Камеры орошения при политропном процессе обработки воздуха.

Исходные данные для расчета определяют на основе построения процесса обработки воздуха на i-d-диаграмме влажного воздуха в теплый период (политропное охлаждение и осушение воздуха):

- Параметры начального и конечного состояния воздуха:

- Расход воздуха через камеру орошения -

При расчете камер орошения требуется определить: расход орошаемой воды , начальную и конечную температуру холодной воды , , ⁰С, необходимое давление воды перед форсунками , Па, потери давления по воздуху и по воде , Па.

1. На i-d- диаграмме через точки начального и конечного состояния воздуха проводят прямую линию до пересечения с кривой насыщения и определяют параметры предельного состояния воздуха , .

2. Вычисляют коэффициент адиабатной эффективности:

.

3. Находится коэффициент орошения и коэффициент энтальпийной эффективности по графику рис.7.

Рис.8. Зависимость и для двухрядных политропных камер орошения

4. Вычисляют относительный перепад температуры жидкости

=0,33 кг∙К/кДж,

- теплоемкость жидкости, кДж/кг∙К.

5. Определяют начальную температуру воды, ⁰С:

Начальная температура воды не должна быть ниже температуры холодной воды от источника холода, но ниже 5⁰С.

Конечная температура воды, ⁰С:

Примечание: при расчете адиабатных камер орошения пункт 5 не выполняется.

6. Определяют расход орошающей воды, кг/ч:

и расход воды через одну форсунку, кг/ч:

,

где - количество форсунок в оросительной камере, - расход воды через одну форсунку. Для устойчивой работы форсунок расход воды на одну форсунку не должен быть менее Эта проверка необходима для управляемых процессов.

7. Необходимое давление воды перед форсунками и потери давления по воде в форсунках, коллекторах и стояках камеры орошения определяют по таблицам или графикам каталогов соответствующих производителей камер орошения.

 

Адиабатные камеры орошения

При адиабатном увлажнении воздух контактирует с водой, температура которой близка к температуре «мокрого» термометра. Это достигается работой насоса в режиме полной рециркуляции воды. Эффективность процесса адиабатного увлажнения оценивается с помощью коэффициента адиабатной эффективности:

где , -начальная и конечная температура воздуха, ⁰С;

- температура «мокрого» термометра.

Порядок расчета адиабатной камеры орошения:

1. На i-d-диаграмме через точку начального состояния воздуха проводят линию постоянной энтальпии и на ее пересечении с кривой определяют значение температуры «мокрого» термометра .

2. Вычислют требуемый коэффициент адиабатной эффективности.

3. При использовании стандартного насоса, поставляемого в комплекте с форсуночной камерой орошения, принимают ближайшее значение коэффициента адиабатной эффективности по таблице для центрального кондиционера КЦКП. Определяют расход орошающей воды , кг/ч, и необходимое давление перед форсунками , Па. Если производительность кондиционера КЦКП отличается от номинального расхода воздуха, то определяют соотношение по формуле и по табл.13:

,

Таблица 13

и по графику рис. 9 – уточненное значение коэффициента .

Рис.9. Зависимость коэффициентов адиабатной эффективности от относительного расхода воздуха

Кривая 1 - 2 - 3 -

4. Для камер орошения центрального кондиционера HC Clivet принимают тип оросительной камеры по графику рис.10а в зависимости от требуемого значения коэффициента адиабатной эффективности и скорости воздуха во фронтальном сечении.

Рис.10. Диаграмма для расчета адиабатной камеры орошения кондиционера HC Clivet:

а)зависимость от скорости воздуха во фронтальном сечении; б)зависимость от скорости воздуха во фронтальном сечении.

U50-U220 – типоразмер камеры орошения; – отношение объемных расходов воды и воды и воздуха; % - коэффициент адиабатной эффективности блока увлажнения и уточняют значение коэффициента адиабатной эффективности. Определяют коэффициент , равный отношению объемных расходов орошающей воды, л/ч, и воздуха, м³/ч, по графику на рис. 10 б в зависимости от принятого типа камеры орошения и скорости воздуха во фронтальном сечении. Определяют расход орошаемой воды, кг/ч:

.

5. Корректируют построение на i-d-диаграмме, определяя температуру воздуха после охлаждения и увлажнения по формуле:

.

Пример расчета адиабатных камер орошения КЦКП-2-(«Веза») и HC190(Clivet)

Параметры начального и конечного состояния воздуха кДж/кг, , . Расход воздуха через орошения Температура «мокрого» термометра

Требуемый коэффициент адиабатной эффективности:

Камера орошения КЦКП-20.

Отношение :

.

Уточненное значение .

По таблице 13 для коэффициента адиабатной эффективности 0,85 расход орошающей воды кг/ч, необходимое давление воды перед форсунками . Если принять потери напора в гидравлической сети камеры орошения 1,0 м. вод. Ст., а высоту подъема воды 1,5 м, то напор развиваемый насосом, должен быть равен:

м. вод. Ст.

Требуемая мощность электродвигателя при коэффициенте полезного действия составит:

кВт.

Мощность, потребляемая насосом, по таблице каталога КЦКП составляет 2,2 кВт.

Корректируем построение на i-d-диаграмме, определяя температуру воздуха после охлаждения и увлажнения:

2.Камера орошения HC190 (площадь фронтального сечения 2,1 м²).

Определяем скорость воздуха во фронтальном сечении кондиционера:

.

По графику рис.10 выбираем двухрядную камеру орошения U.120 и коэффициент адиабатной эффективности 90,5%, соответствующий полученному значению скорости во фронтальном сечении. Температура воздуха после охлаждения и увлажнения:

Коэффициент при скорости 2,58 м/с для принятого типа камеры орошения равен 0,65. Определяем расход орошающей воды, кг/ч:

кг/ч,

что меньше, что меньше в камере КЦКП.

Расход воды, необходимый для восполнения естественной убыли:

кг/ч.

Общий расход воды составит:

кг/ч.

Если принять однорядную камеру орошения U.50, то коэффициент адиабатной эффективности будет равен 0,64 при скорости воздуха 2,58 м/с. Построение на i-d-диаграмме может быть скорректировано следующим образом. Определяем влагосодержание точки предельного состояния воздуха из соотношения:

г/кг.

Наносим точку предельного состояния воздуха на линию насыщения . Определяем температуру «мокрого» термометра в этой точке, должна быть выше 0⁰С. Через точку предельного состояния воздуха проводим линию постоянной энтальпии до пересечения с линиями постоянного влагосодержания в точке, определяющей состояние воздуха после воздухонагревателя первого подогрева и в точке, определяющей состояние воздуха после увлажнения в камере орошения.

Коэффициент при скорости 2,58 м/с для принятого типа камеры орошения U.50 равен 0,31.

Определяем расход орошающей воды, кг/ч:

кг/ч,

что меньше, в камере орошения U.120.

Общий расход воды составит:

кг/ч.

Скорректированное построение позволило поднять температуру «мокрого» термометра выше ⁰С и уменьшить расход воды, а также мощность, потребляемую насосом. Общий расход теплоты на нагревание воздуха не изменился, а только перераспределился между воздухонагревателями первого и второго подогрева.