Практическая работа № 6 Построение процессов обработки воздуха в сскв по h-d диаграмме

Принципиальная схема одноканальной круглогодичной ССККВ и вид соответствующего цикла тепловлажностной обработки воздуха в H,d диаграмме приведены на рис.1а и 1б. ССККВ такого типа представляет собой агрегат, включающий фильтры, вентилятор, воздухонагреватели (калориферы), воздухоохладители, увлажнители, каплеотделители (элиминаторы), шумоглушительные камеры, воздушные заслонки и другое оборудование.

Исследуемый тип ССККВ предусматривает полную обработку приточного воздуха в центральном кондиционере. Приточный воздух, подаваемый в кондиционируемые помещения, получается смешением рециркуляционного и наружного воздуха в соответствующей камере смешения.

Летний режим работы СКВ обеспечивается холодильной установкой, в состав которой входит компрессор КМ, конденсатор КД, регенеративный теплообменник РТО, терморегулирующий вентиль ТРВ и испаритель-воздухоохладитель ВО. Компрессорные СХУ, входящие в состав СКВ, принципиально ничем не отличаются от холодильных установок, обслуживающих провизионные кладовые, но имеют значительно большую холодопроизводительность.

Цикл тепловлажностной обработки воздуха в СКВ при летнем режиме кондиционирования строится в H,d диаграмме по опытным данным в такой последовательности:

− по показаниям психрометра определяют положение точки Н, соответствующей наружному воздух, и определяют параметры этого воздуха (энтальпию и влагосодержание);

− таким же образом определяют положение и параметры точки П (воздуха в кондиционируемых помещениях);

Рис.1. Принципиальная схема (а) и цикл тепловлажностной обработки воздуха (б) в ССККВ при летнем и зимнем режимах кондиционирования

− с точки П поднимаемся вверх по d = idem на (1-3) °С в зависимости от длины воздуховодов (короткие, средние и длинные), получаем току К и определяем её параметры (рециркуляционный воздух, находящийся в коридорах, частично используемый для получения приточного воздуха в зависимости от принятой степени рециркуляции;

− соединяем точки К и Н. Прямая К–Н соответствует процессу смешения наружного и рециркуляционного воздуха. Измерив температуру этой смеси воздуха перед вентилятором, проводим изотерму t_А до пересечения с этой прямой. Тем самым определяем положение точки А, характеризующей параметры воздуха перед вентилятором (точка смешения наружного и рециркуляционного воздуха);

− измеряем температуру воздуха за вентилятором. Если такой возможности нет, то принимаем нагрев воздуха в вентиляторе ∆t_вт = 1-3 ^оС в зависимости от напора (скорости) воздуха в системе, создаваемого вентилятором. Учитывая, что влагосодержание воздуха в вентиляторе не меняется, откладываем вверх по d = idem принятое значение ∆t_вт и находим точку Г, характеризующую состояние воздуха за вентилятором; точка Г может быть также найдена на пересечении линий d = idem и изотермы t_г, соответствующей измеренной температуре воздуха перед вентилятором;

− по результатам измерения температуры и относительной влажности воздуха на выходе из каютного воздухораспределителя, то есть воздуха, подводимого в помещение, определяем положение точки С;

− известно, что при нормальном состоянии изоляции воздуховодов в зависимости от их длины нагрев воздуха в них составляет ∆t_вв = 1-3^оС. Поэтому из точки С по d = idem откладываем вниз принятое значение ∆t_вв и находим точку В, соответствующую состоянию воздуха на выходе из воздухоохладителя. Точка В располагается возле кривой φ = 100 %, так как состояние воздуха после воздухоохладителя всегда близко к состоянию насыщения;

− соединив точки Г и В, получаем линию Г-В – процесс тепловлажностной обработки воздуха в воздухоохладителе;

− по результатам измерений параметров воздуха в помещении определяем положение точки П – фактическое состояние воздуха в помещении (в группе помещений). Соединив точки П и С, получаем процесс смешения приточного воздуха с каютным (процесс тепловлагоассимиляции); линия П–С соответствует уклону процесса тепловлагоассимиляции в помещении при летнем режиме кондиционирования ε_п.л..

− определяем на H,d диаграмме положение и параметры точки П_с, соответствующей санитарным нормам микроклимата для судовых помещений при летнем режиме кондиционирования и делаем вывод о микроклимате, создаваемом кондиционером в кондиционируемых помещениях: комфортном или дискомфортном [1. С.37-45].

Зимний режим работы СКВ обеспечивается двумя подогревателями и одним увлажнителем воздуха.

Цикл тепловлажностной обработки воздуха в СКВ при зимнем режиме кондиционирования строится в H,d диаграмме также по опытным данным в такой последовательности:

− по показаниям психрометра определяем положение точки Н', соответствующей наружному воздух, и определяем параметры этого воздуха (энтальпию H и влагосодержание d);

− таким же образом определяем положение и параметры точки П' (воздуха в кондиционируемых помещениях);

− из точки П´ опускаемся вниз по d = idem на (1-3) °С в зависимости от длины воздуховодов (короткие, средние и длинные), получаем току К´ и определяем её параметры (параметры рециркуляционного воздуха, поступающего в центральный кондиционер по воздуховодам);

− замеряем температуру воздуха после первого воздухоподогревателя (либо задаёмся её значением от 12 до 15°С) (точка Б');

− соединяем точки К' и Б' Прямая К'– Б' соответствует процессу смешения наружного и рециркуляционного воздуха. Измерив температуру смеси перед вентилятором, проводим изотерму t_с до пересечения с этой прямой. Тем самым определяем положение точки А', характеризующей параметры воздуха перед вентилятором (точка смешения наружного и рециркуляционного воздуха);

− измеряем температуру воздуха за вентилятором. Если такой возможности нет, то принимаем нагрев воздуха в вентиляторе ∆t_вт = (1-3)°С в зависимости от напора (скорости) (низконапорные, средненапорные и высоконапорные) воздуха в воздуховодах, создаваемого вентилятором. Учитывая, что влагосодержание воздуха в вентиляторе не меняется, то откладываем вверх по d = idem принятое значение ∆t_вт и находим точку Г', характеризующую состояние воздуха за вентилятором (на входе воздуха во второй воздухоподогреватель). Если известна (измерена) температура воздуха после вентилятора t_г’ , то точка Г' находится на пересечении изотермы t_г’ и линии d = idem, проведенной через точку А';

− по результатам измерения температуры и относительной влажности воздуха на выходе из каютного воздухораспределителя, то есть воздуха, подводимого в помещение, определяем положение точки С';

− известно, что при нормальном состоянии изоляции воздуховодов в зависимости от их длины охлаждение воздуха в них составляет ∆t_вв= (1-3)°С. Поэтому из точки С' по d = idem откладываем вверх принятое значение ∆t_вв и находим точку В', соответствующую состоянию воздуха на выходе из второго воздухоподогревателя.

− на пересечении изотермы, проходящей через точку B' и линии d = idem, проведенной через точки А' и Г ' находим точку Д' выход воздуха из второго воздухоподогревателя; процесс Д'-В' увлажнение воздуха после второго воздухоподогревателя;

− соединив точки П' и С', получаем процесс смешения приточного с каютным воздухом; линия П' – С' соответствует уклону процесса тепловлагоассимиляции в помещении при зимнем режиме кондиционирования ε_п.з..

− определяем на H,d диаграмме положение и параметры точки П'_с, соответствующей санитарным нормам микроклимата для судовых помещений при зимнем режиме кондиционирования и делаем вывод о соответствии микроклимата, создаваемого кондиционером в кондиционируемых помещениях, санитарным нормам [1. С.37-45].

Расчет технико-эксплуатационных показателей

и анализ работы ССККВ по выполненным

измерениям и построениям

1. Объем воздуха, подаваемого в отдельное помещение, V_вi, м³/с

V_вi = F·v,

где F – площадь выходного сечения насадки, м²;

v – скорость воздуха на выходе из насадки, м/с.

2. Суммарное количество (объём и масса) воздуха, подаваемое вентилятором во все кондиционируемые помещения G_в, кг/с

V_в = ΣV_вi ; G_в = V_в·ρ,

где ρ – плотность воздуха на выходе из воздухораспределителя, м³/кг.

С учетом некоторого избыточного давления воздуха на выходе из воздухораспределителя с приемлемой точностью можно принять ρ = 1,25 м³/кг.

3. Удельное количество теплоты, отводимое от охлаждаемого и осушаемого воздуха в воздухоохладителе (при тепловлагообработке приточного воздуха, подаваемого в помещение) кДж/кг

q_во = H_А – H_в.

1. Фактическая тепловая нагрузка воздухоохладителя, кВт,

Q_во = G_в q_во .

5. По приведенной в лабораторной работе № 2 методике строим цикл холодильной машины и определяем значения q_о , q_V и λ.

6. Из условия равенства тепловых нагрузок воздухоохладителя и испарителя холодильной машины из соотношения

Q_во = G_а q_о .

определяем количество хладагента, которое должно циркулировать в системе G_а кг/с

.

7. Холодопроизводительность установки, определенную таким образом, пересчитываем на стандартные условия, учитывая, что стандартный цикл холодильной установки, работающей в системе кондиционирования воздуха, имеет следующие параметры:

• температура кипения хладагента t_и = + 5 °С;

• температура конденсации t_к = 35°С;

• температура жидкого хладагента перед ТРВ t_ж = 30^оС.

Для такого цикла при использовании R12 λ_с = 0,87, q_vс = 1334 кДж/м³.

Холодопроизводительность холодильной машины, обслуживающей ССККВ, при стандартных условиях определяется из соотношения

.

8. Сравниваем полученную холодопроизводительность с паспортной. Если их значения близки, то считает, что установка работает нормально. Если же полученное значение Q_ос заметно (на 15 % и более) меньше, то проверяем воздушную часть ССКВ. Если фактический расход воздуха меньше требуемого, то обращаем внимание на чистоту и конструктивные особенности воздуховодов. Если разница в расходе воздуха существенная, то можно сделать вывод о несоответствии используемой вентиляционной установки требованиям ССККВ.

9. После такого анализа приступаем к анализу отдельных процессов в H,d диаграмме.

Рассмотрим пример. Допустим, что фактическая точка П расположена в H,d диаграмме левее и выше «санитарной» точки П_с. Это значит, что в помещение воздух подаётся с повышенной температурой и пониженной относительной влажностью. Для исправления этого положения необходимо:

− «сместить» процесс А-В параллельно самому себе вправо, то есть увеличить количество наружного и уменьшить количество рециркуляционного воздуха (уменьшить степень рециркуляции);

− «повернуть» процесс А-В относительно точки А против часовой стрелки, то есть интенсифицировать процесс охлаждения путем увеличения количества хладагента, подаваемого в воздухоохладитель.

Если фактическая точка П расположена правее и ниже «санитарной» точки П_с, то необходимо в первую очередь уменьшить количество приточного воздуха, подаваемого в кондиционируемые помещения, затем уменьшить количество рециркуляционного воздуха и, наконец, уменьшить интенсивность и глубину охлаждения приточного воздуха.