Назначение и расчеты систем кондиционирования воздуха

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Центральная СКВ работающая, на наружном воздухе ЦН-1 (поддержание постоянными одинаковых параметров воздуха в помещении в расчетный теплый и холодный периоды года).

1.1 Назначение СКВ

Система применяется когда в одном помещении круглогодично необходимо обеспечивать заданные параметры воздуха (температуру и относительную влажность) при постоянном расходе подаваемого воздуха и отсутствии рециркуляции.

1.2 Процесс обработки воздуха в i-d диаграмме.

Процесс обработки воздуха в расчетный теплый период года.

Расчетный режим характеризуется максимальными теплопоступлениями при параметрах наружного воздуха соответствующих классу кондиционирования.

Исходные данные:

Расчётные теплопоступления: Q_n^Т = ккал/ч.

Расчётные влаговыделения: W_n^Т = кг/ч.

Расчётные параметры наружного воздуха: t_н=°С, ф_н= %, J_н= кДж/кг.

Расчётные параметры внутреннего воздуха: t_п=22 °С,ф_п=50%, J_п=43 кДж/кг, d_п=8,3 г/кг.

1) Построение процесса в i.d-диаграмме начинается с нанесения точек «п» и «н». (Приложение 1)

2)Определим параметры точки «ко». Для этого надо построить теоретическую точку «ко'», лежащую на пересечении линии ф=90% и луча процесса. Луч процесса определяется по формуле:

Проводим луч процесса через точку «п» до пересечения с линией ф=90% и фиксируем точку «ко'», соответствующей теоретическому состоянию воздуха за камерой орошения. Точка приточного воздуха «в» будет лежать на луче процесса Е^т и целесообразно, чтобы она находилась на максимальном удалении от точки «п». В этом случае требуемое количество приточного воздуха минимальным.

3)Определяем параметры приточного воздуха с учётом нагрева в вентиляторе. Реальной расчетной точкой будет точка «в» и параметры этой точки (с учетом нагрева воздуха в вентиляторе): t_B=t_K0+??t_B (??t_B?0,5ч1°С).

4)Уточняем параметры воздуха за камерой орошения. Через точку «в» проводим d=d_B до пересечения с ф=90% и фиксируем точку «ко», соответствующей действительному состоянию воздуха за камерой орошения.

5)Точка, характеризующая параметры наружного воздуха «н», соединяется с точкой «ко».

Таким образом, в расчетный теплый период воздух политропно охлаждается и осушается в оросительной камере до состояния характеризующегося точкой «ко». Затем нагревается в вентиляторе до точки «в» и подается в помещение, где ассимилируя теплоту и влагу приобретает параметры точки «п».

В теплый период калорифер второго подогрева не работает.

Находим расход приточного воздуха:

Процесс обработки воздуха в расчетный холодный период в рабочее время.

Исходные данные:

Расчётные теплопоступления: Q_n^x= ккал/ч.

Расчётные влаговыделения: W_n^x= кг/ч.

Расчётные параметры наружного воздуха: t_н^х= °С, ф_н^х=80 %, J_н^х= кДж/кг.

Расчётные параметры внутреннего воздуха: t_п^х= 21°С, ф_п^х=45 %, J_п^х=43 кДж/кг, d_п^х=8.3 г/кг.

Воздухообмен в холодный период считается определённым из расчёта тёплого периода года.

1) Наносим точку «н'». (Приложение 1).

2)Находим точку, характеризующую параметры воздуха за калорифером I-го подогрева. Эта точка будет лежать на пересечении линии J_K0 и линии d_H^х. Отрезок н^х- К_I соответствует нагреву воздуха в калорифере I-го подогрева.

3) Построим точку, характеризующую параметры приточного воздуха за калорифером II-го подогрева. Для этого определим луч процесса в холодный период года:

Точка «К_II » должна лежать на пересечении луча процесса и линии d_B =d_K0, поэтому проводим луч процесса через точку «п» до пересечения с линией d_K0 и фиксируем точку «Кц». Отрезок ко- К_II соответствует нагреву воздуха в калорифере II-го подогрева.

Таким образом в расчётный холодный период года наружный воздух сначала нагревается в калорифере I-го подогрева до точки «К_I», затем адиабатно увлажняется в камере орошения до состояния, характеризующегося точкой «ко», затем нагревается в вентиляторе до точки «в» и в калорифере II-го подогрева до точки «К_II», и, наконец, подаётся в помещение, где, ассимилируя теплоту и влагу, приобретает параметры точки «п».

Процесс обработки воздуха в расчетный холодный период в нерабочее время.

Исходные данные:

Расчётные теплопоступления: Q_п^{x нрв=} ккал/.

Расчётные влаговыделения: W_п^{x нрв}= кг/ч.

1)Так как влаговыделения в нерабочее время равны 0, то луч процесса равен бесконечности, процесс будет происходить по линии постоянного влагосодержания, равного d_K0. Поэтому точка «п» в нерабочее время сместится по изотерме t_п влево до пересечения с линией d_K0. Точка, характеризующая параметры воздуха за калорифером II-го подогрева, находится из условия:

Энтальпия воздуха за калорифером II-го подогрева определяется по формуле:

Точка «Кц^нрв» находится на пересечении линии J_KII^HPB и линии d_K0.

1.3 Расчётные нагрузки для подбора калориферов.

Производительность холодильной установки:

Q_xy=G*(J_ко-J_н)= кДж/ч = кВт.

Производительность калориферов I-го подогрева:



Q_KI=G*(J_ko-J-_н^/ ) = кДж/ч = кВт.

Производительность калориферовII-го подогрева:

Q_kII=G*(J_kII-J_в)= кДж/ч = кВт.

Производительность калориферов II-го подогрева в нерабочее время:

Q_kII=G*(J_KlI^нрв-J_в)= кДж/ч = кВт.

За расчётную производительность калориферов Н-го подогрева принимается максимальная, т.е. кВт.

1.4 Схема системы автоматического регулирования

Принципиальная схема СКВ ЦН-1

Узлы регулирования

Для поддержания заданных параметров с, помещении наружного воздуха т.е. промежуточных значений J_II кондиционер оборудуется системой автоматизации. Схема имеет два уpла регулирования и уpел защиты калорифера от замораживания.

1- й узел регулирования работает от терморегулятора Т-1 и обеспечиваем поддержание температуры за камерой орошения. Это достигается в теплый период за счет изменения теплоотдачи калорифера I-го подогрева.

2- й узел работает от терморегулятора Т-2 и поддерживает в помещении заданную температуру за счет изменения теплоотдачи калорифера II-го подогрева.

Узел защиты калорифера от замораживания (см.и, 10 данной ишиски).

Работа узлов регулирования в диапазоне наружного климата.

1 - ый узел регулирования

При переходе от тёплого периода к холодном) периоду терморегулятор устанавливается за вентилятором и настраивается на tko и связан с исполнительными механизмами ИM-I и ИМ-II. Последний воздействует па трёхходовой клапан, меняя соотношение количества холодной и рециркуляционной воды в камере орошения. ИМ-1 воздействует на клапан, установленный на трубопроводе обратной воды калорифера I-го подогрева.

В тёплый период года при уменьшении энтальпии наружного воздуха терморегулятор Т-1 воздействует на ИМ-2, постепенно уменьшая энтальпию поступающего наружного воздуха. Терморегулятор Т-1 воздействует на ИМ-2, постепенно уменьшая количество холодной воды, поступающей от холодильной установки. Когда энтальпия наружного воздуха достигнет значения J_K0, поступление холодной воды полностью прекращается. ИМ-2 достигнет своего крайнего положения и замкнёт контакт ИМ-1, поэтому при дальнейшем понижении энтальпии наружного воздуха включается в работу ИМ-1, постепенно увеличивая количество горячей воды, проходящей через калориферы I-го подогрева. Переход от холодного периода к теплому осуществляется в обратной последовательности.

2-ой узел регулирования.

При понижении температуры в помещении Т-2 даёт сигнал на ИМ-3, и клапан, установленный на трубопроводе обратной воды калорифера II-го подогрева, приоткрывается. Чем ниже тепло избытки в помещении, тем больше горячей воды проходит через калориферы II-го подогрева.

1.5 Диаграмма работы кондиционера

Диаграмма - это графическая зависимость производительности кондиционера G нагрузки по теплоте Q_kI и по холоду Q_x от изменения энтальпии наружного воздуха J_H^//. В выбранном масштабе по оси абсцисс откладывается значение энтальпии для характерных точек. По оси ординат значения G, Q_kI, Q_x. Характерными точками являются J_H^/ в расчетный холодный период года и J_H в теплый период года, энтальпия J_kI=J_ko.

Нагрузка на калориферы II-го подогрева не наносится на диаграмму, так как она не зависит от энтальпии наружного воздуха.

На графике линия характеризующая количество воздуха, в виду постоянства производительности кондиционера, во все периоды года представляет собой горизонтальную линию.

2. ЦЕНТРАЛЬНАЯ СИСТЕМА КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА, РАБОТАЮЩАЯ НА НАРУЖНОМ ВОЗДУХЕ СКВ ЦН-1

(Поддержание различных параметров воздуха в помещении в тёплый и холодный периоды).

2.1 Назначение СКВ

В некоторых случаях по требованиям технологии или по требованиям комфортных условий необходимо поддерживать разные параметры воздуха в помещении.

2.2 Процесс обработки воздуха в i-d диаграмме

процесс обработки воздуха в расчетный теплый период года

Расчетный режим характеризуется максимальными теплопоступлениями при параметрах наружного воздуха соответствующих классу кондиционирования.

Исходные данные

Расчётные теплопоступления: Q_п^T=45000 ккал/ч.

Расчётные влаговыделения: W_n^Т=12 кг/ч.

Расчётные параметры наружного воздуха: t_н=31 °С, ф_н=45 %, ,1_н=62,8кДж/кг.

Расчётные параметры внутреннего воздуха: t_п=22 °С, ф_п=50 %, J_п=43 кДж/кг, d_п=8,3 г/кг.

1) Построение процесса в Ld-диаграмме начинается с нанесения точек «п» и «н».(Приложение 2).

2) Определим параметры точки «ко». Для этого надо построить теоретическую точку «ко'», лежащую на пересечении линии ф=90% и луча процесса. Луч процесса определяется по формуле:

Проводим луч процесса через точку «п» до пересечения с линией ф=90% и фиксируем точку «ко'», соответствующей теоретическому состоянию воздуха за камерой орошения. Точка приточного воздуха «в» будет лежать на луче процесса Е^Т и целесообразно, чтобы она находилась на максимальном удалении от точки «п». В этом случае требуемое количество приточного воздуха минимальным.

3)Определяем параметры приточного воздуха с учётом нагрева в вентиляторе. Реальной расчетной точкой будет точка «в» и параметры этой точки (с учетом нагрева воздуха в вентиляторе): t_B=t_K0+??t_B (??t_B~0,5ч1°С)

4)Уточняем параметры воздуха за камерой орошения. Через точку «в» проводим d=d_B до пересечения с ф=90% и фиксируем точку «ко», соответствующей действительному состоянию воздуха за камерой орошения.

5)Точка, характеризующая параметры наружного воздуха «н», соединяется с точкой «ко».

Таким образом, в расчетный теплый период воздух политропно охлаждается и осушается в оросительной камере до состояния, характеризующегося точкой «ко». Затем нагревается в вентиляторе до точки «в» и подается в помещение, где ассимилируя теплоту и влагу приобретает параметры точки «п».

В теплый период калорифер второго подогрева не работает.

Находим расход приточного воздуха:



процесс обработки воздуха в расчетный холодный период в рабочее время.

Исходные данные:

Расчётные теплопоступления: Q_п^x= 10000 ккал/ч.

Расчётные влаговыделения: W_п^x=12 кг/ч.

Расчётные параметры наружного воздуха: t_H^х= -17 °С, ф_н^х=80 %, J_н^/= -15 кДж/кг.

Расчётные параметры внутреннего воздуха: t_п=22 °С, ф_п=50 %, J_п=43 кДж/кг, d_п=8.3 г/кг.

t_п'=21 °С, ф_п'=45 %, J_п'=38,8 кДж/кг, d_п.=7 г/кг

Воздухообмен в холодный период считается определённым из расчёта тёплого периода года.

1) Наносим точку «н'».(Приложение 2).

2) Находим точку «ко^/». Для этого определим влагосодержание в этой точке:

На пересечении линии d_K^/ и ф=90% получаем точку «ко^/».

3) Находим точку, характеризующую параметры воздуха за калорифером I-го подогрева. Для этого через точку «ко^/» проводим энтальпию J_ko. Точка «КГ» находится на пересечении линии J_K^/ и линии d_н^/. Отрезок н'- K_I соответствует нагреву воздуха в калорифере I-го подогрева.

4) Построим точку, характеризующую параметры приточного воздуха за калорифером II-го подогрева. Для этого определим луч процесса в холодный период года:

Точка «КII» должна лежать на пересечении луча процесса и линии d_ко/, поэтому проводим луч процесса через точку «н'» до пересечения с линией d_K^/ и фиксируем точку «КII». Отрезок ко'-КII соответствует нагреву воздуха в калорифере II-го подогрева.

Таким образом в расчётный холодный период года наружный воздух сначала нагревается в калорифере I-го подогрева до точки «К1», зачем адиабатически охлаждается и в камере орошения до состояния, характеризующегося точкой «ко'», зачем нагревается в вентиляторе до точки «в'» и в калорифере II-го подогрева до точки «КII», и, наконец, подаётся в помещение, где ассимилируя теплоту и влагу, приобретает параметры точки «и'».

Процесс обработки воздуха в холодный период в нерабочее время.

Исходные данные:

Расчётные теплопоступления: Q_п^{x нрв=} ккал/.

Расчётные влаговыделения: W_п^{x нрв}= кг/ч.

1) Так как влаговыделения в нерабочее время равны 0, то луч процесса равен бесконечности, процесс будет происходить по линии постоянного влагосодержания, равного d_K0'. Поэтому точка «п'» в нерабочее время сместится по изотерме t_n- влево до пересечения с линией d_K0. Точка, характеризующая параметры воздуха за калорифером II-го подогрева, находится из условия:

Энтальпия воздуха за калорифером II-го подогрева определяется по формуле:



Точка «КII'^нрв» находится на пересечении линии J_KII^,нрв и линии d_K0.

2.3 Расчётные нагрузки для подбора калориферов

Производительность холодильной установки:

Q_xy=G*(J_ко-J_н)= кДж/ч = кВт.

Производительность калориферов I-го подогрева:

Q_KI=G*(J_ko-J-_н^/ ) = кДж/ч = кВт.

Производительность калориферовII-го подогрева:

Q_kII=G*(J_kII-J_в)= кДж/ч = кВт.

Производительность калориферов II-го подогрева в нерабочее время:

Q_kII=G*(J_KlI^нрв-J_в)= кДж/ч = кВт.

За расчётную производительность калориферов П-го подогрева принимается максимальная, т.е. 103 кВт.

2.4 Схема системы автоматического регулирования

Принципиальная схема.



Узлы регулирования

Для поддержания заданных параметров в помещении при изменении параметров наружною воздуха, т.e. в промежуточных значениях энтальпии, кондиционер оборудуется системой автоматизации. Схема имеет три узла регулирования и учел защиты калориферов от замораживания.

1 - й узел регулирования работает от терморегулятора Т-1. обеспечивает поддержание постоянной температуры за камерой орошения в тёплый период. Это достигается за счёт изменения холодопроизводительности камеры орошения.

2 - й узел регулирования работает терморегулятора Т-1. обеспечивает поддержание постоянной температуры за камерой орошения в холодный период. Это достигается за счёт изменения теплоотдачи калориферов 1-го подогрева.

3 - й узел регулирования работает от терморегулятора Т-2, поддерживает в помещении заданную температуру за счёт изменения теплоотдачи калориферов 11-ю подогрева.

Узел защиты калорифера от замораживания (см.п. 10 данной записки)

Работа узлов регулирования в диапазоне наружного климата

1-ый узел регулирования.

В тёплый период года работает терморегулятор Т-1, воздействуя на исполнительный механизм ИМ-2. Когда энтальпия воздуха понижается до i_K0, исполнительный механизм ИМ-2 отключает холодную воду, терморегулятор Т-Г ещё не включится, так как он настроен на энтальпию в КО, т.е. в период изменения J_H- от J_K0 до J_K0^/ не будет работать ни один из терморегуляторов. Будет иметь место адиабатный процесс, а параметры воздуха за камерой орошения будут меняться от t_K0 до t_KО^/ по линии ф=90%, в это время ни холодильная установка ни калорифер I-го подогрева не работают.

2-ой узел регулирования.

Затем включается терморегулятор Т-1^/, который, воздействуя на ИМ-1, изменяет проход горячей воды через калорифер 1-го подогрева. Переключение температуры из точки «п» на точку «п'» осуществляется ручным или электронным тумблером.

3-ий узел регулирования.

При понижении температуры в помещении Т-2 даёт сигнал на ИМ-3, и клапан, установленный на трубопроводе обратной воды калорифера II-го подогрева, приоткрывается. Чем ниже теплоизбытки в помещении, тем больше горячей воды проходит через калориферы II-го подогрева.

2.5 Диаграмма работы кондиционера

Эта графическая зависимость работы кондиционера - нагрузки по теплоте Q_kI и по холоду Q_x от изменения J_H^/. В выбранном масштабе по оси абсцисс откладывается значение энтальпии для характерных точек. По оси ординат значения G, Q_kI, Q_x.

Нагрузка на калориферы II-го подогрева не наносится на диаграмму, так как она не зависит от энтальпии наружного воздуха.

3. ЦЕНТРАЛЬНАЯ ОДНОЗОНАЛЬНАЯ СИСТЕМА КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА С ПОСТОЯННОЙ РЕЦИРКУЛЯЦИЕЙ СКВ ЦР-1

(Процесс обработки воздуха в расчётный холодный период при смешении воздуха до 1-го подогрева).

3.1 Назначение СКВ

Применяется для кондиционирования воздуха в одном помещении при круглогодичном поддержании двух параметров воздуха: температуры и влажности при постоянном объёме наружного и рециркуляционного воздуха, когда доля рециркуляции не превышает 25-30 %. Доля рециркуляции характеризуется отношением количества рециркуляционного воздуха к общему количеству подаваемого воздуха.

3.2 Процессы обработки воздуха в i-d-диаграмме

Процесс обработки воздуха в расчётный тёплый период годы.

Расчётный режим характеризуется максимальными теплопоступлениями при параметрах наружного воздуха, соответствующих классу кондиционирования.

Исходные данные:

Расчётныетеплопоступления: Q_п^Т=45000 ккал/ч

Расчётныевлаговыделения: W_п^T=12 кг/ч.

Долярециркуляции: y=G_рец/G=0,2.

Расчётные параметры наружного воздуха: t_н=31 °С, ф_н=45 %, J_н=62.8 кДж/кг, d_н=12.6 г/кг. Расчётные параметры внутреннего воздуха: t_п=22 °С, ф_п=50 %, J_п=43 кДж/кг, d_п=8.3 г/кг. 1)

1)Построение процесса в i-d-диаграмме начинается с нанесения точек «п» и «н».(Приложение 3).

2)Наносим точку «ко».

3)Наносим точку «в» с учетом нагрева воздуха в вентиляторе

??t_B=0,5чl°C: t_B= t_K0+??t_B.

4)Наносим точку «р» с учётом нагрева воздуха в рециркуляционном вентиляторе ??t=0,5ч1 °С и d_n=const.

5)Определяем энтальпию смеси по формуле:

J_см=J_р*y+J_н*(l-y )= кДж/кг.

Соединяем точки «р» и «н». Точка смеси находится на пересечении J_CM и отрезка р-н. Точка «см» соединяется с точкой «ко».

Таким образом, в расчётный тёплый период года наружный воздух смешивается с рециркуляционным в допустимой постоянной пропорции, приобретая параметры точки «см», политропно охлаждается и осушается в камере орошения до состояния, характеризующегося точкой «ко». Затем он нагревается в вентиляторе до точки «в» и подаётся в помещение, где, ассимилируя теплоту и влагу, приобретает параметры точки «п».

Процесс обработки воздуха в расчётный холодный период года.

Исходные данные:

Расчётныетеплопоступления: Q_п^x=10000 ккал/ч

Расчётные влаговыделения: W_п^x=12 кг/ч.

Доля рециркуляции: y=G_рец/G=0,2.

Расчётные параметры наружного воздуха: t_н°С, ф_н=80 %, J_н^/= -15 кДж/кг, d_н=0,6г/кг. Расчётные параметры внутреннего воздуха: t_п=22 °С, ср_п=50 %, J_п=43 кДж/кг, d_п=8,3 г/кг.

Воздухообмен в холодный период считается определённым из расчёта тёплого периода года. В холодный период считается, что точка «р» совпадает с точкой «п».

1) Наносим точку «н'».(Приложение 3).

2) Находим точку смеси в холодный период «см'», для этого соединяем точки «п» и «н'», определяем энтальпию смеси по формуле:

J_см=J_п*y+J_н*(l-y )= кДж/кг.

Точка «см'» находится на пересечении линии J_см^/ и отрезка п-н'. В данном случае точка «см'» получилась ниже линии ф=100%, поэтому истинное значение точки «см'» находится на пересечении линий J_см^/ и ф=100%.

3) Находим точку, характеризующую параметры воздуха за калорифером I-го подогрева. Для этого через точку «ко» проводим энтальпию J_ko. Точка «КI» находится на пересечении линии J_ko и линии d_см^/ Отрезок см'-KI соответствует нагреву воздуха в калорифере I-го подогрева.

4)Построим точку, характеризующую параметры приточного воздуха за калорифером 11- го подогрева. Для этого определим луч процесса в холодный период года:

Точка «КП» должна лежать на пересечении луча процесса и линии d_K0, поэтому проводим луч процесса через точку «п» до пересечения с линией d_K0 и фиксируем точку «КII». Отрезок ко-КII соответствует нагреву воздуха в калорифере II-го подогрева.

Таким образом, в расчётный холодный период года при смешении наружного воздуха до подогрева рециркуляционный воздух смешивается с наружным, затем воздух с параметрами точки «см'» нагревается в калорифере 1-го подогрева до точки «КI», затем адиабатически увлажняется в камере орошения до состояния, характеризующегося точкой «ко», затем нагревается в вентиляторе до точки «в» и в калорифере II-го подогрева до точки «КII», и, наконец, подаётся в помещение, где, ассимилируя теплоту и влагу, приобретает параметры точки «п».

Процесс обработки воздуха в холодный период в нерабочее время.

Исходные данные:

Расчётные теплопоступления: Q_п^{x нрв}= - 5000 ккал/ч

Расчётные влаговыделения: W_п^{x нрв}=0 кг/ч.

1 )Так как влаговыделения в нерабочее время равны 0, то луч процесса равен бесконечности, процесс будет происходить по линии постоянного влагосодержания, равного d_K0. Поэтому точка «п» в нерабочее время сместится по изотерме t_n влево до пересечения с линией d_K0. Точка, характеризующая параметры воздуха за калорифером II- го подогрева, находится из условия:

Энтальпия воздуха за калорифером II-го подогрева определяется по формуле:

Точка «КII^нрв» находится на пересечении линии J_kII^нрв и линии d_K0.

3.3 Расчётные нагрузки для подбора калориферов

Производительность холодильной установки:

Q_xy=G*(J_ко-J_см)= кДж/ч = кВт.

Производительность калориферов I-го подогрева(первый вариант):

Q_KI=G*(J_ko-J-_см^/ ) = кДж/ч = кВт.

Производительность калориферовII-го подогрева:

Q_kII=G*(J_kII-J_в)= кДж/ч = кВт.

Производительность калориферов II-го подогрева в нерабочее время:

Q_kII=G*(J_KlI^нрв-J_в)= кДж/ч = кВт.

За расчётную производительность калориферов Н-го подогрева принимается максимальная, т.е. 78 кВт.

3.4 Схема системы автоматического регулирования

Принципиальная схема.



Узлы регулирования.

Для поддержания заданных параметров в помещении при изменении параметров наружного воздуха, т.e. в промежуточных значениях энтальпии. кондиционер оборудуется системой автоматизации. Схема имеет два узла регулирования и узел защиты калориферов от замораживания.

1 - узел регулирования работает от терморегулятора Т-1. обеспечивает поддержание постоянной температуры за камерой орошения. )го достигается в Т.П. за счёт изменения холодопроизводительности камеры орошения, в X.П. за счёт теплоотдачи калориферов I-го подогрева.

2 - узел регулирования работаем терморегулятора Т-2. поддерживает в помещении заданную температуру за счёт теплоотдачи калориферов II-го подогрева.

Узел защиты калорифера от замораживания (см.п.10 данной записки)

Анализ работы узлов регулирования при изменении энтальпии наружного воздуха.

В расчётный холодный период года KI работаем на максимальную нагрузку. При повышении J_н^/ повышается J_м, а нагрузка уменьшаемся. При некотором текущем значении J_н^// энтальпия смеси совпадаем, J_ко. и калорифер I-го подогрева выключается. Эта предельная величина J_н^//. при которой отпадаем необходимость в калорифере I-го подогрева, можем быть найдена по формуле:

J_нI=(J_ko*y-J_п)/(l-y )= кДж/кг.

При дальнейшем увеличении энтальпии наружного воздуха в работу включается холодильная установка.



4. ЦЕНТРАЛЬНАЯ ОДНОЗОНАЛЬНАЯ СИСТЕМА КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА С ПОСТОЯННОЙ РЕЦИРКУЛЯЦИЕЙ СКВ ЦР-1

(Процесс обработки воздуха в расчёт ный холодный период при смешении возду ха после I-го подогрева).

4.1 Назначение СКВ

Применяется для кондиционирования воздуха в одном помещении при круглогодичном поддержании двух параметров воздуха: температуры и влажности при постоянном объёме наружного и рециркуляционного воздуха, когда доля рециркуляции не превышает 25-30 %. Доля рециркуляции характеризуется отношением количества рециркуляционного воздуха к общему количеству подаваемого воздуха.

СКВ ЦР-1 работает при следующих условиях Gconsi и (i,, const.

4.2 Процессы обработки воздуха в i-d-диаграмме

Процесс обработки воздуха в расчётный тёплый период годы.

Расчётный режим характеризуется максимальными теплопоступлениями при параметрах наружного воздуха, соответствующих классу кондиционирования.

Исходные данные:

Расчётные теплопоступления: Q_п^Т=45000 ккал/ч

Расчётные влаговыделения: W_п^T=12 кг/ч.

Доля рециркуляции: y=G_рец/G=0,2.

Расчётные параметры наружного воздуха: t_н=31 °С, ф_н=45 %, J_н=62.8 кДж/кг, d_н=12.6 г/кг. Расчётные параметры внутреннего воздуха: t_п=22 °С, ф_п=50 %, J_п=43 кДж/кг, d_п=8.3 г/кг.

1)Построение процесса в i.d-диаграмме начинается с нанесения точек «и» и «и».(Приложение 4).

2) Наносим точку «ко».

3) Наносим точку «в» с учетом нагрева воздуха в вентиляторе ??t_в=0,5ч1 °С:t_в= t_ко+??t_в .

4) Наносим точку «р» с учётом нагрева воздуха в рециркуляционном вентиляторе

??t=0,5ч1 °С и d_п=const.

5) Определяем энтальпию смеси по формуле:

J_см=J_п*y+J_н*(l-y )= кДж/кг.

Соединяем точки «р» и «и». Точка смеси находится на пересечении и отрезка р-н. Точка «см» соединяется с точкой «ко».

Таким образом, в расчётный тёплый период года наружный воздух смешивается с рециркуляционным в допустимой постоянной пропорции, приобретая параметры точки «см», политропно охлаждается и осушается в камере орошения до состояния, характеризующегося точкой «ко». Затем он нагревается в вентиляторе до точки «в» и подаётся в помещение, где ассимилируя теплоту и влагу, приобретает параметры точки «п».

Процесс обработки воздуха в расчётный холодный период года.

Исходные данные:

Расчётные теплопоступления: Q_п^Т=45000 ккал/ч

Расчётные влаговыделения: W_п^T=12 кг/ч.

Доля рециркуляции: y=G_рец/G=0,2.

Расчётные параметры наружного воздуха: t_н=31 °С, ф_н=45 %, J_н=62.8 кДж/кг, d_н=12.6 г/кг. Расчётные параметры внутреннего воздуха: t_п=22 °С, ф_п=50 %, J_п=43 кДж/кг, d_п=8.3 г/кг.

Воздухообмен в холодный период считается определённым из расчёта тёплого периода года. В холодный период считается, что точка «р» совпадает с точкой «п».

1)Наносим точку «н^/».(Приложение 4).

2) Находим точку калорифера первою подогрева «КI», для чего находим энтальпию этой точки:

J_kI= (J_н-J_п*y)/(l-y)= кДж/кг.

Tочка «КI» находится на пересечении линии J_K| и отрезка d_M. Затем соединяем точки «КI и «п». Точка «см"» находится па пересечении линии J_ko и отрезка КI-п.

3) Построим точку, характеризующую параметры приточного воздуха за калорифером II- го подогрева. Для этого определим луч процесса и холодный период года:

Точка «КII» должна лежать на пересечении луча процесса и линии d_ko, поэтому проводим луч процесса через точку «п» до пересечения с линией d_ko, и фиксируем точку «КII». Отрезок ко-КII соответствует нагреву воздуха и калорифере II-го подогрева.

Таким образом, в расчётный холодный период года при смешении наружного воздуха после подогрева рециркуляционный воздух смешивается с наружным, нагретым в калорифере 1-го подогрева до точки «К1». зачем воздух с параметрами точки «см"» адиабатически увлажняется в камере орошения до состояния, характеризующегося точкой «ко», затем нагревается в вентиляторе до точки «в» калорифере II-го подогрева до точки «КII»и наконец, подаётся в помещение, не ассимилируя теплоту и влагу, приобретает параметры точки «и».

Процесс обработки воздуха в холодный период в нерабочее время.

Исходные данные:

Расчётные теплопоступления: Q_п^{х нрв} =45000 ккал/ч

Расчётные влаговыделения: W_п^{х нрв} =12 кг/ч.

1)Так как влаговыделения в нерабочее время равны 0, то луч процесса равен бесконечности, процесс будет происходить по линии постоянною влагосодержания, равного с d_ко. Поэтому точка «п» в нерабочее время сместится по изотерме t_н влево до пересечения с линией d_K0. Точки, характеризующая параметры воздуха за калорифером II-го подогрева, находится из условия:

Энтальпия воздуха за калорифером II-го подогрева определяется по формуле:

Точка «К_II ^нрв» находится па пересечении липни J_kII ^нрв и липни d_ko.

4.3 Расчётные нагрузки для подбора калориферов

Производительность холодильной установки:

Q_xy=G*(J_ко-J_см)= кДж/ч = кВт.

Производительность калориферов I-го подогрева(первый вариант):

Q_KI=G*(J_kI-J-_н ) = кДж/ч = кВт.

Производительность калориферовII-го подогрева:

Q_kII=G*(J_kII-J_в)= кДж/ч = кВт.

Производительность калориферов II-го подогрева в нерабочее время:

Q_kII^нрв =G*(J_KlI^нрв-J_в)= кДж/ч = кВт.

За расчётную производительность калориферов II-ю подогрева принимается максимальная, т.е. 78 кВт.

4.4 Схема системы автоматического регулирования

Принципиальная схема



Узлы регулирования.

Для поддержания заданных параметров в помещении при изменении параметров наружного воздуха, т.е. в промежуточных значениях энтальпии. кондиционер оборудуется системой автоматизации. Схема имеет два узла регулирования и узел защиты калориферов от замораживания.

1 - узел регулирования работает от терморегулятора Т-1. обеспечивает поддержание постоянной температуры за камерон орошения. Это достигается в Т.П. за счёт изменения холодопроизводительности камеры орошения, в Х.П. за счёт теплоотдачи калориферов 1-го подогрева при постоянной рециркуляции.

2 - узел регулирования работает от терморегулятора Т-2. поддерживает в помещении заданную температуру за счёт теплоотдачи калориферов II-го подогрева.

Узел защиты калорифера от замораживания (см.и.10 данной записки)

Анализ работы узлов регулирования при изменении энтальпии наружного воздуха.

В расчётный холодный период года KI работает на максимальную нагрузку. При повышении J_н повышается Jсм, а нагрузка уменьшается. При некотором текущем значении J_н - энтальпия смеси совпадает J_ко. и калорифер I-го подогрева выключается. Эта предельная величина J_н^// при которой отпадает необходимость в калорифере I-го подогрева, может быть найдена из уравнения теплового баланса при условии что J_см=J_ko Эту текущую энтальпию обозначим через J_н1

J_нI= (J_ко-J_п*y)/(l-y)= кДж/кг.

При дальнейшем увеличении энтальпии наружного воздуха в работу включается холодильная установка.



5. ЦЕНТРАЛЬНАЯ ОДНОЗОНАЛЬНАЯ СИСТЕМА КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА С ПЕРЕМЕННОЙ РЕЦИРКУЛЯЦИЕЙ СКВ ЦР-3

5.1 Назначение СКВ

Применяется при кондиционировании воздуха водном помещении при поддержании круглогодично двух параметров: температуры и относительной влажности, если допустима рециркуляция, причём доля рециркуляции лежит в пределах от 0.3 до 0.9.

y^max=0.3ч0.9

СКВ ЦР-3 работает при G=const.С_p=var.

5.2 Процессы обработки воздуха в i-dдиаграмме

Процесс обработки воздуха в расчётный тёплый период года.

Расчётный режим характеризуется максимальными теплопоступлениями при параметрах наружного воздуха, соответствующих классу кондиционирования.

Исходные данные:

Расчётные теплопоступления: Q_п^Т=45000 ккал/ч

Расчётные влаговыделения: W_п^T=12 кг/ч.

Доля рециркуляции: y=G_рец/G=0,2.

Расчётные параметры наружного воздуха: t_н=31 °С, ф_н=45 %, J_н=62.8 кДж/кг, d_н=12.6 г/кг. Расчётные параметры внутреннего воздуха: t_п=22 °С, ф_п=50 %, J_п=43 кДж/кг, d_п=8.3 г/кг.

1)Построение процесса в i-d-диаграмме начинается с нанесения точек «п» и «н».(Приложение 5)

2)Наносим точку «ко».

3) Наносим точку «в» с учетом нагрева воздуха в вен теля горе ??t_в=0,5ч1 °С:t_в= t_ко+??t_в

4) Наносим точку «р». Для экономии холода в Т.П целесообразно использовать max рециркуляцию т.к. J_см уменьшается и соответственно уменьшается расход холода. Точка «р» строится из условия, что в рециркуляционных каналах и рециркуляционном вентиляторе происходит нагрев воздуха при ??t_в=0,5ч1 °С и d_п=const

5) Определяем энтальпию смеси по формуле:

J_см=J_p*y^max+J_н*(l-y^max)= кДж/кг.

Соединяем точки «р» и «п». Точка смеси находится на пересечении J_см и отрезка р-н. Точка «см» соединяется с точкой «ко».

Таким образом, в расчётный тёплый период гола наружный воздух смешивается с рециркуляционным, приобретая параметры точки «см», политропно охлаждается и осушается в камере орошения до состояния, характеризующегося точкой «ко». 'Затем он нагревается в вентиляторе до точки «в» и подаётся в помещение, где ассимилируя теплоту и влагу, приобретает параметры точки «п».

Процесс обработки воздуха в расчётный холодный период года.

Исходные данные:

Расчётные теплопоступления: Q_п^x=45000 ккал/ч

Расчётные влаговыделения: W_п^x=12 кг/ч.

Доля рециркуляции: y^max =G_рец/G=0,2.

Расчётные параметры наружного воздуха: t_н=31 °С, ф_н=45 %, J_н=62.8 кДж/кг, d_н=12.6 г/кг. Расчётные параметры внутреннего воздуха: t_п=22 °С, ф_п=50 %, J_п=43 кДж/кг, d_п=8.3 г/кг.

Воздухообмен в холодный период считается определённым из расчёта тёплого периода года.

1)Наносим точку «н^/».(Приложение 5)

2) Находим точку смеси в холодный период «см^/», для пою соединяем nочки «п» и «н'», определяем энтальпию смеси по формуле:

J_см=J_p*y^max+J_н*(l-y^max)= кДж/кг.

Точка «см^/» находится на пересечении линии J_см и отрезка р-н*.

3) Находим точку, характеризующую параметры воздуха за калорифером I-го подогрева. Для этого через точку «ко"» проводим энтальпию J_K„. Точка «К!» находится на пересечении линии J_K(1 и линии d₀,\ От резок см"-К1 соответствует нагреву воздуха в калорифере 1-го подогрева.

4) Построим точку, характеризующую параметры приточного воздуха закалорифером II-го подогрева. Для ною определим луч процесса в холодный период года:

Точка «кII» должна лежать на пересечении луча процесса и линии d_ko , поэтому проводим луч процесса через точку «п» до пересечения с линией d_ко и фиксируем точку «кII». Отрезок ко-кII соответствует нагреву воздуха в калорифере II-го подогрева.

Таким образом, в расчётный холодный период года при смешении наружного воздуха до подогрева рециркуляционный воздух смешивается с наружным, затем воздух с параметрами точки «см^/» нагревается в калорифере I-го подогревало точки «кI», затем адиабатически увлажняется в камере орошения до состояния, характеризующегося точкой «ко», затем нагревается в вентиляторе до точки «в» и в калорифере II-го подогрева до точки «кII». и. наконец, подаётся в помещение, где ассимилируя теплоne и влагу, приобретает параметры точки «п».

Процесс обработки воздуха в холодный период в нерабочее время.

Исходные данные:

Расчётные теплопоступления: Q_п^{x нрв} =45000 ккал/ч

Расчётные влаговыделения: W_п^{x нрв} =12 кг/ч.

1 )Так как влаговыделения в нерабочее время равны 0. го луч процесса равен бесконечности, процесс будем происходить полиции постоянного влагосодержання, равного d_K0. Пo этому точка «п» в нерабочее время сместится по изотерме t_п влево до пересечения с линией d_ко. Точка, характеризующая параметры воздуха за калорифером II-го подогрева, находится из условия:

Энтальпия воздуха за калорифером II-го подогрева определяемся по формуле:

Точка «К_II ^нрв» находится на пересечении линии J_II ^нрв и d_ko .

5.3 Расчётные нагрузки для подбора калориферов

Производительность холодильной установки:

Q_xy=G*(J_ко-J_см)= кДж/ч = кВт.

Производительность калориферов I-го подогрева(первый вариант):

Q_KI=G*(J_ko-J-_cм ) = кДж/ч = кВт.

Производительность калориферовII-го подогрева:

Q_kII=G*(J_kII-J_ко)= кДж/ч = кВт.

Производительность калориферов II-го подогрева в нерабочее время:

Q_kII =G*(J_KlI-J_ко)= кДж/ч = кВт.

За расчётную производительность калориферов II-го подогрева принимаемся максимальная, т.е. 189759 кДж/ч.

5.4 Схема системы автоматического регулирования

Узлы регулирования.

Для поддержания заданных параметров в помещении при изменении температуры наружного воздуха, т.е. в промежуточных значениях энтальпии, кондиционер оборудуется системой автоматизации, которая позволяет поддерживать заданные параметры в помещении. Схема СКВ ЦР-3 имеет два узла регулирования, узел защиты калориферов от замораживания и узел реверса.

1- узел регулирования работает от терморегулятора T-1. обеспечивает поддержание постоянной температуры за камерой орошения. Это достигается в Т.П. за счёт изменения холодопроизводительности камеры орошения, в Х.П. за счёт теплоотдачи калориферов I-го подогрева и изменения соотношений количеств рециркуляционного и наружного воздуха.

2- узел регулирования работает от терморегулятора Т-2. поддерживает в помещении заданную температуру за счёт изменения теплоотдачи калориферов II-го подогрева.

Узел защиты калорифера от замораживания (см.п. 10 данной записки)

Анализ работы узлов регулирования при изменении энтальпии наружного воздуха.

В расчётный холодный период доля рециркуляции как правило максимальная, что соответствует минимальной нагрузке на калорифер I-го подогрева. При повешении энтальпии наружного воздуха J_H^// доля рециркуляции не меняется, по повышается энтальпия смеси, и поэтому меняется нагрузка на калорифер I-го подогрева. Это обеспечивается за счёт воздействия терморегулятора Т-1 на исполни тельный механизм ИМ-1. Клапан КI прикрывается, и уменьшается расход горячей воды. При дальнейшем повышении наружной энтальпии J_H^// до J_HI точка смеси «см"» может оказаться на линии J_ко. В этот момент исполнительный механизм ИМ-1 полностью отключит калорифер I-го подогрева. J_HI которой отключается калорифер I-го подогрева находим из уравнения теплового баланса при условии J_см^//=J_ко :

J_нI=(J_ko - J_p*y^max )/(l-y^max)= кДж/кг.



При дальнейшем увеличении энтальпии наружного воздуха в работу включается холодильная установка.

I диапазон: J_н^/ <J_н^//<J_нI этом случаеQ_kI>0, у=y^max

При дальнейшем увеличении J_н^// точка «см"» оказывается выше J_ко. В этом случае нецелесообразно использовать максимальную долю рециркуляции, так как появляется необходимость в холодный период дополнительно охлаждать воздух до J_ко. поэтому терморегулятор Т-1 воздействует на исполнительный механизм сдвоенного клапана ИM-4 и уменьшает количество рециркуляционного воздуха так, чтобы J_см = J_ko . Когда J_н достигнет J_ко, доля рециркуляции уменьшается до 0.

II диапазон: J_нI<J_н<J_ko, Q_kI=0, 0<у^//<y^max

Когда J_H^// станет выше J_ко. включится в работы ИМ-2. постепенно увеличивая количество холодной воды, подаваемой в оросительную камеру. При этом кондиционер работает на наружном воздухе.

III диапазон: J_ko <J_н^//<J_p, |Q_x |>0, у=0, Q_kI=0.

Когда J_н^// станет вышеJ_p, целесообразно, чтобы доля рециркуляции была максимальной. Это позволяет уменьшить J_см и, соответственно, нагрузку па холодильную установку. Для переключения рециркуляции с 0 до максимума служит узел реверса. Он работает от терморегулятора Т-4, который настраивается па температуру мокрого термометра, соответствующей J_p. При J„ J_p. терморегулятор даёт разовый импульс га положение сдвоенного клапана. Узел реверса экономит расход холода ХУ.

IV диапазон: J_р <J_н^//<J_н^/ , |Q_kI|>0, у=y^max

При переходе от тёплого периода к холодному периоду исполнительные механизмы работают в обратной последовательности.



6. ЦЕНТРАЛЬНАЯ ОДНОЗОНАЛЬНАЯ СИСТЕМА КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА С ПЕРЕМЕННОЙ РЕЦИРКУЛЯЦИЕЙ СКВ ЦР-3. РАБОТАЮЩАЯ В ЖАРКОМ КЛИМАТИЧЕСКОМ РАЙОНЕ.

6.1 Назначение СКВ

Применяется при кондиционировании воздхха водном помещении при поддержании круглогодично двух параметров: темперачч ры и относительной влажности, если допустима рециркуляция, причём доля рециркуляции лежи т в пределах от 0.3 до 0.9.

y^max=0.3ч0.9

СКВ ЦР-3 работает при G=const. G_p=var.

6.2 Процессы обработки воздуха в i.d-диаграмме

воздух калорифер кондиционирование замораживание

Процесс обработки воздуха в расчётный тёплый период года.

Расчётный режим характеризуется максимальными теплоноетуплениями при параметрах наружного воздуха, соответствующих класс) кондиционирования.

Исходные данные:

Расчётные теплопоступления: Q_п^Т=45000 ккал/ч

Расчётные влаговыделения: W_п^T=12 кг/ч.

Доля рециркуляции: y=G_рец/G=0,2.

Расчётные параметры наружного воздуха: t_н=31 °С, ф_н=45 %, J_н=62.8 кДж/кг, d_н=12.6 г/кг. Расчётные параметры внутреннего воздуха: t_п=22 °С, ф_п=50 %, J_п=43 кДж/кг, d_п=8.3 г/кг.

1)Построение процесса в i-d-диаграмме начинается с нанесения точек «п» и «н».(Приложение6).

2) Наносим точку «ко» (см.п. I 2 I данной записки).

3) Наносим точку «в» с учетом нагрева воздуха в вентиляторе ??t_в=0,5ч1 °С:t_в= t_ко+??t_в

4) Наносим точку «р» с учётом нагрева воздуха в рециркуляционном вентиляторе ??t=0,5-1 °С и d_п=const.

5) Определяем энтальпию смеси формуле:

J_см=J_p*y^max J_н*(l-y^max)= кДж/кг.

Соединяем точки «р» и «н». Точка смеси находится на пересечении J_cм и отрезка р-н.

Так как энтальпия точки наружного воздуха J_н меньше энтальпии точки рециркуляции J_р=44 кДж/кг, то является не рациональным смешивать наружный и рециркуляционный воздух, поскольку нагрузка на холодильную установку, при смешении, увеличиться (см.п.6.3 данной записки). Таким образом в нашем случае является рациональным подача в камеру орошения воздуха с параметрами точки «н», т.е с параметрами наружного воздуха, а следовательно в данном случае отсутствует узел реверса.

6) Соединяем точку «н» с точкой «ко»

Таким образом, в расчётный тёплый период года наружный воздух политропно охлаждается и осушается в камере орошения до состояния, характеризующегося точкой «ко». Затем он нагревается в вентиляторе до точки «в и подаётся в помещение, где. ассимилируя теплоту и влагу , приобретает параметры точки «п».

Процесс обработки воздуха в расчётный холодный период года.

Исходные данные:

Расчётные теплопоступления: Q_п^Т=45000 ккал/ч

Расчётные влаговыделения: W_п^T=12 кг/ч.

Доля рециркуляции: y=G_рец/G=0,2.

Расчётные параметры наружного воздуха: t_н=31 °С, ф_н=45 %, J_н=62.8 кДж/кг, d_н=12.6 г/кг. Расчётные параметры внутреннего воздуха: t_п=22 °С, ф_п=50 %, J_п=43 кДж/кг, d_п=8.3 г/кг.

Воздухообмен в холодный период считается определённым из расчёта гёплого периода года.

I) Наносим точку «н^/».(Приложение 6).

2) Находим точку смеси в холодный период «см"», для подсоединяем точки «п» и «н^/», определяем энтальпию смеси по формуле:

J_см=J_p*y^max + J_н*(l-y^max)= кДж/кг.

Точка «см^/» находится на пересечении линии J_см и отрезка р-н".

В данном случае энтальпия точки смеси J_см,=37.2 кДж кг больше энтальпии точки камеры орошения J_ко=31.2 кДж/кг. что является не рациональным, поскольку воздух с параметрами точки «см» необходимо будет охладить до параметров точки лежащей на пересечении отрезка р-н и энтальпии J_ко, Таким образом изменяя долю рециркуляции находим истинную точку смеси «см^ист» лежащую на пересечении отрезка р-н н энтальпии J_ко.

Требуемая доля рециркуляции:

При y^тр =0.78 энтальпия точки смеси будет равна энтальпии точки камеры орошения J_cм^ист = J_ko=31.2 кДж/кг.

Так как изначально энтальпия точки смеси J_cм 37.2 кДж кт больше энтальпии точки камеры орошения J_ко=31,2 кДж/кт то необходимость в калорифере первою подогрева отсутствует.

Соединяем точку смеси истинную «см"^и» и точку камеры орошения «ко».

3) Построим точку, характеризующую параметры приточного воздуха за калорифером II- го подогрева. Для этого определим луч процесса в холодный период года:

Точка «КII» должна лежать на пересечении луча процесса и линии d_ko , поэтому проводим луч процесса через точку «п» до пересечения с линией d_ko и фиксируем точку «КII». Отрезок ко-КII соответствует нагреву воздуха в калорифере II-го подогрева.

Таким образом, в расчётный холодный период года рециркуляционный воздух смешивается с наружным, затем воздух с параметрами точки «см^ист» адиабатически увлажняется в камере орошения до состояния, характеризующеюся точкой «ко», затем нагревается в вентиляторе до точки «в» и в калорифере II-го подогрева до точки кII». и. наконец, подаётся в помещение, где ассимилируя теплоту и влагу приобретает параметры точки «п».

Процесс обработки воздуха в холодный период в нерабочее время.

Исходные данные:

Расчётные теплопоступления: Q_п^Т=45000 ккал/ч

Расчётные влаговыделения: W_п^T=12 кг/ч.

...