Охлаждение воздуха в поверхностных воздухоохладителях

Для определения параметров влажного воздуха на выходе из поверхностных воздухоохладителей часто используют понятие байпас-фактор.Он определяет долю теплоты, уносимую потоком воздуха, проходящим через воздухоохладитель, при недоохлаждении воздуха до температуры поверхности воздухоохладителя.

На рис.2.1 показан процесс охлаждения воздуха в воздухоохладителе, изображенный в i – d диаграмме. Точка 1 соответствует параметрам воздуха на входе в воздухоохладитель, точка 2 – параметрам воздуха на выходе из воздухоохладителя. Температура в точке 3 соответствует среднему значению температуры поверхности воздухоохладителя.

По определению, уравнение для расчета байпас-фактора имеет вид:

(2.1)

Значения байпас-фактора приводятся в технических характеристиках конкретного оборудования и могут быть использованы для выбора температуры охлаждающей среды в воздухоохладителе (t₃) при известных параметрах воздуха на входе в воздухоохладитель (i₁) массовом расходе воздуха Gи тепловой нагрузке Q.

; (2.2)

(2.3)

Рис. 2.1. Обработка воздуха в поверхностных воздухоохладителях кондиционеров

При известных параметрах воздуха на входе в воздухоохладитель (i₁)и известной температуре поверхности воздухоохладителя байпас-фактор позволяет определить параметры воздуха на выходе из воздухоохладителя:

(2.4)

Тепловая нагрузка Q,кВт на оборудование системы кондиционирования как произведение массовой производительности М,кг/с вентилятора на разность энтальпий на входе и выходе из аппарата (i1,i2):

(2.5)

Количество подведенной или отведенной в аппарате влаги рассчитывается по формуле:

(2.6)

Выбор мощности кондиционера и параметров

Внутреннего воздуха

Предварительно задаем параметры внутреннего воздуха t_в , φ_в , исходя из диапазона требуемых (оптимальных ) значений. Наносим на i-d диаграмму точку В с указанными величинами.

Определяем положение точки Н (параметры наружного воздуха). Значение температуры и энтальпии наружного воздуха с [1].

Исходя из теплопоступлений, определенных в соответствии с разделом 1 настоящих методических указаний, определяем значение теплопоступлений в кондиционируемые помещения. Ориентируясь на полученную величину, выполняем предварительный выбор марки и мощности кондиционера [6]. Холодопроизводительность кондиционера должна превышать теплопоступления в помещения.

Для выбранного кондиционера по каталогу определяем следующие характеристики:

- холодопроизводительность (полная) Q_к , кВт;

- расход воздуха G_к , кг/с;

- байпас-фактор BF.

Учитывая ранее определенное значение воздухообмена в помещениях G_пр, определяем параметры смеси наружного и внутреннего воздуха. Для этого определяем значение энтальпии смеси по следующей формуле:

i_с =(G_в i_в + G_н i_н )/ G_к . (2.7)

На пересечении i_с и отрезка между точками В и Н наносим точку С, параметры смеси воздуха. Воздух с этими параметрами будет поступать в кондиционер.

Уточняем мощность кондиционера с учетом параметров обрабатываемого воздуха. Для параметров смеси воздуха (точка С) определяем температуру мокрого термометра. По этому значению и характеристикам кондиционера, представленным в каталоге, определяем фактическую холодопроизводительность кондиционера. При необходимости используем интерполяцию.

По формуле (2.3) вычисляем значение i₃ . В данной формуле i₁ энтальпия смеси воздуха (точка С). На пересечении i₃ и относительной влажности 100 % наносим точку 3, которая характеризует температуру поверхности теплообменника.

По формуле (2.4) определяем значение i₂. На пересечении i₂ и отрезка С3 наносим точку 2, которая будет характеризовать параметры воздуха на выходе воздуха из кондиционера, параметры приточного воздуха.

Для построения процесса изменения параметров воздуха внутри помещения определяем значение углового коэффициента луча процесса ε, кДж/кг, по формуле:

ε = Q / W, (2.8)

где Q- суммарный теплоприток, кВт;

W- суммарный влагоприток, кг/с.

При отсутствии данных о влаговыделениях внутри помещения возможно принимать ориентировочные значения ε.

Ориентировочные значения тепловлажностного отношения ε_п,кДж/кг, для различных помещений:

Квартиры, номера гостиниц 15 000 ÷ 17 000

Предприятия торговли и общественного питания 8 500 ÷ 10 000

Зрительные залы кинотеатров и театров 8 500 ÷ 10 000

Через точку 2, характеризующую параметры приточного воздуха, проводят луч процесса с выбранным значением углового коэффициента.

Для определения фактических параметров внутреннего воздуха вычисляем значение энтальпии воздуха:

i_в¹ =i₂ – Q/G_к (2.9)

На пересечении I_в¹и луча процесса наносим точку В₁.

Выполняем анализ полученных результатов.

Если точка В, принятая в качестве параметров внутреннего воздуха, совпала с точкой В₁, то кондиционер выбран верно и он может обеспечить заданные параметры воздуха.

Если температура точки В₁ оказалась выше заданной температуры внутри помещения, то холодопроизводительность кондиционера занижена и требуется кондиционер более высокой мощности.

Если температура точки В₁ оказалась ниже заданной температуры внутри помещения, то холодопроизводительность кондиционера выбрана с запасом и кондиционер может работать в неполную мощность.

При несовпадении относительной влажности воздуха точек В и В₁ требуется изменить положение точки, характеризующей параметры внутреннего воздуха, и выполнить повторный расчет.