Холодильная техника и кондиционирование воздуха

Раздел: Бытовая техника

Оборудование, используемое для кондиционирования воздуха, подобно оборудованию, применяемому для охлаждения. Основная разница заключается в наличии системы воздушных каналов. Более высокие температуры при кондиционировании воздуха требуют некоторых изменений в конструкции оборудования. Холодильный же цикл тот же, что и при работе холодильного оборудования для охлаждения воздуха.

Компрессоры. Компрессоры, используемые в агрегатах кондиционирования воздуха, описаны в главе 3, т. е. они могут быть поршневого, ротационного или центробежного типа. Наиболее распространенным является поршневой компрессор. Когда в системе имеется воздушный конденсатор, компрессор монтируется вне компрессорно-конденсаторного агрегата. В результате шум от компрессора остается снаружи, и большее количество воздуха обтекает компрессор, дополнительно охлаждая его.

Конденсаторы. Функция конденсатора системы кондиционирования заключается в отборе тепла от хладагента и превращении пара в жидкость. Большинство конденсаторов систем кондиционирования воздуха имеют воздушное охлаждение, но применяются также конденсаторы с водяным охлаждением и испарительные конденсаторы.

КПД конденсатора определяет в большей степени соотношение энергетической эффективности агрегата, которое рассчитывается делением величины производительности агрегата на расход мощности. Чем выше это соотношение, тем выше эффективность агрегата. Промышленность выпускает в настоящее время несколько типов агрегатов с соотношением энергетической эффективности, равным 8,5.

Испарители. В системах кондиционирования воздуха применяются испарители трех типов: испарители с нижней подачей, испарители с верхней подачей, испарители с горизонтальными трубами. Эти наименования относятся к направлению потока воздуха через змеевик. Испаритель предназначен для отбора тепла и влаги из воздуха, подаваемого в кондиционируемое пространство. В испарительном агрегате имеется поддон для сбора и спуска конденсата при охлаждении воздуха ниже температуры точки росы. Спускной патрубок соединен с трубопроводом выпуска конденсата.

Регулятор потока. В качестве регулятора потока хладагента в установках кондиционирования воздуха используют капиллярную трубку или ТРВ. Капиллярные трубки применяют в уста- .новках производительностью до 10 500 Вт. В более крупных

агрегатах для регулирования потока хладагента используют ТРВ.

Агрегат для обработки воздуха. Агрегат для обработки воздуха содержит вентилятор и оборудование для нагрева или охлаждения воздуха, или для обоих процессов, т. е. для нагрева и охлаждения воздуха. В любом случае вентилятор должен подавать требуемое количество воздуха при соответствующей скорости потока и расчетном статическом давлении в системе воздушных каналов.

Типы систем кондиционирования воздуха

Системы кондиционирования воздуха классифицируются на автономные и раздельные установки. Оба типа установок могут быть смонтированы в качестве центральных установок кондиционирования воздуха.

Автономные установки кондиционирования воздуха. В автономной установке все узлы смонтированы на одной раме, за исключением иногда конденсатора. При эксплуатации установок с водяным охлаждением конденсатора градирню монтируют вне здания, а вода подается по трубам к конденсатору. Установки с воздушным охлаждением могут быть смонтированы у наружной стены со свободным выпуском воздуха в атмосферу после обдува конденсатора ( 370).

Автономные установки могут быть крупными промышленными агрегатами, монтируемыми на крыше здания, оконными или небольшими промышленными кондиционерами. Для подачи и рециркуляции воздуха к ним присоединяют систему воздушных каналов.

Для создания эффективной системы все ее узлы должны соответствовать друг другу по своей производительности. Когда тепловая нагрузка определена, можно воспользоваться таблицами для расчета различных комбинаций узлов системы.

Правила безопасности

При работе установок кондиционирования воздуха необходимо помнить, что кондиционированный воздух должен содержать достаточное количество кислорода для поддержания жизни. Работа системы кондиционирования воздуха включает многие опасные моменты, характерные для холодильных и отопительных систем.

1.         Необходимо носить очки при работе с хладагентами,

2.         Необходимо носить перчатки при работе с воздушными каналами, чтобы предотвратить порезы рук и пальцев.

3.         Необходимо установить предохранительные ограждения вокруг электродвигателей и вентиляторов.

4.         Необходимо обесточить схему при обслуживании электрических узлов системы.

5.         Необходимо проявлять осторожность, с тем чтобы руки, ноги и одежда не попадали в приводные ремни, вентиляторы или другие вращающиеся части.

6.         Необходимо пользоваться только предохранительными лестницами при работе на крышах зданий.

7.         Запрещается поднимать и опускать по лестнице оборудование, инструменты и запасные части. Для этой цели необходимо пользоваться веревкой или подъемником.

8.         Необходимо избегать контакта с электрооборудованием, если зона вокруг этого оборудования влажная.

9.         Запрещается оставлять на крыше здания легкие предметы во время сильного ветра.

10.       Необходимо убедиться в том, что хладагент, заряжаемый в систему, именно тот, на котором работает данная система.

Выводы

Кондиционирование воздуха —это одновременное регулирование температуры, влажности, чистоты и движения воздуха.

Регулирование влажности означает увлажнение или осушение воздуха.

 Двумя основными причинами кондиционирования воздуха являются необходимость улучшения условий промышленного процесса и поддержание комфортных условий.

Комфортные условия зависят от интенсивности отдачи тепла человеческим телом.

Человеческое тело можно рассматривать как машину с постоянной температурой.

Человеческое тело отдает тепло тремя способами: конвекцией, излучением, испарением.

Условиями, влияющими на способность человеческого тела отдавать тепло, являются: температура, относительная влажность, движение воздуха.

Воздух необходимо распределять в помещении для создания минимального разброса температур в зоне, где находятся люди.

В установках кондиционирования воздуха применяются два типа вентиляторов: осевой и центробежный.

Шум, образуемый при движении воздуха, является результатом последовательного потока воздушных волн, образуемых лопастями вентилятора.

В камере нагрева тепло добавляется к воздуху во время отопительного сезона.

В камере охлаждения осуществляются охлаждение и осушение воздуха.

Увлажнитель предназначен для добавления влаги в воздух во время отопительного сезона.

Каналы подачи направляют кондиционированный воздух в кондиционируемое пространство.

Выходными устройствами являются решетки на конце каналов подачи. Они предназначены для распределения воздуха в кондиционируемом пространстве.

Кондиционируемое пространство — одна из самых важных частей системы распределения воздуха.

Впускное устройство предназначено для впуска воздуха из кондиционируемого пространства в воздушный всасывающий канал.

Воздушные всасывающие каналы предназначены для соединения кондиционируемого пространства с оборудованием для обработки воздуха.

Фильтры расположены на входе в вентилятор для предотвращения циркуляции пыли через систему.

Наука, которая рассматривает соотношения, существующие в смеси воздуха и водяного пара, называется психрометрией.

В психрометрической диаграмме представлены различные зависимости, существующие между тепло- и влагосодержанием воздуха и водяного пара.

Любые два параметра воздуха, имеющиеся на психрометрической диаграмме, определяют состояние воздуха.

Сухое тепло — это тепло, которое добавляется к веществу или отводится от него без изменения его агрегатного состояния.

Энтальпию воздуха определяют по температуре сухого термометра.

Температура точки росы обозначает влагосодержание воздуха.

Шкала влагосодержания на большинстве психрометрических диаграмм выражена в граммах влаги на 1 кг сухого воздуха.

Отношение сухого тепла к общему — это количество отведенного сухого тепла, деленное на общее количество отведенного тепла.

При комфортном кондиционировании .воздуха отношение сухого тепла к общему составляет более 50 %.

Расчет тепловой нагрузки на оборудование для кондиционирования воздуха подобен расчету тепловой нагрузки на холодильное оборудование. Основное различие заключается в том, что при расчете оборудования для кондиционирования воздуха имеется больше источников тепла.

Источники тепла могут быть внутренними и внешними.

Количество тепла, которое проходит через 1 м2 материала при падении температур в 1 °С на 1 м длины, называется коэффициентом теплопроводности.

Расчетная температура — это средняя максимальная температура, а не наивысшая температура в данной местности.

Теплоприток от солнечной радиации имеет место только тогда, кигда солнце светит.

Пиковая тепловая нагрузка может иметь место через несколько часов после прохождения солнцем своего апогея из-за сопротивления конструкционных материалов тепловому потоку.

«Люди, проявляющие активность, создают большую тепловую нагрузку на холодильное оборудование, чем люди, находящиеся в состоянии покоя.

Инфильтрующийся воздух поступает в кондиционируемое пространство через окна, двери и щели и является источником внутренней тепловой нагрузки на холодильное оборудование.

Скорость наружного ветра влияет на инфильтрацию воздуха в кондиционируемое пространство.

Вентиляционный воздух — это воздух, который подается в оборудование до поступления в кондиционируемое пространство и рассматривается в качестве внешней тепловой нагрузки.

Электрические двигатели являются источником тепла, количество которого зависит от мощности двигателя.

Электрические приборы и освещение создают в кондиционируемом пространстве тепловую нагрузку, равную 3,6 кДж/Вт.

Паровые приборы создают тепловую нагрузку, равную 620 Вт на 1 кг конденсируемого пара.

Газовые приборы создают тепло при сгорании газа.

Когда воздушные каналы монтируются в горячих местах, на холодильное оборудование подается дополнительная тепловая нагрузка.

Электродвигатель, применяемый для привода вентилятора, выделяет тепло, которое должно быть отведено холодильным оборудованием. Количество отведенного тепла прямо пропорционально количеству израсходованной электроэнергии.

Рекомендуется добавить к тепловой нагрузке коэффициент запаса, равный 10 % из-за множества переменных величин.

Производительность выбранного оборудования должна быть возможно ближе к расчетной величине, но никогда не должна быть меньше нее.

Точка на психрометрической диаграмме, где кривая отношения сухого тепла к общему и кривая насыщения пересекаются, называется точкой росы аппарата.

Точка росы аппарата — это самая низкая температура, при которой воздух, подаваемый в кондиционируемое пространство, может отобрать требуемое количество сухого тепла и скрытой теплоты.

Коэффициент байпасирования определяет часть общего количества воздуха, который проходит через испаритель, не контактируя с его поверхностью и не подвергаясь при этом кондиционированию.

Конструкция системы воздушных каналов является таким же определяющим фактором, как расчет тепловой нагрузки.

Скорость движения потока воздуха — это интенсивность, с которой воздух проходит через воздушные каналы.

Воздушные каналы, изготовленные из металла, предпочтительнее, так как гладкие поверхности в них не образуют дополнительного сопротивления потоку воздуха.

Для определения потери системы воздушных каналов на трение необходимо знать скорость потока и размер канала.

Оборудование для кондиционирования воздуха классифицируется на автономные и раздельные установки кондиционирования воздуха.

Контрольные вопросы

1.         Назовите четыре основные функции системы кондиционирования воздуха.

2.         Назовите две основные причины применения кондиционирования воздуха.

3.         Назовите три способа отдачи тепла человеческим организмом.

4.         Назовите три условия, влияющие на способность человеческого организма,отдавать тепло.

5.         Почему необходимо распределять кондиционированный воздух в помещении?

6.         Назовите типы вентиляторов, используемых в установках кондиционирования воздуха.

7.         Что является причиной шума потока воздуха в системе кондиционирования воздуха?

8.         Назначение увлажнителя.

9.         Где нагревается воздух во время отопительного сезона?

10.       Какое устройство осуществляет осушение воздуха в системе кондиционирования воздуха?

11.       Какое устройство направляет воздух в кондиционируемое пространство?

12.       Почему кондиционируемое пространство является одной из самых важных частей в системе распределения воздуха?

13.       Назначение воздушного фильтра.

14.       Что такое психрометрия?

15.       Чем можно пользоваться для определения различных зависимостей между тепло- и влагосодержанием воздуха и водяного пара?

16.       Сколько параметров воздуха должно быть известно для определения остальных параметров?

17.       Что определяет температуру по сухому термометру?

18.       Что определяет влагосодержание воздуха?

19.       Как обозначается влагосодержание на психрометрической диаграмме?

20.       Назовите величину отношения сухого тепла к общему в большинстве установок комфортного кондиционирования воздуха.

21.       Как классифицируются источники тепла в системе кондиционирования воздуха?

22.       Что такое расчетная температура?

23.       Расскажите о теплопритоке от солнечной радиации.

24.       Имеет ли тепловая нагрузка пиковую величину одновременно с наибольшей солнечной радиацией?

25.       Что такое инфильтрующийся воздух?

26.       Активные люди создают большую или меньшую тепловую нагрузку, чем люди, находящиеся в состоянии покоя?

27.       Где вентиляционный воздух подается в систему?

28.       Вентиляционный воздух является внутренней или внешней тепловой нагрузкой?

29.       Чему равна тепловая нагрузка от различных электрических приборов?

30.       Почему на холодильное оборудование подается дополнительная тепловая нагрузка, когда воздушные каналы находятся в горячих местах?

31.       Какой коэффициент запаса используется при средней тепловой нагрузке?

32.       Должна ли производительность выбранного оборудования быть меньше расчетной производительности?

33.       Что такое точка росы аппарата?

34.       К чему относится коэффициент байпасирования?

35.       Как классифицируется оборудование для кондиционирования воздуха?