Расчет системы охлаждения.
Вычисления по диаграмме Молье
Диаграмма Молье в графическом виде отражает все переменные
величины, участвующие в расчете системы охлаждения.
Температура воздуха на выходе = T cyx. терм- к. п.д. * (T
сух. терм. — T влажн. терм)/100
Приведенный ниже пример будет очень полезен для понимания того,
какую информацию может предоставить диаграмма Молье.
Предположим, что мы измеряем температуру по сухому и влажному
термометрам при помощи психрометра:
Тсух = 36 °C
Tвлажн = 22.2 °C.
Исходя из этих значений, мы можем определить на диаграмме
Молье точку А и получить следующие данные:
- Относительная влажность φ = 30%
- Абсолютная влажность x = 0,011 кг пара на 1 кг воздуха
- Энтальпия паровоздушной смеси = 65,26 кдж/кг
Теперь предположим, что к.п. д. охлаждения испарительного
охладителя составляет 82%.
К. п. д. охлаждения η = (TD1-TD2)/(TD1-TW1)*100
(1)
где:
TD1 = температура по сухому
термометру на входе
TW = температура по
влажному термометру на выходе
TD2
= температура по сухому термометру на выходе
Вычисление температуры воздуха на выходе
Из соотношения (1) мы можем вычислить температуру воздуха на
выходе испарительного охладителя ESAC, как: TD2
= TD1-η*(TD1-TW1)/100=36-82*(36-22/2)/100 (2)
В результате получаем 24.7 °C.
Поскольку процесс является изоэнтальпическим, то на диаграмме Молье
мы можем определить точку B. Точка B представляет состояние воздуха на
выходе охладителя. Соответственно, получаем следующие параметры воздуха
на выходе охладителя:
- Относительная влажность φ = 82,5 %
- Абсолютная влажность x = 0,016 кг пара на 1 кг воздуха
- Энтальпия паровоздушной смеси = 65,26 кдж/кг
Таблица температуры воздуха на выходе испарительного
охладителя ESAC
| | ОТНОСИТЕЛЬНАЯ
ВЛАЖНОСТЬ НАРУЖНОГО ВОЗДУХА |
Температура
наружного
воздуха
| 20%
| 25%
| 30%
| 35%
| 40%
| 45%
| 50%
| 55%
| 60%
| 30 °C
| 18.4 °C
| 19.3 °C
| 19.9 °C
| 20.8 °C
| 21.8 °C
| 22.5 °C
| 23.4 °C
| 24.2 °C
| 24.9 °C
| 35 °C
| 21.8 °C
| 22.4 °C
| 23.7 °C
| 24.8 °C
| 25.8°C
| 26.8 °C
| 27.8 °C
| 28.5 °C
| 29.5 °C
| 40 °C
| 25.4 °C
| 26.1 °C
| 27.4 °C
| 28.7 °C
| 29.8°C
| 31.0 °C
| 32.0 °C
| 32.9 °C
| 33.9 °C
|
Расход воды
Разность между значениями относительной влажности воздуха на выходе
и на входе охладителя позволяет вычислить количество воды,
израсходованной на охлаждение 1 кг воздуха. Исходя из плотности воздуха
ρ = 1,2 кг/м³, производим вычисления:
Q = ρ * (x2 - x1)*
1000 = 1.2*(0.01624-0.01133) * 1000
где Q это количество воды, израсходованной на охлаждение 1000 м³
воздуха, а x1 и x2
- значения абсолютной влажности на входе и выходе
охладителя. Следовательно, расход воды составляет 5.89 кг/ч (л/ч) на
1000 м³/ч охлаждаемого воздуха при данных параметрах воздуха
на входе и выходе охладителя.
Таблица расхода воды охладителем ESAC на 1000
м³воздуха
|
|
ОТНОСИТЕЛЬНАЯ ВЛАЖНОСТЬ НАРУЖНОГО ВОЗДУХА
| Температура
наружного воздуха
| 30%
| 40%
| 50%
| 30 °C
| 5.0 л/ч
| 4.1л/ч
| 3.3 л/ч
| 35 °C
| 5.6 л/ч
| 4.6 л/ч
| 3.7 л/ч
| 40 °C
| 6.1 л/ч
| 5.0 л/ч
| 3.9 л/ч
|
Расчет теплопередачи между воздухом и водой
Поскольку процесс протекает при постоянной энтальпии, общее
энергосодержание паровоздушной смеси не изменяется: как видно из
диаграммы Молье, энтальпия точек A и B одинаковая, но часть
энергосодержания воздуха передается воде.
Если бы содержание
пара в воздухе на выходе испарителя было таким
же, как на входе, состояние воздуха на выходе было бы представлено на
диаграмме Молье точкой С. Разность энтальпий точек B и C равно
количеству тепла, отнятого у сухого воздуха для испарения воды. В нашем
случае разность составляет 65,26-53,62=11,64 кдж/кг воздуха.
Расчет холодопроизводительности испарительного
охладителя
При помощи диаграммы Молье мы вычислили количество тепла,
поглощенного в расчете на 1 кг охлажденного воздуха. Исходя из
производительности испарительного охладителя по воздуху, мы можем
оценить величину тепловой энергии, отнятой у воздуха в помещении, то
есть холодопроизводительность испарительного охладителя.
Пример.
Производительность испарительного охладителя FCX 22 T или FCX 22 B по
воздуху составляет 22 000 м³/ч. По диаграмме Молье определяем
величину энтальпии, отобранной у воздуха - 11.64 кдж/кг. Чтобы вычислить
тепловую энергию, отобранную из 1 м³ воздуха, умножим эту величину на
удельную плотность воздуха
(1,2 кг/м³):
11.64 кдж/кг х 1.2 кг/м3 = 13.97 кдж/м³
Теперь мы можем оценить холодопроизводительность FCX 22:
P = 13.97 кдж/м³х 22000 м³/ч /3600~85 кВт
Это значение соответствует состоянию воздуха при заданных значениях
температуры, влажности и давления воздуха. При изменении условий
наружного воздуха изменяется и холодопро изводительность.
Холодопроизводительность может быть выражена также как:
P = ρ *V *cp*(Tin - Tout), где
ρ : удельная плотность воздуха (кг/м³)
V: расход воздуха (м³/ч)
cp : удельная теплоемкость воздуха
(ккал/кг/°С)
Tin : температура воздуха на входе (°C)
Tout
: температура воздуха на выходе (°C)
P=1.2 * 22000/ 3600* (36-24.7)~83.5 кВт
Эти два подхода показывают схожие , в пределах ошибок,
результаты расчетов.
|
