Схема обработки воздуха в СКВ при расчетных параметрах наружного воздуха в теплый и холодный период года такая же, как и в предыдущем случае. Однако с целью экономии расхода теплоты система водяного отопления частично отключается, в помещении имеет место недостаток теплоты. Температура приточного воздуха в системе кондиционирования воздуха выше температуры внутреннего воздуха, угловой коэффициент процесса изменения состояния воздуха в помещении в холодный период года имеет значение, близкое к нулю. Поэтому анализ функционирования СКВ имеет свои особенности.
2. Определяем из баланса теплоты в помещении количество теплоты, которое должна ассимилировать система кондиционирования воздуха в переходный период года, например, при температуре наружного воздуха +10°С. Определяем угловой коэффициент процесса е" для переходного периода. Проводим через крайние точки области оптимальных параметров воздуха в помещении линии с угловыми коэффициентами ?* и е" (точки В3 и В4) и е"1 (точки В, и В2), откладываем на этих линиях соответствующие для каждого периода года значения рабочей разности температур и получаем область параметров приточного воздуха IIJJJI^ и П3П4П6П5. Причем последняя область соответствует параметрам приточного воздуха в помещении при переменном значении тепло-влажностного отношения, которое изменяется от минимального значения е* для холодного периода года до значения е" для переходного периода года.
3. Далее построение границ зон происходит аналогично предыдущему случаю, с той лишь разницей, что зона 1 разделена на две части изотермой f = 10°С. В подзоне 1а минимальное количество наружного воздуха смешивается с рециркуляционным и нагревается в воздухонагревателе первой ступени до состояния с переменным значением энтальпии приточного воздуха, которое изменяется от значения in до значения in%, а затем увлажняется в блоке адиабатного увлажнения с байпасом. Количество воздуха через байпас и степень нагревания воздуха в воздухонагревателе первой ступени необходимо изменять в зависимости от требуемых значений температуры и относительной влажности воздуха в помещении (точка В3). Схема автоматического регулирования в помещении должна обеспечивать заданные параметры внутреннего воздуха, а не приточного, так как они изменяются при изменении нагрузки. В подзоне 1б смесь минимального количества наружного воздуха и рециркуляционного нагревается до состояния с энтальпией inj.
4. Зона 4 совпадает с областью параметров приточного воздуха TiJIJI^l^ Для нее характерно отсутствие обработки наружного воздуха в аппаратах СКВ, наружный воздух с такими параметрами подается в помещение без обработки.
Archive for сентября, 2009
Схема обработки воздуха в СКВ при расчетных параметрах наружного воздуха
Понедельник, сентября 28, 2009Схема обработки воздуха в СКВ зрительного зала кинотеатра
Понедельник, сентября 28, 2009Схема обработки воздуха в СКВ зрительного зала кинотеатра при расчетных параметрах теплого периода года предусматривает: смешение наружного воздуха с воздухом, удаляемым из помещения (первая рециркуляция), охлаждение и осушение смеси в поверхностном воздухоохладителе, подогрев в вентиляторе и воздуховодах на ГС. При расчетных параметрах наружного воздуха в холодный период года наружный воздух с целью экономии теплоты смешивается с рециркуляционным, нагревается в воздухонагревателе первой ступени и увлажняется в блоке адиабатного увлажнения с управляемым процессом или байпасом. Расход приточного воздуха Gn постоянный, расход наружного воздуха может изменяться от минимального значения GHXU" до максимального значения G^ = G„,
1. Наносим на i - d диаграмму область оптимальных параметров микроклимата в помещении зрительного зала кинотеатра: 16°С < t°nm < 25°С и 30% < (ретт < 60%.
2. Проводим через крайние точки области оптимальных параметров воздуха в помещении линии с угловыми коэффициентами е* (точки В3 и В4) и ет (точки В, и В2), откладываем на этих линиях соответствующие значения рабочей разности температур и получаем область параметров приточного воздуха П1П2П3П4. В помещении принята перемешивающая вентиляция, воздух подается настилающимися струями в верхнюю зону и удаляется из верхней зоны вне прямого действия приточной струи. Поэтому параметры воздуха, удаляемого из помещения, не отличаются от параметров воздуха в обслуживаемой зоне. Строим границы зон, на которые делится область параметров наружного климата, для каждой из которых существует определенная последовательность процессов обработки воздуха в аппаратах СКВ.
3. Для построения границ зоны 1 вычисляем энтальпию точки М:
»'«, =int - "" " 0в,-'я,). кДж/кг, (7.4)
где iBf i„4 минимальные значения энтальпии точек В3и П3внутреннего и приточного воздуха соответственно, в холодный период года.
Продлим вниз отточки П3 с параметрами inxmM, d„XMUH линию углового процесса в помещении в холодный период года е* до пересечения с линией постоянной энтальпии iU3 = const, получаем точку М3, через которую проводим линию постоянного влагосодержания dm = const и линию постоянной энтальпии iMl = const. Зона 1 характеризует параметры состояния наружного климата, когда г„ < iMl и dH < dm , ей соответствует следующая последовательность обработки воздуха: смешение минимального количества наружного воздуха GHMUH с рециркуляционным, нагревание смеси в воздухонагревателе первой ступени и адиабатное увлажнение воздуха (управляемый процесс или байпас). В схеме с байпасом часть наружного воздуха проходит через камеру орошения или блок сотового увлажнения и затем смешивается с необработанной частью наружного воздуха. В схеме с управляемым процессом уменьшается расход распыляемой воды в блоке увлажнения с форсунками тонкого распыла. Количество воздуха через байпас или расход распыляемой воды необходимо изменять в зависимости от требуемых значений температуры и относительной влажности воздуха в помещении. По мере повышения температуры и энтальпии наружного воздуха требуется сокращение количества теплоты в воздухонагревателе первой ступени по сигналу датчика температуры мокрого термометра точки Кх, устанавливаемого после блока адиабатного увлажнения. При более высоком значении энтальпии наружного воздуха после блока адиабатного увлажнения будет прекращена подача горячей воды в воздухонагреватель первой ступени и произойдет переход на другой режим обработки воздуха.
Схема обработки воздуха в СКВ спортивного зала
Понедельник, сентября 28, 2009Схема обработки воздуха в СКВ спортивного зала отличается о ранее рассмотренной тем, что в холодный период года при расчетных параметрах наружного воздуха воздух нагревается в воздухонагревателе первой ступени и увлажняется в блоке парового увлажнения. Все построения на i - d диаграмме влажного воздуха отражены на рисунке 7.5.
1. Область оптимальных параметров микроклимата в помещении спортивного зала и область параметров приточного воздуха такие же, как в случае управляемого адиабатного процесса увлажнения или применения байпаса блока увлажнения, так как при увлажнении воздуха паром нет технических ограничений, связанных с поддержанием в холодный период года минимального значения относительной влажности воздуха в помещении.
2. Для построения границ первой зоны проводят через точку П3 с параметрами iXMm d„'линию постоянного влагосодержания d„x= const и линию постоянной температуры tx = const. Первая зона характеризует параметры состояния наружного климата, когда t„
Горячая вода в теплообменниках ЭКД
Понедельник, сентября 28, 2009В холодный период года в теплообменники ЭКД, размещенные в периметральной зоне, может подаваться горячая вода, и они берут на себя функцию отопительных приборов. Точка Вх определяет состояние внутреннего воздуха во всех помещениях в холодный период года. Температура и энтальпия первичного воздуха при поступлении в ЭКД должны быть ниже температуры и энтальпии внутреннего воздуха, что позволяет удалять теплоизбытки в отдельных помещениях, например внутренней зоны. Они могут быть определены расчетом из уравнения теплового баланса для характерного помещения с максимальными теплопоступлениями. Влагосодержание первичного воздуха определяют по формуле 6.30 для помещения, где наблюдаются наименьшие влагопоступления. На пересечении линии d4n = const afe- 90% получают точку 0х, характеризующую состояние первичного воздуха после блока адиабатного увлажнения. Наружный воздух (точка // ) нагревается в воздухонагревателе до состояния в точке К, полученной на пересечении линии постоянного влагосодержания dxH = const и постоянной энтальпии if = const, и увлажняется и охлаждается в блоке адиабатного увлажнения до состояния точки О. Через точку Вх проводят лучи изменения состояния воздуха в помещениях с соответствующими значениями угловых коэффициентов процесса ех и е/, на пересечении которых с изотермами приточного воздуха находят точки П,х и Я/, характеризующие состояние смеси первичного и вторичного воздуха на выходе из ЭКД в соответствующих помещениях. Линии П,ХВХ, П2ХВХ — лучи процессов изменения состояния приточного воздуха в этих помещениях. Температуру приточного воздуха в соответствующих помещениях вычисляют из уравнений теплового баланса по явной теплоте при известном количестве приточного воздуха, определенном для теплого периода года при выборе ЭКД. Далее соединяют точку Пх с точками Я/ и Я/. Во втором помещении с максимальными теплопоступлениями не требуется нагревание воздуха в теплообменнике ЭКД, в первом помещении с недостатком теплоты воздух нагревается в теплообменнике ЭКД до состояния в точке К,, полученной на пересечении линий постоянного влагосодержания de - const и продолжения линии ПХПХ.
Система кондиционирования воздуха с зжекционными кондиционерами-доводчиками
Понедельник, сентября 28, 2009Центрально-местная система с эжекционными кондиционерами-доводчиками получила распространение в СССР. В этой разновидности водовоздушной системы в качестве местных агрегатов используют эжекционный кондиционер-доводчик. В настоящее время ведущие фирмы-производители сетевого оборудования для систем кондиционирования воздуха, например TROX, выпускают индукционные устройства для работы в системах вытесняющей вентиляции, принцип работы которых подобен принципу работы эжекционных кондиционеров доводчиков. Такие системы находят применение для помещений с особыми требованиями по шуму, а также для взрывоопасных помещений.
Центральная система кондиционирования воздуха (рисунок 6.22) обеспечивает подачу в эжекционный кондиционер-доводчик 5, установленный в помещении, первичного воздуха. Эжекционный кондиционер-доводчик (ЭКД) (рисунок 6.23) имеет встроенный теплообменник для охлаждения или нагревания рециркуляционного воздуха, в трубках которого циркулирует соответственно холодная или горячая вода. Подача и смешение рециркуляционного воздуха обеспечивается за счет эффекта эжекции при движении первичного воздуха через сопла с высокой скоростью. Смесь охлажденного или нагретого рециркуляционного воздуха с первичным, обработанным в центральном кондиционере 2, поступает в помещения. К теплообменникам эжекционних доводчиков подводится холодная или горячая вода через систему трубопроводов, которая может быть чаще всего двух- и четырехтрубной. Четырехтрубная система обеспечивает включение холодо- и теплоносителя в любой доводчик в любое время, а при двухтрубной системе — только сезонное общее, пофасад-ное или групповое включение. Горячая и холодная вода подается к теплообменникам ЭКД от центральных источников тепло- и холодоснабжения. Регулирование температуры воздуха в помещении осуществляется изменением расхода холодо- теплоносителя с помощью регулирующего клапана 6 на обратном трубопроводе, встроенного в эжекционный доводчик, по сигналу датчика температуры воздуха в помещении.
Возможные случаи обработки воздуха
Понедельник, сентября 28, 20091. Наружный воздух подается в помещение без охлаждения и осушения, например местными приточными аппаратами или через отверстие в наружной стене и смесительную камеру фэнкойла или напольного конвектора. Тогда местный агрегат работает в режиме "мокрого" охлаждения.
2. Наружный воздух охлаждается и осушается в центральном кондиционере, в местном агрегате применяется «сухое» охлаждение, когда dMnp = d„. В этом случае уравнение баланса влаги в помещении примет вид:
W+GH(d\-dJ^0. (6.29)
Отсюда влагосодержание приточного воздуха после центрального кондиционера:
W
d\=de-^. (6.30)
к
Если полученное значение влагосодержания приточного воздуха больше минимально возможного dn > dMUh, то в помещении можно поддерживать относительную влажность в заданных пределах, охлаждая и осушая наружный воздух только в центральном кондиционере. Под dKUH понимают минимально возможное значение влагосодержания воздуха из условия реализации процесса охлаждения наружного воздуха в поверхностном воздухоохладителе центрального кондиционера (соотношение 5.15).
3. Наружный воздух охлаждается и осушается в центральном кондиционере и в местном агрегате. Если влагосодержание приточного воздуха меньше минимально возможного d4„ < dMUH, то осушения воздуха в центральном кондиционере не достаточно для ассимиляции влаги, выделяющейся в помещении.
Температура приточного воздуха в центральной системе
Понедельник, сентября 28, 2009Температура приточного (наружного) воздуха в центральной системе определяется условиями воздухораспределения, принятым типом воздухораспределителя, способом вентиляции (вытесняющая или перемешивающая). Как правило, предварительно задают рабочую разность температур в пределах рекомендуемых значений в зависимости от способа вентиляции и выбранного типа воздухораспределителя.
Температура воздуха после охлаждения в фэнкойле или напольном конвекторе изменяется в диапазоне 12-16°С и зависит от параметров воздуха в помещении, скорости вращения вентилятора, количества рядов трубок воздухоохладителя, расхода воды через теплообменник. Может быть ориентировочно принято среднее значение 14°С, которое уточняют после выбора типоразмера фэнкойла или напольного конвектора.
По ориентировочному расходу рециркуляционного воздуха подбирают типоразмер фэнкойла так, чтобы полученный расход был равен или близок расходу воздуха при максимальной или средней скорости вращения вентилятора через фэнкойл.
При построении процессов обработки воздуха возникает вопрос о способах охлаждения наружного воздуха в центральном кондиционере и рециркуляционного воздуха в поверхностном теплообменнике местного агрегата. Речь идет о так называемом "сухом" охлаждении, когда процесс охлаждения воздуха в поверхностном воздухоохладителе-теплообменнике происходит при постоянном влагосодержании, и "мокром" охлаждении, когда при температуре наружной поверхности теплообменника ниже точки росы охлаждаемого воздуха происходит конденсация водяных паров, содержащихся в воздухе, при этом воздух охлаждается с уменьшением влагосодержания.
Охлаждение воздуха в центральном кондиционере и местных агрегатах при постоянном влагосодержании возможно, например, для Москвы, когда влагосодержание наружного воздуха по параметрам Б меньше максимально возможного влагосодержания при верхнем уровне комфортных параметров и наблюдаются незначительные влаговыделения в помещении. Для тех географических пунктов, где расчетное влагосодержание наружного воздуха имеет более высокие значения, возникает необходимость в осушении воздуха для поддержания в помещении относительной влажности воздуха в диапазоне оптимальных значений. Осушение воздуха реализуется при "мокром" охлаждении.
Водовоздушная система кондиционирования воздуха
Понедельник, сентября 28, 2009В водовоздушных системах в кондиционируемое помещение вводится воздух, обработанный в центральном кондиционере, и вода, несущая тепло или холод. В отечественной практике эти системы называются местно-центральные. Воздух, называемый первичным, и вода обрабатываются в центральных установках, а затем по системе воздуховодов и трубопроводов подаются во все помещения здания. Вода используется для охлаждения или нагревания вторичного (рециркуляционного) воздуха помещения в теплообменниках местных агрегатов. Водовоздушные системы применяются для помещений со значительными явными тепловыделениями, где не требуется жесткое поддержание заданного значения относительной влажности воздуха. Эти системы хорошо себя зарекомендовали за рубежом в офисных зданиях, больницах, гостиницах, школах, жилых зданиях, исследовательских лабораториях. Они могут применяться в многозональных производственных помещениях точного машиностроения, радиотехнической, фармацевтической, пищевой промышленности и т.д. В последние годы получили широкое распространение в России. В водовоздушных системах в качестве местных агрегатов, устанавливаемых в помещении, применяют эжекционные, вентиляторные доводчики, напольные конвекторы и охлаждающие панели.
Особенностью проектирования водовоздушных СКВ является необходимость определения технологических нагрузок на СКВ раздельно для центральной системы и местных агрегатов. Кокорин О. Я. предлагает разделять общие избытки или недостатки теплоты в помещении на отдельные доли или составляющие с тем, чтобы одна доля ассимилировалась соответственно в аппаратах центральной системы, а другая — местными агрегатами. Для исключения перерасхода холода и теплоты в ранней отечественной литературе по местно-центральным СКВ было рекомендовано, чтобы центральная система ассимилировала 30-40% от общего количества избыточной теплоты в помещении, а местная система — 60-70%. В последних работах [29, 30] для поглощения постоянных теплоприто-ков (люди, оргтехника) для гражданских зданий рекомендуют в рабочее время использовать воздух, охлаждаемый в центральных аппаратах СКВ, а отвод переменных теплопритоков (солнечная радиация, поток за счет теплопередачи через наружные ограждения) осуществлять местными агрегатами. На основе этого разделения предложено определять нагрузки по холоду и теплоте на центральную систему и местные агрегаты. Более правильный путь — определение технологических нагрузок одновременно с выбором технологической схемы обработки воздуха в ходе построения на i - d диаграмме с учетом конкретных технических характеристик устанавливаемых местных агрегатов [8].
В зависимости от решаемых задач, особенностей объекта и применяемых местных агрегатов можно выделить возможные схемы, определяющие последовательность обработки воздуха во всех элементах водовоздушной СКВ. При использовании в качестве местных агрегатов вентиляторных доводчиков (фэнкойлов) таких схем три:
а) с независимой обработкой рециркуляционного воздуха в фэнкойле и наружного воздуха в центральном кондиционере (рисунок 6.19);
б) с предварительным смешением наружного необработанного воздуха с рециркуляционным в фэнкойле, а затем его обработкой — нагреванием или охлаждением (рисунок 6.20);
в) с предварительным смешением обработанного в центральном кондиционере наружного воздуха с рециркуляционным в фэнкойле, а затем его обработкой — нагреванием или охлаждением (рисунок 6.21). В схеме а) в теплообменнике фэнкойла охлаждается рециркуляционный (внутренний) воздух, поступающий в помещение независимо от потока обработанного в центральном кондиционере наружного воздуха. Приточный воздух в размере минимального расхода наружного воздуха обрабатывается в центральном кондиционере и поступает в помещения через воздухораспределители. Смешение двух потоков происходит непосредственно в самом помещении. В схемах обработки воздуха 6) и в) первоначально происходит смешение двух потоков наружного и рециркуляционного воздуха в смесительной камере фэнкойла, а затем — охлаждение или нагревание смеси в теплообменнике. При этом в схеме в) наружный воздух проходит соответствующую обработку в центральном кондиционере.
Применение двухканальных систем кондиционирования воздуха
Понедельник, сентября 28, 2009Применение двухканальных систем кондиционирования воздуха дает возможность снизить расход теплоты и холода по сравнению с центральными системами, но они все равно больше минимально неизбежных значений. Из-за отсутствия производства двухканальных смесителей эта схема не получила широкого распространения в России. Такие системы очень популярны в последнее время в Соединенных Штатах, особенно для административных зданий и гостиниц.
Преимущества таких систем:
— возможность индивидуального регулирования не только температуры, но и относительной влажности воздуха в отдельных помещениях;
— отсутствие в обслуживаемых помещениях теплообменников, трубопроводов тепло- и холодоно-сителя, все они размещены в вентиляционном центре;
— малая инерционность системы, быстрая реакция на изменение нагрузки;
— регулируемое количество наружного воздуха и постоянный расход приточного воздуха в помещение, что позволяет применять стандартные воздухораспределители, обеспечивать хорошее перемешивание воздуха в помещении и равномерное поле температуры;
— возможность ввода системы в эксплуатацию по частям и этажам по мере строительства здания;
— канал горячего воздуха обеспечивает поддержание температуры воздуха в зонах с низкой тепловой нагрузкой в режиме охлаждения, когда возможны утечки холодного воздуха через смесительный клапан.
Недостаток двухканальных СКВ:
— использованы противоположные процессы «охлаждение» и «нагревание», связанные с затратами энергии, что приводит к снижению энергетической эффективности системы;
— сложность и увеличение затрат на устройство и тепловую изоляцию прокладки двух каналов воздуховодов;
— высокие скорости и потери давления из соображения экономии места для прокладки воздуховодов;
— утечки воздуха в воздуховодах;
— утечки воздуха через смесительный клапан вызывают необходимость увеличения тепловой мощности воздухонагревателя и воздухоохладителя;
— необходимость поддержания постоянства расхода воздуха, подаваемого в помещение, требует затрат на автоматизацию смесительных устройств;
— сложность обеспечения гидравлической устойчивости сети воздуховодов.
Процессы изменения состояния воздуха
Понедельник, сентября 28, 2009Процессы изменения состояния воздуха в холодный период года отличаются положением точек состояния воздуха и направлением изменения состояния воздуха в помещениях. В холодный период года система кондиционирования воздуха в некоторых помещениях выполняет также функции отопления. Наружный воздух нагревается в воздухонагревателе первого подогрева, адиабатически увлажняется до состояния точки 0х. Далее он смешивается с рециркуляционным воздухом. Точка Вх определяет состояние внутреннего воздуха во всех помещениях в холодный период года и одновременно рециркуляционного воздуха, точка О определяет состояние смеси воздуха после второй рециркуляции, а точка К,' — состояние определенной доли этой смеси, проходящей через горячий канал после поверхностного воздухонагревателя. Далее воздух по соответствующим магистральным воздуховодам —горячему и холодному — поступает к смесителям, в которых процесс смешивания изображается прямой К2СХ. Положение точек П„ П2 и .//, на этой прямой зависит от теплового и влажностного балансов в помещении, в соответствии с которыми устанавливается необходимое соотношение расходов холодного и горячего воздуха. Расходы воздуха в холодном и горячем каналах определяются аналогично теплому периоду. Линии П,В„ П2В2, Н,В} характеризуют процессы изменения состояния воздуха в холодный период года в этих помещениях. При изменении теплового и влажностного балансов в помещении точки Д будут скользить по линии постоянного влагосодержания. Из зональных смесителей воздух выходит с необходимой температурой приточного воздуха, значение которой определяется тепловой нагрузкой на СКВ для данного помещения. Температура воздуха внутри помещения поддерживается автоматически, относительная влажность воздуха в помещениях регулируется косвенно методом «точки росы».
Двухканальная система с двумя центральными кондиционерами, позволяющая обслуживать отдельные помещения с сильно отличающимися тепловлажностными режимами, является более гибкой и обеспечивает более точное поддержание относительной влажности воздуха в помещении. На рисунке 6.17 приведена принципиальная схема устройства двухканальной системы с двумя центральными кондиционерами. От каждого кондиционера устраивают самостоятельную систему распределительныхмагистральныхвоздуховодов.подводящихвоздухв каждое кондиционируемое помещение. Таким образом, воздух подводится по двум каналам, причем в каждом канале он имеет различные параметры, в том числе и влагосодержание воздуха. Работа данной системы аналогична работе двухканальной системы с одним кондиционером.
На i - d диаграмме (рисунок 6.18) представлено построение процессов изменения состояния воздуха в двухканальной системе с двумя кондиционерами для теплого периода года. Точки В,, В2 и В3 соответствуют заданным состояниям внутреннего воздуха в трех отдельных помещениях. Через точки В,, В2 и В3 проводят лучи процессов изменения состояния воздуха в этих помещениях.