Εγκαταστάσεις αέρα κλιματισμού

για το καλοκαίρι και το χειμώνα

Το επόμενο σχηματικό διάγραμμα δείχνει τα απαραίτητα στοιχεία

μιας κλιματιστικής διεργασίας τόσο για την περίοδο του καλοκαιριού

όσο και την περίοδο του χειμώνα.

Preheater battery= στοιχείο προθέρμανσης

Supply fan= ανεμιστήρας αέρα προσαγωγής

Cooling coil = στοιχείο ψύξης

Reheater battery = στοιχείο μεταθέρμανσης.

Return air fan = ανεμιστήρας αέρα επιστροφής

Οι επόμενες φωτογραφίες εμφανίζουν μερικά αντικείμενα

εγκαταστάσεων.

Βασικές διαδικασίες κλιματισμού

1. ΜΙΞΗ

Όπου δύο ρεύματα αέρα αναμιγνύονται η ψυχρομετρική διαδικασία

εμφανίζεται ως ευθεία γραμμή μεταξύ δύο όρων αέρα στο

ψυχρομετρικό διάγραμμα, κατά συνέπεια τα σημεία 1 και 2 ενώνονται

και το σημείο 3 μιγμάτων βρίσκεται σε αυτήν την γραμμή.

Δύο ρεύματα αέρα αναμιγνύονται στον κλιματισμό όταν φρέσκος

αέρας (m1) εισάγεται και αναμιγνύεται με αέρα ανακυκλοφορίας (m

2).

Το μίγμα αέρα που προκύπτει αναφέρεται σαν (m3).

Τα επόμενα διαγράμματα εμφανίζουν ανάμιξη δύο ρευμάτων αέρα.

Από τη σχέση διατήρησης της μάζας:

m1 + m2 = m3

Από τη σχέση διατήρησης της ενέργειας:

m1 h1 + m2 h2 = m3 h3

όπου:

m = παροχή μάζας αέρα (kg/s)

h = ειδική ενθαλπία του αέρα (kJ/kg) βρίσκεται από το ψυχρομετρικό

διάγραμμα.

Βασικές διαδικασίες κλιματισμού

2. ΑΙΣΘΗΤΗ ΨΥΞΗ ΚΑΙ ΘΕΡΜΑΝΣΗ

Όταν ο αέρας θερμαίνεται ή ψύχεται αισθητά, δηλαδή όταν δεν

προστίθεται ή αφαιρείται καμία υγρασία, αυτή η διαδικασία

αντιπροσωπεύεται από μια οριζόντια γραμμή σε ένα ψυχρομετρικό

διάγραμμα.

Για τη αισθητή θέρμανση:

Το ποσό θέρμανσης της εισόδου στον αέρα προσεγγίζει

H1-2 = m x Cp x (t2 - t1)

Ή ακριβέστερα από το ψυχρομετρικό διάγραμμα:

H1-2 = m x (h2 - h1)

Για τη αισθητή ψύξη:

Το ποσό εισόδου ψύξης στον αέρα προσεγγίζει

H2-1 = m x Cp x (t2 - t1)

Ή ακριβέστερα από το ψυχρομετρικό διάγραμμα:

H2-1 = m x (h2 - h1)

όπου:

H = η ισχύς ψύξης ή θέρμανσης (kW)

m = παροχή μάζας το αέρα (kg/s)

Cp = Η ειδική ικανότητα θερμότητας του αέρα, μπορεί να ληφθεί όπως 1.01

kJ/kg degC.

t = Θερμοκρασία ξηρού βολβού του αέρα (oC)

h = ειδική ενθαλπία του αέρα (kJ/kg) βρίσκεται από το ψυχρομετρικό διάγραμμα.

Βασικές διαδικασίες κλιματισμού

3. ΨΥΞΗ ΜΕ ΑΦΥΝΓΡΑΝΣΗ

Η πιο συνηθέστερα χρησιμοποιημένη μέθοδος αφύγρανσης του αέρα

είναι να ψυχθεί ο αέρας κάτω από το σημείο δρόσου του. Το σημείο

δρόσου του αέρα δείχνει πότε ο αέρας είναι πλήρως διαποτισμένος

δηλ. στον κορεσμός 100%.

Όταν ο αέρας είναι πλήρως διαποτισμένος δεν μπορεί να κρατήσει

άλλη υγρασία υπό μορφή υδρατμού. Εάν ο αέρας ψύχεται στον αέρα

σημείου δρόσου και ψύχεται επιπλέον έπειτα η υγρασία θα αφαιρεθεί

από τον αέρα υπό μορφή συμπυκνώματος. Αυτό μπορεί να

εμφανιστεί σε ένα ψυχρομετρικό διάγραμμα ως αέρας που ψύχεται

αισθητά έως ότου γίνει πλήρως διαποτισμένος (το σημείο δροσου

επιτυγχάνεται) και έπειτα ο αέρας ψύχεται latently σε μια χαμηλότερη

θερμοκρασία. Αυτό είναι προφανές στο ψυχρομετρικό διάγραμμα με

την οριζόντια γραμμή για τη αισθητή ψύξη έως στην καμπύλη

κορεσμού 100% και έπειτα η διαδικασία ακολουθεί την καμπύλη

κορεσμού 100% κάτω σε ένα άλλο σημείο σε μια χαμηλότερη

θερμοκρασία.

Αυτή η χαμηλότερη θερμοκρασία καλείται μερικές φορές σημείο

δρόσου συσκευής (ADP) του ψυκτικού στοιχείου.

Η ψυχρομετρική διαδικασία από το σημείο κατάστασης 1 έως 2 έως 3

μπορεί να εμφανιστεί για απλότητα ως ευθεία γραμμή όπως πιο κάτω

με μια πράσινη γραμμή.

Το συνολικό ποσό εισόδου ψύξης στον αέρα προσεγγίζει

H1-3 = m x (h1 - h3)

Η λογική θερμότητα αφαιρούμενη είναι:

H1-2 = m x (h1 - h2)

Η λανθάνουσα θερμότητα αφαιρούμενη είναι:

H2-3 = m x (h2 - h3)

όπου: H = Δροσίζοντας ενέργεια (kW)

m = ποσοστό μαζικής ροής αέρα (kg/s)

h = συγκεκριμένη ενθαλπία του αέρα (kJ/kg) βρήκε από το ψυχρομετρικό

διάγραμμα.

Ελλείψει ενός κατάλληλου ψυχρομετρικού διαγράμματος ο

ακόλουθος τύπος μπορεί να χρησιμοποιηθεί Η αφαιρούμενη αισθητή

θερμότητα είναι:

H1-2 = m x Cp x (t1 - t2)

Η αφαιρούμενη λανθάνουσα θερμότητα είναι:

H2-3 = m x hfg x (g2 - g3)

όπου:

H = ψυκτική ενέργεια (kW)

m = παροχή μάζας αέρα (kg/s)

Cp = Η ειδική θερμοχωρητικότητα του αέρα, μπορεί να ληφθεί όπως 1.01

kJ/kg degC.

t = Θερμοκρασία ξηρού βολβού του αέρα (oC)

hfg = η λανθάνουσα θερμότητα του εξάτμισης, μπορεί να ληφθεί όπως 2454

kJ/kg @20oC.

g = περιεκτικότητα σε υγρασία του αέρα από το ψυχρομετρικό διάγραμμα

(kg/kg dry air)

Βασικές διαδικασίες κλιματισμού

3.1 ΠΑΡΑΓΟΝΤΑΣ ΕΠΑΦΗΣ ΣΤΟΙΧΕΙΟΥ ΨΥΞΗΣ

Μέρος από τον αέρα που περνά από ένα ψυκτικό στοιχείο δεν

έρχεται σε επαφή με τους σωλήνες ή τα πτερύγια του ψυκτικού

στοιχείου και επομένως δεν ψύχεται στη θερμοκρασία ADP.

Επομένως μια διαδικασία μίξης πραγματοποιείται με αποτέλεσμα να

αυξάνει τη θερμοκρασία του αέρα που εξέρχεται από το στοιχείο,

όπως περιγράφεται και φαίνεται πιο κάτω.

Ένα ρεύμα αέρα ψύχεται κάτω στο ADP και το άλλο ρεύμα αέρα

παρακάμπτει τις επιφάνειες πηνίων για να δώσει μια θερμοκρασία

αέρα λίγο υψηλότερη από το ADP.

Αυτό μπορεί να θεωρηθεί ως μια ανεπάρκεια του στοιχείου και

δίνεται συνήθως ως παράγοντας επαφής στοιχείου ψύξης. (ή

συντελεστής παράκαμψης του στοιχείου).

Η διαδικασία εμφανίζεται στο επόμενο ψυχρομετρικό διάγραμμα.

Ο παράγοντας επαφής ενός ψυκτικού στοιχείου μπορεί να βρεθεί από

Μια άλλη έκφραση για τον παράγοντα επαφής είναι

Βασικές διαδικασίες κλιματισμού

4. ΥΓΡΑΝΣΗ

Εάν είναι απαραίτητο να προσθέσει κάποια υγρασία στον αέρα

προσαγωγής αυτό γίνεται καλύτερα με τον ψεκασμό ατμού στο

ρεύμα αέρα.

Ύγρανση μπορεί να πραγματοποιηθεί με τον ψεκασμό μιας λεπτής

υδρονέφωσης των σταγονιδίων του νερού στον αέρα αλλά αυτό δεν

συστήνεται στα δωμάτια που καταλαμβάνονται από ανθρώπους

λόγω του κινδύνου των βακτηριδίων που μεταφέρονται.

Ο ξηρός ατμός μπορεί να ψεκαστεί από έναν σωλήνα ανεφοδιασμού

ατμού ή να παραχθεί σε μια τοπική συσκευασμένη μονάδα όπως

φαίνεται στη φωτογραφία κατωτέρω. Ένα μειονέκτημα της

χρησιμοποίησης ενός υπάρχοντος στοιχείου ανεφοδιασμού ατμού

είναι μυρωδιές μπορεί να μεταφερθούν στον αέρα.

Η μονάδα συσκευασίας ατμού είναι τοποθετημένη κοντά στον

αεραγωγό και υπολογίζεται έτσι ώστε να καλύψει τις μέγιστες

απαιτήσεις και αυτό γίνεται συνήθως το χειμώνα.

Η ψυχρομετρική διαδικασία εμφανίζεται κατωτέρω.

Δείτε το τμήμα κύκλων καλοκαιριού και χειμώνα του υπολογισμού του

ποσού υγρασίας που προστίθεται στον υγραντή.

ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΕΣ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΕΣ ΚΛΙΜΑΤΙΣΜΟΥ

Το επόμενο σχηματικό διάγραμμα εμφανίζει χαρακτηριστικό σύστημα

εγκαταστάσεων για το θερινό κλιματισμό.

Το επόμενο ψυχρομετρικό διάγραμμα εμφανίζει χαρακτηριστικό

θερινό κύκλο.

Το επόμενο σχηματικό διάγραμμα εμφανίζει χαρακτηριστικό σύστημα

εγκαταστάσεων για το χειμερινό κλιματισμό.

Το επόμενο ψυχρομετρικό διάγραμμα εμφανίζει χαρακτηριστικό

χειμερινό κύκλο.

ΣΥΜΒΟΛΙΣΜΟΣ

Στα σημεία κατάστασης σε ένα ψυχρομετρικό διάγραμμα μπορούν

να δοθούν αριθμοί ή σύμβολα για να τα προσδιορίσουν.

ΑΝΑΛΟΓΙΑ ΔΩΜΑΤΙΩΝ

Αυτό είναι το ποσοστό της αισθητής θερμότητας που πρέπει να

συμπληρώσει συνολικά τη θερμότητα στο δωμάτιο για το καλοκαίρι ή

το χειμώνα.

Το συνολικό κέρδος θερμότητας (καλοκαίρι) ή απώλεια (χειμώνας) θα

καθοριστεί με την προσθήκη της λανθάνουσας και αισθητής

θερμότητας σε ένα δωμάτιο ή τα δωμάτια, δηλ.

(ΚΑΛΟΚΑΙΡΙ) Συνολικό κέρδος θερμότητας = Κέρδος αισθητής

θερμότητας + κέρδος Λανθάνουσας θερμότητας

(ΧΕΙΜΩΝΑΣ) Συνολική θερμότητα = Απώλεια αισθητής θερμότητας +

κέρδος λανθάνουσας θερμότητας

Η αναλογία δωματίων χρησιμοποιείται σε ένα ψυχρομετρικό

διάγραμμα για να καθορίσει το σημείο κατάστασης του αέρα

προσαγωγής.

Μια γραμμή αναλογίας δωματίου μεταφέρεται από το

μοιρογνωμόνιο του ψυχρομετρικού διαγράμματος επάνω στο βασικό

σώμα του διαγράμματος με μια διάβαση γραμμών μέσω του

καταστατικού σημείου R του δωματίου.

Ένας υπολογισμός παραδείγματος είναι ο ακόλουθος:

Κέρδος αισθητής θερμότητας = 9.0 kW

κέρδος λανθάνουσας θερμότητας = 2.25 kW

Συνολικό κέρδος θερμότητας = 9.0 kW + 2.25 kW = 11.25 kW.

Αναλογία δωματίου = αισθητή / Συνολική θερμότητα

Αναλογία δωματίων = 9 / 11.25 = 0.8

Το σημείο κατάστασης αέρα προσαγωγής πρέπει να είναι πάνω σε

αυτήν την γραμμή αναλογίας δωματίου επίσης να καλυφθούν οι

απαιτήσεις κέρδους θερμότητας δωματίων δηλ. η αναλογία γραμμή

δωματίων περνά πάντα μέσω των σημείων R και S.