4. Построение процессов системы кондиционирования воздуха

НА J-d-ДИАГРАММЕ ВЛАЖНОГО ВОЗДУХА

4.1. J-d-диаграмма влажного воздуха

В J-d-диаграмме графически связаны все параметры тепловлажностного состояния воздуха: температура, t, ºС, энтальпия (теплосодержание), J, кДж/кг, влагосодержание, d, г/(кг сухого воздуха), относительная влажность, φ, %, парциальное давление водяных паров, Р_п, кПа.

J-d-диаграмм, приведенная на рис. 4.1, построена в косоугольной системе координат. Для удобства графических построений на вертикальной оси отложены значения энтальпии, J, кДж/кг, сухой части влажного воздуха, а по оси, составляющей с ординатой 135º, отложены значения влагосодержания, d, г/(кг сухого воздуха), таким образом, расширена по сравнению с перпендикулярным положением осей область ненасыщенного влажного воздуха.

Значения J, кДж/кг, отмечены на прямых линиях постоянных энтальпий, проведенных параллельно наклонной оси абсцисс. Значения d, г/(кг сухого воздуха), показаны на горизонтальной шкале диаграммы. Линии постоянных влагосодержаний проходят вертикально.

Кривые постоянных значений φ, %, проведены с интервалом в 5 %. Кривая φ, равная 100 %, соответствующая состоянию полного насыщения воздуха водяным паром, называется пограничной линией. Она делит поле диаграммы на две части: выше нее расположена область ненасыщенного водяным паром влажного воздуха, а ниже – область пересыщенного влагой воздуха.

На область ненасыщенного водяным паром влажного воздуха нанесены изотермы (линии постоянных значений температуры). Шкала температур находится на оси ординат. Изотермы являются прямыми линиями, они не параллельны друг другу, что особенно проявляется при высоких температурах.

Рис. 4.1. J-d-диаграмма влажного воздуха

Соответствие между значениями влагосодержания d, г/(кг сухого воздуха), и парциального давления водяных паров – Р_п, кПа, в диаграмме устанавливается с помощью линии парциальных давлений водяного пара, проведенной через все линии постоянных влагосодержаний в нижней части диаграммы. От точек пересечения линии d = const с линией парциальных давлений проведены горизонтальные прямые постоянных парциальных давлений водяного пара. В правой части диаграммы на линии, параллельной оси ординат, имеется шкала Р_п, кПа.

Таким образом, по любым двум параметрам тепловлажностного состояния воздуха можно найти все остальные. На диаграмме изображаются процессы изменения состояния воздуха. Для этого достаточно соединить точки, соответствующие параметрам начала и конца процесса линией, по которой протекает процесс.

Температура точки росы – t_р, ºС, соответствующая заданному тепловлажностному состоянию воздуха, определяется в результате пересечения линий влагосодержания – d, г/(кг сухого воздуха) и относительной влажности φ = 100 %. Соответственно, температура мокрого термометра – t_м, ºС, определяется в результате пересечения линий энтальпии – J, кДж/кг и относительной влажности φ = 100 %.

4.2. Построение луча процесса

Положение луча процесса в J-d-диаграмме определяют угловым коэф­фициентом – ε, кДж/кг. Этот параметр называют также тепловлажностным отноше­нием, т.к. он показывает величину приращения количества теплоты на 1 кг полученной (или отданной) воздухом влаги.

По границам диаграммы нанесены деления с указанием направлений лучей процессов – ε, кДж/кг. Для определения положения какого-либо луча процесса найти деление с соответствующим численным значением ε, кДж/кг, соединить с нулем отсчета на оси ординат и через точку начала процесса провести линию, параллельную полученному направлению.

Коэффициент ε, кДж/кг, определяется по формуле

, (4.1)

где Q – поток полной теплоты, Вт; W – влаговыделения в помещении, кг/ч; J₁, J₂ – значения энтальпии воздуха в начале и конце процесса тепловлажностной обработки воздуха, кДж/кг; d₁, d₂ – значения влагосодержания воздуха, г/(кг сухого воздуха), соответственно.

Если начальные параметры воздуха различны, а значения ε, кДж/кг, одинако­вы, то линии, характеризующие изменение состояния воздуха, будут па­раллельными прямыми.

При построении процессов обработки воздуха в СКВ луч процесса следует проводить через точку на J-d-диаграмме влажного воздуха, характеризующую параметры внутреннего воздуха в помещении.

Пример. Определить величину углового коэффициента, определяющую положение луча процесса в J-d-диаграмме.

По формуле (4.1) находим, что

в ТПГ: ;

в ХПГ: .