- •Міністерство освіти і науки України
- •Тема 7. Місцеві системи кондиціонування повітря.......…………....….56
- •Список використованої літератури………………………70
- •Тема 1. Загальні відомості про кондиціонування повітря .
- •1.2. Основні елементи і класифікація систем кп . Способи й апаратура обробки повітря . Центральні скп і їхні структурні схеми .
- •1.3. Способи й апарати обробки повітря .
- •1.4.Структурні схеми і складові частини центральних укп .
- •Тема 2. Процеси тепловологісної обробки повітря в апаратах цскп
- •2.2. Особливості побудови на I-d - діаграмі і розрахунку процесу обробки повітря в умовах якісного регулювання режиму роботи зк.
- •Тема 3. Конструкції, принцип роботи й основи розрахунку зрошувальних камер .
- •Тема 4. Конструкції , принцип роботи й основи розрахунку повітронагрівачів .
- •Тема 5. Джерела холодопостачання цскв .
- •Пароежекційні холодильні машини.
- •Повітряні холодильні машини.
- •Термоелектричні холодильні машини.
- •Випарне охолодження.
- •6. Спеціальні способи обробки повітря
- •6.1. Загальні відомості.
- •6.2. Обробка повітря абсорбентами.
- •6.3. Обробка повітря адсорбентами
- •6.4. Обробка повітря перегрітою водою.
- •6.5. Обробка повітря парою
- •6.6. Дозволоження повітря в приміщенні
- •7. Місцеві системи кп.
- •7.1. Місцеві скп на базі неавтономних укп.
- •7.2. Місцеві скп на базі неавтономних вентиляторних кондиціонерів - довідників
- •7.3. Місцевий укп на базі автономних кондиціонерів
- •7.4. Місцеві автономні побутові кондиціонери
- •7.5. Місцеві автономні спеціалізовані кондиціонери
- •Список використованої літератури
Міністерство освіти і науки України
Донбаська національна академія будівництва й архітектури
Кафедра “Теплотехніка, теплогазопостачання і вентиляція”
Конспект лекцій
з дисципліні
«Кондиціювання повітря і холодопостачання»
(для спеціальності 6.092108“Теплогазопостачання і вентиляція”)
№ коду 2314
Склав: Максимова Н.А.
|
Затверджено на засіданні кафедри теплотехніки, теплогазопостачання і вентиляції Протокол № від р. Зав.кафедрою Лукянов О.В. |
Макіївка 2009
Зміст
Стр.
Тема 1. Загальні відомості про кондиціонування повітря ...........……….4
Санітарно - гігієнічні і технологічні основи КП .....……………………..4
Основні елементи і класифікація систем КП........................……….…….10
Способи й апаратура обробки повітря....................................……………11
Структурні схеми і складові частини центральних СКП........…………..14
Тема 2.Процеси тепловологісної обробки повітря в апаратах ЦСКП ..16
Побудова на І-d - діаграмі і розрахунок процесів обробки повітря в апаратах центральних установок в умовах кількісного регулювання режиму роботи ЗК.................………………………………………………………......16
2.2 Особливості побудови на І-d - діаграмі і розрахунку процесів обробки повітря в умовах якісного регулювання режиму роботи ЗК.........................26
Тема 3. Конструкції, принцип роботи й основи розрахунку зрошувальних камер .......…………………………………………………….35
Тема 4. Конструкції, принцип роботи й основи розрахунку повітронагрівачів ....................................................…………………............38
Тема 5. Джерела холодопостачання............................................……….....43
Тема 6. Спеціальні види обробки повітря ..........................……………...51
Загальні відомості......................................................................…………..51
Обробка повітря абсорбентами ..................................................…………51
Обробка повітря адсорбентами .................................................……….…52
Обробка повітря перегрітою водою............................................……….52
Обробка повітря парою ..............................................................………..54
6.6 Дозвложення повітря в приміщенні...........................................………54
Тема 7. Місцеві системи кондиціонування повітря.......…………....….56
7.1. Місцеві СКП на базі неавтономних УКП............................………..….56
7.2. Місцеві СКП на базі неавтономних вентиляторних кондиціонерів-довідників ................................................………………………..............….60
7.3. Місцеві СКП на базі автономних кондиціонерів...............……….…..61
7.4. Місцеві автономні побутові кондиціонери.................……….…....….65
7.5. Місцеві автономні спеціалізовані кондиціонери...…………………..67
Список використованої літератури………………………70
Тема 1. Загальні відомості про кондиціонування повітря .
Санітарно - гігієнічні і технологічні основи КП .
Людський організм постійно зв'язаний з навколишнім середовищем процесами тепло - і масообміну .
Теплопродукція і теплообмін .
У результаті метаболічних процесів, що протікають у людському організмі виробляється енергія . Частина цієї енергії витрачається на виконання механічної роботи (внутрішньої і зовнішньої) , а інша втрачається в навколишнє середовище . У загальному випадку тепловий баланс організму можна представити рівнянням
Qмет = Qмех + Qпот± Qизб
де Qмет - продукція енергії в організмі в результаті метаболічних процесів, що протікають в організмі, Вт ;
Qмех - енергія , що витрачається на виконання механічної роботи, Вт;
Qпот - енергія , що втрачається організмом у навколишнє середовище, Вт ;
Qизб - надлишкова енергія , Вт ;
Найбільш сприятливі для життєдіяльності людини умови, коли Qизб=0.
Продукція енергії залежить від статі , віку , стану здоров'я й інших особливостей організму , а також від характеру фізичного навантаження і метеорологічних умов . Залежність енергопродукції організму від характеру виконуваного фізичного навантаження представлена в таблиці 1.1.
Таблиця 1.1.Енергопродукція людського організму при різних фізичних навантаженнях (усереднені дані) .
Характер фізичного навантаження |
Споживання кисню дм3/хв |
Енергопродукція Qмет , Вт |
Стан спокою |
< 0,25 |
88 |
Легка фізична праця |
0,25 ... 0,5 |
88 ... 175 |
Фізична праця середньої тяжкості |
0.5 ... 1,0 |
175... 350 |
Важка фізична праця |
1,0 ... 2,0 |
350 ... 700 |
Екстремальне фізичне навантаження |
2,0 ... 3,0 |
700... 1050 |
За даними досліджень Балінта, Уінслоу і Харингстона енергетичний ккд людського організму складає в середньому 20 % (енергетичний ккд звичайної парової машини дорівнює 14 %) .
Звідси випливає, що з усієї вироблюваної в організмі енергії корисно використовується для виконання механічної роботи тільки п'ята частина , інша ж енергія повинна віддаватися в навколишнє середовище .
Згідно даним Коллмара і Лізе з всієї енергії, що віддається в навколишнє середовище, через шкіру втрачається 86 % і через органи подиху 14 % . Через шкіру втрачається енергія шляхом випромінювання (Qл 42%. ) , конвекції (Qк 26% ) і випару вологи (Qисп 18%) . Органами подиху енергія втрачається на підігрів вдихуваного повітря (Qодв 7%) і на випар вологи з поверхні слизких оболонок легень (7%). У такий спосіб основна кількість енергії втрачається організмом у навколишнє середовище шкірою випромінюванням , конвекцією і за рахунок випару вологи .
Qпот = Qл + Qк + Qисп
Процеси тепловіддачі зазначеними вище способами можна представити наступними рівняннями
Qл = αл F(tт-τср)
Qк = αдо F(tт-τв)
Qисп = αисп F(Рн-Рвп)= αисп F(1-φ/100)
де αл, αдо і αисп- коефіцієнти тепловіддачі відповідно випромінюванням, конвекцією і випаром вологи , що залежать від умов реалізації процесів, Вт/м2 0С;
F - площа поверхні тіла, 0С;
tт - температура поверхні тіла, 0С;
τср - середньозважена температура поверхонь огороджень і предметів, що оточують людину, 0С;
Рн- парціальний тиск водяної пари в умовах насичення при даній температурі, Па;
Рвн- фактичний парціальний тиск водяної пари у повітрі, Па;
φ - відносна вологість повітря.
За даними досліджень Марселя, Хатча, Нельсона, Хорвата, Эйхмана і Шеллея величина коефіцієнта тепловіддачі випромінюванням у середньому складає для оголеної людини αл обн,=6 Ут/м20С , а для одягненої αл обн,=2,8 Вт/м20С . Коефіцієнт тепловіддачі конвекцією залежить від теплозахисних властивостей одягу , рухливості повітря і відносної вологості повітря αдо=f(λ,w,φ) . Залежність коефіцієнта конвективної тепловіддачі можна представити наступними рівняннями :
для оголеної людини :
αдо обн=0,5 V0,5
для одягненої людини :
αдо од=0,69 V0,5
Величина коефіцієнта тепловіддачі випаром вологи залежить від рухливості повітря і може бути визначена по рівнянню :
αдо од=1,68 V0,37
Величину площі поверхні тіла людини з достатньою точністю можна визначити по формулі Дю-Буа .
F=Fди=0,203Gт0,245 lт0,725, м2
де Gт - маса тіла , кг ;
lт - довжина тіла (ріст), м.
З аналізу приведених вище рівнянь випливає, що основними факторами метеорологічних умов приміщень, які впливають на інтенсивність теплообміну людського організму з навколишнім середовищем є температура навколишнього повітря, відносна вологість, рухливість повітря, а також середньозважена радіаційна температура. Значення цих факторів нормуються відповідними БНіПами і ДСТ .
Теплова обстановка в приміщенні за пропозицією Нільсена і Педерсона характеризується співвідношенням температури повітря tв і середньозваженої радіаційної температури τср
tп= 0,557tв+0,443τср20С
де tп -приведена температура,
За даними досліджень Рабера і Гатчинсона найбільш сприятливими для життєдіяльності людини є умови, коли
tв+τср=42,20С
У літню пору, коли температура повітря наближається до температури тіла і середньозважена температура близька до температури повітря в зв'язку з різким зниженням інтенсивності тепловіддачі тіла конвекцією і випромінюванням створюється погроза позитивного теплового дисбалансу людського організму. У цих умовах організм реалізує захисні процеси (зниження теплопродукції, розширення підшкірних кровоносних судин і т.д.) і виділяє велику кількість вологи на поверхню шкіри (потіє). Якщо при цьому відносна вологість повітря підвищується , знижується інтенсивність тепловіддачі за рахунок випару вологи, що приводить до наростаючого позитивного теплового дисбалансу організму і підвищення температури тіла. Самопочуття і працездатність знижується, настає стан теплового удару . Якщо середня температура тіла досягає 42 0С організм гине від порушення периферичного кровопостачання (із плазми крові виділяються пухирці розчинених газів, у кровоносних судинах створюються газові пробки, що порушують циркуляцію крові ).
У зимовий час у зв'язку з низькою температурою повітря різко зростає рушійна сила тепловіддачі організму в навколишнє середовище і виникає погроза негативного дисбалансу. У цих умовах підвищення рухливості повітря і його відносної вологості приводить до інтенсифікації процесу конвективного теплообміну. Температура тіла починає повільно знижуватися. Організм реалізує ряд захисних процесів (звуження підшкірних кровоносних судин, посилення теплопродукції й ін.) З'являється тремтіння. Зі зниженням температури тіла до 34 0С тремтіння підсилюється, а потім припиняється і починається швидке зниження температури тіла. Погіршується самопочуття і працездатність. При зниженні температури тіла до 27 0С організм гине від паралічу подиху .
З метою запобігання негативних явищ зв'язаних з виникненням як позитивного в теплий час, так і негативного в холодний час теплового дисбалансу людського організму в приміщеннях будь-якого призначення необхідно підтримувати певні метеорологічні умови (tи, τср, φ,w )
Параметри мікроклімату приміщень нормуються відповідними ДСТ .
Крім того, тому що основним процесом масообміну є газообмін, повітря в приміщенні повинне бути чистим , повноцінним по хімічному складу, (О2=21%, N2=77%) зі сприятливою для життєдіяльності людини електричною характеристикою (мати якнайбільше легких негативно заряджених часток) і не мати неприємних запахів .
Виробництва багатьох галузей промисловості (електронної, приладобудівної, хімічної, радіотехнічної, оптичної, харчової, машинобудівної й ін.) пред'являють певні іноді дуже жорсткі вимоги до стану навколишнього середовища в приміщеннях для ведення технологічних процесів. В окремих галузях промисловості (хімічної, харчової, медичної й ін.) пред'являється вимоги до стану повітря усередині апаратів , обумовлені особливостями технологічних процесів .
Основними нормованими параметрами повітря у виробничих приміщеннях є : температура, відносна вологість , рухливість і чистота повітря .