Влажный воздух. Нагрев воздуха.

Нагрев воздуха - процесс увеличения его температуры. Рассмотрим варианты реализации нагрева воздуха и области применения каждого из способов.

Для наглядности будет использована I-d диаграмма Рамзина влажного воздуха

Два вида нагрева

Нагрев воздухареализуют электронагреватели, батареи, радиаторы, да и вообще любые источники тепла. Нагревают окружающий воздух и люди.

Хочу такой же калькулятор себе на сайт
Настройка ID-диаграммы по умолчанию
Минимальная температура °С
Максимальная температура °С
Минимальное влагосодержание г/кг
Максимальное влагосодержание г/кг
Расчет нагревателя по ID-диаграмме
Расход воздуха м3
Параметр Точка 1 Точка 2
Температура °С
Влажность %
Влагосодержание г/кг
Энтальпия кДж/кг
Парц.давление кПа
Точка росы °С
Мощность нагревателя кВт
Хочу такой же калькулятор себе на сайт

Однако следует различать чистый нагрев и нагрев с увлажнением. Если электронагреватели и батареи влагосодержание воздуха не меняют, т.е. процесс на диаграмме идет вертикально вверх (d=const), то люди, к примеру, выделяют ещё и влагу (50-100г/ч влаги в зависимости от условий) и процесс наклоняется вправо. Энтальпия воздуха, очевидно, быстрее растет во втором случае. Поэтому, если нагрев воздуха является негативным фактором и требуется последующее охлаждение (как в системах кондиционирования), то необходимую мощность охлаждения (холодопроизводительность кондиционера) принципиально неверно определять исходя только из разности температур, т.к. фактор влажности останется неучтенным. Этот эффект наглядно показывает следующий пример:



Вообще, говоря строго, нагрев с увлажнением является суммой двух процессов - чистого нагрева и изотермического увлажнения, но и наше понятие имеет место быть именно в отношении людей. Дело в том, что при расчете мощности кондиционеров в подавляющем большинстве случаев учитывают только чистый нагрев от людей, забывая про влаговыделения. Но кондиционер, не задумываясь об этом, тратит до 40% холодопроизводительности на осушение. Соответственно, на борьбу с чистым нагревом остается лишь 60% мощности, а не 100%, как это было заложено в проекте. Не стоит забывать о влаговыделении людей!

Полезные формулы, описывающие процесс нагрева:

Чистый нагрев:

  • Уравнение баланса теплоты:
    Mсух·I1 + Qнагр = Mсух·I2.
  • Угловой коэффициент:
    ε = (I2-I1)/(d2-d1) = ∞.
  • Мощность, необходимая для нагрева (охлаждения):
    Qнагр = Mсух· (I2-I1) = Gсух·ρ·c (t2-t1).

Нагрев с увлажнением:

  • Уравнение баланса теплоты:
    Mсух·I1 + Qнагр + Pвл·Iпар = Mсух·I2.
  • Угловой коэффициент:
    ε = (I2-I1)/(d2-d1) = Qнагр/Pвл.
  • Мощность, необходимая для нагрева (охлаждения):
    Qнагр = Mсух· (I2-I1) Gсух·ρ·c (t2-t1).

где:
Pвл - влаговыделение (человека), представляет собой пар,
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: