Курс лекций: Вентиляция общественных зданий, Хабаровск, 2002 г (стр. 20 )

        tп, dп, Iп, cп                 Мвр  tу, dу, Iу, cу

  Gн

  tн, dн, Iн, cн

г)  Двухвентиляторная схема с рециркуляцией воздуха до калорифера

  Gу  ,tу, dу, Iу, cу

                                 Gр+ Gу = Gп

Gс, tн, dн, Iн, cн         

                                Gп, tп, dп, Iп, cп                 Мвр 

  Gн

  tн, dн, Iн, cн

д)  Двухвентиляторная схема со смешанной рециркуляцией воздуха

  Gу  ,tу, dу, Iу, cу

                                 Gр+ Gу = Gп

Gс, tн, dн, Iн, cн         

                                Gп, tп, dп, Iп, cп                 Мвр 

  Gн

  tн, dн, Iн, cн

Рис. 8.2. Варианты центральных установок и схем рециркуляции воздуха

В двухвентиляторных системах потери давления в рециркуляционном воздуховоде преодолевает отдельный вытяжной вентилятор, что обеспечивает устойчивую, хорошо регулируемую рециркуляцию воздуха при любой длине и сечении рециркуляционного воздуховода. За рубежом именно такие схемы получили самое широкое распространение, так как вытяжной вентилятор, кроме того, позволяет преодолеть добавочные потери давления в теплообменнике для утилизации теплоты удаляемого воздуха.

Во всех системах для регулирования степени рециркуляции (доли рециркуляционного воздуха по отношению к общему количеству приточного воздуха) на рециркуляционном воздуховоде устанавливается регулирующий клапан.

В некоторых ситуациях при соответствующем обосновании могут применяться и другие принципиальные схемы систем вентиляции. В частности, за рубежом распространены системы с переменным расходом приточного воздуха, что позволяет вообще отказаться от рециркуляции воздуха в холодный период, подавая только наружный воздух. Как правило, такие системы используют схему рассредоточенной подачи воздуха в нижнюю зону помещения, что позволяет избежать перемешивания воздуха по высоте помещения и более эффективно вентилировать нижнюю рабочую зону, где находятся люди.

8.4. Отображение вентиляционных процессов с рециркуляцией

  на I-d диаграмме

Процессы с рециркуляцией воздуха в центральной приточной установке строятся на основе расчетов по холодному периоду. Типовой вид процессов на I-d диаграмме показан ниже на рисунках 8.3 – 8.5.

Построение процесса с рециркуляцией до калорифера выполняют в следующей последовательности:

а) наносят линии температур приточного, внутреннего и удаляемого воздуха;

б) строят точку наружного воздуха по его температуре и энтальпии;

в) рассчитывают влагосодержание удаляемого воздуха по формуле

dу = dн + Мw /Gн;

г) строят точку удаляемого воздуха по его температуре и влагосодержанию;

д) рассчитывают температуру точки смеси по формуле

tc = (tн Gн + tн Gн)/ Gc;

е) наносят линию смешивания, соединяя прямой линией точки наружного и удаляемого воздуха;

ж) на линии смешивания строят точку смеси ее температуре;

з) наносят линию подогрева смеси, проводя вертикальную линию из точки смеси до линии температуры притока, и на пересечении ставят точку притока;

и) на линии подогрева ставят точку окончания подогрева в калорифере ( на 0,5 – 1° ниже температуры притока);

к) наносят линию луча процесса в помещении, соединяя точку притока и точку удаляемого воздуха;

л) на пересечении луча процесса в помещении с температурой внутреннего воздуха ставят точку внутреннего воздуха.

                               

t оС                                        ех        

                        Ух

                                                                ц = 100%

tУ                         Вх

                       

tВ                        

                  Пх        

tП                 Кх        

                               IПх

                Сх        

tС        

                                IСх

        Нх

tНх

                dСх = dПх         dУх                                        d, г/кг

               IНх

Рис. 8.3. Вентиляционный процесс с рециркуляцией до калорифера

для холодного периода года

Линия Н–С на рисунке 8.3 отражает изменение параметров наружного воздуха при смешивании, а линия У–С отражает изменение параметров рециркуляционного воздуха (предполагается, что воздух забирается на рециркуляцию из верхней зоны помещения с параметрами точки У). Линия С–К отражает изменение параметров смеси при ее нагреве в калорифере (воздухонагревателе). Линия К–П отражает изменение параметров подогретой в калорифере смеси при ее последующем нагреве в вентиляторе и воздуховодах. Линия П–В отражает условное изменение параметров приточного воздуха при входе в рабочую зону и ассимиляции избытков теплоты и влаги из рабочей зоны. Линия В–У отражает условное изменение параметров внутреннего воздуха при его подъеме в верхнюю зону и ассимиляции избытков теплоты и влаги из верхней зоны.

                               

t оС                                        ех        

                        Ух

                                                                ц = 100%

tУ                         Вх

                       

tВ                        

                  Пх        

tП                 Сх        

                               IСх

                       

tС        

tК                                

        Кх

       

        Нх

tНх

                dСх = dПх         dУх                                        d, г/кг

               IНх

Рис. 8.4. Вентиляционный процесс с рециркуляцией после калорифера

для холодного периода года

Линия Н–К на рисунке 8.4 отражает изменение параметров наружного воздуха при его нагреве в калорифере. Линия К–С на отражает изменение параметров подогретого наружного воздуха при смешивании его с рециркуляционным, а линия У–С отражает изменение параметров рециркуляционного воздуха (предполагается, что воздух забирается на рециркуляцию из верхней зоны помещения с параметрами точки У). Линия С–П отражает изменение параметров смеси при ее нагреве в вентиляторе и воздуховодах. Линия П–В отражает условное изменение параметров приточного воздуха при входе в рабочую зону и ассимиляции избытков теплоты и влаги из рабочей зоны. Линия В–У отражает условное изменение параметров внутреннего воздуха при его подъеме в верхнюю зону и ассимиляции избытков теплоты и влаги из верхней зоны.

Линия Н–К1 на рисунке 8.5 отражает изменение параметров наружного воздуха при его нагреве в калорифере первого подогрева. Линия К1–С отражает изменение параметров подогретого наружного воздуха при смешивании его с рециркуляционным, а линия У–С отражает изменение параметров рециркуляционного воздуха (предполагается, что воздух забирается на рециркуляцию из верхней зоны помещения с параметрами точки У). Линия С–К2 отражает изменение параметров смеси при его нагреве в калорифере второго подогрева. Линия К2–П отражает изменение параметров подогретой смеси при ее нагреве в вентиляторе и воздуховодах. Линия П–В отражает условное изменение параметров приточного воздуха при входе в рабочую зону и ассимиляции избытков теплоты и влаги из рабочей зоны. Линия В–У отражает условное изменение параметров внутреннего воздуха при его подъеме в верхнюю зону и ассимиляции избытков теплоты и влаги из верхней зоны.

Точка С' показывает положение точки смеси на диаграмме в случае непосредственного смешивания наружного и рециркуляционного воздуха (рециркуляция до калорифера). Видно, что точка С' лежит ниже кривой  ц =100%, что свидетельствует о перенасыщении воздуха влагой и говорит о возможности конденсации ее в камере смешивания.

Положительным моментом использования рециркуляции является и то, что вместе с рециркуляционным воздухом в помещение возвращается некоторое количество влаги, что способствует увеличению влажности внутреннего воздуха. На диаграмме это выражается тем, что точка В смещается вправо, в сторону более высоких влагосодержаний.  Без применения рециркуляции внутренний воздух имел бы крайне низкую влажность, так как наружный воздух в холодное время имеет очень низкое влагосодержание. Увлажнение же воздуха другими искусственными средствами приводит к дополнительным затратам энергии на обработку воздуха, идущих на испарение влаги.

                               

t оС                                        ех        

                        Ух

                                                                ц = 100%

tУ                         Вх

                       

tВ                        

                  Пх        

tП                 К2х        

                               IПх

                       

       

                Сх                

tС                         IСх

                               

                       С'х

                       (ц >100%)

       

               

               IНх

tК1х  К1х

        Нх

tНх

  dСх = dПх         dУх                                        d, г/кг

Рис. 8.5. Вентиляционный процесс с рециркуляцией, с 1-м и 2-м подогревом

для холодного периода года