close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Ivanova Postr i rasch08

код для вставкиСкачать
1
Санкт-Петербург
2008
Учебное пособие
ПОСТРОЕНИЕ И РАСЧЕТ ПРОЦЕССОВ
ТЕПЛОВЛАЖНОСТНОЙ ОБРАБОТКИ ВОЗДУХА
В СИСТЕМАХ ВЕНТИЛЯЦИИ
И КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА
Ю. В. Иванова, И. И. Суханова
Кафедра отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха
Санкт-Петербургский государственный
архитектурно-строительный университет
Федеральное агентство по образованию
ISBN 978-5-9227-0129-7
2
Ю. В. Иванова, И. И. Суханова, 2008
Санкт-Петербургский государственный
архитектурно-строительный университет, 2008
Рекомендовано Редакционно-издательским советом СПбГАСУ в качестве
учебного пособия.
Табл. 10. Ил. 34. Библиогр.: 15 назв.
Рассмотрено построение на I-d диаграмме процессов тепловлажностной
обработки воздуха в контактных аппаратах и их расчет. Предназначено для студентов специальности 270109 – Теплогазоснабжение и вентиляция. Рекомендуется для подготовки студентов смежных специальностей; для специалистов, получающих второе высшее образование; для профессиональной переподготовки и
повышения квалификации специалистов в области градостроительной деятельности.
ISBN 978-5-9227-0129-7
Иванова Ю. В., Суханова И. И.
Построение и расчет процессов тепловлажностной обработки воздуха в системах вентиляции и кондиционирования воздуха: учебное пособие / СПбГАСУ. – СПб., 2008. – 80 с.
Рецензенты: президент Международной академии наук экологии и безопасности жизнедеятельности (МАНЭБ), заслуженный деятель науки и техники РФ,
д-р техн. наук, проф. О. Н. Русак; д-р техн. наук, проф. В. И. Полушкин (СПбГАСУ)
УДК 697.911:697.93/.97(075.8)
3
Обработка воздуха водой или водяным паром применяется в системах вентиляции или кондиционирования воздуха тогда, когда относительная влажность в помещении низка. Например, зимой при применении систем водяного или парового центрального отопления часто относительная влажность воздуха имеет значения порядка 15–20 %. Такая
низкая влажность увеличивает опасность простудных заболеваний, возникновение на оборудовании или мебели статического электричества,
что повышает пожароопасность. Увлажнение воздуха в системах кондиционирования осуществляется водой (чаще паром) в воздуховодах или
оросительных камерах кондиционеров; в системах вентиляции – в оросительных камерах приточных систем. Иногда для уменьшения затрат
на увлажнение воздуха применяется доувлажнение воздуха в помещении при помощи пневматических форсунок, недостатком которых является их засорение и возникновение капель воды на поверхности. В процессе увлажнения происходит тепло – массообмен между диспергированной водой и воздухом. При увлажнении воздуха низкотемпературным
паром имеет место процесс, при котором возрастает энтальпия и влагосодержание воздуха. Низкотемпературный пар получают, испаряя воду
без ее кипения. При использовании острого пара испарители заливают
дистиллированной водой. Использование пара позволяет снизить запыленность, содержание солей и бактерий в приточном воздухе.
После построения и расчета процессов тепловлажностной обработки воздуха в системах вентиляции и кондиционирования можно определить требуемые расходы воздуха, теплоты и холода, расходы электрической энергии.
Процессами тепловлажностной обработки воздуха занимались:
Лауреат государственной премии, д-р техн. наук, профессор П. В. Участкин, д-ра техн. наук, профессора А. А. Гоголин, А. В. Нестеренко,
Е. Е. Карпис, Е. В. Стефанов, О. Я. Кокорин, Е. В. и В. Н. Тетеревниковы,
Б. Н. Юрманов, В. И. Полушкин, С. М. Анисимов, А. А. Крауз,
А. Н. Селиверстов и др.
ВВЕДЕНИЕ
4
св – удельная теплоемкость воздуха, кДж/кг “ °С;
d – влагосодержание влажного воздуха, г/(кг сухого воздуха);
dв – влагосодержание внутреннего воздуха, г/(кг сухого воздуха);
dн – влагосодержание наружного воздуха, г/(кг сухого воздуха);
dу – влагосодержание удаляемого воздуха, г/(кг сухого воздуха);
dп – влагосодержание приточного воздуха, г/(кг сухого воздуха);
dк – влагосодержание воздуха на выходе из контактного аппарата,
г/(кг сухого воздуха);
dс – влагосодержание смеси наружного и рециркуляционного воздуха, г/(кг сухого воздуха);
dо – приращение влагосодержания без доувлажнения, г/(кг сухого
воздуха);
dувл – приращение влагосодержания за счет доувлажнения, г/(кг
сухого воздуха);
Eа – коэффициент адиабатной эффективности в секции увлажнения;
Gпт.п(х.п) – весовой расход приточного воздуха в теплый (холодный)
период года, кг/ч;
Gн – минимальный расход наружного воздуха, кг/ч;
Gрецт.п(х.п) – расход рециркуляционного воздуха в теплый (холодный)
период года, кг/ч;
Gв.п – расход воздуха для удаления вредных газопоступлений в помещении, кг/ч;
Gу – расход удаляемого воздуха, кг/ч;
Gсек – количество воздуха, обрабатываемого в секции увлажнения,
кг/ч;
Gобх – количество воздуха, идущее в обход секции увлажнения через байпас, кг/ч;
I – энтальпия влажного воздуха, кДж/(кг сухого воздуха);
Iв – энтальпия внутреннего воздуха, кДж/(кг сухого воздуха);
Iу – энтальпия удаляемого воздуха, кДж/(кг сухого воздуха);
Iп – энтальпия приточного воздуха, кДж/(кг сухого воздуха);
Iн – энтальпия наружного воздуха, кДж/(кг сухого воздуха);
Iк – энтальпия воздуха на выходе из контактного аппарата,
кДж/(кг сухого воздуха);
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
5
Iс – энтальпия смеси наружного и рециркуляционного воздуха,
кДж/(кг сухого воздуха);
kq – коэффициент воздухообмена по вредным веществам;
kt – коэффициент воздухообмена по теплоте;
Lпт.п(х.п) – объемный расход приточного воздуха в теплый (холодный)
период года, м3/ч;
Lв.п – количество воздуха, необходимое для разбавления вредных
газопоступлений в помещение, м3/ч;
Lо.з – количество воздуха, удаляемое из обслуживаемой или рабочей зоны помещения, м3/ч;
Lу – общее количество воздуха, удаляемое из помещения, м3/ч;
mро – расход каждого из вредных веществ, поступающих в воздух
помещения, мг/ч;
n – кратность воздухообмена;
рб – барометрическое давление влажного воздуха, Па;
рв – парциальное давление сухого воздуха, Па;
рп – парциальное давление водяного пара, Па;
qу – концентрация вредного газа в воздухе, удаляемом из помещения за пределами обслуживаемой или рабочей зоны, мг/м3;
qо.з – концентрация вредного газа в воздухе, принимается равной
ПДК в обслуживаемой или рабочей зоне помещения;
qп – концентрация вредного вещества в воздухе, подаваемом в помещение, мг/м3;
Qпизб.т.п(х.п) – избыточные полные теплопоступления в помещении
в теплый (холодный) период года, Вт;
Qя изб.т.п(х.п) – избыточные явные теплопоступления в помещении
в теплый (холодный) период года, Вт;
Qхmax – максимальный часовой расход холода, Вт;
Qкал1 – расход тепла на нагревание воздуха в калориферах первого
подогрева, Вт;
Qкал2 – расход тепла на нагревание воздуха в калориферах второго
подогрева, Вт;
Qср1 – средний расход теплоты на первый подогрев, Вт;
Qср2 – средний расход теплоты на второй подогрев, Вт;
tо.з – температура воздуха в обслуживаемой или рабочей зоне помещения, °С;
tп – температура приточного воздуха, °С;
tр – расчетная температура воздуха, °С;
6
tвн – температура воздуха на входе в секцию увлажнения, °С;
tвк – температура воздуха на выходе из секции увлажнения, °С;
tw – температура воды в соответствующей точке, °С;
V – внутренний объем помещения, м3;
W т.п(х.п) – количество влагопоступлений в помещении в теплый
(холодный) период года, кг/ч;
Wисп.х.п – количество воды, распыляемое в секции увлажнения
(производительность насосов) в холодный период года, кг/ч;
W пар х.п – количество пара, затрачиваемое в блоке парового
увлажнения в холодный период года, кг/ч;
Wдх.п – количество воды, распыляемой системой доувлажнения, кг/ч;
т.п
– угловой коэффициент луча процесса изменения состояния
воздуха в помещении в теплый период, кДж/кг;
х.п
– угловой коэффициент луча процесса изменения состояния
воздуха в помещении в холодный период, кДж/кг;
– плотность внутреннего воздуха, кг/м3;
в
– плотность наружного воздуха, кг/м3;
н
– плотность удаляемого воздуха, кг/м3;
у
– плотность приточного воздуха, кг/м3;
– относительная влажность влажного воздуха, %;
– относительная влажность внутреннего воздуха, %;
min
– минимальная предельно допустимая относительная
в
влажность внутреннего воздуха, %;
max
– максимальная предельно допустимая относительная
в
влажность внутреннего воздуха, %;
– начальная относительная влажность внутреннего воздуха, %;
–
относительная влажность воздуха на выходе из контактного
к
аппарата, %.
°С;
tв – температура внутреннего воздуха, °С;
tн – температура наружного воздуха, °С;
tт.р – температура точки росы, °С;
tср.от – средняя температура отопительного периода, °С;
tм – температура «смоченного» термометра, °С;
tк – температура воздуха на выходе из контактного аппарата, °С;
tс – температура смеси наружного и рециркуляционного воздуха,
Смесь сухого воздуха и водяного пара называется влажным возду-
7
I-d диаграмма влажного воздуха была разработана профессором
Л. К. Рамзиным в 1918 г. В настоящее время она широко применяется
в инженерной практике для расчетов процессов обработки воздуха в си-
1.2. I-d диаграмма влажного воздуха
Влажный воздух, содержащий максимальное количество водяного
пара при данной температуре, называется насыщенным. Воздух, в котором не содержится максимально возможное при данной температуре количество водяного пара, называется ненасыщенным.
Состояние влажного воздуха характеризуется следующими параметрами: барометрическим давлением рб, относительной влажностью ,
расчетной температурой воздуха tр, температурой точки росы tт.р, влагосодержанием d и энтальпией I.
Давление влажного воздуха рб, согласно закону Дальтона,
pб рв рп ,
где рв и рп – парциальное давление соответственно сухого воздуха и водяного пара, Па.
Относительная влажность , %, определяет степень насыщения воздуха водяным паром.
Влагосодержание воздуха d, г/кг сухого воздуха, – отношение массы водяного пара в граммах, содержащегося во влажном воздухе, к массе сухого воздуха в килограммах.
Температура точки росы tт.р, °С, – температура, до которой нужно
охладить ненасыщенный воздух при постоянном влагосодержании, чтобы он стал насыщенным.
Энтальпия влажного воздуха I, кДж/кг сухого воздуха, – тепловая
функция системы. Энтальпия газа при температуре tр численно равна
количеству теплоты, которое подведено к газу в процессе нагревания его
от 0 °С до температуры tр при постоянном давлении.
хом.
1.1. Параметры влажного воздуха
1. ПОСТРОЕНИЕ ПРОЦЕССОВ ОБРАБОТКИ ВОЗДУХА
С ПОМОЩЬЮ I-d ДИАГРАММЫ
d1
12
13
1
11
I1
M1
M=100 %
9
8
Рис. 1.1. I-d диаграмма влажного воздуха
В I-d диаграмме графически связаны основные параметры влажного воздуха. Зная два каких-либо параметра, можно найти остальные на
пересечении соответствующих линий. Диаграмма построена в системе
d
рп1
рп
Рис. 1.2. Определение параметров влажного воздуха
по I-d диаграмме
tт.р
tм
tp
t
координат, по оси ординат которой отложены значения энтальпий, а по
оси абсцисс, проходящей под углом 135° к оси I, – значения влагосодержания.
Таким образом, на диаграмме нанесены линии постоянных энтальпий I = const и влагосодержаний d = const, а также изотермы (t = const)
в виде прямых линий, кривые = const, показана кривая парциального
давления пара рп = f(d); значения рп приведены справа на оси ординат.
Все поле диаграммы разделено на две части линией = 100 %, которая соответствует состоянию воздуха, насыщенного водяными парами. Выше этой линии находится область ненасыщенного влажного воздуха, ниже – область перенасыщенного состояния воздуха.
Для получения точки 1 на I-d диаграмме (рис. 1.2), характеризующей состояние влажного воздуха, необходимо предварительно по психрометру замерить температуру «сухого» tр и «смоченного» tм термометров. Затем найти точку пересечения изотермы «смоченного» термометра
и кривой = 100 % (точка 11), через эту точку провести линию I = const
стемах вентиляции (СВ) и системах кондиционирования воздуха (СКВ)
и во всех случаях, когда приходится иметь дело с процессами изменения
состояния влажного воздуха ( рис. 1.1).
10
до пересечения с изотермой «сухого» термометра (точка 1). Зная положение точки 1, можно получить остальные параметры влажного воздуха: относительную влажность 1, влагосодержание d1, энтальпию I1.
Для определения температуры точки росы tт.р из точки 1, характеризующей состояние воздуха, надо провести вертикаль до пересечения
с кривой = 100 % (точка 12). Изотерма, проходящая через полученную
точку, определит искомую температуру точки росы (см. рис. 1.2).
Для определения парциального давления водяного пара рп, находящегося во влажном воздухе, необходимо из точки 1 (см. рис. 1.2) провести вертикальную прямую до пересечения с кривой парциального давления (точка 13), далее из этой точки провести горизонталь до крайней правой ординаты, где можно прочитать значение искомого парциального
давления водяного пара рп1 в кПа.
Возможные направления процессов взаимодействия воздуха с водой можно представить графически на I-d диаграмме влажного воздуха
в области криволинейного треугольника (рис. 1.3).
Здесь одной стороной является кривая = 100 %, а двумя другими –
процессы, ограниченные касательными к этой кривой, проведенные из
точки В, характеризующей начальное состояние воздуха. Любой процесс
взаимодействия воздуха с водой постоянной температуры будет изображен в виде луча, находящегося в пределах этого треугольника, так как ни
один луч, выходящий из точки В вне треугольника, не может пересечься
с кривой = 100 %.
Направление луча процесса зависит от температур воздуха tр и tм
и температуры воды tw в соответствующих точках от 1 до 7.
При tw < tp процесс соответствует лучу В-1, при этом происходит
уменьшение температуры воздуха и понижение его влагосодержания,
т. е. охлаждение и осушение воздуха.
При tw = tp процесс изображается линией В-2, он соответствует сухому охлаждению воздуха (уменьшается температура, энтальпия воздуха при сохранении начального влагосодержания).
При tр < tw < tм изменение состояния воздуха изображается лучом
В-3 – происходит охлаждение и увлажнение воздуха.
При tw = tм процесс соответствует лучу В-4, т. е. адиабатическому
увлажнению и охлаждению воздуха. На практике данный процесс имеет
место при использовании рециркуляционной воды в контактных аппаратах (блоках или секциях увлажнения, оросительных камерах).
1
В
2
3
4
5
Iв=const
6
7
tв=const
M=100 %
11
При рассмотрении различных вариантов по результатам построения процессов на I-d диаграмме и расчетам должны быть выполнены
следующие условия:
2. ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К РАСЧЕТУ
И ПОСТРОЕНИЮ ПРОЦЕССОВ ОБРАБОТКИ ВОЗДУХА
В СИСТЕМАХ ВЕНТИЛЯЦИИ
И КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА
При tм < tw < tр процесс изображается линией В-5. В этом случае
энтальпия и влагосодержание воздуха увеличиваются, а температура
уменьшается. При tw = tр имеет место процесс В-6 – изотермическое увлажнение воздуха; при tw > tр процесс взаимодействия воды и воздуха
(линия В-7) сопровождается увеличением температуры, энтальпии и влагосодержания воздуха.
Рис. 1.3. Изображение на I-d диаграмме возможных процессов
взаимодействия воздуха с водой постоянной температуры
dв=const
qо.з qп
qу qп
,
k q ˜ (qо.з qп ) ;
mро
(2)
(1)
12
где mро – расход каждого из вредных веществ, поступающих в воздух
помещения, мг/ч; qу – концентрация вредного газа в воздухе, удаляемом
из помещения за пределами обслуживаемой или рабочей зоны, мг/м3;
qо.з – концентрация вредного газа в воздухе, принимают равной ПДК в
обслуживаемой или рабочей зоне помещения; qп – концентрация вредного вещества в воздухе, подаваемом в помещение, мг/м3; kq – коэффициент воздухообмена по вредным веществам.
В жилых и общественных зданиях основной вредностью, содержащейся во внутреннем воздухе помещений, является повышенная концентрация углекислого газа (СО2), образующегося при дыхании людей. Количество углекислого газа, выделяемое человеком, зависит от его физической активности, возраста, а также от того, курит он или нет. Повышенная концентрация СО2 в помещениях может вызвать головную боль,
утомление, раздражение слизистых оболочек глаз, носа, симптомы заболеваний дыхательной системы. Предельно-допустимая концентрация СО2
в гражданских зданиях при постоянном пребывании людей – 2000 мг/м3;
при пребывании 8 ч/сут – 2500 мг/м3; при кратковременном пребывании –
3900 мг/м3 [8].
Концентрация СО2 в приточном воздухе зависит от загрязненности
местности, где осуществляется забор наружного воздуха. Средняя концентрация СО2 в наружном воздухе составляет: для сельской местности –
около 700 мг/м3, в небольших городах – 800 мг/м3, в больших городах –
kq
Lв.п
1. Параметры воздуха в обслуживаемой зоне помещений жилых,
общественных зданий и вспомогательных зданий промышленных предприятий (см. рис. 1.3, точка В) должны соответствовать оптимальным
нормам [3,4], промышленных зданий – допустимым параметрам соответствующих строительных норм и правил.
2. Количество приточного воздуха (объемный расход) Lп во всех
случаях должно быть равно или больше количества воздуха, необходимого для разбавления вредных выделений, поступающих в помещение
Lв.п, м3/ч:
Lо.з kt
t о.з t п
t у tп
,
U у ˜ с⠘ kt (tо.з tп )
;
(4)
(3)
13
где Qяизб – избыточные явные теплопоступления, Вт; tо.з – температура
воздуха в обслуживаемой или рабочей зоне помещения, °С; tп – температура приточного воздуха, °С; св – удельная теплоемкость воздуха
1,005 кДж/кг °С; у – плотность удаляемого воздуха.
При любом варианте построения на I-d диаграмме наносятся точка Н,
соответствующая параметрам (tн и Iн) наружного воздуха, и точка В,
соответствующая параметрам (tв и в) внутреннего воздуха.
В теории при увлажнении воздуха в контактных аппаратах с течением времени (прямое испарительное охлаждение) при контакте воды
с воздухом она приобретает температуру, равную температуре «смоченного» термометра начального состояния воздуха. Воздух при этом также
будет стремиться к равновесному состоянию с водой; предельному его
состоянию соответствует точка на I-d диаграмме на линии насыщения
= 100 % при температуре, равной температуре «смоченного» термометра. Воздух будет охлаждаться и увлажняться, при этом явное количество теплоты, отбираемое у воздуха, будет затрачиваться на испарение
воды, а скрытое количество теплоты, содержащееся в водяных парах,
будет возвращаться в воздух. Можно считать, что этот процесс идет без
подвода и отвода теплоты, т. е. по I = const.
Реальный процесс несколько отклоняется от теоретического.
Конечное состояние воздуха после обработки в блоке увлажнения будет
характеризоваться точкой К при = 90÷95 % и здесь может быть
несколько вариантов.
Lп
3,6 ˜ Qяизб U у ˜ с⠘ Lо.з (tо.з tп )
1000 мг/м3 [8]. Выделение СО2 одним человеком, а также теплоты и влаги
в зависимости от физической активности приведено в табл. 5 приложения.
При удалении части воздуха из обслуживаемой или рабочей зоны
помещения Lо.з (системы местных отсосов, технологические нужды) расход приточного воздуха Lп (м3/ч) при неизвестной температуре удаляемого воздуха tу определяют с введением коэффициента воздухообмена
по теплоте kt, значение которого зависит от схемы организации воздухообмена:
W т.п
3,6 ˜ Qпизб.т.п
W т.п
3,6 ˜ Qяизб.т.п 2540 ˜ W т.п
.
(5)
14
Вариант 1. Теплосодержание наружного воздуха Iн ниже теплосодержания внутреннего воздуха Iв (Iн < Iв).
При обработке воздуха в системах кондиционирования воздуха
(СКВ) в этом варианте можно использовать прямое испарительное (адиабатическое) охлаждение воздуха в блоках или секциях адиабатного увлажнения, таких как камера орошения и сотовый увлажнитель, в секциях увлажнения с форсунками тонкого распыла, при этом не требуется
применения холодильной машины для охлаждения воды.
Адиабатическое охлаждение воздуха применяют в теплый период
для районов с сухим и жарким климатом.
Для проектирования вентиляции расчетные параметры внутреннего воздуха принимаются по нормам [3], см. табл. 4 приложения.
I-d диаграмме начинают с нанесения точек В (tв, в) и Н (tн, Iн). Через точку В проводят луч процесса т.п. Поло-
[ т.п
Исходными данными для построения являются:
расчетные параметры наружного воздуха – температура tн, °С,
и энтальпия Iн, кДж/кг;
расчетные параметры внутреннего воздуха – температура tв, °С,
и относительная влажность в, %;
избыточные полные теплопоступления в теплый период Qпизб.т.п, Вт;
избыточные явные теплопоступления в теплый период Qя изб.т.п, Вт;
влагопоступления W т.п, кг/ч;
схема организации воздухообмена;
температура приточного tп, °С и удаляемого воздуха tу, °С;
минимальный расход наружного воздуха Gн, кг/ч;
угловой коэффициент луча процесса изменения состояния воздуха в помещении т.п.
Величина углового коэффициента луча процесса изменения состояния воздуха в помещении в теплый период (кДж/кг влаги) определяется
по формуле
3. ПОСТРОЕНИЕ ПРОЦЕССОВ ОБРАБОТКИ ВОЗДУХА
НА I-d ДИАГРАММЕ ДЛЯ ТЕПЛОГО ПЕРИОДА ГОДА
П
Н
tн
В
tп
tв
Iн
Mв
Iв
M =100 %
15
Для достижения требуемых параметров воздуха на выходе из контактного аппарата также применяется байпас, когда одна часть наружного воздуха проходит через оросительное пространство, а другая часть
проходит без обработки через байпас, после чего происходит смешивание. В блоках сотового увлажнения байпас предусмотрен в конструкции
Рис. 3.1. Построение процессов для теплого периода года
при расчете систем вентиляции:
НП – нагревание наружного воздуха в вентиляторе и воздуховодах;
ПВ(У) – изменение состояния приточного воздуха в помещении
[т.п
жение точки П, соответствующей параметрам приточного воздуха, находят на пересечении т.п и dп = const (рис. 3.1).
dп=dн=const
tн
tв
К
П
Mвmin
В'
d
Iп
M =100 %
Mк=90 %
t
'Iп
Iк=Iн=const
Mвmax
В(У)
[т.п
16
Рис. 3.2. Пример построения процессов при прямом испарительном
(адиабатическом) охлаждении наружного воздуха (вариант 1, случай 1.1):
НК – адиабатическое охлаждение наружного воздуха; КП – нагревание воздуха
в вентиляторе и воздуховодах; ПВ(У) – изменение состояния приточного
воздуха в помещении
Н
M
I
Случай 1.1 (рис. 3.2). Адиабатическое охлаждение наружного воздуха; процесс охлаждения и увлажнения воздуха в кондиционере происходит по линии НК при постоянном теплосодержании, Iн = Iк.
аппарата. Этот способ обработки воздуха применяется также в том случае, когда при первоначальном построении относительная влажность
внутреннего воздуха превысила максимальное значение.
d=const
17
Случай 1.3 (рис. 3.4). Адиабатическое охлаждение наружного
воздуха с применением байпасирования, если в > вmax.
Если точка В, как в случае 1.1, окажется выше значения максимальной
предельно допустимой относительной влажности воздуха вmax = 60 %,
т. е. положение точки В , тогда для поддержания необходимых параметров
воздуха в помещении применяем байпас, т. е. часть наружного воздуха
обрабатывается в секции увлажнения, а другая часть воздуха подается
в обход нее.
Случай 1.2 (рис. 3.3). Адиабатическое охлаждение наружного воздуха с доувлажнением применяется, если в < вmin.
Если точка В, как в случае 1.1, окажется ниже значения минимальной предельно допустимой относительной влажности внутреннего воздуха – вmin, т. е. в положение точки В , то для поддержания необходимых
параметров воздуха в помещении должно применяться доувлажнение
воздуха (если оно допускается технологическими требованиями).
В этом случае выбирается точка В в заданных пределах в. Далее
точка П, получаемая как в случае 1.1, соединяется с точкой В и определяется величина доувлажнения воздуха в помещении dувл = dв – dп, г/кг,
и значение I = Iв – Iп , кДж/кг.
Системы местного доувлажнения применяются в цехах текстильных производств, где происходит большое выделение явной теплоты
и одновременно необходимо поддерживать высокие значения относительной влажности воздуха.
щение. Из точки П проводим луч процесса т.п до пересечения с линией tв;
если влагопоступления отсутствуют, то из точки П проводим линию
d = const и получаем точку В , которая характеризует состояние воздуха
в помещении. При наличии влагопоступлений – точка В находится на
луче процесса.
Если эта точка будет находиться в заданных пределах отклонения
относительной влажности в помещении, т. е. в пределах от вmin до вmax
согласно [3], то построение процессов считается законченным.
Из точки Н по линии I = const проводим прямую до пересечения
с кривой к = 90 %, находим точку К, которая характеризует состояние
воздуха после секции увлажнения. Из точки К по d = const откладываем
отрезок, равный Iп = Iп – Iк = 0,8÷1,0 кДж/кг и находим точку П, которая
tн
tв
'dо
К
П
В'
'dувл
Iк
Iп
В(У)
t
'Iп
'I=Iв–Iп
M=100 %
Mк =90 %
Iв
Mвmax
Mвmin
18
Рис. 3.3. Пример построения процессов при прямом испарительном
охлаждении наружного воздуха и при доувлажнении воздуха
в помещении (вариант 1, случай 1.2):
НК – адиабатическое охлаждение воздуха; КП – нагревание воздуха
в вентиляторе и воздуховодах; ПВ(У) и ПВ – изменение состояния приточного
воздуха с доувлажнением и без него в помещении; dо – приращение
влагосодержания без доувлажнения; dувл – приращение за счет доувлажнении
Н
M
Н
tн
П
M
К
П'
В'
Mвmin
Iк=Ic=Iн= const
С
tв
В(У)
I
d [т.п
Mк = 90 %
'Iп
'I=Iв–Iп
M =100 %
Iв'
t
Mвmax
19
Построение процессов, т. е. нахождение точек Н, К, П и В, аналогично случаям 1.1 и 1.2. Далее выбирается точка В в заданных пределах
и через нее проводится луч процесса т.п до пересечения с линией Iп.
в
Точка пересечения есть точка П. Из точки П по d = const проводится
прямая до пересечения с линией НК и находится точка С, которая характеризует состояние смеси воздуха, обработанного в секции увлажнения
и идущего в обход ее через байпас. На этом построение заканчивается.
Далее определяется количество воздуха, обрабатываемого в секции
увлажнения Gсек, и количество воздуха, идущее в обход ее через байпас
Gобх, кг/ч,
Рис. 3.4. Пример построения процессов при прямом испарительном
охлаждении с применением байпасирования (вариант 1, случай 1.3):
НС и СК – смешение обработанного и необработанного воздуха в секции
увлажнения; СП и КП – нагревание воздуха в вентиляторе и воздуховодах;
ПВ(У) – изменение состояния приточного воздуха в помещении
dн
d [т.п
dс
dc= const
I
dк
d к d с d к d н ;
Gпт.п Gсек ,
Gпт.п
(7)
(6)
К
П
21
Случай 2.1 (рис. 3.6). Политропическое охлаждение и увлажнение
наружного воздуха.
Выбирается положение точки В, через которую проводится луч процесса т.п
нение воздуха, т. е. в < вmin, то определяется положение точки В на
пересечении tв = соnst и dк = const. Точка К, определяющая параметры
воздуха на выходе из секции увлажнения, находится на пересечении
= 90÷95 % и Iк = Iв – (12÷15) кДж/кг. Точка П, характеризующая состок
яние приточного воздуха, находится на расстоянии 0,8÷1,0 кДж/кг
от точки К.
20
Iн=Iк=const
M=100 %
Вариант 2. Политропическое охлаждение воздуха. Теплосодержание Iн < Iв, Iк < Iн.
В данном варианте применяется политропическое охлаждение наружного воздуха, распыляемого в секции увлажнения кондиционера холодной водой, полученной от холодильной машины.
При построении процессов изменения тепловлажностного состояния воздуха в рассматриваемом варианте могут быть два случая.
Случай 2.2 (рис. 3.7). Политропическое охлаждение и осушение
наружного воздуха, часть которого обрабаты вается в секции увлажнения.
Н
В'
В(У)
Mв
жет быть получено значение относительной влажности воздуха < 90 %,
если уменьшить количество воды, подаваемой на распыление. Это достигается применением форсунок, обеспечивающих необходимое распыление воды в широком диапазоне изменения давления перед ними
в оросительных камерах.
Положение точек В и Н определяется как в предыдущих случаях.
Точка К, определяющая параметры воздуха на выходе из секции увлажнения, находится следующим образом. Из точки В по dв = const опускаемся на 1÷1,5 °C и получаем точку В , через которую проводим линию,
параллельную лучу процесса т.п до пересечения с Iн = const. Точка П
находится на луче процесса и dк = const. Длина отрезка ВВ’ соответствует длине отрезка КП, который характеризует нагрев воздуха в вентиляторе и воздуховодах и принимается от 1 до 1,5 °C.
Рис. 3.5. Пример построения процессов при прямом управляемом
испарительном (адиабатическом) охлаждении наружного воздуха
(вариант 1, случай 1.4):
НК – управляемое адиабатическое охлаждение и увлажнение наружного
воздуха; КП – нагревание воздуха в вентиляторе и воздуховодах; ПВ(У) –
изменение состояния приточного воздуха в помещении
tн
tв
dк=const
[т.п
Случай 1.4 (рис. 3.5). Адиабатическое охлаждение наружного воздуха при прямом управляемом процессе обработки воздуха в контактных аппаратах.
где Gпт.п – общее количество приточного воздуха в теплый период, кг/ч.
Gобх
Gсек
dв=dвc =const
tн
Iк
'I=Iк –Iн
К
П
В'
Iп
В(У)
d
'Iп
Iн
'I=Iв–Iп
Iв
Mк =90÷95 %
Mвmax
t
Mвmin
M=100 %
[т.п
22
При построении процессов так, как указано в случае 2.1 (см. рис. 3.6),
может оказаться, что температура воздуха в точке К ниже 8 °С (минимальная температура воздуха на выходе из секции увлажнения). Тогда
положение точки К следует выбирать на пересечении линий к = 90÷95 %
и температуры tк = 8÷10 °С. После этого из точки В провести луч процесса т.п и по аналогии с построением для случая 1.3 (вариант 1, см. рис. 3.4)
найти положение точек П и С. Затем по формулам (6) и (7) определить
количество воздуха, обрабатываемого в секции увлажнения G сек
и идущего в обход нее Gобх.
Рис. 3.6. Пример построения процессов при политропическом охлаждении
воздуха, в том числе при доувлажнении воздуха в помещении – В
(вариант 2, случай 2.1):
НК – политропическое охлаждение и увлажнение наружного воздуха;
КП – нагревание воздуха в вентиляторе и воздуховодах; ПВ(У) – изменение
состояния приточного воздуха в помещении
Н
tв
M
I
К
С
П
Н
Iк
I
'Iх= Iн – Iк
В(У)
d
Iп
Iн
'I = Iв – Iп
Iв
Mк= 90÷95 %
M =100 %
Mвmax
Mвmin
t
[т.п
23
Вариант 3. Теплосодержание Iн > Iв, влагосодержание dн < dв и рециркуляция воздуха не допускаются.
В этом варианте заданные параметры воздуха в помещении
обеспечиваются только при политропическом охлаждении наружного
воздуха (процесс НК). Так же, как в варианте 2, здесь могут быть два
случая.
Построение процессов тепловлажностной обработки воздуха для
случая 2.1 показано на рис. 3.8. Рассуждения по построению аналогичны
случаю 2.2 варианта 2. Для второго случая построение аналогично случаю 2.2 варианта 2 (см. рис. 3.7).
Рис. 3.7. Пример построения процессов при политропическом охлаждении
наружного воздуха (вариант 2, случай 2.2):
НС и СК – смешение обработанного и необработанного воздуха в секции
увлажнения; СП – нагревание воздуха в вентиляторе и воздуховодах;
ПВ(У) – изменение состояния приточного воздуха в помещении
tк = 8÷10 qС
tв
M
dс=dп= const
tв
Н
dн
К
В'
'dу
П
d
'Iп
t
Iн
Iв
'I=Iв –Iп
M=100 %
Mк =90 %
Mвmax
Mвmin
'Iх =Iн –Iк
В(У)
[т.п
24
Вариант 4. Политропическое охлаждение наружного и рециркуляционного воздуха. Теплосодержание Iн > Iв, влагосодержание dн < dв
и рециркуляция воздуха допускаются.
В этом варианте, как и в третьем, заданные параметры воздуха
в помещении обеспечиваются только с применением политропического
охлаждения.
Рис. 3.8. Пример построения процессов при политропическом
охлаждении наружного воздуха (вариант 3):
НК – политропическое охлаждение наружного воздуха; КП – нагревание
воздуха в вентиляторе и воздуховодах; ПВ(У) – изменение состояния
приточного воздуха в помещении
tн
M
I
d=const
Gпт.п Gн .
(8)
25
Вариант 5. Политропическое охлаждение и осушение наружного
воздуха (рис. 3.10).
Этот вариант построения процесса является разновидностью варианта 2 (случай 2.2, см. рис. 3.7). Строится он тогда, когда точка В находится левее линии НК, теплосодержание Iн > Iв, влагосодержание dн > dв
и рециркуляция воздуха не допускаются, а для соблюдения требуемых
параметров микроклимата требуется догрев воздуха в калорифере перед
поступлением в помещение.
В настоящем варианте по tк = 8 °С и к = 90÷95 % находится точка К,
которая соединяется с точкой Н линией НК – политропическое охлаждение воздуха. После этого из точки В проводится луч процесса т.п, а из
точки К – линия d = const, на пересечении этих линий находится точка П.
На линии КП, характеризующей изменение температуры воздуха после
На I-d диаграмме, как и в предыдущих вариантах, находятся точки
Н и В (рис. 3.9). Эти точки соединяются прямой НВ, которая является
линией смеси наружного и рециркуляционного воздуха. На ней находится точка С, характеризующая состояние этой смеси, исходя из того, что
отрезок ВС 0,1 ·
) (конечные параметры воздуха после
смешения) находится на пересечении отрезка СК и к = 90 %.
Точка П (П ) (параметры приточного воздуха) находится выше по
dк = const на 1÷1,5 °С. При отсутствии влагопоступлений в помещении,
например, производственные цеха, dв = dк’ = dп’ = const.
Gрец
Для уменьшения расхода холода (при допустимой по санитарным
нормам рециркуляции воздуха) целесообразно в секции увлажнения
обрабатывать смесь рециркуляционного и наружного воздуха. При этом
минимальное количество наружного воздуха Gн зависит от назначения
Gн должно удовлетворять
условиям: Gн 0,1 · Gп или Gн Gуд и Gн Gв.п, где Gн, Gп, Gу и Gв.п –
количество наружного, приточного, удаляемого воздуха и воздуха
для удаления вредных газопоступлений в помещении соответственно.
Количество рециркуляционного воздуха, кг/ч, определяется по формуле
К
П
Iк
К'
С
'Iп
Iп
П'
Iв
Mвmin
t
[т.п
Iн
'Iх =Iс –Iк
Iс
M =100 %
Mк =90 %
Mвmax
'I=Iв –Iп
В(У)
d
26
Рис. 3.9. Пример построения процессов при политропическом охлаждении
наружного и рециркуляционного воздуха (вариант 4):
НС и ВС – смешение наружного и рециркуляционного воздуха; СК –
политропическое охлаждение смеси воздуха; КП – нагревание воздуха
в вентиляторе и воздуховодах; ПВ(У) – изменение состояния приточного
воздуха в помещении
tн
Н
dк =const
I
dс
dв=dкc =dпc
M
его обработки (охлаждения и осушения) в увлажнительной секции перед поступлением в помещение, на расстоянии I = 0,8÷1,0 кДж/кг от
точки К находится точка Е, характеризующая параметры воздуха после
нагревания в вентиляторе и воздуховодах.
К
П
tн
E
В(У)
M
I
Н
M=100 %
Mк =90÷95 %
Iн
t
'I=0,8÷1,0 кДж/кг
d
27
На всех приведенных выше процессах обработки воздуха в СКВ
точка У характеризует параметры удаляемого из помещения воздуха.
Температуру в точке У определяют и проверяют расчетом в зависимости
от выбранного способа воздухораспределения. При перемешивающей
вентиляции и распределении воздуха в теплый период года струями, настилающимися на потолок, коэффициент воздухообмена по теплоте мож-
Примечание к построениям процессов (варианты от 1 до 5)
Рис. 3.10. Пример построения процессов при политропическом охлаждении
воздуха и нагревании в калориферах второго подогрева (вариант 5):
НК – политропическое охлаждение и осушение наружного воздуха; КЕ –
нагревание воздуха в вентиляторе и воздуховодах; ЕП – нагревание воздуха
в калориферах второго подогрева; ПВ(У) – изменение состояния приточного
воздуха в помещении
tк=8 qС
tв
[т.п
d=const
I в(у) Gпт.п
т.п
3,6 ˜ Qизб
,
(9)
, кг/ч,
п
28
где Iв(у) – энтальпия внутреннего (удаляемого) воздуха в точке В (У),
кДж/кг.
Политропическое охлаждение воздуха с нагреванием в калориферах второго подогрева (рис. 3.11) применяется, если рециркуляция воздуха в помещении невозможна или нецелесообразна, т. е. минимальный
расход наружного воздуха больше или равен расходу приточного воздуха, а также, если энтальпия удаляемого воздуха Iу больше энтальпии наружного воздуха Iн. Для охлаждения и осушения воздуха в этом случае
может применяться камера орошения, в которую подают воду на распыление с температурой ниже температуры точки росы начального состояния воздуха (конечная влажность воздуха на выходе из камеры орошения к принимается равной 90÷95 %), или поверхностные воздухоохладители, в которых при контакте воздуха с охлажденной поверхностью теплообменника происходит конденсация водяных паров и уменьшение влагосодержания воздуха. Тогда к будет зависеть от начальной относительной влажности воздуха нач
но принимать = 88 % при нач < 45 %; к = 92 % при 45 % < нач < 70 %;
= 98 % при нач > 70 %.
к
Построение процессов в данном случае следующее. По теплосодержанию Iп на луче процесса, проведенного из точки В, находится точка П. Из точки П проводится линия d = const до пересечения с линией
= 90÷95 % и находится точка К. На линии ПК на расстоянии
к
Iп
принимается Gпт.п = Gу или Gпт.п = Gв.п. Определяется Gпт.п = Gу ·
где п – плотность приточного воздуха, кг/м3:
но считать равным единице, поэтому температура удаляемого воздуха
будет равна температуре внутреннего воздуха и точка У будет совпадать
с точкой В. При вытесняющей вентиляции и распределении воздуха
в рабочую зону из-под пола температуру в точке У определяют расчетом
через коэффициент воздухообмена kt в зависимости от теплоизбытков в
помещении и схемы воздухораспределения [8, 17].
Во всех приведенных вариантах предполагалось, что расход приточного воздуха Gпт.п и расход наружного воздуха Gн не меньше расхода
воздуха, удаляемого вытяжной вентиляцией Gуд и расхода воздуха, необходимого для разбавления вредных газопоступлений Gв.п. Если хотя бы
Е
К
П
В(У)
[т.п
Mк =90÷95 %
M=100 %
Iн
Mв
t
'I=0,8÷1,0 кДж/кг
Н
d
29
Для исключения или уменьшения расхода тепла на второй подогрев применяют управляемые процессы тепломассообмена, байпасирование по воздуху, вторую рециркуляцию.
Рис. 3.11. Пример построения процессов при политропическом охлаждении
воздуха и нагревании в калориферах второго подогрева (вариант 5.1):
НК – политропическое охлаждение и осушение наружного воздуха; КЕ –
нагревание воздуха в вентиляторе и воздуховодах; ЕП – нагревание воздуха
в калориферах второго подогрева; ПВ(У) – изменение состояния приточного
воздуха в помещении
tкmin =8 qС
tв
tн
M
I
I = 0,8÷1,0 кДж/кг от точки К находится точка Е. Точка К соединяется с
точкой Н (см. вариант 5, рис. 3.11).
d=const
т.п
3,6 ˜ Qизб
,
I в(у) I п
(10)
U пт.п
Gпт.п
,
(11)
n
V ,
Lт.п
п
3. Кратность воздухообмена, 1/ч:
353
.
273 tп
(12)
Qxmax
30
0,278 ˜ Gпт.п I н I к , Вт;
(13)
где V – внутренний объем помещения, м3.
4. Максимальный часовой расход холода при политропическом
охлаждении для СКВ:
а) наружного воздуха (вариант 2, случаи 2.1, 2.5; вариант 5):
Uпт.п
где Uпт.п – плотность приточного воздуха в теплый период, кг/м 3;
Lт.п
п
где Iв(у), Iп – теплосодержания соответственно внутреннего (удаляемого)
и приточного воздуха в теплый период, определяются по процессу в I-d
диаграмме, кДж/ч.
2. Объемный расход приточного воздуха в теплый период, м3/ч:
Gпт.п
После построения на I-d диаграмме процессов изменения тепловлажностного состояния воздуха по одному из приведенных выше вариантов определяются следующие исходные расчетные показатели для систем вентиляции и систем кондиционирования воздуха.
1. Весовой расход приточного воздуха, кг/ч:
4. РАСЧЕТНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ СИСТЕМ
ДЛЯ ТЕПЛОГО ПЕРИОДА ГОДА
После построения процессов обработки воздуха в теплый период
года по одному из приведенных выше вариантов составляется таблица
(см. табл. 1 приложения).
0,278 ˜ Gпт.п I с I к , Вт.
(14)
т.п
0,278 ˜ Gпр
˜ cв t п tк , Вт.
(15)
Gпт.п d к d н 10 3 , кг/ч.
(16)
'd пт.п ˜ Gпт.п ˜10 3 , кг/ч,
(17)
31
Пример 1 (к варианту 1, случай 1.1, рис. 3.2).
Рассчитать количество приточного воздуха и построить процессы
на I-d диаграмме в теплый период года для зрительного зала клуба на
600 мест, расположенного в г. Владимире.
Параметры наружного воздуха: температура tн = 21,4 °C, энтальпия
49,4 кДж/кг. Избыточные полные теплопоступления в теплый период года
Qпизб.т.п = 56880 Вт, количество влагопоступлений W х.п = 29 520 г/ч. Объем
зала – 6020 м3.
5. ПРИМЕРЫ ПОСТРОЕНИЯ И РАСЧЕТА ПРОЦЕССОВ
ОБРАБОТКИ ВОЗДУХА НА I-d ДИАГРАММЕ
ДЛЯ ТЕПЛОГО ПЕРИОДА ГОДА
где d пт.п = dв – dп – изменение влагосодержания в помещении в теплый
период года, г/кг.
Wдт.п
7. Количество воды, распыляемой в помещении системой доувлажнения:
т.п
Wсек
6. Количество воды, распыляемой в блоке увлажнения кондиционера (общая производительность насосов):
Qкал2
5. Расход тепла на нагревание воздуха в калориферах второго подогрева:
Qxmax
б) смеси наружного и рециркуляционного воздуха (вариант 4):
П
Н
В
Iн =49,4 кДж/кг
Iв =53,5 кДж/кг
M=100 %
Mв=60 %
[т.п=6937 кДж/кг
32
1. Расчетные параметры внутреннего воздуха для проектирования
вентиляции определяются согласно приложению В [3]: tв = tн + 3 =
= 21,4 + 3 = 24,4 °С; относительная влажность воздуха в 65 %.
2. Наносим точку Н, характеризующую состояние наружного
воздуха (tн = 21,4 °C; Iн = 49,4 кДж/кг).
3. Наносим точку В (tв = 24,4 °С, в = 60 %), характеризующую
состояние внутреннего воздуха.
4. Вычисляем тепловлажностное отношение по формуле (5):
Рис. 5.1. Пример построения процессов в теплый период года
для систем вентиляции:
НП – нагрев наружного воздуха в вентиляторе и воздуховодах; ПВ – изменение
состояния приточного воздуха в помещении
18
20
tн=21,4
tп=23
26
tв=24,4
28
t, qС
dп =dн =11 г/кг
3,6 ˜ 56 880
29,52
6937 кДж/кг..
21,4
68
11
49,4
1,2
Н
24,4
59
11,3
53,5
1,19
В
23
62
11
51,3
1,19
П
33
Пример 2 (к варианту 1, случай 1.3, рис. 3.4). Определить расход
приточного воздуха и построить процесс обработки воздуха при прямом
испарительном (адиабатическом) охлаждении в теплый период года для
зрительного зала в г. Оренбурге.
Параметры наружного воздуха: температура tн = 29,4 °C, энтальпия
52,4 кДж/кг. Параметры внутреннего воздуха: температура tв = 25 °С,
относительная влажность воздуха в = 60 %. Явная избыточная теплота
Qяизб.т.п = 68 900 Вт, количество влагопоступлений W т.п = 24 540 г/ч, минимальный расход наружного воздуха Gн = 26 500 кг/ч. Перемешивающая
вентиляция kt = 1.
Результаты построения на I-d диаграмме процессов изменения состояния воздуха представлены на рис. 5.1.
Параметры воздуха
в теплый период
Температура t, qC
Относительная влажность M, %
Влагосодержание d, г/кг
Энтальпия I, кДж/кг
Плотность U, кг/м3
Таблица 1
Параметры воздуха в теплый период года
Gп
3,6 ˜ 56 880
93 076 кг/ч.
53,5 51,3
Параметры воздуха приведены в табл. 1.
т.п
процесса, определяются пересечением [ и dн = const.
7. Количество приточного воздуха согласно формуле (10):
5. Через точку В проводим луч процесса [ т.п .
6. Параметры приточного воздуха, положение точки П на луче
[ т.п
Н
С
П
В
В'
К
Iн =Iк =Iс =52,4 кДж/кг
M=100 %
Mк=90 %
Mв =60 %
[т.п =12 252 кДж/кг
34
1. Наносим точку Н, характеризующую состояние наружного воздуха
(tн = 29,4 °C; Iн = 52,4 кДж/кг), определяем температуру «смоченного» термометра, положение точки К, tк = 18,3 °C и проводим линию постоянной
энтальпии Iк = 52,4 кДж/кг – процесс адиабатного охлаждения (рис. 3.4).
Рис. 5.2. Пример построения процессов в теплый период года при прямом
испарительном (адиабатическом охлаждении):
НС и СК смешение обработанного и необработанного воздуха в секции
адиабатного увлажнения; СП – нагревание воздуха в вентиляторе
и воздуховодах; ПВ – изменение состояния приточного воздуха в помещении
16
18
20
22
24
tв =25
26
28
30
tн =29,4
dп=dс =11,6 г/кг
t, qС
dв=dвc =11,8 г/кг
184 065,6 ˜
Параметры воздуха
в теплый период
Температура t, qC
Относительная влажность M, %
Влагосодержание d, г/кг
Энтальпия I, кДж/кг
Плотность U, кг/м3
25
60
11,8
55,2
1,18
29,4
35
8,9
52,4
1,17
35
В
Н
22,8
67
11,6
52,4
1,19
С
23,9
64
11,6
53,5
1,19
П
24
63
11,8
54,4
1,19
В'
19,8
90
12,9
52,4
1,21
К
Таблица 2
Параметры воздуха при прямом испарительном (адиабатическом)
охлаждении воздуха в теплый период года
Gсек
12,9 11,6
59 821,3 кг/ч.
12,9 8,9
6. Расход воды, испарившейся в секции адиабатного увлажнения,
рассчитывается по формуле (16):
т.п
Wсек
184 065,6 ˜ 12,9 8,9 ˜10 3 736,3 кг/ч.
Параметры воздуха приведены в табл. 2.
Gпт.п
312 911,6
184 065,6 кг/ч.
55,2 53,5
5. Расход воздуха, проходящего через оросительное пространство
Gсек, определяем по формуле (6):
угловым коэффициентом процесса в помещении т.п = 12 252 кДж/кг. На
пересечении ее с линией постоянной энтальпии Iк = 52,4 кДж/кг получаем
точку С, характеризующую состояние смеси воздуха, проходящего через
байпас (процесс НС), и потока воздуха, охлажденного в секции
адиабатного увлажнения (процесс КС). Через точку С проводим линию
постоянного влагосодержания dc = const и на ее пересечении с линией
процесса изменения состояния воздуха в помещении т.п, проходящей
через точку В, получаем точку П, характеризующую состояние
приточного воздуха в помещении.
4. Расход приточного воздуха Gпт.п согласно формуле (10) равен
[ т.п
3,6 ˜ 68 900 2540 ˜ 25,54 31 2 911,6
12 252 кДж/кг..
25,54
25,54
3. Наносим точки В (tв = 25 °С, в = 60 %), характеризующую
2. Вычисляем тепловлажностное отношение по формуле (5):
Lт.п
п
Gпт.п
36
30 047,6
1,21
24 832,7 м /ч.
3
3,6 ˜ 85135
30 047,6 кг/ч.
56,1 45,9
8. Объемный расход приточного воздуха в теплый период определяем по формуле (11):
3,6 ˜ 85135
[ т.п
12 770,3 кДж/кг..
24,0
4. Через точку В проводим луч процесса т.п до пересечения
с к
, которая при отсутствии нагрева приточного воздуха в вентиляторе и воздуховодах будет характеризовать состояние приточного воздуха.
5. Из точки В опускаемся на 1 °С (нагрев воздуха в вентиляторе
и воздуховодах) по dв = const (учитываем нагрев воздуха в вентиляторе
и воздуховодах), получаем точку В и проводим линию, параллельную
лучу процесса, до пересечения с = 95 % – точка К, которая определяет
состояние воздуха после обработки в увлажнительной секции.
6. Для определения положения точки П необходимо подняться по
dк = const до пересечения с т.п.
7. Расход приточного воздуха Gпт.п согласно формуле (10) равен
Пример 3 (к варианту 2, случай 2.1, рис. 3.6). Рассчитать показатели
системы СКВ и построить процесс обработки воздуха при политропическом охлаждении в теплый период года для клуба на 400 мест в г. Калуге.
Параметры наружного воздуха: температура tн = 26,3 °C, энтальпия
53,6 кДж/кг. Параметры внутреннего воздуха: температура tв = 25 °С,
относительная влажность воздуха в = 60 %. Избыточные полные теплопоступления в зале Qпизб.т.п = 85 135 Вт, количество влагопоступлений
W т.п = 24000 г/ч, минимальный расход наружного воздуха Gн = 9600 кг/ч.
Объем зала – 2970 м3.
1. Наносим точку Н, характеризующую состояние наружного воздуха (tн = 26,3 °C; Iн = 53,6 кДж/кг).
2. Наносим точку В (tв = 25 °С, в = 60 %), характеризующую состояние внутреннего воздуха.
3. Вычисляем тепловлажностное отношение по формуле (5):
Н
К'
К
П
В'
У
В
Iн =53,6 кДж/кг
Iв =55,2 кДж/кг
Mк =95 %
M=100 %
Mв =60 %
[т.п =12770,3 кДж/кг
Qxmax
37
0,278 ˜ 30 047,6 ˜ 53,6 44,3 77685,1 Вт..
n
24 832,7
8,4 1/ч.
2970
10. Максимальный часовой расход холода при политропическом
охлаждении для СКВ исходя из формулы (13) равен
9. Кратность воздухообмена рассчитываем по формуле (12):
Рис. 5.3. Пример построения процессов в теплый период года
при политропическом охлаждении:
НК – политропическое охлаждение наружного воздуха; КП – нагревание
воздуха в вентиляторе и воздуховодах; ПВУ – изменение состояния приточного
воздуха в помещении
16
18
20
22
tн=26,3
tу=26
tв=25
24
28
30
t, qС
dп =dк =11 г/кг
Результаты построения на I-d диаграмме процессов изменения состояния воздуха представлены на рис. 5.2.
dв =11,8 г/кг
30 047,6 ˜ 11 10,4 ˜103 18,03 кг/ч.
В
25
60
11,8
55,2
1,18
Н
26,3
48
10,4
53,6
1,18
17,8
88
11
45,9
1,21
П
16,3
95
11
44,3
1,22
К
16,2
95
10,8
43,9
1,22
К'
26
57
11,8
56,1
1,18
У
Таблица 3
38
Пример 4 (к варианту 5, рис. 3.10). Построить процесс обработки
воздуха в центральном кондиционере в теплый период года при политропическом охлаждении и нагревании в калориферах второго подогрева
для спортивного зала в г. Москве.
Исходные данные: схема организации воздухообмена «сверхувверх», перемешивающая вентиляция, kt = 1. Параметры внутреннего
âî çäóõà: tв = 25 °С, в = 60 %. Избыточные полные теплопоступления
в теплый период Qпизб.т.п = 38 600 Вт, количество влагопоступлений
W т.п = 25 800 г/ч, минимальный расход наружного воздуха Gн = 8500 кг/ч.
Параметры наружного воздуха: температура tн = 26,5 °C, энтальпия
52,6 кДж/кг.
1. Наносим точку Н, характеризующую состояние наружного
воздуха (tн = 26,5 °C; Iн = 52,6 кДж/кг).
2. Наносим точку В (tв = 25 °С, в = 60 %), характеризующую
состояние внутреннего воздуха.
Результаты построения на I-d диаграмме процессов изменения состояния воздуха представлены на рис. 5.3.
Параметры воздуха
в теплый период
Температура t, qC
Относительная влажность M, %
Влагосодержание d, г/кг
Энтальпия I, кДж/кг
Плотность U, кг/м3
Параметры воздуха при политропическом охлаждении
в теплый период года
Параметры воздуха приведены в табл. 3.
т.п
Wкам
11. Количество воды, распыляемой в секции увлажнения кондиционера (общая производительность насосов), находим по формуле (16):
Е
К
П
Н
'I=1,0 кДж/кг
Iн =52,6 кДж/кг
M=100 %
Mк =90 %
Iп =37,05 кДж/кг
В
Mв =60 %
[т.п =5386 кДж/кг
Iп
53,4 39
3,6 ˜ 38 600
8500
37,05 кДж/кг..
3. Принимаем расход приточного воздуха равным минимальному
значению Gн = Gнmin = 8500 кг/ч и определяем энтальпию приточного воздуха по формуле (9):
Рис. 5.4. Пример построения процессов в теплый период года
при политропическом охлаждении воздуха и нагревании
в калориферах второго подогрева:
НК – политропическое охлаждение наружного воздуха; КЕ – нагревание
воздуха в вентиляторе и воздуховодах; ЕП – нагревание воздуха
в калориферах второго подогрева; ПВ – изменение состояния приточного
воздуха в помещении
12
14
16
18
20
22
24
tн=26,5
26
tв=25
28
t, qС
dп=dк =8,3 г/кг
В
25
60
11,8
55,2
1,18
Н
26,5
48
10,2
52,6
1,18
16,2
74
8,3
37,05
1,22
П
13
90
8,3
34
1,23
К
13,9
85
8,3
35
1,23
Е
40
Пример 5 (к варианту 4, рис. 3.9). Рассчитать показатели системы
СКВ и построить процесс обработки воздуха при политропическом охлаждении и рециркуляции в теплый период года для зала заседаний
в г. Волгограде.
Результаты построения на I-d диаграмме процессов изменения состояния воздуха представлены на рис. 5.4.
Параметры воздуха
в теплый период
Температура t, qC
Относительная влажность M, %
Влагосодержание d, г/кг
Энтальпия I, кДж/кг
Плотность U, кг/м3
Таблица 4
Параметры воздуха при политропическом охлаждении
в теплый период года
[ т.п
3,6 ˜ 38 600
5386 кДж/кг..
25,8
5. Точка П, характеризующая параметры приточного воздуха,
находится на пересечении луча процесса изменения состояния воздуха
в помещении т.п и Iп.
6. Через точку П проводим линию постоянного влагосодержания
dп = 8,3 г/кг и на пересечении ее с = 90 % определяем положение точки К,
характеризующей параметры воздуха на выходе из увлажнительной
секции кондиционера. Точка Е, определяющая параметры воздуха после
нагревания в вентиляторе и воздуховодах, находится по d = const
на расстоянии I = 0,8÷1,0 кДж/кг от точки К.
7. Количество холода на охлаждение воздуха вычисляем по формуле (13):
Qх 0,278 ˜ 8500 ˜ 52,6 34 43 951,8 Вт..
8. Расход тепла на нагревание воздуха в калорифере второго подогрева находим по формуле (15):
Qкал2 0,278 ˜ 8500 ˜ 1,00516,2 13 7599,4 Вт..
Параметры воздуха приведены в табл. 4.
4. Вычисляем тепловлажностное отношение по формуле (5):
9180
1,21
7586,8 м3/ч.
т.п
Gрец
41
9180 5510 3670 кг/ч.
11. Количество рециркуляционного воздуха Gрецт.п рассчитаем по
формуле (8):
Lт.п
п
Gпт.п
3,6 ˜ 30 600
9180 кг/ч.
54 42
10. Объемный расход приточного воздуха в теплый период найдем
по формуле (11):
[ лет
3,6 ˜ 30 600
6972,2 кДж/кг..
15,8
4. Через точку В проводим луч процесса т.п.
5. Соединяем точки В и Н, получаем линию, по которой идет процесс смешения наружного и рециркуляционного воздуха.
6. Определяем положение точки С, исходя из условия, что
ВС 0,1НВ.
7. Находим точку К – на пересечении линии смеси СК и к = 90 %,
которая при отсутствии нагрева приточного воздуха в вентиляторе и воздуховодах будет характеризовать состояние приточного воздуха после
обработки в оросительной камере.
8. Определяем положения точки П, которая находится на луче процесса т.п и dк = const.
9. Расход приточного воздуха Gпт.п равен согласно формуле (10):
Параметры наружного воздуха: температура tн = 33 °C, энтальпия
57,8 кДж/кг. Параметры внутреннего воздуха: температура tв = 24 °С,
относительная влажность воздуха в = 60 %. Избыточные полные теплопоступления в теплый период Qпизб.т.п = 30 600 Вт, количество влагопоступлений W т.п = 15 800 г/ч, минимальный расход наружного воздуха
Gн = 5510 кг/ч. Объем зала – 2520 м3.
1. Наносим точку Н, характеризующую состояние наружного воздуха (tн = 33 °C; Iн = 57,8 кДж/кг).
2. Наносим точку В (tв = 24 °С, в = 60 %), характеризующую состояние внутреннего воздуха.
3. Вычисляем тепловлажностное отношение по формуле (5):
В
24
60
11
52,5
1,19
Н
33
30,5
9,5
57,8
1,15
27,8
45
10,5
54,5
1,17
С
18
75
9,5
42
1,21
П
15
90
9,5
39,2
1,23
К
25
57
12,4
54
1,18
У
Таблица 5
П
К
В
У
Iв =52,5 кДж/кг
Iн =57,8 кДж/кг
M =100 %
Mк =90 %
Mв =60 %
избыточные полные теплопоступления в холодный период
Qпизб.х.п, Вт;
избыточные явные теплопоступления в холодный период Qяизб.х.п,
Вт;
количество влагопоступлений W х.п, кг/ч;
схема организации воздухообмена;
43
42
Рис. 5.5. Пример построения процессов в теплый период года
при политропическом охлаждении наружного и рециркуляционного воздуха:
НС и ВС – смешение наружного и рециркуляционного воздуха; СК –
политропическое охлаждение смеси воздуха; КП – нагревание воздуха
в вентиляторе и воздуховодах; ПВУ – изменение состояния приточного воздуха
в помещении
16
tк =15
18
20
22
26
tу =25
tв =24
tс =27,8
С
Н
34
tн =33
32
30
M=30 %
t, qС
[т.п =6972,2 кДж/кг
Исходными данными для построения являются:
расчетные параметры наружного воздуха – температура tн, °С,
и энтальпия Iн, кДж/кг;
расчетные параметры внутреннего воздуха – температура tв, °С,
и относительная влажность в, %;
6. ПОСТРОЕНИЕ ПРОЦЕССОВ ОБРАБОТКИ ВОЗДУХА
НА I-d ДИАГРАММЕ ДЛЯ ХОЛОДНОГО ПЕРИОДА ГОДА
Результаты построения на I-d диаграмме процессов изменения
состояния воздуха представлены на рис. 5.5.
Параметры воздуха
в теплый период
Температура t, qC
Относительная влажность M, %
Влагосодержание d, г/кг
Энтальпия I, кДж/кг
Плотность U, кг/м3
Параметры воздуха при политропическом охлаждении
и рециркуляции в теплый период года
т.п
Wсек
918010,5 9,510 3 9,18 кг/ч.
Параметры воздуха приведены в табл. 5.
Qxmax 0,278 ˜ 9180 ˜ 54,5 39,2 39 046,2 Вт..
14. Количество воды, распыляемой в оросительной камере кондиционера (общая производительность насосов), находим по формуле (16):
n
7586,8
3 1/ч.
2520
13. Максимальный часовой расход холода при политропическом
охлаждении для СКВ вычислим по формуле (14):
12. Кратность воздухообмена определяем по формуле (12):
dп=dк = 9,5 г/кг
х.п
3,6 ˜ Qизб
3,6 ˜ Qяизб.х.п 2540 ˜ W х.п
.
(18)
3) Gн
Gуд , т. е.
44
Gу
G
ВС
,
t х.п t в.п
ВН Gп
Gпх.п
где Gу = Lу и Gв.п = Lв.п , кг/ч – расход удаляемого воздуха и воздуха
для разбавления вредных газопоступлений в помещение соответственно,
W х.п
W х.п
Выбор расчетных наружных климатических условий осуществляют в соответствии со строительными нормами, которые определяют степень обеспеченности внутреннего микроклимата в зависимости от назначения помещений.
Построение процессов производится исходя из того, что количество
приточного воздуха в холодный период года Gпх.п должно быть равно его
количеству в теплый период года Gпт.п или не менее 70 % его.
В холодный период года для выбора варианта построения процессов также необходимо установить, допускается применение рециркуляции
воздуха в данном помещении или нет. При этом:
а) если рециркуляция воздуха допускается и в помещении имеются
влаговыделения W х.п, то следует выбрать вариант 6 или 7;
б) если рециркуляция воздуха не допускается, то принимать вариант 8 или 9.
Вариант 6. Допускается рециркуляция воздуха; смешение наружного воздуха с внутренним происходит до калориферов.
В этом варианте могут иметь место 3 случая, в которых одинаково
находятся точки Н и В. Точка Н – на пересечении линий tнх.п и Iнх.п; точка В –
на пересечении линий tвх.п и вх.п. Точки Н и В соединяются прямой линией НВ, по которой происходит процесс смешения наружного и рециркуляционного воздуха. Во всех случаях должны быть соблюдены
условия:
1) Gпх.п = (1÷0,7) Gпт.п ;
2) ВС 0,1 ВН, т. e. Gн 0,1Gпх.п ;
[ х.п
схема обработки воздуха в теплый период года;
расход наружного воздуха Gн, кг/ч;
расход приточного воздуха в теплый период года Gпт.п, кг/ч;
угловой коэффициент луча процесса изменения состояния воздуха в помещении х.п (кДж/кг влаги) в холодный период; он определяется по следующей формуле:
Н
Iн
П
С
В(У)
M
Iп
Iв
'I=Iв – Iп
Mв
M=90 %
M=100 %
I
t
45
Рис. 6.1. Пример построения процессов в холодный период года
(вариант 6, случай 6.1):
НС и ВС – смешение наружного и рециркуляционного воздуха;
СП – нагревание смеси воздуха в калорифере; ПВ(У) – изменение состояния
воздуха в помещении
tн
tс
tп
tв
d
[х.п
Случай 6.1 (рис. 6.1). Применяется рециркуляция, смешение
наружного воздуха с рециркуляционным производится до калориферов.
кг/ч; Lу и Lв.п – количество удаляемого воздуха и воздуха, необходимого
для разбавления вредных газопоступлений в помещение, м3/ч.
dс=dп=const
I в(у) Gпх.п
3,6 ˜ Qпизб.х.п
, кДж/кг.
(19)
46
Построение процессов в этом случае производится, если в первом
случае хотя бы одно из приведенных выше условий оказалось невыполненным. Аналогично случаю 6.1 находится точка П. Из точки П по
линии постоянного влагосодержания dп = const проводится прямая
до пересечения с кривой к = 90 % и находится точка К, которая определяет параметры воздуха на выходе из секции увлажнения кондиционера.
Из точки К по линии Iк = const проводится прямая до пересечения с прямой НВ и находится точка С – точка смеси наружного и рециркуляционного воздуха. Построение процессов считается законченным; как
и в первом случае проверяются условия для данного варианта.
Случай 6.2 (рис. 6.2). Применяются рециркуляция и адиабатическое увлажнение воздуха в контактных аппаратах до калориферов. Смешение наружного и рециркуляционного воздуха осуществляется до обработки его в секции увлажнения кондиционера.
х.п
и Iп есть точка П, которая
Точка пересечения этих линий, т. е.
характеризует состояние воздуха после его подогрева в калорифере.
Из точки П по линии постоянного влагосодержания dп = const проводится прямая до пересечения с линией изменения состояния воздуха НВ.
Точка пересечения С характеризует состояние смеси наружного и рециркуляционного воздуха.
Построение процесса считается законченным. Проверяются указанные выше условия для данного варианта.
Iп
Из точки В проводится луч процесса х.п до пересечения с линией
Iп. Значения энтальпии приточного воздуха в холодный период года Iп
определяются по выражению
Н
Iн
С
П
К
M
Iп
Iс=Iк=const
В(У)
Mк =90 %
t
'I=Iв –Iп
Iв
M=100 %
I
[х.п
47
Случай 6.3 (рис. 6.3). Применяются рециркуляция, адиабатическое
увлажнение воздуха и двухступенчатое нагревание воздуха до и после
обработки в секции увлажнения калориферов. Смешение наружного
и рециркуляционного воздуха осуществляется до калорифера первого
подогрева.
Рис. 6.2. Пример построения процессов в холодный период года
(вариант 6, случай 6.2):
НС и ВС – смешение наружного и рециркуляционного воздуха; СК –
адиабатическое увлажнение воздуха; КП – нагревание воздуха в калорифере
второго подогрева; ПВ(У) – изменение состояния воздуха в помещении
tн
tп
tв
d
dп=dк=const
Iн
Н
П1
С
П
К
В(У)
Iс=Iк=const
Iп
Mк =90 %
t
'I=Iв –Iп
M=100 %
Iв
I
[х.п
48
Построение процессов в случае 6.3 производится тогда, когда в первых двух случаях условия данного варианта оказались невыполнимыми.
Аналогично случаю 6.2 находятся точки Н, В, П и К. Далее из точки
К по линии Iк = const проводится прямая до пересечения с линией влагосодержания dc в точке С, которая находится на прямой НВ из условия
Рис. 6.3. Пример построения процессов в холодный период года
(вариант 6, случай 6.3):
НС и ВС – смешение наружного и рециркуляционного воздуха; П1К –
адиабатическое увлажнение воздуха; СП1 – нагревание смеси воздуха
в калорифере первого подогрева; КП – нагревание воздуха в калорифере
второго подогрева; ПВ(У) – изменение состояния воздуха в помещении
tн
tс
tв
tп
d
dп1=dс=const
M
dп=dк=const
Gпх.п
х.п
Gн ˜ d н G рец
˜ d в(у)
,
(20)
х.п
49
Случай 6.4. (рис. 6.4). Влагопоступления в помещении отсутствуют
(W = 0). Применяются рециркуляция, адиабатическое увлажнение воздуха и двухступенчатое нагревание воздуха до и после обработки в секции увлажнения калориферов. Смешение наружного и рециркуляционного воздуха осуществляется до калорифера первого подогрева.
На I-d диаграмме наносим точки Н и В. Аналогично первому случаю
по выражению (19) определяются параметры приточного воздуха – положение точки П, которая в данном случае должна находиться на линии постоянного влагосодержания dп2 = dв = const, проходящей через точку В.
Точка П может находиться в положении П2, либо в положении П2
(см. рис. 6.4). Последний случай имеет место, если теплопотери в помещении превышают теплопоступления.
На пересечении линий dв и к находится точка К, определяющая
параметры воздуха на выходе из секции увлажнения кондиционера. Из
нее проводится линия Iк = const до пересечения с линией смеси наружного и рециркуляционного воздуха НВ; находим положение точки смеси С.
Если соотношение отрезков ВС 0,1 · ВН, т. е. Gн 0,l · Gпх.п,
Gн Gв.п или Gн Gу., то построение считается законченным. Если отношение отрезков ВС < 0,1 · ВН, т. е. Gн < 0,l · Gпх.п или Gн < Gв.п, Gн < Gу., то
следует принимать первый подогрев смеси воздуха. Точка П1 – параметры воздуха после калорифера первого подогрева; на линии ВН найти
новое положение точки С, т. е. С , так, как указано выше.
х.п
где Gрец
– расчет рециркуляционного воздуха в холодный период года,
кг/ч; d в(у) – влагосодержание внутреннего или удаляемого воздуха,
г/(кг сухого воздуха)
Точка пересечения линий Iк и dc есть точка П1, которая характеризует состояние смеси воздуха после калорифера первого подогрева. На этом
построение процесса заканчивается.
dc
Н
Iн
С'
dсмС
С
К
П2
В(У)
П'2
[х.п
I
Mв
Iп2
Iп1=Iк=const
'I=Iв –Iп2
Iв
Mк = 90 %
t
50
Рис. 6.4. Пример построения процессов в холодный период года
(вариант 6, случай 6.4):
НС и ВС (или НС и С В) – смешение наружного и рециркуляционного воздуха;
СК или П1К – адиабатическое увлажнение воздуха; С П1 и КП2 – нагревание
воздуха в калорифере первого и второго подогрева; П2В(У) – изменение
состояния воздуха в помещении
tн
tс'
tп2
П1
dсмС'
tв
tп1
d
M
dв=dп2=const
51
Случай 7.1 (рис. 6.5). Имеются влагопоступления. Применяются
адиабатическое увлажнение воздуха и двухступенчатое нагревание до
смешения наружного воздуха с рециркуляционным и после обработки в
секции увлажнения калориферов.
На I-d диаграмме находятся точки Н и В. Аналогично варианту 6
определяем положение точки П (П2) по формуле (19). Точка Н соединяется
с точкой В. Из точки П2, определяющей параметры приточного воздуха,
опускаемся по d = const на линию к = 90÷95 % и находим точку К, КП2 –
нагревание смеси воздуха в калорифере второго подогрева. Из точки К
проводим линию I = const до пересечения с линией НВ, находим точку С –
параметры смеси наружного и рециркуляционного воздуха перед обработкой в увлажнительной секции. При построении может оказаться, что
точка П совпадает с точкой К, это означает, что второго подогрева не
требуется. Точка С должна удовлетворять приведенным выше требованиям. В противном случае необходимо применить первый подогрев воздуха.
Для определения температуры, до которой необходимо нагревать
воздух в калорифере первого подогрева, а также количество наружного
Gн и рециркуляционного воздуха Gpец, находится точка С, для чего вычисляется влагосодержание смеси рециркуляционного и наружного воздуха dс по выражению (20). Далее из точки К проводится линия
по I = const до пересечения с линией dc, которая даст положение точки С.
Через точки В и С проводится линия изменения состояния воздуха в помещении до пересечения с линией dн = const из точки Н в точке П1, характеризующей состояние наружного воздуха после первого подогрева. Таким образом, НП1 – процесс нагрева наружного воздуха в калорифере
первого подогрева. Если этого подогрева не требуется, то точка П1 совпадет с точкой Н. На этом построение заканчивается.
Количество наружного воздуха Gн должно быть не менее 0,1 · Gв.п
и Gу и соответствовать необходимым санитарным нормам подачи свежего воздуха на одного человека, согласно [3] (см. табл. 3 приложения).
Вариант 7. Допускается рециркуляция воздуха.
П1
Н
Iн
С
П'2
К
П2
В(У)
M к =90 %
Iс=Iк=const
Iв
M =100 %
'I=Iв –Iп2
Iп2
I
t
52
Рис. 6.5. Пример построения процессов в холодный период года
(вариант 7, случай 7.1):
НП1 – нагревание наружного воздуха в калорифере первого подогрева;
П1С и СВ – смешение наружного и рециркуляционного воздуха;
СК– адиабатическое увлажнение смеси воздуха; КП2 – нагревание воздуха
в калорифере второго подогрева; П2В(У) – изменение состояния воздуха
в помещении
dн
tн
tп1
tк
tп2
tв
dс
tн
tп1
tс
tп2
tв
П1
d
С
К
П2
В(У)
П'2
[х.п
I
'I=Iв–Iп2
Iв
Iс=Iк=const
Iп2
M=100 %
Mк =90 %
t
53
Рис. 6.6. Пример построения процессов в холодный период года
(вариант 7, случай 7.2):
НП1 – нагревание наружного воздуха в калорифере первого подогрева;
П1С и СВ – смешение наружного и рециркуляционного воздуха;
СК – адиабатическое увлажнение смеси воздуха; КП2 – нагревание воздуха
в калорифере второго подогрева; П2В(У) – изменение состояния воздуха
в помещении
Iн
Н
M
Случай 7.2 (рис. 6.6). Влагопоступления отсутствуют (W х.п = 0).
Применяются адиабатическое увлажнение воздуха и двухступенчатое
нагревание до смешения наружного с рециркуляционным и после
обработки в секции увлажнения калориферов.
dс
M
dн
d
dв=dп2=const
54
Случай 8.3 (рис. 6.9). Управляемый процесс в секции адиабатического увлажнения.
Определяют положение точек В и Н. Положение точки П2 на луче
процесса х.п определяется из выражения (19). Через точку П2 проводят
линию постоянной энтальпии до пересечения с линией постоянного влагосодержания dн = const в точке П1, характеризующей состояние воздуха
после калорифера первого подогрева перед секцией увлажнения. Тогда
НП1 – процесс нагревания воздуха, П1П2 – адиабатическое управляемое
увлажнение воздуха, когда заданная относительная влажность на выходе из секции увлажнения достигается изменением количества воды, подаваемой на орошение, либо выбором насадки блока сотового увлажнения определенной глубины. Для устойчивой работы форсунок необходимо обеспечить минимальный расход воды, который для камер орошения
стандартного исполнения соответствует коэффициенту адиабатной эффективности 0,65. Если при построении требуемый коэффициент эффективности менее 0,65, то такой управляемый процесс в стандартной камере орошения и блоке сотового увлажнения не может быть реализован;
Случай 8.2 (рис. 6.8). Влагопоступления отсутствуют. Применяются адиабатическое увлажнение воздуха и двухступенчатое нагревание до
и после обработки в секции увлажнения калориферов.
Рассуждения по построению процессов аналогичны случаю 7.2
варианта 7 и случаю 8.1 варианта 8.
Случай 8.1 (рис. 6.7). Имеются влагопоступления. Применяются
адиабатическое увлажнение воздуха и двухступенчатое нагревание до и
после обработки в секции увлажнения калориферов.
На I-d диаграмму наносятся точки Н и В. Положение точек П2 и К
определяется аналогично вариантам 6, 7.
Далее из точки К проводится линия Iк = const, из точки Н линия
dн = const. На пересечении их находится точка П1, определяющая состояние воздуха после калорифера второго подогрева. На этом процесс построения заканчивается.
Вариант 8. Рециркуляция не допускается.
Построение процессов аналогично второму случаю варианта 6
и первому случаю варианта 7.
tв
tн
tп1
tп2
Н
Iн
К
П2
П'2
M
П''2
Iп2
'I=Iв–Iп2
M =100 % Iв
Mк=90 %
Iп1=Iк=const
В(У)
I
[х.п
t
55
Рис. 6.7. Пример построения процессов в холодный период года
(вариант 8, случай 8.1):
НП1 – нагревание наружного воздуха в калорифере первого подогрева;
П1К – прямое испарительное (адиабатическое) увлажнение воздуха; КП2 –
нагревание воздуха в калорифере второго подогрева; П2В(У) – изменение
состояния воздуха в помещении
П1
d
тогда необходимо применить байпас по воздуху или второй подогрев
после секции адиабатического увлажнения.
dн
Н
Iн
Mк =90 %
Iп1 =Iк =const
'I=Iв–Iп2
Iв
M =100 %
I
t
tн
tв
П1
Н
Iн
П2
В
К
Iп =const
Iв
Mк =90 %
M=100 %
Mв
57
Iп2
Mв
56
К
П2
В(У)
П'2
[х.п
[х.п
Рис. 6.9. Пример построения процессов в холодный период года
(вариант 8, случай 8.3):
НП1 – нагревание наружного воздуха в калорифере первого подогрева;
П1П2 – прямое управляемое испарительное (адиабатическое) увлажнение
воздуха; П2В(У) – изменение состояния воздуха в помещении
dн =const
П1
M
dв =const
Рис. 6.8. Пример построения процессов в холодный период года
(вариант 8, случай 8.2):
НП1 – нагревание наружного воздуха в калорифере первого подогрева;
П1К – прямое испарительное (адиабатическое) увлажнение воздуха; КП2 –
нагревание воздуха в калорифере второго подогрева; П2В(У) – изменение
состояния воздуха в помещении
tн
tп2
tп1
tв
d
dн =const
где
года:
х.п
п
Uпх.п
Gпх.п
,
3
58
– плотность приточного воздуха в холодный период, кг/м .
Lх.п
п
n
(22)
Lх.п
п
.
(21)
V
2. Объемный расход (м3/ч) приточного воздуха в холодный период
После построения процессов изменения тепловлажностного состояния воздуха по одному из приведенных выше вариантов определяются следующие расчетные показатели систем вентиляции и кондиционирования воздуха.
1. Кратность воздухообмена (1/ч):
7. РАСЧЕТНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ СИСТЕМ
ДЛЯ ХОЛОДНОГО ПЕРИОДА ГОДА
Вариант 9.
В последние годы в качестве альтернативы секциям адиабатного
увлажнения применяют увлажнение воздуха высокотемпературным паром с температурой более 100 °С в блоках и секциях парового увлажнения или распределительных паровых коллекторах, устанавливаемых
непосредственно в воздуховодах. Пар получают в электрических парогенераторах. Этот способ в первую очередь применяется для помещений
с повышенными требованиями к чистоте внутреннего воздуха (химические лаборатории, электронная, пищевая, фармацевтическая промышленность, операционные и т. п.), так как при обработке воздуха паром погибают болезнетворные бактерии, вирусы.
Процесс увлажнения воздуха в таком случае протекает при постоянной температуре. Линию t = const проводят через точку К. На пересечении этой линии с dн = const получают точку П1, характеризующую состояние воздуха на входе в камеру парового увлажнения после калорифера первого подогрева (рис. 6.10).
После построения процессов обработки воздуха при зимнем режиме
по одному из приведенных выше вариантов составляется таблица
(см табл. 2. приложения).
П1
Iн
dн = dп1 =const
Н
К
M
В(У)
M =100 %
I
t
59
3. Количество воды (кг/ч), распыляемое в секции увлажнения
(производительность насосов):
Рис. 6.10. Пример построения процессов обработки воздуха в СКВ с секцией
парового увлажнения в холодный период года (вариант 9):
НП1 – нагревание наружного воздуха в калорифере первого подогрева;
П1К – изотермическое увлажнение воздуха в блоке парового увлажнения;
КВ(У) – изменение состояния воздуха в помещении
tн
tк = tп1 =const
tв
d
[х.п
(28)
Qкал1 0,278 ˜ Gпх.п ˜ cв tп1 tc ;
варианты 9 и 7, случаи 7.1–7.3:
0,278 ˜ Gпх.п ˜ св t п1 t ср.от. ,
0,5 ˜ Qкал2 .
(32)
(31)
(30)
Еа
60
tв.н tв.к
,
tв.н tм
(34)
(33)
9. Коэффициент адиабатной эффективности в секции увлажнения:
Qср2
где tср.от – средняя температура отопительного периода, °С.
8. Средний расход теплоты на второй подогрев:
Qср1
Qкал2 0,278 ˜ Gпх.п ˜ св tп2 tк .
7. Средний расход теплоты (Вт) на первый подогрев:
Qкал2 0,278 ˜ Gпх.п ˜ св tп tк ;
варианты 6, случай 6.4; варианты 7, 8, случаи 1, 2:
(29)
(27)
Qкал1 0,278 ˜ Gпх.п ˜ св tп1 tc ;
б) вариант 6, случай 6.4:
Qкал1 0,278 ˜ Gпх.п ˜ св tп1 tн ;
в) калорифером второго подогрева:
вариант 6, случай 6.2:
(26)
Qкал1 0,278 ˜ Gпх.п ˜ св tп tc ;
вариант 6, случай 6.3:
х.п
(24)
Wпар
d к d п1 ˜ Gпх.п ˜10 3 .
5. Количество воды (кг/ч), распыляемой системой доувлажнения
(если она необходима):
(25)
Wдх.п d в d к ˜ Gпх.п ˜10 3 .
6. Максимальный часовой расход теплоты (Вт) на нагревание
воздуха:
а) калорифером первого подогрева:
вариант 6, случай 6.1:
х.п
(23)
Wисп
d к d c ˜ Gпх.п ˜10 3 .
4. Количество пара (кг/ч), затрачиваемое в блоке парового увлажнения:
31 61
3,6 ˜ 30 610
27,6 кДж/кг..
32 300
6. Соединяем точки В и Н, получаем линию, по которой идет процесс смешения наружного и рециркуляционного воздуха.
7. Из точки П по линии dп = const проводим прямую до пересечения
с отрезком ВН, получаем точку С, которая характеризует состояние смеси наружного и рециркуляционного воздуха.
Iп
3,6 ˜ 30 610
5510 кДж/кг..
20
4. Через точку В проводим луч процесса х.п.
5. Определяем параметры приточного воздуха, положение точки П
на луче процесса х.п по формуле (19):
[ х.п
Пример 1 (к варианту 6, случай 6.1, рис. 6.1)
Определить параметры воздуха и построить процессы на I-d диаграмме в холодный период года для зрительного зала кинотеатра
на 400 мест, расположенного в г. Калуге. Допускается рециркуляция.
Параметры наружного воздуха: температура tн = –26 °C, энтальпия –
25,5 кДж/кг. Параметры внутреннего воздуха: температура tв = 18 °С,
= 40 %. Избыточные полные теплов
поступления в холодный период года Qпизб.х.п = 30 610 Вт, количество влагопоступлений W х.п = 20 000 г/ч, минимальный расход наружного воздуха Gн = 9600 кг/ч. Объем зала – 2970 м3. Количество приточного воздуха
в теплый период года Gпт.п = 32 300 кг/ч.
1. Наносим точку Н, характеризующую состояние наружного воздуха (tн = –26 °C; Iн = –25,5 кДж/кг).
2. Наносим точку В (tв = 18 °С, в = 40 %), характеризующую состояние внутреннего воздуха.
3. Вычисляем тепловлажностное отношение по формуле (18):
8. ПРИМЕРЫ ПОСТРОЕНИЯ И РАСЧЕТА ПРОЦЕССОВ
ОБРАБОТКИ ВОЗДУХА НА I-d ДИАГРАММЕ
ДЛЯ ХОЛОДНОГО ПЕРИОДА ГОДА
где tв.н и tв.к – температуры воздуха на входе и на выходе из секции
увлажнения; tм – температура «смоченного» термометра, °С.
В
18
40
5,1
31
1,21
Н
–26
85
0,3
–25,5
1,43
16
38
4,5
27,6
1,22
П
12,6
50
4,5
24
1,24
С
tн = 26
0
tв =18
t, qС
Н
dп=dс=4,5 г/кг
В
M=100 %
M=80 %
Mв =40 %
[х.п =5510 кДж/кг
62
Рис. 8.1. Пример построения
процессов в холодный период года:
НС и ВС – смешение наружного
и рециркуляционного воздуха;
СП – нагревание смеси воздуха
в калорифере; ПВ – изменение
состояния воздуха в помещении
Iв =31 кДж/кг
Iп =27,6 кДж/кг
Iн = 25,5 кДж/кг
С
П
M=10 %
Результаты построения на I-d диаграмме процессов изменения
состояния воздуха представлены на рис. 8.1.
Параметры воздуха
в холодный период
Температура t, qC
Относительная влажность M, %
Влагосодержание d, г/кг
Энтальпия I, кДж/кг
Плотность U, кг/м3
Таблица 6
Параметры воздуха с применением рециркуляции
в холодный период года
СП – нагрев смеси наружного и рециркуляционного воздуха в калорифере.
Параметры воздуха представлены в табл. 6.
tн = 13
0
tв=20
t, qС
Н
С
63
Iк = Iс =21 кДж/кг
Рис. 8.2. Пример построения
процессов в холодный период
года:
НС и ВС – смешение наружного
и рециркуляционного воздуха;
СК – адиабатическое
увлажнение воздуха; КП –
нагревание воздуха в
калорифере второго подогрева;
ПВ – изменение состояния
воздуха в помещении
M =100 %
Mк = 90 %
Mв = 40 %
Iп =31 кДж/кг
Iн = 10,5 кДж/кг
К
П
В
M =10 %
[х.п =7920 кДж/кг
Пример 2 (к варианту 6, случай 6.2, рис. 6.2)
Построить процесс обработки воздуха в СКВ в холодный период
года для зрительного зала клуба в г. Новороссийске. Для сокращения
энергозатрат на нагревание наружного воздуха в СКВ применяется рециркуляция.
Параметры наружного воздуха: температура tн = –13 °C, энтальпия –
10,5 кДж/кг. Параметры внутреннего воздуха: температура tв = 20 °С,
относительная влажность воздуха в = 40 %. Избыточные полные теплопоступления в холодный период года Qпизб.х.п = 35 200 Вт, количество влагопоступлений W х.п = 16 000 г/ч, объем зала – 1890 м3. Количество приточного воздуха в теплый период года Gпт.п = 35 950 кг/ч.
dк=dп=5,5 г/кг
34,5 В
20
40
5,8
34,5
1,2
Н
–13
85
1,2
–10,5
1,36
17
45
5,5
31
1,22
П
7,5
90
5,5
21
1,26
К
10
57
4,4
21
1,25
С
Таблица 7
64
Результаты построения на I-d диаграмме процессов изменения
состояния воздуха представлены на рис. 8.2.
Параметры воздуха
в холодный период
Температура t, qC
Относительная влажность M, %
Влагосодержание d, г/кг
Энтальпия I, кДж/кг
Плотность U, кг/м3
Параметры воздуха с применением
рециркуляции в холодный период года
Iп
3,6 ˜ 35 200
31 кДж/кг..
35 950
6. Соединяем точки В и Н.
7. Из точки П по линии dп = const проводим прямую до пересечения
с к = const, получаем точку К, которая характеризует состояние смеси
наружного и рециркуляционного воздуха на выходе из оросительной камеры.
8. Из точки К по линии Iк = const находим положение точки С
на линии смеси НВ наружного и рециркуляционного воздуха. СК – адиабатическое увлажнение воздуха в оросительной камере.
Параметры воздуха представлены в табл. 7.
[ х.п
3,6 ˜ 35 200
7920 кДж/кг..
16
4. Через точку В проводим луч процесса х.п.
5. Определяем параметры приточного воздуха, положение точки П
на луче процесса х.п по формуле (19):
1. Наносим точку Н, характеризующую состояние наружного воздуха (tн = –13 °C; Iн = –10,5 кДж/кг).
2. Наносим точку В (tв = 20 °С, в = 40 %), характеризующую состояние внутреннего воздуха.
3. Вычисляем тепловлажностное отношение по формуле (18):
I п2
34,5 65
3,6 ˜ 44 500
30 кДж/кг..
35 600
6. Из точки П2 по линии dп = const проводим прямую до пересечения с к = 90 %, получаем точку К, которая характеризует состояние воздуха на выходе из оросительной камеры. КП2 – нагрев воздуха в калорифере второго подогрева.
7. Находим положение точки П1, характеризующей состояние воздуха после калорифера первого подогрева. Для этого соединяем линии
Iк = const из точки К и dн = const из точки Н.
8. Максимальный часовой расход тепла на нагревание воздуха:
в калорифере первого подогрева (расчет по формуле (29)):
Qкал1 0,278 ˜ 35 600 ˜ 1,00515,3 13 281479,8 Вт;
в калорифере второго подогрева (расчет по формуле (31)):
Qкал2 0,278 ˜ 35600 ˜ 1,00517,5 5,4 120350 Вт..
[ х.п
3,6 ˜ 44 500
5933 кДж/кг..
27
4. Через точку В проводим луч процесса х.п.
5. Определяем параметры приточного воздуха, положение точки П2
на луче процесса х.п по формуле (18):
Пример 3 (к варианту 8, случай 8.1, рис. 6.7)
Построить процессы обработки воздуха на I-d диаграмме в СКВ
и рассчитать расход теплоты на нагревание воздуха в калориферах и количество воды, испаряемой в оросительной камере, в холодный период года
для зрительного зала клуба в г. Анапе. Рециркуляция не допускается.
Параметры наружного воздуха: температура tн = –13 °C, энтальпия –
10,5 кДж/кг. Параметры внутреннего воздуха: температура tв = 20 °С,
= 40 %. Избыточные полные теплов
ï î ñòóï ëåí èÿ â õî ëî äí û é ï åðèî ä ãî äà Qпизб.х.п = 44 500 Вт, количество влагопоступлений W х.п = 27 000 г/ч, объем зала – 2970 м3. Количество приточного воздуха в теплый период года Gпт.п = 35 600 кг/ч.
1. Наносим точку Н, характеризующую состояние наружного воздуха (tн = –13 °C; Iн = –10,5 кДж/кг).
2. Наносим точку В (tв = 20 °С, в = 40 %), характеризующую состояние внутреннего воздуха.
3. Вычисляем тепловлажностное отношение по формуле (18):
Iк = Iп1 =18 кДж/кг
5,4
90
4,9
18
1,28
15,3
10
1
18
1,22
П1
Еа
Пример 4 (к варианту 8, случай 8.3, рис. 6.9)
Построить процессы обработки воздуха на I-d диаграмме в СКВ
при прямом управляемом процессе в секции адиабатического увлажнения и рассчитать расход тепла на нагревание воздуха в калориферах
и количество воды, испаряемой в оросительной камере, в холодный период года для зрительного зала для тех же исходных данных, что
и в примере 3.
1. Определяем положение точек В, Н и П2 аналогично построению
в примере 3.
2. Через точку П 2 проводим линию постоянной энтальпии
Iп = 30 кДж/кг и на нее наносим точки П1 – на пересечении с линией
постоянного влагосодержания dн = 1 и К – с линией = 90 %.
3. Коэффициент адиабатной эффективности согласно построению
определяется по формуле (34):
Í Ï 1 – нагревание наружного воздуха в калорифере первого подогрева;
Рис. 8.3. Пример построения процессов в холодный период года:
dн = dп1 =1 г/кг
67
Iн = 10,5 кДж/кг
К
Iп2 = 30 кДж/кг
Iв = 34,5 кДж/кг
17,5
40
4,9
30
1,22
К
66
Н
П2
20
40
5,8
34,5
1,2
–13
80
1
–10,5
1,36
П2
Результаты построения на I-d диаграмме процессов изменения состояния воздуха представлены на рис. 8.3.
В
Н
П1К – прямое испарительное (адиабатическое) увлажнение воздуха;
КП2 – нагревание воздуха в калорифере второго подогрева; П2В – изменение
состояния воздуха в помещении
П1
В
Mк = 90 %
M =100 %
M = 80 %
Параметры воздуха
в холодный период
Температура t, qC
Относительная влажность M, %
Влагосодержание d, г/кг
Энтальпия I, кДж/кг
Плотность U, кг/м3
Таблица 8
Параметры воздуха при двухступенчатом нагревании
в холодный период года
27,3 17,5
0,61.
27,3 11,3
4. Корректируем построение на I-d диаграмме, принимая коэффициент адиабатной эффективности Еа = 0,65 и определяя температуру воздуха после охлаждения и увлажнения:
tп2 27,3 0,65 ˜ 27,3 11,3 16,9 °С.
5. На линию постоянной энтальпии Iп = 30 кДж/кг наносим П 2 и
проводим через нее линию с угловым коэффициентом х.п = 5933 кДж/кг до
пересечения с линией постоянной энтальпии Iв = 34,5 кДж/кг в точке В .
tн = 13
0
tв = 20
t, qС
M =10 %
Mв = 40 %
[ = 5933 кДж/кг
х.п
9. Количество воды, распыляемой в оросительной камере, рассчитывается по формуле (23):
х.п
Wисп
4,9 135 600 ˜10 3 138,8 кг/ч.
Параметры воздуха представлены в табл. 8.
П1
К
Iн = –10,5 кДж/кг
Пc2
В'
dн = dп1 =1 г/кг
Н
П2
В
Iп1 = Iк = 30 кДж/кг
Iв = Iвc = 34,5 кДж/кг
Mк = 90 %
M =100 %
68
6. Расход теплоты в калорифере первого подогрева находим по формуле (29):
Qкал1 0,278 ˜ 35 600 ˜ 1,00527,3 13 400 835,2 Вт..
Рис. 8.4. Пример построения процессов в холодный период года:
НП1 – нагревание наружного воздуха в калорифере первого подогрева;
П1П2 – прямое управляемое испарительное (адиабатическое) увлажнение
воздуха; П2В – изменение состояния воздуха в помещении
tн = –13
tпc2 =16,9
tв = 20
tп1 = 27,3
t, qС
M=5 %
[х.п = 5933 кДж/кг
Mв = 40 %
1
–10,5
1,36
–13
80
Н
5,8
34,5
1,2
20
40
В
1
30
1,18
27,3
5
П1
4,9
30
1,22
17,5
40
П2
7,4
30
1,24
11,3
90
К
5,1
30
1,22
16,9
43
П2'
6
34,5
1,21
19,3
43
В'
4,5 0,3 ˜ 3200 ˜103
13,4 кг/ч.
69
Параметры воздуха представлены в табл. 10.
х.п
Wпар
Пример 5 (к варианту 9, рис. 6.10)
Построить процессы обработки воздуха на I-d диаграмме в СКВ
при паровом увлажнении и рассчитать количество пара, затрачиваемое
на увлажнение воздуха, в холодный период года для зрительного зала
кинотеатра для тех же исходных данных, что и в примере 1.
1. Определяем положение точек В, Н и х.п аналогично построению
в примере 1. Точка К, определяющая параметры воздуха перед поступлением в помещение, это точка П примера 1.
2. Через точку К проводим Iп = 27,6 кДж/кг до пересечения
с dн = 0,3 г/кг и получаем точку П1, которая характеризует состояние воздуха на входе в камеру парового увлажнения после калорифера первого
подогрева. П1К – изотермическое увлажнение воздуха паром.
3. Количество пара, затрачиваемое на увлажнение воздуха, вычисляем по формуле (24):
Результаты построения на I-d диаграмме процессов изменения состояния воздуха представлены на рис. 8.4.
Параметры воздуха
в холодный период
Температура t, qC
Относительная
влажность M, %
Влагосодержание d, г/кг
Энтальпия I, кДж/кг
Плотность U, кг/м3
Таблица 9
Параметры воздуха при прямом управляемом процессе
в секции адиабатического увлажнения в холодный период года
х.п
Wисп
5,1 135 600 ˜ 10 3 146 кг/ч.
Параметры воздуха представлены в табл. 9.
7. Количество воды, распыляемой в секции увлажнения определяем по формуле (23):
Iн = 25,5 кДж/кг
В
dн = dп1 =0,3 г/кг
Н
П1
К
Iк =27,6 кДж/кг
Iв =31 кДж/кг
M=100 %
M = 80 %
[х.п =5510 кДж/кг
70
Рис. 8.5. Пример построения процессов обработки воздуха в СКВ
с блоком парового увлажнения в холодный период года:
НП1 – нагревание наружного воздуха в калорифере первого подогрева;
П1К – изотермическое увлажнение воздуха в камере парового увлажнения;
КВ – изменение состояния воздуха в помещении
tн= 26
0
tв = 18
tк = tп1=16
t, qС
M=4 %
Mв =40 %
В
18
40
5,1
31
1,21
Н
–26
80
0,3
–25,5
1,43
16
38
4,5
27,6
1,22
К
16
4
0,3
17,3
1,22
П1
71
Результаты построения на I-d диаграмме процессов изменения состояния воздуха представлены на рис. 8.5.
Параметры воздуха
в холодный период
Температура t, qC
Относительная влажность M, %
Влагосодержание d, г/кг
Энтальпия I, кДж/кг
Плотность U, кг/м3
Таблица 10
Параметры воздуха при паровом увлажнении в холодный период года
Рекомендуемая литература
1. СНиП 23-01–99*. Строительная климатология / Госстрой России. –
М.: ГУП ЦПП, 2003. – 72 с.
2. СНиП II-3–79*. Строительная теплотехника / Госстрой России. – М.:
ГУП ЦПП, 1998. – 29 с.
3. СНиП 41-01–2003. Отопление, вентиляция и кондиционирование /
Госстрой России. – М.: ГУП ЦПП, 2004. – 55 с.
4. СНиП 23-02–2003. Тепловая защита зданий / Госстрой России. – М.:
ГУП ЦПП, 2004. – 26 с.
5. ГОСТ 30494–96. Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях.
6. ГОСТ 12.1.005–88. Система стандартов безопасности труда: Общие
санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны / Госстрой
СССР. – М.: ГУП ЦПП, 1988. – 72 с.
7. Баркалов, Б. В. Кондиционирование воздуха в промышленных, общественных и жилых зданиях / Б. В. Баркалов, Е. Е. Карпис. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Стройиздат, 1982. – 312 с.
8. Белова, Е. М. Центральные системы кондиционирования воздуха
в зданиях / Е. М. Белова. – М.: Евроклимат, 2006. – 640 с. – (Библиотека климатотехника).
9. Богословский, В. Н. Кондиционирование воздуха и холодоснабжение: учебник для вузов / В. Н. Богословский, О. Я. Кокорин, Л. В. Петров;
под ред. В. Н. Богословского. – М.: Стройиздат, 1985. – 367 с.
10. Богословский, В. Н. Внутренние санитарно-технические устройства:
В 3 ч. Ч. 3. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Кн. 1 / В. Н. Богословский, А. И. Пирумов, В. Н. Посохин и др.; под ред. Н. Н. Павлова
и Ю. И. Шиллера. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Стройиздат, 1992. – 319 с.
11. Баркалов, Б. В. Внутренние санитарно-технические устройства:
В 3 ч. Ч. 3. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Кн. 2 / Б. В. Баркалов,
Н. Н. Павлов, С. С. Амирджанов и др.; под ред. Н. Н. Павлова и Ю. И. Шиллера. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Стройиздат, 1992. – 416 с.
12. Кокорин, О. Я. Современные системы кондиционирования воздуха /
О. Я. Кокорин. – М.: Изд-во физико-математической литературы, 2003. – 278 с.
13. Полушкин, В. И. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Теоретические основы создания микроклимата в помещении /
В. И. Полушкин, О. Н. Русак, С. И. Бурцев, С. М. Анисимов, В. Ф. Васильев. –
СПб.: Профессия, 2002. – 159 с.
73
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Изложенные материалы позволяют выявить наиболее экономичные
термодинамические процессы обработки воздуха водой и рассчитать
часовые, а при желании и годовые расходы приточного воздуха; кратность воздухообмена в помещении; расходы холода для СКВ; расходы
теплоты для калориферов первого и второго подогрева; количество воды,
распыляемой в контактных аппаратах и системами доувлажнения в помещении; расход пара для блоков парового увлажнения; коэффициенты
адиабатной эффективности при обработке воздуха в увлажнительных
секциях и блоках для разных периодов года.
Учебное пособие будет полезным при изучении дисциплин «Теоретические основы создания микроклимата в помещениях», «Системы вентиляции» и «Системы кондиционирования воздуха». Материалы учебного пособия могут быть использованы для подготовки студентов смежных специальностей, переподготовки специалистов и инженерно-технических работников, для повышения квалификации в строительной области.
В работе приводятся примеры построений и расчетов, которые содержат данные и сведения, достаточные для решения практических задач по проектированию и расчету систем вентиляции и систем кондиционирования воздуха.
72
74
14. Таурит, В. Р. Вентиляция (гражданские здания): учеб. пособие по
выполнению курсового проекта для студентов специальности 2907 – теплогазоснабжение и вентиляция – всех форм обучения / В. Р. Таурит, Э. Г. Корнеева; Санкт-Петербург. инж.-строит. ин-т. СПб., 1992. – 116 с.
15. Титов, В. П. Курсовое и дипломное проектирование по вентиляции
гражданских и промышленных зданий: учеб. пособие для вузов / В. П. Титов,
Э. В. Сазонов и др. – М.: Стройиздат, 1985. – 208 с.
Таблица 2
Таблица 1
без естественного
проветривания
Помещения
–
60
90
120
60;
20***
–
–
–
–
20
15
10
–
Расход воздуха
об- % общего возна 1
чел., мен/ч духообмена, не
3
менее
м /ч
60
1
–
По требованиям
соответствующих
СНиП
3 м3/ч на 1 м2 жилых помещений
–
30*; 20**
на 1 чел., м3/ч
с естественным
проветриванием
–
Без рециркуляции
или с рециркуляцией
при кратности 10
обменов/ч и более
С рециркуляцией
при кратности менее
10 обменов/ч
–
Приточные
системы
75
* При объеме помещения (участка, зоны) на 1 чел. менее 20 м3.
** При объеме помещения (участка, зоны) на 1 чел. 20 м3 и более.
*** Для зрительных залов, залов совещаний и других помещений, в которых люди
находятся до 3 ч непрерывно.
Жилые
Общественные и административно-бытовые
Производственные
Помещения
(участки, зоны)
Таблица 3
Минимальный объемный расход наружного воздуха для помещений [3]
Параметры воздуха
в холодный период
Температура t, qC
Относительная влажность M, %
Влагосодержание d, г/кг
Энтальпия I, кДж/кг
Плотность U, кг/м3
Параметры воздуха
в теплый период
Температура t, qC
Относительная влажность M, %
Влагосодержание d, г/кг
Энтальпия I, кДж/кг
Плотность U, кг/м3
ПРИЛОЖЕНИЯ
2
Легкая:
Iа
Iб
Средней
тяжести:
IIа
IIб
Тяжелая
III
1
Жилое,
общественное, административнобытовое
Производственное
3
Не более чем
на 3 °С выше
расчетной температуры наружного воздуха (параметры
А)*
На 4 °С выше
расчетной температуры наружного воздуха (параметры
А) и не более
указанных в гр.
4и5
в обслуживаемой или рабочей зоне
30/32
30/32
29/31
29/31
28/30
27/30
27/30
26/29
5
на непостоянных рабочих
местах
28/31
28/31
4
на постоянных рабочих
местах
75
65**
0,6
0,4
0,5
0,2
0,3
0,5
на постоянных и непостоянных рабочих
местах
6
7
Относи- Скорость
тельная движения
влажность воздуха,
воздуха, %, м/с, не
не более
более
Таблица 4
76
Примечания.
1. Нормы установлены для людей, находящихся в помещении более 2 ч
непрерывно.
2. В таблице в графах 4 и 5 допустимые нормы внутреннего воздуха приведены в виде дроби: в числителе – для районов с расчетной температурой наружного воздуха (параметры А) ниже 25 °С, в знаменателе – 25 °С и выше.
* Но не более 28 °С для общественных и административно-бытовых помещений с
постоянным пребыванием людей и не более 33 °С для указанных зданий, расположенных в
районах с расчетной температурой наружного воздуха (параметры А) 25 °С и выше.
** Допускается принимать до 75 % в районах с расчетной относительной влажностью
воздуха более 75 % (параметры А).
Категория
работ
Назначение
помещения
Температура, °С
Допустимые нормы температуры, относительной
влажности и скорости движения воздуха
в обслуживаемой или рабочей зоне жилых,
общественных, административно-бытовых и
производственных помещений в теплый период года [6]
77
3. Для помещений, расположенных в районах с расчетной температурой
наружного воздуха (параметры А) ниже 25 °С, – не более указанной в числителе
граф 4 и 5, 25 °С и выше – не более указанной в знаменателе граф 4 и 5.
4. Для районов с расчетной температурой наружного воздуха (параметры А)
18 °С и ниже вместо 4 °С, указанных в графе 3, допускается принимать 6 °С.
5. Нормативная разность температур между температурой на рабочих местах и температурой наружного воздуха (параметры А) 4 или 6 °С может быть
увеличена при обосновании расчетом в соответствии с 5.6 [6].
6. В районах с расчетной температурой наружного воздуха (параметры А)
t °С, на постоянных и непостоянных рабочих местах, превышающей:
а) 28 °С – на каждый градус разности температур следует увеличивать скорость движения воздуха на 0,1 м/с, но не более чем на 0,3 м/с выше скорости,
указанной в графе 7;
б) 24 °С – на каждый градус разности температур допускается принимать
относительную влажность воздуха на 5 % ниже относительной влажности, указанной в графе 6.
7. В климатических зонах с высокой относительной влажностью воздуха
(вблизи морей, озер и др.), а также при применении адиабатной обработки приточного воздуха водой для обеспечения на рабочих местах температур, указанных в графах 4 и 5, допускается принимать относительную влажность воздуха на
10 % выше относительной влажности, определенной в соответствии с примечанием 5.
8. Если допустимые нормы невозможно обеспечить по производственным
или экономическим условиям, то на постоянных рабочих местах следует предусмотреть воздушное душирование или кондиционирование.
120
160
55
25
135
210
110
35
165
290
185
45
Теплота, Вт:
явная
полная
Влага, г/ч
СО2, л/ч
Теплота, Вт:
явная
полная
Влага, г/ч
СО2, л/ч
Теплота, Вт:
явная
полная
Влага, г/ч
СО2, л/ч
130
290
240
45
95
290
295
45
105
70
205
200
140
185
35
35
Тяжелая работа
100
65
150
145
75
115
25
25
Работа средней тяжести
90
60
120
95
40
50
23
23
Легкая работа
50
290
355
45
40
200
230
35
40
145
150
25
40
95
75
23
10
290
415
45
5
200
280
35
5
145
200
25
10
95
115
23
78
* В таблице приведены данные для взрослого мужчины; для ребенка принимают 75 %
и для женщины 85 % от приведенных тепловлагопоступлений.
120
145
30
23
Значения параметров при температуре воздуха
в помещении, qС
15
20
25
30
35
Состояние покоя
Теплота, Вт:
явная
полная
Влага, г/ч
СО2, л/ч
Параметры
Таблица 5
Количество теплоты, влаги и СО2, выделяемых человеком* [10, 15]
79
Введение ………………………………………………………………………………3
Условные обозначения…………………………………………………………….…4
1. Построение процессов обработки воздуха с помощью I-d диаграммы…………7
1.1. Параметры влажного воздуха ………………………………………….…7
1.2. I-d диаграмма влажного воздуха …………………………………….……7
2. Основные требования к расчету и построению процессов обработки
воздуха в системах вентиляции и кондиционирования воздуха …………………11
3. Построение процессов обработки воздуха на I-d диаграмме для теплого
периода года…………………….....................………………………………….…..14
Примечания к построению процессов (варианты от 1 до 5)………………………27
4. Расчетные показатели систем для теплого периода года..........…………….……30
5. Примеры построения и расчета процессов обработки воздуха
на I-d диаграмме для теплого периода года……….………………………………..31
6. Построение процессов обработки воздуха на I-d диаграмме для холодного
периода года…………………...................………………………………………….42
7. Расчетные показатели систем для холодного периода года……………………58
8. Примеры построения и расчета процессов обработки воздуха
на I-d диаграмме для холодного периода года........……………………………….61
Заключение……………………………………………………………………………72
Рекомендуемая литература………………………………………………………….73
Приложение……………………………………………………………………….….75
Оглавление
80
Подписано к печати 20.12.08. Формат 60 84 1/16. Бум. офсетная.
Усл. печ. л. 4,7. Уч.-изд. л. 4,0. Тираж 300 экз. Заказ 153. «С» 72.
Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет.
190005, Санкт-Петербург, 2-я Красноармейская, 4.
Отпечатано на ризографе. 190005, Санкт-Петербург, 2-я Красноармейская, 5.
Редактор О. Д. Камнева
Корректор К. И. Бойкова
Компьютерная верстка И. А. Яблоковой
Учебное пособие
ПОСТРОЕНИЕ И РАСЧЕТ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛОВЛАЖНОСТНОЙ
ОБРАБОТКИ ВОЗДУХА В СИСТЕМАХ ВЕНТИЛЯЦИИ
И КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА
Иванова Юлия Витальевна
Суханова Инна Ивановна
Учебное издание
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
1
Размер файла
1 132 Кб
Теги
rasch08, ivanovo, post
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа