Система кондиционирования воздуха цр-3

СКВ ЦР-3 – однозональная система с переменной рециркуляцией.

Назначение системы: СКВ ЦР-3 применяется для кондиционирования воздуха в одном помещении при круглогодичном поддержании двух параметров воздуха, температуры и влажности и допустимости рециркуляции. Причём yлежит в пределахy^max= 0,30,9.

Принципиальная схема

Кондиционер, работающий по схеме СКВ ЦР-3, состоит из тех же секций, что и кондиционер системы ЦН-1 с добавлением смесительной камеры и сдвоенного клапана. Кроме этого, схема дополняется рециркуляционными воздуховодами с рециркуляционным вентилятором.

Процесс обработки воздуха в I-dдиаграмме для расчётных режимов

Расчётный тёплый режим характеризуется максимальными теплопоступлениями. Процессы в I-dдиаграмме будем рассматривать для частного случая, когда параметры воздуха (температура и влажность) в помещении в тёплый и холодный периоды постоянны и имеют одни и те же значения:

t_п ⁼ t_п’ = const, _п = _п’ = const. Влаговыделение в помещении есть величина постоянная и одинаковая по периодам:W_п^т=W_п^х=const.

Исходные данные:

Q_п^т,Q_п^х

W_п^т,t_п,_п,t_н, _н,I_н

t_н’,_н’,I_н’,y=y^max

Для экономии холода в тёплый период целесообразно использовать максимальную рециркуляцию, так как энтальпия смеси уменьшается и соответственно уменьшается расход холода. Рециркуляционный воздух забирается из помещения, а точка Р строится исходя из условий, что в рециркуляционном воздуховоде и в рециркуляционном вентиляторе происходит нагрев при постоянном влагосодержании. Точка смеси лежит на прямой, соединяющей точки Р и н и делит эту прямую на отрезки, обратно пропорциональные количеству рециркуляционного и наружного воздуха. С параметрами точки смеси воздух политропно охлаждается и осушается в камере орошения до состояния, характеризующего точку КО. Затем нагревается в вентиляторе и подаётся в помещение, где ассимилируя теплоту и влагу, приобретает параметры точки п. Из расчётного тёплого периода года находят расход или производительность кондиционера.

Так же, как и в теплый период, в холодный период целесообразно иметь максимальную рециркуляцию воздуха. Тем самым уменьшается расход теплоты на нагрев наружного воздуха.

1) точка Н

2) точка СмI_См,y=y_max

3) точка К_I

4) точка К_II 

 точка п

Для поддержания заданных параметров в помещении при изменении температуры наружного воздуха, т.е. в промежуточных значениях I_н.в., кондиционер оборудуется системой автоматизации, которая позволяет поддерживать заданные параметры воздуха помещения. Схема СКВ ЦР-3 имеет два узла регулирования, узел защиты калорифера от замораживания и узел реверса. Защита калориферов от замораживания осуществляется от терморегулятора Т3 и будет рассматриваться ниже.

Первый узелработает от терморегулятора Т-1 и обеспечивает поддержание температуры за КО в теплый период за счет изменения холодопроизводительности КО, в холодный период – за счет изменения теплоотдачи калориферов первого подогрева и изменения соотношения количеств рециркуляционного и наружного воздуха.

Второй узелработает так же, как в предыдущих схемах: от терморегулятора Т-2, - и поддерживает в помещении заданную температуру за счет изменения теплоотдачи калориферов второго подогрева.

Рассмотрим работу схемы в диапазоне при переходе от холодного к теплому периоду. Обозначим текущее значение энтальпии через I_н. В расчетный холодный период доля рециркуляции, как правило, максимальна, что соответствует минимальной нагрузке на калорифер первого подогрева. При повышенииI_ндоля рециркуляции не меняется, ноI_смповышается, поэтому меняется нагрузка на калорифер первого подогрева. Это обеспечивается за счет воздействия терморегулятора Т-1 на исполнительный механизм ИМ-1. Клапаны К1 прикрываются, и уменьшается расход горячей воды, проходящей через калорифер первого подогрева, при дальнейшем повышении I_ндо энтальпииI_н1. В этот момент точка Смможет оказаться на линииI_КО, ИМ-1 полностью отключит калорифер первого подогрева. Энтальпия наружного воздухаI_н1, при которой отключаются калориферы первого подогрева, находится из уравнения теплового баланса при условии, чтоI_CM=I_KO.

на I-dдиаграмме нанесемI_н1, характеризующую эту ситуацию. Обозначим первой зоной изменение энтальпии наружного воздуха:I_н<I_н1.

I) I_н  I_н  I_н1

y = y^max, Q_KI >0

При дальнейшем увеличении I_нточка смеси оказывается вышеI_KO.

В этом случае нецелесообразно использовать максимальную долю рециркуляции, так как появляется необходимость в холодный период дополнительно охлаждать воздух до I_KO. Поэтому терморегулятор Т-1, воздействуя на исполнительный механизм сдвоенного клапана, уменьшает количество рециркуляционного воздуха так, чтобы

I_CM=I_KO

Когда энтальпия наружного воздуха будет выше I_KO, доля рециркуляции уменьшится до 0.

Обозначим зоной IIзону междуI_KOиI_н1.

II) I_н1  I_н  I_KO

0 < y < y^max

Q_KI = 0

Когда энтальпия наружного воздуха станет выше I_KO, в работу включится ИМ-2, и постепенно увеличится количество холодной воды, подаваемой в оросительную камеру. При этом кондиционер работает на наружном воздухе. Пределом верхней границыIIIзоны являетсяI_p.

III) I_KO  I_н  I_p

y= 0

|Q_x| > 0

Когда энтальпия наружного воздуха I_нпревыситI_p, целесообразно, чтобы доля рециркуляции была максимальной. Это позволит уменьшитьI_CMи, соответственно, нагрузку на холодильную установку. Для переключения рециркуляции с 0 на максимум служит узел реверса.

Узел реверса работает от терморегулятора Т-4. Терморегулятор Т-4 настраивается на температуру мокрого термометра, соответствующую и рециркуляции. При энтальпииI_н=I_pтерморегулятор дает разовый импульс на изменение положения сдвоенного клапана. Он служит для экономии холода в холодильной установке.

IV) I_p  I_н  I_н

y = y^max

|Q_x| > 0

При переходе от теплого периода к холодному исполнительные механизмы работают в обратной последовательности. Исполнительные механизмы работают только последовательно.

Определение расчетных нагрузок

1. Расчетный расход воздуха определяется по формуле:

2. Расчетная нагрузка на калорифер первого подогрева:

3. Нагрузка на холодильную установку:

4. Нагрузка на калорифер второго подогрева:

Диаграмма режимов работы

В результате включения максимальной рециркуляции в зоне IVпроизводительность холодильной установки возрастает в меньшей степени, чем в предыдущем режиме. Схема СКВ, несмотря на свою сложность, более экономична по сравнению с другими рассмотренными схемами (ЦН-1 и ЦР-1). В ней меньше используется теплоты и холода.

Частные случаи работы СКВ ЦР-3 в зависимости от наружного климата

1. Энтальпия наружного воздуха I_н>I_н1

Необходимо, чтобы I_CM=I_KO

При данных условиях может оказаться, что I_CM’>I_KOприy^max. Для экономии холода необходимо уменьшить долю рециркуляционного воздуха. В этом случае отпадает необходимость в калориферах первого подогрева (их нет).

Диаграмма режимов работы

2) I_н<I_н1

I_н<I_p

В этом случае отпадает необходимость в узле реверса.

Диаграмма режимов работы

3) I_н>I_н1

I_н<I_p

Находим I_CM(еслиI_CM>I_KO, тоI_CMсовпадает сI_KO).

Диаграмма режимов работы

4)I_н<I_KO,I_н<I_н1

В этом случае нет необходимости в использовании холодильной установки. Узел реверса также отсутствует.

Диаграмма режимов работы

1) y=y^max0.9,I_н<I_KO,I_н<I_KOI_CM>I_KOy^max

Диаграмма режимов работы

В этом случае нет необходимости использовать холодильную установку. Нет и узла реверса и калорифера первого подогрева.

Общие вопросы для основных схемных решений СКВ, регулируемых по постоянным параметрам за КО

I. Поддержание постоянных параметров воздуха в помещении при переменных влаговыделениях (W = var)

Рассмотренные нами схемы предполагают постоянство влаговыделения в помещении при G=const. При этом поддерживая за КО влагосодержание воздуха постоянным, будет постоянным влагосодержание воздуха в помещении при переменных колебаниях тепловой нагрузки (Q_n). При значительных колебаниях влаговыделений будет изменяться_n. Если отклонение выходит за допустимые пределы, то в схему дополнительно включается влагорегулятор В, управляющий температурной настройкой терморегулятора Т1, и тем самым корректируются параметры точки КО. Шкала настройки терморегулятора:

^min (45%) ^max (52%)

В

t^max (8C) t^min (7C)

Т-1

Фрагмент принципиальной схемы: