22 °С, а допустимые колебания от 21 до 23 °С. Более низкая температура воздуха, например 18 °С, рекомендуемая в нормативных материалах при проектировании отопительных систем, оценивается как "прохладно" и "холодно". При этом следует отметить, что в микроклиматических условиях, которые принято считать "нормальными", обычно до 10% лю дей ощущают различную степень дискомфорта. Это объясняется разными социальными условиями жизни: привычным климатом, жилищными условиями, одеждой, питанием и пр Влажность Влияние влажности воздуха на теплообмен человека зависит от основных параметров микроклимата: температуры воздуха и теплового излучения.Высокая влажность в сочетании с высокой температурой ухудшает теплообмен человека с окружающей средой, что приводит к перегреву организма. Наиболее оптимальной считается относительная влажность воздуха в диапазоне от 30 до 60%. Верхняя граница влажности составляет около 70%.Превышение указанных параметров влажности воздуха в условиях как высоких, так и особенно относительно низких температур крайне нежелательно. При низком влагосодержании воздуха, характерном для холодного периода, возрастает отдача тепла человеком за счет интенсивного испарения влаги с поверхности тела, высыхают поверхности слизистых оболочек дыхательных путей. Подвижность: Температура и относительная влажность воздуха не определяют полностью теплофизическое состояние среды. Немаловажное значение играет подвижность воздуха. Отсутствие движения воздуха в помещении или чрезмерно низкие его значения ассоциируются с плохой вентиляцией. Причина неприятного самочувствия в плохо вентилируемом помещении объясняется тем, что при отсутствии движения воздуха вокруг тела человека образуется тонкая неподвижная воздушная оболочка, которая быстро насыщается парами воды, принимает его температуру и уменьшает теплоотдачу.В то же время чрезмерная подвижность воздуха, особенно в условиях охлаждения, вызывает увеличение теплопотерь конвекцией и испарением и способствует быстрому охлаждению организма.Значение подвижности воздуха выбирается в зависимости от характера деятельности человека. Подвижность воздуха зависит от способа организации воздухообмена, типа воздухораспределительного устройства, скорости выпуска воздуха и его расхода.
Еще одним важным компонентом комфортного состояния является динамика изменения скорости движения воздуха. Описанные комфортные условия среды должны поддерживаться в рамках так называемой "занятой зоны". Газовый состав: Воздушный комфорт человека в закрытом помещении определяется качественной характеристикой комнатного воздуха, которая во многом зависит от количества поступающего свежего атмосферного воздуха.Жалобы на духоту и "нехватку кислорода" отмечаются нередко как в помещениях с недостаточным естественным воздухообменном, так и в помещениях, уже оснащенных различными системами вентиляции и кондиционирования воздуха. В условиях комфортного кондиционирования, когда газовый состав изменяется главным образом в результате жизнедеятельности людей, критерием санитарного состояния воздуха служит содержание в нем углекислого газа (С02). Установлено, что работоспособность и основные физиологические функции организма значительно не изменяются, если во вдыхаемом воздухе Kco2 = 0,5-1,5%. Комфортной же зоне соответствуют: Kco2 = 0,04-0,5%. Действующими санитарными нормами регламентируется подача в помещение на одного человека 20-60 м3/ч свежего (приточного) воздуха.
|
|
3) Э т а п ы и с т а д и и про е кт и р о в а н ия СК и Ж
Проектирование СКВ с чиллерами и фэнкойлами можно разделить на несколько этапов.
На первом этапе необходимо подготовить исходные данные для расчета нагрузки на систему кондиционирования воздуха по каждому помещению: -выбрать расчетные параметры внутреннего воздуха; -выбрать расчетные параметры наружного воздуха; -определить поступления в помещения теплоты, влаги, вредных газов; -определить минимальное количество наружного воздуха, подаваемого в помещения; -выбрать схему организации воздухообмена. Исходная информация для выполнения первого этапа включает в себя: -архитектурно-строительные чертежи здания (планы этажей и разрезы); -технологическую часть проекта; -задание на проектирование, утвержденное заказчиком.В случае, когда объектом является гражданское здание, на основе технологической части проекта определяют количество людей по каждому помещению, количество оргтехники: компьютеров, ксероксов, принтеров, сканеров и т.д. В производственных помещениях на основе технологической части проекта определяют источники выделяющихся вредностей в помещения и их мощность: теплопоступления от оборудования, влаго-поступления, газопоступления. На стадии подготовки исходных данных закладываются основы для будущего энергопотребления СКВ, определяемые уровнем требований к поддержанию расчетных внутренних условий, которые в свою очередь диктуют выбор расчетных параметров наружного воздуха для проектирования. На втором этапе проводят построение на l-d диаграмме процессов обработки воздуха в СКВ для расчетных режимов работы, и определяют технологические показатели работы СКВ: нагрузки по холоду, теплоте, влаге на центральную СКВ, по холоду и теплоте на местные агрегаты-фэнкойлы, значения которых необходимы для подбора оборудования. На третьем этапе выполняют подбор основного оборудования: центрального кондиционера, фэнкойлов, чиллеров. На четвертом этапе проводят конструирование сети воздуховодов центральной системы кондиционирования воздуха, системы трубопроводов тепло-холодоснабжения фэнкойлов, аэродинамический расчет воздуховодов и гидравлический расчет трубопроводов. На пятом этапе подбирают вентагрегат центрального кондиционера и дополнительное оборудование: теплообменники, насосные станции или отдельные насосные группы, баки аккумуляторы, расширительные баки, предохранительные клапаны и т.д. На шестом этапе разрабатывают функциональную схему автоматического регулирования местно-центральной СКВ.
|
|
4) Исходные данные для теплового расчета аппаратов СКВ
В соответствующих таблицах приводятся максимальные и минимальные значения температуры и относительной влажности воздуха при определенной подвижности воздуха в помещении. В нормах рекомендуется с целью уменьшения затрат на тепло- и холодоснабжение СКВ расчетную температуру и относительную влажность воздуха принимать для теплого периода года максимальные, для холодного — минимальные. Для систем кондиционирования воздуха с местными рециркуляционными агрегатами в помещении, в которых воздух охлаждается и осушается в теплое время года (сплит-системы, фэнкой-лы, внутренние блоки систем VRF), нельзя строго задать и поддерживать определенное значение относительной влажности воздуха в помещении, особенно максимальное ее значение 60%. Это значение может быть определен о при построении процессов изменения состояния воздуха на 1-d диаграмме.
tв =tb опт+0,4 (tH p-30) tвoпт — температура воздуха, определя емая по приложению 4 СниП
tH p — расчетная температура наружного воздуха по параметрам Б. Одновременно необходимо обеспечить повышенную под вижность воздуха в п омещении. Расчетные параметры наружнего воздуха: В зависимости от географического место расположения здания определяют следующие исходные климатологические данные:-географическая широта, -расчетные температура и энтальпия наружного воздуха для двух периодов года среднесуточная амплитуда колебаний температуры наружного воздуха, -Р а сч е т н а я с к о р о с т ь ве т р а в т е п л ы й и х о л о д н ы й п е р и о д ы г о д а, -максимальная и среднесуточная интенсивность солнечной радиации (прямой и рассеянной) в июле, поступающей на вертикальную и горизонтальную поверхности, табл. 3.1 [7]; -время максимума интенсивности солнечной радиации
Для теплого периода года расчетные параметры определяются в зависимости от класса кондиционирования воздух