Схемы обработки воздуха с рециркуляцией

С целью экономии затрат энергии на подогрев воздуха в холодный период года используют различные схемы обработки воздуха с рециркуляцией (с возвратом части отработавшего воздуха обратно в цикл). Схемы обработки воздуха различаются числом рециркуляций, местом подачи рециркуляционного воздуха, его количеством (долей от общего расхода воздуха) и т.п. В данном учебном пособии рассматриваются схемы кондиционирования с одной рециркуляцией и подводом рециркуляционного воздуха до калорифера первого подогрева и после него. Принципиальная схема кондиционирования воздуха в холодный период года для помещения с тепло- и влагоизбытками и подмешиванием рециркуляционного воздуха до калорифера первого подогрева приведена на рис. 5.6.

Рис. 5.6. Принципиальная схема кондиционирования воздуха с подмешиванием рециркуляционного воздуха до калорифера первого подогрева

К наружному воздуху в количестве производится подмешивание рециркуляционного в количестве до калорифера первого подогрева. Дальнейший процесс обработки воздуха осуществляется по аналогии с прямоточной схемой обработки воздуха для холодного периода года (см. п. 5.2). Последовательность процесса обработки воздуха в диаграмме для холодного периода года рассмотрена на рис. 5.7.

Рис. 5.7. Процесс обработки воздуха в холодный период года с применением рециркуляции и смешиванием потоков до калорифера первого подогрева

Наносится на поле диаграммы точка 1, соответствующая расчётным параметрам наружного воздуха при известной и относительной влажности . Затем наносится точка 2, соответствующая расчётным параметрам внутреннего воздуха при известной и относительной влажности . В соответствии с рассматриваемой схемой камера смешивания наружного и рециркуляционного воздуха находится перед калорифером первого подогрева, т.е. смешиваются два потока воздуха, состояние которых определяются положением точек I и 2. В этом случае процесс изменения параметров воздуха при их смешивании протекает по линии 1 - 2. Параметры точки смешения двух потоков характеризуются положением точки 3, лежащей на прямой 1-2, координаты которой могут быть определены из соотношения расходов воздуха, пропорционально соотношению соответствующих длин отрезков прямой 1-2 (см. п. 1.4)

(5.14)

где и - соответственно, расход наружного воздуха и полный расход приточного воздуха, м³/ч. При этом общий расход воздуха определяется расчётом летнего режима, а величина рециркуляционного воздуха (соответственно, и количество наружного воздуха ) определяется заданием.

Параметры точки 3 характеризуют состояние воздуха на входе в калорифер первого подогрева. Затем задаются температурой приточного воздуха и строят изотерму . При известных избыточных тепловыделениях и влаговыделениях в помещении рассчитывается угловой коэффициент , и из точки 2 строят луч процесса изменения параметров воздуха в помещении под углом до пересечения с изотермой . Точка пересечения обозначается цифрой 4 и соответствует параметрам приточного воздуха, подаваемого в помещение. При известном влагосодержании приточного воздуха из точки 4 проводят луч процесса до пересечения с линией в точке 0. Параметры воздуха в точке 0 соответствуют состоянию воздуха на выходе из оросительной камеры. В оросительной камере кондиционера осуществляется адиабатическое увлажнение воздуха, характеризующееся протеканием процесса при , луч которого проходит через точку 0.

Процесс подогрева воздуха в калорифере первого подогрева осуществляется при известном и постоянном влагосодержании воздуха после его смешения по линии . Точка пересечения лучей процесса и обозначается цифрой 5 и характеризует состояние воздуха на выходе из калорифера первого подогрева (входа воздуха в оросительную камеру).

Таким образом, окончательный процесс обработки воздуха в холодный период года для рассматриваемой схемы кондиционирования воздуха при наличии в помещении тепло- и влагоизбытков осуществляется по линии (1 - 2) – 3 – 5 – 0 – 4 - 2, где (1 - 2) - 3 - процесс изменения состояния воздуха в камере смешивания; 3 - 5 - процесс подогрева воздуха в калорифере первого подогрева; 5 - 0 - адиабатический процесс увлажнения воздуха (с одновременным его охлаждением) в оросительной камере кондиционера; 0 - 4 - процесс подогрева воздуха в калорифере второго подогрева; 4 - 2 - процесс естественного подогрева и увлажнения воздуха непосредственно в помещении за счёт имеющихся там тепло- и влагоизбытков.

Принципиальная схема кондиционирования воздуха в холодный период года для помещения с тепло- и влагоизбытками и подмешиванием рециркуляционного воздуха после калорифера первого подогрева (перед оросительной камерой) приведена на рис. 5.8.

Рассматриваемая схема отличается от предыдущей тем, что наружный воздух перед смешиванием с рециркуляционным подвергается предварительному нагреванию в калорифере первого подогрева. В остальной части эта схема полностью повторяет предыдущую. Последовательность построения процессов обработки воздуха в диаграмме рассмотрена на рис. 5.13.

Наносится на поле диаграммы точка I, соответствующая расчётным параметрам наружного воздуха для холодного периода года при известной температуре и относительной влажности . Затем наносится точка 2, соответствующая расчётным параметрам внутреннего воздуха при известной температуре и относительной влажности . В соответствии с рассматриваемой схемой камера смешивания наружного и рециркуляционного воздуха находится после калорифера первого подогрева (перед оросительной камерой).

Таким образом, состояние воздуха перед оросительной камерой остаётся неизменным при смешивании потоков воздуха как до калорифера первого подогрева, так и после него. Это позволяет условно принять, что смешивание осуществляется до калорифера первого подогрева и, пользуясь методикой, приведенной выше, можно определить координаты (положение) точки смешения, обозначенной цифрой 3. Параметры воздуха на выходе из калорифера первого подогрева определяются положением точки 4, являющейся точкой пересечения луча процесса , проведенного из точки I, и луча процесса, проведенного из точки 2 через точку 3.

Рис. 5.8. Принципиальная схема кондиционирования воздуха с подмешиванием рециркуляционного воздуха после калорифера первого подогрева

Рис. 5.9. Процесс обработки воздуха в холодный период года с применением рециркуляции и смешиванием потоков после калорифера первого подогрева

Параметры воздуха в точке 4 характеризуют состояние воздуха на входе в оросительную камеру. В оросительной камере осуществляется адиабатическое увлажнение воздуха, характеризующееся протеканием процесса при , луч которого проходит через точку 0.

При известных избыточных тепловыделениях и влаговыделениях в помещении рассчитывается угловой коэффициент , и из точки 2 строят луч процесса изменения параметров воздуха в помещении под углом до пересечения с лучом процесса, проведенным из точки 0, при . Точка пересечения обозначается цифрой 5 и соответствует параметрам приточного воздуха, подаваемого в помещение.

Таким образом, окончательный процесс обработки воздуха в холодный период года для рассматриваемой схемы кондиционирования воздуха при наличии в помещении тепло- и влагоизбытков осуществляется по линии 1 – 4 - (4 - 2) – 3 – 0 – 5 - 2, где 1 - 4 - процесс подогрева наружного воздуха в количестве в калорифере первого подогрева; (4 - 2) - 3 - процесс изменения состояния наружного воздуха в количестве с рециркуляционным воздухом в количестве в камере смешивания; 3 - 0 - адиабатический процесс увлажнения воздуха (с одновременным его охлаждением) в оросительной камере кондиционера; 0 - 5 - процесс подогрева воздуха в калорифере второго подогрева; 5 - 2 - процесс естественного подогрева и увлажнения воздуха непосредственно в помещении за счёт имеющихся там тепло- и влагоизбытков.