Влажный воздух. Охлаждение воздуха.

Охлаждение воздуха - процесс понижения его температуры. Рассмотрим  варианты реализации процесса охлаждения воздуха и области применения каждого из способов.

Для наглядности будет использована I-d диаграмма Рамзина влажного воздуха

Способы охлаждения

Добиться снижения температуры можно как прямым способом, так и косвенным. В первом случае охлаждение происходит за счет некого холодного предмета (например, испарителя кондиционера), во втором - внесением жидкой воды и следующим далее изоэнтальпийным увлажнением, сопровождающимся снижением температуры. Отметим, что второй способ имеет существенное ограничение по возможной достижимой температуре - процесс дойдет до линии φ=100% и всё, дальнейшее охлаждение окажется невозможным.



На самом же деле процесс в первом случае будет идти вертикально вниз только если температура холодного тела выше точки росы (13С в нашем случае). Иначе ход рассуждений будет таков: у поверхности тела воздух охладится ниже точки росы, т.е. будет иметь влажность 100% и достигнет температуры самого тела. Это и будет конечной точкой процесса. Следовательно, процесс охлаждения пойдет по линии, соединяющей начальную и конечную точки - вниз влево, охлаждаясь и осушаясь. Именно такая ситуация наблюдается во внутреннем блоке кондиционера. Рассмотрим её на примере.



Отметим, что показанный в примере №2 эффект низкой явной холодопроизводительности нельзя назвать вредным для бытовых кондиционеров, т.к. человек выделяет влагу, которую следует удалять (см. Нагрев воздуха) и на её удаление также требуется холодильная мощность (те же 40%, см. пример). Однако он безоговорочно вреден для кондиционеров, обслуживающих греющееся оборудование – ИБП, компьютеры, сервера, и др., ведь 40% холодопроизводительности тратится впустую. Специально для этих случаев разработан особый тип кондиционеров (прецизионные кондиционеры) с повышенным расходом воздуха, а потому и меньшим перепадом температур по воздуху, следовательно, им достаточно более высокой температуры испарителя. В результате влажность в 90-95% не достигается и конденсата выпадает значительно меньше, не редко он отсутствует вовсе.

Полезные формулы, описывающие процесс увлажнения:

  • охлаждение телом с температурой выше точки росы:

    • Уравнения балансов теплоты и влаги:
      Mсух·I1 - Nохл = Mсух·I2;
      d1=d2;
    • Угловой коэффициент:
      ε = (I2-I1)/(d2-d1) = ∞;
    • Мощность, необходимая для охлаждения:
      Nохл = Mсух· (I2-I1) = Gсух·ρ·cp· (t2-t1).
  • охлаждение телом с температурой ниже точки росы:

    • Уравнения балансов теплоты и влаги:
      Mсух·I1 - Nохл = Mсух·I2;
      Mсух·d1 - Pконд = Mсух·d2;
    • Угловой коэффициент:
      ε = (I2-I1)/(d2-d1) = Nохл/Pконд;
    • Мощность, необходимая для охлаждения:
      Nохл = Mсух· (I2-I1) Gсух·ρ·cp· (t2-t1).
  • охлаждение адиабатным увлажнением:

    • Уравнения балансов теплоты и влаги:
      Mсух·I1 + Mвода·Iпар = Mсух·I2; ввиду малости Mвода·Iпар принимают I1 ≈ I2,
      Mсух·d1 + Mвода = Mсух·d2.
    • Угловой коэффициент:
      ε = (I2-I1)/(d2-d1) ≈ 0.
    • Количество воды, необходимое для увлажнения:
      Mпар = Mсух· (d2-d1).

где:
Mсух = Gсух·ρ - массовый расход воздуха,
Gсух - расход сухого воздуха в потоке влажного воздуха, Gсух=Gвлаж· (1-d1). В расчетах, ввиду малости d1, часто под расходом сухого воздуха подразумевают расход влажного воздуха. Аналогичное допущение было принято и в примере.

Комментарии

Ваше имя:

E-mail:  (на сайте не показывается)

Введите код с картинки: