Охлаждение воздуха

На промышленных и мобильных объектах для нормализации микроклимата широко применяются установки кондиционирования воздуха, использующие испарительное охлаждение воды. Наиболее простыми из них являются адиабатные увлажнители - воздухоохладители прямого испарительного действия, в которых снижение температуры t_a по сухому термометру обрабатываемого воздуха при его непосредственном контакте с влажной поверхностью обусловлено психрометрической (t- t_м) разностью его начальных температур t по сухому и t_м по мокрому термометрам. Достигнутая глубина снижения температуры t_a здесь оценивается коэффициентом эффективности Е_а:

Е_а = (t-t_а) / (t-t_м). (4.97)

Процесс обработки воздуха при адиабатном увлажнении осуществляется при его постоянной энтальпии, и поэтому такие установки не обладают холодопроизводительностыо. Их работа может быть оценена по достигнутой величине производительности по отведённой явной теплоте из обрабатываемого воздуха:

Q_а =С_р r _а L_а (t - t_а), (4.98)

где r _а – плотность воздуха при температуре t_а, кг/м³.

Рис.4.76. Отопительный агрегат с осевым вентилятором: 1 - направляющие лопатки; 2 - калорифер; 3 - осевой вентилятор; 4 - электродвигатель; 5 – кожух

Поскольку в адиабатных установках снижение температуры обрабатываемого воздуха сопровождается увеличением его влагосодержания, важным является выбор величины Е_а, наиболее приемлемой здесь по условию обеспечения на рабочем месте наряду с температурой и его нормируемой относительной влажности. Особенно это актуально для мест эксплуатации объектов в местностях с повышенной влажностью наружного воздуха, к которым относят такие, где его влагосодержание превышает 11...12 г/кг сухого воздуха.

Приняв по данным реальных испытаний начальную температуру обрабатываемого воздуха t_н=39,5°C с влагосодержанием 16г/кг сухого воздуха, проведём соответствующий анализ по диаграмме, представленной на рис.4.77. Отметим, что в соответствии с ГОСТ 12.2.120-88 для таких наружных условий на рабочем месте допускается температура t_к до 33°С при относительной влажности j_к = 60...70%.

Нанесём на диаграмме точку Н, соответствующую состоянию обрабатываемого воздуха при t_н = 39,5°С и d_н = 16г/кг сухого воздуха, и точку К, соответствующую состоянию воздуха на рабочем месте при t_к= 33°С и j_к=60%. Пересечение луча процесса 0-К с лучем адиабаты, проведенной из точки Н, позволяет найти точку О, которой соответствует температура охлаждённого воздуха 29,7°С. Располагая её значением, а также зная, что t=39,5°C и t_мн = 25,5°C, по выражению (4.97) найдём величину Е_а = 0,7.

Как указывалось, с формальной позиции можно повысить относительную влажность воздуха на рабочем месте. Однако при этом целесообразно соответственно снизить его температуру. Для рассматриваемого случая принято сочетание: t_к1 = 32°С при j_к1 = 65% и t_к2 = 31°С при j_к2 = 70%, Соответствующие вычисления показывают, что тогда для точки О₁(t_а1 =29°С) Е_а=0,75, а для точки O₂ (t_a2=28,3°C) Е_а = 0,8.

Для объектов, имеющих различную тепловую нагрузку Q_ас, необходимая подача воздуха L_а установки прямого водоиспарительного действия при заданной величине Е_а определяется по выражению:

L_а= Q_ас /[С_р r _а (t_к - t_а)]. (4.99)

При этом температура t_а приточного воздуха определяется на основе преобразованного выражения (4.97) по формуле:

t _а= t – E_а (t- t_м). (4.100)

Рис.4.77. Процессы изменения состояния воздуха при водоиспарительном охлаждении: Н-0, Н-0₁, H-O₂.- адиабатное увлажнение при различной эффективности снижения температуры в установке прямого действия; Н-1 - снижение температуры при постоянном влагосодержании в первой ступени косвенного испарительного действия; 1-2 - адиабатное увлажнение во второй ступени установки косвенно-прямого действия; 0-К, 0₁-К₁, О₂-К₂, 2-К₃ - увеличение температуры воздуха за счёт теплопритоков в помещение с повышением влагосодержания из-за влаговыделений оператора

В конструкциях адиабатных установок основное применение получили контактные аппараты в виде камер орошения и орошаемых слоев. В камерах орошения характерно создание контактной поверхности потоком обрабатываемого воздуха путём распыления воды с помощью механических форсунок. Под термином распыление подразумевается процесс дробления (диспергирования) воды на достаточно мелкие капли, что обеспечивает значительное развитие поверхности контакта по сравнению с поверхностью первона­чальной струи этой воды. Так, при распылении 1кг воды на капли диаметром d_к образуется следующая поверхность капель F_к:

d_к, мм 0,05 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,8

F_к, м²/кг 120 60 30 20 15 12 7,5

Для механических, форсунок различного типа общим конструктивным приёмом является устройство предварительного закручивания распыляемой струи воды, что обеспечивает турбулизацию струи, а тем самым повышение качества распыла. Это достигается, например, в тангенциальных (угловых) форсунках, получивших наибольшее распространение на практике. При этом процессы обработки воздуха рекомендуется осуществлять с форсунками, имеющими диаметр выходных отверстий 4,5-5,5мм (грубого распыла). Давление воды перед форсунками не рекомендуется принимать менее 1,0 атм, так как при малых давлениях не достигается достаточного раскрытия факела распыла и не может обеспечиваться перекрытие каплями воды всего сечения оросительного пространства.

На рис.4.78 показана принципиальная схема типовой двухрядной горизонтальной (по ходу потока воздуха) камеры орошения, имеющей наибольшее распространение. Поддон, две боковые стенки и потолок образуют корпус камеры. В поддоне 1 с помощью шарового вентиля 8, соединённого с водопроводом, поддерживается постоянный уровень воды, избыток которой удаляется через перелив 2. Всасывающий трубопровод 10 к насосу 11 соединяется с водяным фильтром 9, а нагнетательный трубопровод 12 - с коллекторами 6. На этих коллекторах вертикально располагаются стояки 4 с патрубками, на которые наворачиваются форсунки 5. Расположение форсунок на стояках выбирается таким образом, чтобы обеспечивалось перекрытие факелом распыла воды всего поперечного сечения оросительного пространства. На входе воздуха в камеру установлено воздухораспределительное устройство 3, служащее для выравнивания его потока по сечению камеры и предотвращения выбрызгивания воды. В выходном сечении камеры располагается каплеуловитель- сепаратор 7.

Рис.4.78. Принципиальная схема типовой двухрядной горизонтальной камеры орошения

Скорость воздуха в поперечном сечении камеры орошения ограничивают значением 2,5-2,7 м/с в связи с тем, что при дальнейшем её повышении выходной каплеуловитель типовой горизонтальной камеры не обеспечивает надёжного отделения из воздушного потока капель воды. Исходя из указанной номинальной скорости воздуха и требуемой его подачи определяют необходимую величину поперечного сечения камеры орошения.

Для орошаемых слоев характерно создание контактной поверхности с потоком воздуха путём смачивания водой материала в слое заполнения. Развитие поверхности такого материала в слое достигается различными способами его формирования: свободная укладка, заполнение связанным материалом, укладка по заданной геометрической модели (так называемые насадки регулярной структуры).

Для методов свободной укладки характерно использование отдельных элементов, которые беспорядочно расположены по объёму слоя (керамические и металлические кольца, древесная и металлическая стружка, стеклянные и синтетические волокна и др.). Формирование слоя методом свободной укладки материала наиболее трудно для создания одинаковой (чёткой) структуры слоя, сохраняющей свою стабильность в процессе эксплуатации аппарата.

При заполнении связанным материалом используются маты из стеклянного и синтетического волокна, пакеты из древесного волокна или стружки и др. Способы связи частиц и структура сформированного слоя определяются технологией изготовления, которая должна обеспечивать заданную плотность укладки материала в слое, сохранения оптимальной ориентации частиц в слое, механическую прочность и стабильность структуры слоя.

Для методов укладки по заданной геометрической модели характерно использование исходного материала с одинаковыми геометрическими формами и размерами составляющих элементов, обеспечивающих регулярную структуру орошаемого слоя. При укладке по заданной геометрической модели используют различные материалы. Однако предпочтение отдаётся таким, которые обладают хорошими качествами по смачиваемостм и удержанию влаги. Примером аппаратов такого типа являются насадки регулярной структуры, представленные на рис.4.73 и 4.74, особенностью которых является то, что они одновременно с тепловлажностной обработкой воздуха осуществляют функции сепараторов капельной влаги, очистки его от твёрдых частиц и, как указывалось ранее, при введении в орошающую воду соответствующих растворимых веществ способны нейтрализовать вредные газообразные примеси.

Как правило, орошаемые камеры и слои входят как составная часть в конструкции установок кондиционирования воздуха (УКВ), оборудованных воздушным фильтром, вентилятором и другими характерными для них элементами. При этом, в силу компактности насадок регулярной структуры, такие контактные аппараты весьма предпочтительны для УКВ помещений небольшого объема, к которым можно отнести, например, кабины внутрицеховых мостовых кранов и других мобильных объектов. На рис.4.79 показано устройство выполненного в виде крышного блока адиабатного воздухоохладителя (со встроенным теплообменником отопителя), разработанного для кабин мобильных объектов. В качестве аппарата для адиабатного увлажнения воздуха здесь использована насадка регулярной структуры, выполненная по рис.4.74. Подача воды им орошение насадки осуществляется с помощью специального насоса из водяного бака, установленного на полу кабины.

Система имеет установленный по ходу потока воздуха бумажный контактный фильтр 1. Воздух на рабочее место подаётся через поворотные воздухораспределители 9. Блок системы содержит трубчато-пластинчатый теплообменник 2 отопителя, после которого на пластмассовой решетке 15 установлена орошаемая испарительная насадка 14, собранная их пластин пористой пластмассы.

Теплообменник отопителя и насадка размещены в пластмассовом корпусе 16, снабженном в нижней части поддоном с патрубками 10 для слива воды и закрытом сверху пластмассовой крышкой 11. В корпусе на входе воздуха в насадку установлен пластмассовый рассекатель 13 с зубьями на свисающей кромке, которые разделяют поток орошающей воды на струи и капли, а на выходе размещена пластмассовая стяжка 12.

На крышке 11 над передней частью пластин насадки 14 смонтирована перфорированная пластмассовая трубка 17 для подачи воды на орошение и установлены пластмассовые гребёнки 18, 19 с зубьями на нижних кромках для разделения потока воды на струи и капли.

Рис.4.79. Компоновка воздухоохладителя со встроенным отопителем: а - размещение в полости крыши; б - устройство элементов конструкции блока

Корпус 16 стяжными болтами 3 прикреплён к выполненной из листовой стали несущей камере 4, которая с помощью кронштейнов по её боковым сторонам (не показаны) прикрепляется к кабине. К камере 4 со стороны, противоположной насадке, крепится вентиляторный блок, который состоит из пластмассовой маски 5 с отверстиями для прохода потока воздуха и нескольких центробежных вентиляторов 6 с электродвигателем.

Поступление обрабатываемого потока воздуха 22 в блок осуществляется из пространства, образованного экраном 20 крыши кабины и её внутренней панелью 21. Приточный обработанный в блоке поток воздуха 8, с целью рационального воздухораспределения по объему кабины и обеспечения его допустимой скорости движения на рабочем месте, через распределители 9 подаётся на переднее стекло 7 кабины.

Помимо адиабатных установок применяются системы косвенного испарительного охлаждения, под которым понимается отвод теплоты от обрабатываемого потока воздуха через стенку теплообменника к воде, охлаждённой испарением. Здесь характерным является наличие двух потоков воздуха: основного охлаждаемого потока, отвод теплоты от которого осуществляется через разделяющую стенку теплообменника без непосредственного контакта с водой при постоянном его влагосодержании, и вспомогательного потока воздуха, обеспечивающего испарительное охлаждение воды. Для косвенного испарительного охлаждения используются две принципиальные схемы:

- раздельная схема, при которой через теплообменник (воздухоохладитель) циркулирует вода, предварительно охлаждённая испарением в отдельной градирне;

- совмещённая схема, при которой поступающая вода охлаждается испарением в самом теплообменнике при непосредственном контакте со вспомогательным потоком воздуха.

Поскольку в теплообменнике косвенного испарительного охлаждения (условно назовём его первой ступенью) процесс идёт при постоянном влагосодержании, то одновременно со снижением температуры воздуха по сухому термометру будет снижаться и его температура по мокрому термометру. В этом случае при последующей обработке этого воздуха методом прямого испарительного охлаждения возможно получить более низкую конечную его температуру и влагосодержание, чем это удаётся только при одном адиабатном увлажнении, что продемонстрировано на рис.4.77.

Интенсивность снижения температуры воздуха в первой ступени оценивается с помощью коэффициента эффективности Е₁, аналогичному Е_а (4.97):

Е₁ =(t- t₁ ) / (t- t_м).. (4.101)

Тогда: t₁ = t- Е₁ (t- t_м). (4.102)

Приняв по практическим данным Е₁= 0,6, при t = 39,5° С и t_м = 25,5°C по формуле (4.102) определим, что t₁ = 31,1°С (точка 1 на диаграмме рис.4.77). При этом для такого состояния воздуха температура по мокрому термометру уже будет равняться t_м1 = 23,4° С против начальной в точке Н (t_мн = 25,5°С).

Интенсивность снижения температуры воздуха во второй ступени адиабатного увлажнения будет оцениваться уже с учётом его предела t_м1:

Е_а2 =(t₁- t_а2)/(t₁- t_м1)..(4.103)

Тогда: t₂ = t₁- Е₂(t₁- t_м1). (4.104)

Приняв по практическим данным Е_а2 = 0,7, по формуле (4.104) определим, что t₂ = 25,7°C, что практически находится на уровне температуры по мокрому термометру наружного воздуха (точка Н) и ниже температуры приточного воздуха в точках О, О₁ и O₂. При этом влагосодержание воздуха в точке 2 (18,2г/кг сухого воздуха) также значительно меньше, чем в указанных точках при адиабатном увлажнении. Это при построении луча процесса 2 - К₃, характеризующего тепловую нагрузку кабины (равного по величине лучу процесса О-К), обусловливает получение на рабочем месте (точка К₃) уже более комфортной температуры воздуха 28,8°С при допустимой относительной влажности 70%.

Примером совмещённой схемы косвенного испарительного охлаждения воздуха со второй ступенью адиабатного увлажнения (так называемого косвенно-прямого действия) является схема, представленная на рис.4.80, реализованная в установке кондиционирования воздуха для кабин мобильных

объектов.

Рис.4.80. Схема устройства и последовательность обработки воздуха в установке косвенно-прямого водоиспарительного действия: 1 - вспомогательный поток воздуха; 2 - сухие каналы; 3 - влагонепроницаемая теплопроводная перегородка; 4 - увлажняемые гигроскопичные пластины первой ступени; 5 - влажные каналы; 6 - основной поток воздуха; 7 - гигроскопичные пластины второй ступени адиабатного увлажнения; 8 - основной поступающий в помещение поток воздуха

В установках кондиционирования воздуха стационарных помещений, предназначенных для круглогодового использования и снабженных камерой орошения и теплообменником отопителя, имеет место раздельная схема двухступенчатого косвенного (косвенно-прямого) испарительного охлаждения. Здесь в тёплый период года в водо-воздушный теплообменник подаётся вода, охлаждённая в отдельной градирне. Этот же приём повышения степени охлаждения обрабатываемого воздуха в установке по рис.4.78 может быть использован, если снабдить кабину дополнительной градирней и подать из неё охлаждённую воду в теплообменник 2, который в тёплый период года будет выполнять функции первой ступени усовершенствованной установки косвенно-прямого водоиспарительного действия.

Поскольку охлаждение воздуха в первой ступени косвенного испарительного действия происходит с понижением энтальпии, здесь имеет место холодопроизводительность установки, которая может быть оценена по формуле:

Q_о= r ₁L₁ (I_н - I₁),Вт (кВт), (4.105)

где r ₁ - плотность воздуха после ступени охлаждения при температуре t₁, кг/м³; I₁ и I_н - энтальпия воздуха соответственно на выходе и на входе в аппарат, Дж/кг (кДж/кг).

Положительным качеством всех водоиспарительных охладителей, является относительно невысокое потребление электроэнергии на привод установок, обусловленное лишь затратами на работу вентиляторного блока и водяного насоса. Однако при одинаковой производительности установок по приточному воздуху энергозатраты систем косвенного действия больше, чем адиабатных, что обусловлено наличием у первых помимо основного потока воздуха L_осн ещё и вспомогательного потока воздуха L_всп, оптимальная величина соотношения которых составляет L_осн= (1-1,5) L_всп.

Необходимая подача воздуха L_осн= L₁, как указывалось выше, определяется из условия обеспечения на рабочем месте нормируемой температуры воздуха при определённой величине t₂ и вычисляется по формуле, идентичной выражению(4.99).

Оценка уровня совершенства установки по отношению к потребляемой ею мощности N_о производится с помощью холодильного коэффициента:

η_о =Q_о/ N_о (4.106)

В ряде случаев процесс кондиционирования воздуха в помещениях необходимо проводить с его осушением, т.е. со снижением влагосодержания. Установки водоиспарительного охлаждения воздуха такого процесса принципиально осуществить не в состоянии. Поэтому для реализации процесса охлаждения е осушением воздуха в УКВ применяют различные типы холодильных машин. Выделяют две схемы использования холодильных машин для целей кондиционирования воздуха:

- с промежуточным хладоносителем, в качестве которого наиболее распространена охлаждённая с помощью холодильной машины вода, которая специальным насосом подаётся к аппарату тепло- массообмена в соответствующий блок УКВ и после восприятия теплоты от обрабатываемого воздуха возвращается на повторное охлаждение в теплообменник холодильной машины:

- с непосредственным испарением холодильного агента в поверхностном теплообменнике, встроенном в конструкцию кондиционера.

Первая схема наиболее распространена при создании центров холодоснабжения большой производительности, от которых осуществляется одновременное снабжение холодной водой нескольких установок кондиционирования воздуха. Вторая схема непосредственно связана с конструкцией УКВ помещений относительно небольшого объёма стационарных и мобильных объектов. В связи с отработанностью конструкции таких УКВ с парокомпрессионной холодильной машиной рассмотрим эту схему подробнее.

Ранее используемые в таких установках холодильные агенты - хладоны (фреоны) марок R-12 и R-22 отвечали таким требованиям, как безвредность для организма человека, невоспламеняемость и взрывобезопасность, инертность в отношении применяемых в них металлов и смазочных масел, умеренность давлений конденсации в диапазоне рабочих температур. В настоящее время осуществлён переход к экологически чистому озононеразрушающему хладону марки R-134а. На рис.4.81 в качестве примера такой системы представлена принципиальная схема применительно к мобильному объекту.

Работа системы происходит следующим образом. Компрессор 8, механически приводимый в движение от шкива на валу двигателя с помощью клиноремённой передачи через электромагнитную муфту, сжимает парообразный хладон, в результате чего его температура и давление повышаются. Далее он подаётся в конденсатор 10, где вследствие теплообмена с наружным воздухом (продувка теплообменника конденсатора осуществляется набегающим при движении объекта потоком воздуха или вентилятором) происходит снижение температуры хладона, сопровождаемое конденсацией его

паров с переходом в жидкую фазу.

Рис.4.81. принципиальная схема хладонового кондиционера: 1 – терморегулирующий вентиль; 2 – датчик температуры; 3 перепускной трубопровод; 4- теплообменник испарителя; 5 – термостат; 6- нагнетательный патрубок компрессора; 7- всасывающий патрубок компрессора; 8 – компрессор; 9 – датчик контроля температуры; 10- теплообменник конденсатора; 11 – ресивер

Из теплообменника конденсатора 10 жидкий хладон подаётся в ресивер 11, проходит в нём через фильтр-осушитель, где очищается от случайно попавших в него механических твёрдых частиц и избавляется от паров воды. Далее хладон по трубопроводу поступает в терморегулирующий вентиль 1. Здесь происходит дроссерирование хладона с резким понижением его давления. Затем он направляется в теплообменник испарителя 4, где происходит его кипение с понижением давления при температуре выше 0°С. Отметим, что по соответствующему нормативу для режимов кондиционирования воздуха стандартная температура кипения хладона в испарителе составляет не ниже +5°С.

Процесс испарения хладона сопровождается отбором теплоты от воздуха, продуваемого через теплообменник 4 с помощью вентилятора, который направляет этот воздух на рабочее место. Затем пары хладона по соответствующему трубопроводу направляются к всасывающему патрубку 7 компрессора 8, и цикл повторяется.

Система должна быть снабжена соответствующей защитой автоматического отключения при возникновении нештатной ситуации, для чего в ней предусматриваются следующие элементы:

- датчик низкого давления, который отключает компрессор при давлении в системе ниже 2кг/см и включает при давлении 2,3кг/см, что необходимо для предотвращения заклинивания компрессора;

- датчик высокого давления, который отключает компрессор при давлении хладона в системе 30...34кг/см и включает при давлении 26кг/см² (повышенное давление может возникнуть из-за неисправности терморегулирующего вентиля, нарушения теплообмена в конденсаторе при снижении интенсивности подачи проходящего через него воздуха);

- датчик температуры компрессора, который устанавливается на его корпусе со стороны нагнетания и отключает электромагнитную муфту при температуре 90…100°C;

- редукционный (предохранительный) клапан, который устанавливается на трубопроводе нагнетания компрессора или на ресивере и стравливает часть хладона из системы при повышении в ней давления до 32…34кг/см.

Основными функциональными характеристиками хладоновой УКВ являются температура t_о охлаждённого воздуха в °C, производительность L_о по воздуху (подача) в м³/с (м³/ч), полная холодопроизводительность Q_о в ВТ (квт) и потребляемая механическая мощность N_о на привод компрессора и вентиляторов испарителя и конденсатора при номинальной холодопроизводительности. Оценка уровня совершенства такого кондиционера по отношению к потребляемой им мощности (как и установки косвенного водоиспарительного охлаждения) производится с помощью холодильного коэффициента η_о по формуле (4.106). При этом полная холодопроизводительность кондиционера, работающего в режиме осушения охлаждаемого воздуха, определяется по выражению, аналогичному (4.105):

Q_о= r _оL_о (I_н- I_о), (4.107)

где r _о- плотность воздуха при температуре t_о, кг/м³; I_о и I_н - энтальпия обрабатываемого воздуха соответственно при температурах охлаждённого и входящего в установку воздуха, Дж/кг (кДж/кг).

Величина холодильного коэффициента η_о составляет для стационарных автономных УКВ с водяным охлаждением конденсатора 2,2...2,5, а с воздушным охлаждением конденсатора 1,4…1,6. Величина же холодильного коэффициента кондиционеров мобильных объектов достигает η_о =0,9…1,4 при продувке конденсатора наружным воздухом. Здесь более высокие значения η_о присущи УКВ, в которых конденсатор установлен перед радиатором системы охлаждения двигателя машины. Меньшие значения η_о характеризуют УКВ с индивидуальным обдувом теплообменника конденсатора собственным специальным электровентилятором, обеспечивающим менее интенсивный теплоотвод из-за ограниченной его воздухоподачи.

Подача воздуха из кондиционера в помещение определяется, как это принято, из условия обеспечения на рабочем месте нормируемой температуры t_к по выражению, аналогичному (4.31):

L₀= Q_ас/С_р r _о (t_к - t_о), (4.108)

Для определения величины t_о при работе кондиционера в режиме одновременного охлаждения и осушения воздуха требуется провести соответствующий анализ на диаграмме I-d (рис.4.82). Здесь нанесли точки Н и К, характеризующие начальные параметры обрабатываемого воздуха и параметры воздушной среды на рабочем месте, исходя из того, что хладоновый кондиционер предназначен для обеспечения повышенного комфорта (принята t_к=25°C при относительной влажности воздуха j_к= 50%). Положение точки 0, характеризующей состояние приточного воздуха, определяется его относительной влажностью 90% и влагосодержанием несколько меньшим, чем на рабочем месте с учётом того, что при повышении температуры воздуха в помещении за счёт теплопоступлений его влагосодержание увеличивается из-за влаговыделений оператора.

Рис.4.82. Процессы изменения состояния воздуха при обработке в хладоновом кондиционере: Н-О - охлаждение воздуха с уменьшением влагосодержания; H₁-О₁ - охлаждение воздуха при постоянном влагосодержанлн; О-K, О₁-К₁ - повышение температуры воздуха за счёт теплопритоков в помещение с увеличением влагосодержания из-за влаговыделений оператора

При охлаждении с осушением конечная температура приточного воздуха должна быть ниже начальной точки росы. Поэтому необходимо обеспечить соответствующую среднюю температуру поверхности теплообменника испарителя и ряд других условий для выполнения указанного процесса при полученной в точке О расчетной температуры t_о= 15°C,

Пересечение прямой, проведенной через точки Н и О, с кривой относительной влажности j = 100%, характеризует точку F отвечающую средней температуре поверхности теплообменника испарителя t_F = 13°С. При этом считается, что температура хладона в трубках этого теплообменника должна быть ниже t_F на 3...6°C, т. е. в нашем случае, по крайней мере не менее 7°С, Как указывалось ранее, для нашей УКВ принимается температура испарения хладона в теплообменнике 5°С. Таким образом, при соблюдении указанных условий в рассматриваемом случае режим охлаждения воздуха с его осушением в кондиционере реализовать возможно.

При анализе полученной величины t_о необходимо учитывать, что в практике кондиционирования воздуха для исключения простудных заболеваний человека перепад температур Dt_ас= (t_к – t_о) ограничивают. Так, можно принять t_о ниже t_к на 2^оС при раздаче воздуха непосредственно на оператора, на 4…6 С – на удалении от него 2,5м и на 6…8°С - на удалении 4м. Поскольку в хладоновом кондиционере обеспечивается Dt_ас=10°С, то здесь стоит серьёзная проблема рационального распределения приточного воздуха из УКВ, иначе при его непосредственной подаче на оператора он может простудиться, что, в общем-то и имеет место в оборудованных кондиционерами. Наиболее приемлемой здесь является раздача охлаждённого воздуха в сторону от оператора, например, на переднее стекло кабины по схеме на рис.4.79.

Для рассмотренного случая работы кондиционера при t_н = 37°С и d_н=14,4г/кг сухого воздуха (повышенное содержание наружного воздуха) начальная точка росы составляет t_рн = 18,7°С, а температура приточного воздуха t_о= 15°С. Если такой кондиционер будет эксплуатироваться в условиях боле-сухого климата, например, при t_н1=37°С с влагосодержанием d_н1 = 8,8г/кг сухого воздуха (точка Н₁ на диаграмме по рис.2.19), то в этом случае температура начальной точки росы составит уже t_рн1 = 10,5°С, что ниже

t_ol = t_о = 15°C. Следовательно, в этих условиях осушения обрабатываемого воздуха происходить не может, а будет иметь место его охлаждение при постоянном влагосодержании (луч процесса Н₁ –О₁). Однако, и в этих условиях

на рабочем месте будет обеспечиваться температура t_к1 = 25^оС при комфортной относительной влажности воздуха j_к1= 42%.

Отечественной фирмой «Веза» производится комплектующее оборудование, позволяющее по заказу потребителя поставлять ему необходимые системы кондиционирования воздуха. Фирма «Веза» для выполнения требований в широком диапазоне расходов приточного и вытяжного воздуха разработала функциональные универсальные блоки на кондиционеры центральные (приточные агрегаты) каркасно-панельные, названные КЦКП Различные по воздухопроизводительности агрегаты созданы на базе универсального типоразмерного ряда от 1,6 до 100 тыс.м³/ч: КЦКП-1,6; КЦКП-З,15;КЦКП-5;КЦКП-6,3; КЦКП-8; КЦКП-10; КЦКП-12,5; КЦКП-16; КЦКП-20; КЦКП-25; КЦКП-31,5; КЦКП-40; КЦКП-50; КЦКП-63; КЦКП-80; КЦКП-100. Последние цифры здесь соответствуют подаче воздуха в тысячах м³/ч.

Помимо этого фирмой производятся местные кондиционеры компактные панельные ККП, предназначенные для систем вентиляции и кондиционирования производительностью по приточному воздуху от 500 до 2000 м³/ч. С учётом этого такие кондиционеры получили условные обозначения: ККП-0,5 имеет производительность 0,5 тыс. м³/ч; ККП-1 соответственно 1 тыс. м³/ч; ККП-1,5 соответственно 1,5 тыс. м³/ч; ККП-2 соответственно 2 тыс. м³/ч.

На рис.4.83 представлен общий вид моноблока кондиционера компактного панельного ККП для подвесного монтажного положения со снятой нижней панелью. Высота моноблока составляет 385мм, ширина - 655мм. Длина агрегата (по ходу потока воздуха) зависит от числа и размеров технологических блоков, требуемых заказчику в моноблочной конструкции.

Рис.4.83. Моноблок кондиционера ККП для монтажа в помещении: 1 - воздухозаборный клапан с электроприводом; 2 - боковая несущая панель; 3 - карманный фильтр; 4 - секция теплообменника; 5 - секция вентилятора с приводным электродвигателем; 6 - гибкая присоединительная вставка к приточному воздуховоду; 7 - крепёжные элементы для монтажа; 8 - прибор контроля запылённости фильтра; 9 - прибор контроля работы теплообменника; 10 - прибор контроля работы вентилятора

Дата добавления: 2014-11-06