Системы кондиционирования воздуха заполнили нашу жизнь целиком и полностью.Именно они создают тот необходимый микроклимат внутри помещения при котором мы чувствуем себя комфортно. Поэтому расчет этих параметров очень важен. Люди все больше внимания обращают на условия работы и жизни, ведь от этого зависит их здоровье. К сожалению, помещений с правильными параметрами не так уж много. Но все в ваших руках — руках квалифицированных проектировщиков! И если уж заказчик не думает о комфорте своих клиентов, то правильный расчет систем кондиционирования, как минимум, позволит ему сэкономить немалую сумму, а это уже весомый аргумент. А как же произвести более правильный расчет нежели на I-d диаграмме влажного воздуха? Правильно — никак.
Поэтому в этой статье рассмотрим пример расчета процессов отработки воздуха для трех наиболее распространенных схем:
- Прямоточная — схема где воздушные массы с улицы нагревается и увлажняется без использования отработанного воздуха.
- Схема с рециркуляцией — когда воздушные массы повторно используют в вентиляционном процессе. То есть часть или даже весь (при 100% рециркуляции) отработанный воздушный поток возвращается в приточную камеру.
- Схема с рекуперацией — уличные воздушные массы в рекуператоре нагреваются или охлаждаются частично вытяжным воздухом.
Расчет прямоточного центрального кондиционера
Прямоточная схема самая простая в использовании. И расчет ее не так сложен, но сегодня она не так популярна, потому что энергосбережение все больше и больше охватывает мир. Но не все заказчики имеют деньги на подобное оборудование, поэтому разберемся в последовательности построения процессов на I-d диаграмме для данной схемы.
Расчет центрального кондиционера осуществляют для теплой и холодной поры года, но в первую очередь рассчитывают кондиционер на теплый пери
Исходными данными для центрального кондиционера с прямотоком:
- параметры внешнего воздуха,
- параметры внутреннего воздуха,
- явные теплопоступления в комнату,
- скрытые теплонадхождения,
- влагопоступления,
- разница температур (необходимо температуру приточного воздуха брать меньше чем в помещении).
Расчет центрального кондиционера производят в такой очередности
- Находится необходимая производительность кондиционера:
Gk= Qя/cвΔ
Qя — явные теплопоступления;
cв – массовая теплоемкость воздуха (1,005 кДж/кг°С);
Δt – рабочая разница температур между поступающим воздухом и внутренним. - Рассчитывается нужная температура подаваемого воздуха:
tп= tв-Δt
tв- температура воздуха в комнате
Δt –рабочая разница температур между внутренним воздухом и тем что подается. - На I-d диаграмме обозначают параметры внутреннего (В) и внешнего воздуха(Вн). Параметры внешнего воздуха берут из климатических данных, внутреннего воздуха из начальных данных. Построение процессов на I-d диаграмме производится в такой последовательности:
Вн-К – процесс, что происходит в оросительной камере (охлаждение и осушение)
К-П – подогрев воздуха в калорифере
П-В – процесс, который происходит в кондиционированном помещении (поглощение теплоты и влаги) - Определяют сколько тепла полностью поступает в помещение:
Qп=Qя+Qск
После чего рассчитывают угловой коэффициент процесса, который определяется в помещении
ε =Qп/W
W –влагонадхождения.
Расходы холода (процесс ЗК) составят:
Qк = Gк( Iз-Iк)
Gк – массовая производительность кондиционера
Iз – энтальпия начала процесса (точка З)
<Iк – энтальпия конца процесса (точка К)
Расходы тепла (процесс КП)
Q= Gк(Iк-Iп)/p>
Gк – массовая производительность кондиционера
Iк – энтальпия начала процесса (точка К)
Iп – энтальпия конца (точка П)
Перейдем к расчету кондиционера для зимнего периода
Некоторые заказчики не используют зимой водяное отопление, а поддерживают температуру за счет центрального кондиционера.
- Производительность кондиционера такая же как и для лета:
Gk= Qя/cвΔt - Делается расчет рабочей разницы температур:
Δt= Qя/cвGk
Потом определяют температуру подаваемого воздуха (не больше 40° С по санитарным нормам)
tп= tв-Δt - Определяют сколько тепла полностью поступает в комнату и угловой коэффициент
Qп=Qя+Qск
ε =Qп/W
W –влагонадхождения.
Расходы холода (процесс З-К) составят:
Qк = Gк( Iз-Iк)
Gк – массовая производительность кондиционера
Iз – энтальпия начала процесса ( точка З)
Iк – энтальпия конца процесса ( точка К)
Расходы тепла (процесс КП)
Q= Gк(Iк-Iп)
Gк – массовая производительность кондиционера
Iк – энтальпия начала процесса ( точка К)
Iп – энтальпия конца ( точка П)
На I-d диаграмме обозначают параметры внутреннего и внешнего воздуха. Строятся процессы отработки воздуха в центральном кондиционере. Для холодного периода построение легче начать с конца то есть от точки внутреннего воздуха.
Вн-Т — нагрев воздуха в калорифере первичного подогрев
Т-К – охлаждение и увлажнение воздуха в оросительной камере
К-П – нагрев воздуха в калорифере вторичного нагрева
П-В – процесс смены состояния воздуха в кондиционированном помещении ( поглощение тепла и влаги)
Построение и расчет процессов обработки воздуха для центрального кондиционера с рециркуляцией
Рециркуляция- повторное потребление отработанного воздуха. Процент задействования вытяжного воздуха может быть до 100%. Эта схема экономичнее предыдущей. Но ее не везде можно использовать.
медицинских заведениях, пищевых, и в других, где присутствуют загрязнители воздуха или бактерии, категорически запрещено использовать рециркуляцию!
Исходные данные для построения процессов:
- параметры внешнего воздуха
- параметры внутреннего воздуха
- явные теплопоступления
- скрытые теплопоступления
- влагопоступления
- минимальное количество внешнего воздуха (или процент рециркуляционного).
Расчет для теплого периода года
<1. Определяют необходимую производительность кондиционера:
Gk= Qя/cвΔt
2. Рассчитывают необходимую температуру приточного воздуха:
<tп= tв-Δt
<3.Рассчитывают угловой коэффициент процесса:
ε =Qп/W
4 На I-d диаграмме обозначают параметры внутреннего и внешнего воздуха. Строятся процессы.
Точка С характеризует параметры смеси рециркуляционного и внешнего воздуха. Для нахождения точки на диаграмме нужно решить систему уравнений:
ВС/ВнС=Gвн/Gр
Gр =Gк- Gвн
Gк- производительность кондиціонера
Gвн – расход внешнего воздуха ( из исходных даннях)
Gр – расход рециркуляционного воздуха
Построение процессов обработки воздуха для холодного периода года
1.Производительность кондиционера берется для теплого периода. И находят рабочую разницу температур:
Δt= Qя/cвGk
2. Рассчитывают необходимую температуру приточного воздуха:
tп= tв-Δt
3.На I-d диаграмме обозначают параметры внутреннего и внешнего воздуха. Строятся процессы обработки воздуха в центральном кондиционере.
Если точка С ниже отрезка ТК ( линии І=const), воздух необходимо подогреть. Если же точка С выше, то ее опускают к линии и ставят точку С1 увеличивая при этом количество внешнего воздуха.
4.Рассчитывают угловой коэффициент процесса:
ε =Qп/W<
5. Расход тепла на калорифер первого подогрева
Qк = Gк( Iт-Iс)
Второго подогрева
Qк = Gк( Iп-Iк)
Построение и расчет обработки воздуха для кондиционера с рекуперацией
Что такое рекуперация, какие бывают рекуператоры и для чего они предназначены мы уже рассматривали. На данный момент это самый экономичный вариант, который поможет сохранить немало денег. Поэтому он набирает все большей популярности среди заказчиков.
Исходные данные:
- воздухообмен, Lпр и Lв
- влагопоступления, W
- расчетные параметры внешнего воздуха, tв
- расчетные параметры внутреннего воздуха, tвн<
- явные теплопоступления в помещение, Q
- разница между внешним воздухом и температурой после охлаждения, Δt
- теплоемкость, с
- плотность воздуха, ρ
Построение процессов обработки воздуха
- Рассчитываем температуру приточного воздуха для теплого периода:
tп= tв-Δt+0,001p,
где р- давление, создаваемое вентилятором - Тепловлажностное отношение определяем по формуле:
ε =Qп/W
Тоже делаем и для зимнего периода. Строим процесс на диаграмме и производим расчет:
- Количество явного тепла, отбираемого от бросового тепла в холодный период года:
Qрек=Lв·ρ·с(tв — Δt) - Разница энтальпий при нагревании приточного воздуха:
ΔI = Qрек/(Lпр·ρ) - Количество насыщенного водяного пара для обработки воздуха в зимний период и тепла для его выроботки (процесс П-К):
Gр =Lпр·ρ(dк-dн)
Qпары= Lпр·ρ·с(Iк-Iн) - Количество холода для обработки воздуха в теплый период (процесс В-П):
Qх= Lпр(Iв-Iп)
Построение диаграмм дает более точный расчет и возможность регулировки. Надеемся статья была для вас полезной и поможет в дальнейшей работе по созданию помещений для комфортного прибывания людей. Ведь каждый проектировщик желает стать специалистом в своем деле.
