Система кондиционирования воздуха ЦР-3

СКВ ЦР-3 – однозональная система с переменной рециркуляцией.

Назначение системы: СКВ ЦР-3 применяется для кондиционирования воздуха в одном помещении при круглогодичном поддержании двух параметров воздуха, температуры и влажности и допустимости рециркуляции. Причём y лежит в пределах y^max = 0,3¸0,9.

Принципиальная схема

Кондиционер, работающий по схеме СКВ ЦР-3, состоит из тех же секций, что и кондиционер системы ЦН-1 с добавлением смесительной камеры и сдвоенного клапана. Кроме этого, схема дополняется рециркуляционными воздуховодами с рециркуляционным вентилятором.

Процесс обработки воздуха в I-d диаграмме для расчётных режимов

Расчётный тёплый режим характеризуется максимальными теплопоступлениями. Процессы в I-d диаграмме будем рассматривать для частного случая, когда параметры воздуха (температура и влажность) в помещении в тёплый и холодный периоды постоянны и имеют одни и те же значения:

t_п ⁼ t_п’ = const, j_п = j_п’ = const. Влаговыделение в помещении есть величина постоянная и одинаковая по периодам: W_п^т = W_п^х = const.

Исходные данные:

Q_п^т, Q_п^х

W_п^т, t_п, j_п, t_н, j_н, I_н

t_н’, j_н’, I_н’, y = y^max

Для экономии холода в тёплый период целесообразно использовать максимальную рециркуляцию, так как энтальпия смеси уменьшается и соответственно уменьшается расход холода. Рециркуляционный воздух забирается из помещения, а точка Р строится исходя из условий, что в рециркуляционном воздуховоде и в рециркуляционном вентиляторе происходит нагрев при постоянном влагосодержании. Точка смеси лежит на прямой, соединяющей точки Р и н и делит эту прямую на отрезки, обратно пропорциональные количеству рециркуляционного и наружного воздуха. С параметрами точки смеси воздух политропно охлаждается и осушается в камере орошения до состояния, характеризующего точку КО. Затем нагревается в вентиляторе и подаётся в помещение, где ассимилируя теплоту и влагу, приобретает параметры точки п. Из расчётного тёплого периода года находят расход или производительность кондиционера.

Так же, как и в теплый период, в холодный период целесообразно иметь максимальную рециркуляцию воздуха. Тем самым уменьшается расход теплоты на нагрев наружного воздуха.

1) точка Н¢

2) точка См¢ ® I_См¢, y = y_max

3) точка К_I

4) точка К_II ®

® точка п

Для поддержания заданных параметров в помещении при изменении температуры наружного воздуха, т.е. в промежуточных значениях I_н.в., кондиционер оборудуется системой автоматизации, которая позволяет поддерживать заданные параметры воздуха помещения. Схема СКВ ЦР-3 имеет два узла регулирования, узел защиты калорифера от замораживания и узел реверса. Защита калориферов от замораживания осуществляется от терморегулятора Т3 и будет рассматриваться ниже.

Первый узел работает от терморегулятора Т-1 и обеспечивает поддержание температуры за КО в теплый период за счет изменения холодопроизводительности КО, в холодный период – за счет изменения теплоотдачи калориферов первого подогрева и изменения соотношения количеств рециркуляционного и наружного воздуха.

Второй узел работает так же, как в предыдущих схемах: от терморегулятора Т-2, - и поддерживает в помещении заданную температуру за счет изменения теплоотдачи калориферов второго подогрева.

Рассмотрим работу схемы в диапазоне при переходе от холодного к теплому периоду. Обозначим текущее значение энтальпии через I_н¢¢. В расчетный холодный период доля рециркуляции, как правило, максимальна, что соответствует минимальной нагрузке на калорифер первого подогрева. При повышении I_н¢¢ доля рециркуляции не меняется, но I_см повышается, поэтому меняется нагрузка на калорифер первого подогрева. Это обеспечивается за счет воздействия терморегулятора Т-1 на исполнительный механизм ИМ-1. Клапаны К1 прикрываются, и уменьшается расход горячей воды, проходящей через калорифер первого подогрева, при дальнейшем повышении I_н¢¢ до энтальпии I_н1. В этот момент точка См¢ может оказаться на линии I_КО, ИМ-1 полностью отключит калорифер первого подогрева. Энтальпия наружного воздуха I_н1, при которой отключаются калориферы первого подогрева, находится из уравнения теплового баланса при условии, что I_CM¢ = I_KO.

на I-d диаграмме нанесем I_н1, характеризующую эту ситуацию. Обозначим первой зоной изменение энтальпии наружного воздуха: I_н¢¢ < I_н1.

I) I_н¢ £ I_н¢¢ £ I_н1

y = y^max, Q_KI >0

При дальнейшем увеличении I_н¢¢ точка смеси оказывается выше I_KO.

В этом случае нецелесообразно использовать максимальную долю рециркуляции, так как появляется необходимость в холодный период дополнительно охлаждать воздух до I_KO. Поэтому терморегулятор Т-1, воздействуя на исполнительный механизм сдвоенного клапана, уменьшает количество рециркуляционного воздуха так, чтобы

I_CM = I_KO

Когда энтальпия наружного воздуха будет выше I_KO, доля рециркуляции уменьшится до 0.

Обозначим зоной II зону между I_KO и I_н1.

II) I_н1 £ I_н¢¢ £ I_KO

0 < y¢¢ < y^max

Q_KI = 0

Когда энтальпия наружного воздуха станет выше I_KO, в работу включится ИМ-2, и постепенно увеличится количество холодной воды, подаваемой в оросительную камеру. При этом кондиционер работает на наружном воздухе. Пределом верхней границы III зоны является I_p.

III) I_KO £ I_н¢¢ £ I_p

y = 0

|Q_x| > 0

Когда энтальпия наружного воздуха I_н¢¢ превысит I_p, целесообразно, чтобы доля рециркуляции была максимальной. Это позволит уменьшить I_CM и, соответственно, нагрузку на холодильную установку. Для переключения рециркуляции с 0 на максимум служит узел реверса.

Узел реверса работает от терморегулятора Т-4. Терморегулятор Т-4 настраивается на температуру мокрого термометра, соответствующую и рециркуляции. При энтальпии I_н¢¢ = I_p терморегулятор дает разовый импульс на изменение положения сдвоенного клапана. Он служит для экономии холода в холодильной установке.

IV) I_p £ I_н¢¢ £ I_н

y = y^max

|Q_x| > 0

При переходе от теплого периода к холодному исполнительные механизмы работают в обратной последовательности. Исполнительные механизмы работают только последовательно.

Определение расчетных нагрузок

1. Расчетный расход воздуха определяется по формуле:

2. Расчетная нагрузка на калорифер первого подогрева:

3. Нагрузка на холодильную установку:

4. Нагрузка на калорифер второго подогрева:

Диаграмма режимов работы

В результате включения максимальной рециркуляции в зоне IV производительность холодильной установки возрастает в меньшей степени, чем в предыдущем режиме. Схема СКВ, несмотря на свою сложность, более экономична по сравнению с другими рассмотренными схемами (ЦН-1 и ЦР-1). В ней меньше используется теплоты и холода.

Частные случаи работы СКВ ЦР-3 в зависимости от наружного климата

₁₎ Энтальпия наружного воздуха I_н¢ > I_н1

Необходимо, чтобы I_CM¢ = I_KO

При данных условиях может оказаться, что I_CM’ > I_KO при y^max. Для экономии холода необходимо уменьшить долю рециркуляционного воздуха. В этом случае отпадает необходимость в калориферах первого подогрева (их нет).

Диаграмма режимов работы

2) I_н¢ < I_н1

I_н < I_p

В этом случае отпадает необходимость в узле реверса.

Диаграмма режимов работы

3) I_н¢ >I_н1

I_н < I_p

Находим I_CM¢ (если I_CM > I_KO, то I_CM совпадает с I_KO).

Диаграмма режимов работы

4) I_н < I_KO, I_н¢ < I_н1

В этом случае нет необходимости в использовании холодильной установки. Узел реверса также отсутствует.

Диаграмма режимов работы

1) y = y^max» 0.9, I_н < I_KO, I_н¢ < I_KO ® I_CM > I_KO ® y^max

Диаграмма режимов работы

В этом случае нет необходимости использовать холодильную установку. Нет и узла реверса и калорифера первого подогрева.

Общие вопросы для основных схемных решений СКВ, регулируемых по постоянным параметрам за КО

I. Поддержание постоянных параметров воздуха в помещении при переменных влаговыделениях (W = var)

Рассмотренные нами схемы предполагают постоянство влаговыделения в помещении при G = const. При этом поддерживая за КО влагосодержание воздуха постоянным, будет постоянным влагосодержание воздуха в помещении при переменных колебаниях тепловой нагрузки (Q_n). При значительных колебаниях влаговыделений будет изменяться j_n. Если отклонение выходит за допустимые пределы, то в схему дополнительно включается влагорегулятор В, управляющий температурной настройкой терморегулятора Т1, и тем самым корректируются параметры точки КО. Шкала настройки терморегулятора:

j^min (45%) j^max (52%)

		В

t^max (8°C) t^min (7°C)

Т-1

Фрагмент принципиальной схемы:

Дата добавления: 2014-01-11