ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЙ РЕЖИМ ЭКСПЛУАТАЦИИ ОБОРУДОВАНИЯ СИСТЕМ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА

ENERGY SAVING OPERATION MODE OF EQUIPMENT OF AIR CONDITIONING SYSTEMS

Xayrulla Isaxodjayev

senior Lecturer at the Department of Heat Power Engineering, Tashkent State Technical University,

Uzbekistan, Tashkent

Nizomjon Usmonov

senior Lecturer at the Department of Heat Power Engineering, Tashkent State Technical University,

Uzbekistan, Tashkent

АННОТАЦИЯ

Предложены методы определения температуры точки росы и мокрого термометра влажного воздуха в системах кондиционирования воздуха. Приведены формулы и практический пример расчета по определению их значении.

ABSTRACT

Methods are proposed for determining the temperature of the dew point and wet wet air thermometer in air conditioning systems. Formulas and a practical example of calculation by definition of their value are given.

Ключевые слова: кондиционирования воздуха, испаритель, влажный воздух, точки росы, влагосодержание, воздухоохладитель.

Keywords: air conditioning, evaporator, humid air, dew point, moisture content, air cooler.

Одной из энергоемких сфер коммунально-бытового сектора экономики нашей Республики, как во всем мире, - системы кондиционирования воздуха. Как показывают результаты анализа расходы электроэнергии в современных системах создания искусственного микроклимата в помещениях жилых зданий, путем выбора рационального режима их эксплуатации можно достичь существенного энергосбережения. В частности, если обеспечить режим работы испарителей холодильных агрегатов кондиционеров в температурах не ниже, чем точки росы приточного (комнатного) воздуха, то за счет исключения расхода электроэнергии, необходимой для компенсации скрытый теплоты конденсации влаги из влажного воздуха, можно существенно снизить расход электрической энергии на единицу вырабатываемого искусственного холода.

Температура точки росы влажного воздуха, как правило, зависит от температуры и относительной влажности влажного воздуха охлаждаемого помещения, представляющего собой, как бинарную смесь, состоящую из водяного пара с молекулярным весом  и сухой части атмосферного воздуха с эффективным молекулярным весом . Наиболее распространенным приборам для определения значения точки росы влажного воздуха гигрометр Аллюарде и Грове [1], основанный на визуальное наблюдение появления росы на поверхности пластины при ее охлаждении до искомой температуры.

Представляет интерес установление расчетного выражения температуры точки росы влажного воздуха аналитическим способом. Температурой точки росы влажного воздуха называется та температура, до которой нужно охладить ненасыщенный воздух, чтобы он стал насыщенным при сохранении постоянного влагосодержания, т.е.  [1].

Влагосодержание влажного воздуха представляет собой отношение массы водяных паров () к единице массы сухого воздуха (), содержащего во влажном воздухе, т.е.

                             .                              (1)

                            (2)

Для установления выражения для определения  выражения (2) перепишем для текущего (d₁) и насыщенного (d₂) состояния влажного воздуха

        (3)

и

         (4)

Из условия d₁=d₂, имеем

,                           (5)

Как видно из анализа решения (5) следует, что значение  не зависить от В.

Приводим практический пример расчета по определению значения () для комфортных значений температуры ( и относительной влажности () комнатного воздуха.

Согласно результатам расчетов при значение , определенное из (5) составляет 12,9. Следовательно, комнатный влажный воздух при  имеет температуры точки росы 12,9 Полученное таким образом значение , отличается от табличного значения  (13,1) приведенного в [4] на 1,55 %

При температурах выше, чем  комнатный влажный воздух является ненасыщенным, а при ниже, чем 12,9водяные пары в из его состава начинают конденсироваться и в  комнату начинает поступать сухой  воздух. Как уже отмечено выше, если обеспечить температуры поверхности воздухоохладителя кондиционера на 1÷2 ⁰С выше, чем указанного значения  (12,9 ⁰С), может быть исключено конденсация водяных паров из комнатного влажного воздуха, и тем самым, дополнительный расход электроэнергии для удаления теплоты конденсации паров воды на поверхности воздухоохладителя.

Наряду с  в системах кондиционирования воздуха большое практическое значение имеет определение температуры мокрого термометра влажного воздуха().

Согласно [1] температурой мокрого термометра является такая температура, которую принимает насыщенный влажный воздух в процессе испарения при условии сохранения постоянной энтальпии ненасыщенного влажного воздуха, равной начальной, т.е.

Удельная (отнесенная к единице массе сухого воздуха) энтальпия ненасыщенного влажного воздуха с учетом выражения для удельного влагосодержания ненасыщенного влажного воздуха  согласно [2] определяется по формуле

          (6)

где и  – соответственно, температуры влажного воздуха и водянного пара;  удельная теплоемкость водянного пара;  – скрытая теплота параобразования воды при .

В связи с тем, что водяные пары в составе влажного воздуха находяться в перегретом состоянии, можно считать .                  

При , т.е. в состоянии насыщения влажного воздуха при  и значениях  ,  и   [2] выражение  (6) принимает вид

                                              (7)

Рисунок 1.  Зависимость  от  насыщенного влажного воздуха

Графическая зависимость  от  при  приведена на рис.1.

Аппроксимируя зависимости   получим трехдиапозионную аппракцимационную зависимость для определения  при изменении ее значения от 0 до 45

при    

;        (8)

при

;                              (9)

при

                              (10)

Максимальное значение относительных погрешностей, которых по сравнению с расчетами по формуле (7) составляет 0,4%.

Полученные таким образом выражения для расчета  и  отличаются высокой точностью по сравнению с формулами

                                          (11)

и

                                            (12)

Которые были получены в [5].

Приводим практический пример расчета по определению  для комнатного воздуха, комфортные значения  и  которых при расчетной температуре  относительной влажности наружного воздуха    [1], равны 27,7 и относительной влажности 0,40.

При , согласно результатам расчетов значение , определенное по формуле (6), при  и  составляет 53424,1 Дж/кг, а значение , определенное по аппракцимационной зависимости (17), составляет 18,1. Как уже отмечено выше, в этих условиях значение  составляет 12,9 Полученные таким образом значения  и  хорошо согласуется с их графическими значениями, определенными по  диаграмме влажного воздуха,  что подтверждается достоверность выражений (5) и (9). При эксплуатации комнатных кондиционеров в испарителях их холодильных установок в диапазоне изменения температуры 13÷18 исключается конденсация водных паров комнатного влажного воздуха, и тем самым расход электрической энергии, необходимой для компенсации скрытой теплоты конденсации влаги из него.

Список литературы:

1. Нестеренко А.В. Основы термодинамических расчетов вентиляции и кондиционирования воздуха. – М.: «Высшая школа» 1971, -460 стр.
2. Кириллин В.А., Сычев В.В., Шейндлин А.Е. Техническая термодинамика. – М.: Энергоатомиздат. 1983, - 416 стр.
3. Тверской П.Н. Курс метеорология (физики атмосферы). Л.: Гидрометеоиздат. 1962, - 703 стр.
4. http://vbokna/ru/okna/parametry/tochka-rosy
5. Исаходжаев Х.С., Анарбоев А.И. Температура влажного воздуха на выходе из испарительной установки, состоящей из испарительной камеры и вращающего регенеративного теплообменника. Материалы конференции «Возобновляемы источники энергии: Технологии и установки» Ташкент 2016. 264-265 стр.