Автоматизация систем кондиционирования воздуха и вентиляции

Раздел: Кондиционирование

В некоторых случаях воздухозаборный канал может быть выполнен как подземный и иметь значительную протяженность, например так поступают, если нет возможности забирать чистый атмосферный воздух вблизи здания. Аналогично тому, как это происходило в воздуховоде, в подземном канале будет изменяться температура воздуха, а иногда и его влагосодержание.

Составим представление о физической стороне процесса изменения температуры воздуха в канале. Пусть наружный воздух забирается из атмосферы и движется по подземному каналу размерами axb, эквивалентным диаметром d на глубине от уровня земли до оси канала h. Температура воздуха при движении по каналу изменяется, она является промежуточной между температурой наружного воздуха и грунта, поэтому тепловые потоки к каналу от атмосферы и грунта взаимонаправлены. По мере увеличения глубины канала поток теплоты от атмосферы уменьшается, поэтому большое заглубление канала в отношении потоков теплоты можно рассматривать как более частный случай.

 Проведем линию через ось канала параллельно поверхности грунта. Температуру воздуха в канале можно рассматри вать как результат наложения трех потоков теплоты: к полуограниченному массиву с температурой     и термическим сопротивлением к пластине (верхняя часть грунта) с температурой /гр2, зависящей от /нар, и термическим сопротивлением Rz и, наконец, встречным потоком теплоты от атмосферы с температурой ^нар и термическим сопротивлением R3. Зависимость средней по высоте h температуры грунта /гр2 от температуры наружного воздуха учтем коэффициентом передачи /С*гр2*нар- Определим статическую характеристику подземного канала — его коэффициент передачи Кк- Поместим начало координат в месте забора атмосферного воздуха в канал. От этой точки Гудем отсчитывать координату х — длину канала. Рассмотрим исходное температурное состояние системы: атмосфера—грунт—канал. Начальная температура атмосферы равна среднегодовой (/Иар)> температура грунта выше и равна среднегодовой (^rpi), коэффициент передачи верхней части грунта известен и равен Kt грг t нар- При таком соотношении температур наружный воздух, засасываемый в канал, будет нагреваться.

Рассмотрим тенденцию изменения статической характеристики по мере заглубления канала в грунт, т. е. увеличения глубины h. При этом термическое сопротивление «канал—атмосфера» R3 сильно возрастает и величиной проводимости \/Rs можно пренебречь. Проводимости \/R2 И \/R3 сближаются, влияние атмоферы на температуру грунта окажется ничтожно малым (/С*Гр2*нар — 0). Коэффициент передачи канала при х оо стремится к нулю, а температура воздуха — к температуре грунта.

Физические представления о характере переходного процесса изменения температуры воздуха в канале в основном сходны с таковыми для воздуховода и трубопровода. Если мгновенно изменить температуру наружного воздуха, т. е. на входе в канал, то в произвольном сечении х изменение температуры начнется спустя время запаздывания т0 = x/w. Изменение температуры характеризуется скачком и последующей плавной кривой изменения, уравнение которой здесь не приводится.

Выведем по методике Г. И. Дымова амплитудно-частотную характеристику канала при его большом заглублении и таких допущениях. Пусть скорость воздуха в канале будет постоянной. Изменением плотности и теплофизических характеристик воздуха и грунта в рассматриваемом диапазоне изменения температур будем пренебрегать. Будем полагать, что конденсация водяного пара из воздуха и испарение сконденсировавшейся влаги на стенках канала отсутствуют. Потоком теплоты в продольном направлении пренебрегаем.

По зависимости (3.25) построена номограмма ( 3.13), с помощью которой по предварительно определенным величинам У Pd, Bi, aJwB и x/d при известной частоте колебаний определяют амплитудную характеристику канала в грунте.

При определении изменения температуры воздуха в условиях конденсации водяного пара на поверхности стенок канала последовательность расчета сохраняется, а критерий Био увеличивают примерно в три раза по сравнению с условиями «сухого» теплообмена.