Побудова на І-d-діаграмі та розрахунок процесів тепловологісної обробки повітря

Видалення повітря з робочої зони приміщення, яке обслуговується.

4.1.1. ТЕПЛИЙ ПЕРІОД

Вихідні дані: .

1. На І-d діаграму по відповідним параметрам зовнішнього і внутрішнього повітря наносимо точки Н і В (рис. 2).

2. Визначаємо значення кутового коефіцієнта променя процесу зміни стану повітря у приміщенні, яке обслуговується, :

, (11)

3. Задаємося робочою різницею температур ∆ t_р і визначаємо температуру приточного повітря:

, (12)

Температура приточного повітря у теплий період в залежності від висоти приміщення h і схеми подання приймається на 2÷8°С нижче температури повітря в зоні, що обслуговується:

h, м 0…2,5 2,5…4 >4

Δ t, °С 2 3…4 5…8

4. Використовуючи значення кутового коефіцієнта променя, процесу зміни стану повітря у приміщенні , через точку В проводимо промінь процесу зміни стану повітря у приміщенні до перетину з ізотермою приточного повітря і отримуємо точку П, що характеризує стан приточного повітря.

5. Визначаємо необхідну витрату приточного повітря G_пр, кг/год, виходячи з умов асиміляції теплоти та вологості, що надходять у робочу зону приміщення:

, (13)

, (14)

де: I_в і I_п – ентальпія відповідно повітря у приміщенні і приточного повітря, кДж/кг;

d_в і d_п – вологовміст відповідно повітря у приміщенні і приточного повітря, г/кг.

Витрату приточного повітря приймаємо рівною більшому з одержаних значень:

.

6. Визначаємо повну продуктивність кондиціонера з урахуванням втрат повітря крізь нещільності у напірних повітроводах (при довжині напірних повітроводів до 50 м величину втрат орієнтовно можна прийняти рівною 10%, а при більшій – 15% від витрати повітря, що транспортується).

. (15)

7. Визначаємо потрібну витрату зовнішнього повітря G_н, кг/год, виходячи з умов асиміляції шкідливих речовин, які надходять у робочу зону приміщення, що обслуговується, компенсації видалення повітря місцевими відсмоктами, загальнообмінною вентиляцією та витрат повітря у напірних повітроводах.

Для приміщень громадських будинків:

. (16)

де: l – питома витрата зовнішнього повітря, м³/год; на одну людину приймається за санітарними нормами (додаток 19 [1]);

n – кількість людей;

ρ – густина повітря при стандартних умовах, кг/м³.

. (17)

За величину потрібної витрати зовнішнього повітря приймається більше з одержаних вище значень.

Для виробничих приміщень:

, (18)

де: G_вр – інтенсивність надходження шкідливості, що превалює, до зони приміщення, яка обслуговується, мг/год. При надходженні в зону приміщення, яка обслуговується, кількох шкідливих речовин, шкідливістю, що превалює, вважається речовина з максимальним відношенням інтенсивності надходження до його ПДК;

ПДК_вр – гранично-допустима концентрація шкідливості, що превалює, у повітрі робочої зони (зони, яка обслуговується), мг/м³;

С_н – концентрація шкідливості, що превалює, у зовнішньому повітрі, мг/м³, приймається за даними аналізів проб повітря у точці його вибору.

Значення визначається за формулою (17). 3а величину потрібної витрати зовнішнього повітря приймається більше із значень.

8. Визначаємо потрібну витрату рециркуляційного повітря:

. (19)

9. По лінії постійного вологовмісту d_п, переміщуючись униз на 0,5...1,5°С визначаємо точку П' і по лінії постійного вологовмісту d_в, переміщуючись вгору на 0,5...1,5°С визначаємо положення точки В'. Промінь П'П – характеризує процес підігріву повітря, що подається у приміщення, у вентиляторі і напірних повітроводах, а промінь ВВ' – підігрів рециркуляційного повітря у повітроводах.

10. Проводимо промінь процесу змішування зовнішнього повітря з повітрям першої рециркуляції, з’єднавши точки В' і Н, та визначаємо на ньому положення точки С₁, що характеризує стан повітряної суміші:

, (20)

де: С₁В' – довжина відрізку променя змішування між точками С₁ і В', мм.

11. Проводимо промінь процесу обробки повітря у зрошувальній камері, з’єднавши точки С₁ і П' (точка О, яка характеризує стан повітря після зрошувальної камери, в цьому випадку суміщається з точкою П').

12. На перетині продовження променя процесу обробки повітря у зрошувальній камері з кривою насичення φ = 100% визначаємо положення точки О', що характеризує граничний стан повітря при повній обробці повітря і визначаємо значення t_пр, d_пр, I_пр.

Рис. 2. Процес обробки повітря у теплий період.

Рис. 3. Процес обробки повітря у холодний період.

13. Визначаємо холодильну потужність зрошувальної камери Q_охл, Вт:

, (21)

де: і – ентальпія повітря відповідно у точках С₁ і П', кДж/кг.

14. Визначаємо інтенсивність конденсації (випарування) вологи в зрошувальній камері, W_конд, кг/год:

, (22)

де: і – вологовміст повітря відповідно у точках С₁ і П', г/кг.

15. Визначаємо параметри повітря у всіх вузлових точках.

4.1.2. ХОЛОДНИЙ ПЕРІОД

Вихідні дані: .

1. На І-d діаграму по відповідним параметрам зовнішнього і внутрішнього повітря наносимо точки Н і В (рис. 3).

2. Визначаємо значення кутового коефіцієнта променя процесу зміни стану повітря у приміщенні, що обслуговується, , кДж/кг:

, (23)

3. Визначаємо значення зміни вологовмісту повітря у приміщенні, , г/кг:

, (24)

4. Визначаємо вологовміст приточного повітря, , г/кг:

, (25)

де: – вологовміст внутрішнього повітря, г/кг.

5. Використовуючи значення кутового коефіцієнта променя процесу зміни стану повітря у приміщенні , через точку В проводимо промінь процесу зміни стану повітря у приміщенні до перетину з лінією d_п =const і визначаємо положення точки П, яка характеризує стан приточного повітря.

6. Проводимо промінь змішування зовнішнього повітря з рециркуляційним, з’єднуючи точки Н і В, і визначаємо на ньому положення точки С ₁, що характеризує стан повітряної суміші:

, (26)

Якщо промінь НВ не перетинає криву насичення φ = 100%, можна здійснити змішування зовнішнього повітря з рециркуляційним без його попереднього підігріву.

7. У цьому випадку через точку С ₁ проводимо промінь процесу підігріву повітряної суміші до перетину з лінією I_п =const і визначаємо положення точки К, яка характеризує стан повітря після першого підігріву.

8. Проводимо промінь процесу обробки повітря у зрошувальній камері, з’єднуючи точки К і П.

9. Визначаємо витрату теплоти на перший підігрів повітря, Q_I, Вт:

, (27)

де: і – ентальпія повітря відповідно у точках К і С₁, кДж/кг.

10. Визначаємо інтенсивність випарування вологи у зрошувальній камері, W_исп, кг/год:

, (28)

де: і – вологовміст повітря відповідно у точках П і С₁ після і до зрошувальної камери, г/кг.

Якщо промінь НВ перетинає криву насичення (φ= 100%), змішування зовнішнього повітря з рециркуляційним без його попереднього підігріву здійснювати не можна. Зовнішнє повітря необхідно попередньо підігріти, а потім змішувати з рециркуляційним.

7'. У цьому випадку через фіктивну точку змішування С ₁ проводимо лінію постійного вологовмісту до перетину з лінією ізоентальпії приточного повітря І_п = const і визначаємо положення дійсної точки змішування С' ₁.

8'. Через точки В і С' ₁ проводимо промінь змішування підігрітого зовнішнього повітря з рециркуляційним до перетину з лінією постійного вологовмісту зовнішнього повітря і визначаємо положення точки К', яка характеризує стан зовнішнього повітря після його підігріву. Промінь НК' характеризує процес підігріву зовнішнього повітря, Q_I, Вт:

, (29)

де: і – ентальпія повітря відповідно у точках К' і Н (до та після підігріву), кДж/кг.

10'. Проводимо промінь процесу обробки повітря у зрошувальній камері, з’єднуючи точки С' ₁ і П (точка О суміщається з точкою П).

11'. Визначаємо інтенсивність випарування вологи у зрошувальній камері, W_исп, кг/год:

, (30)

де: і – вологовміст повітря відповідно у точках П і С '₁ (після і до зрошувальної камери), г/кг.

11. Визначаємо параметри повітря в усіх вузлових точках.

При видаленні повітря з верхньої зони приміщення, яке обслуговується, методика і послідовність побудови на I-d -діаграмі та розрахунку процесів обробки повітря аналогічні вищезазначеним. Відміна полягає в тому, що рециркуляційне повітря на виході з приміщення буде мати параметри повітря, яке видаляється, що відповідають точці У, а на вході в кондиціонер (у змішувальну камеру) з урахуванням підігріву у повітроводах – точці У' з температурою на 0,5...1,5°С вище ніж у точці У. Положення точки У' на I-d -діаграмі визначається на перетині продовження променю процесу зміни стану повітря у приміщенні, що обслуговується, ПВ з ізотермою повітря, яке видаляється t_у = const [2].