Всегда в вентиляции мы работаем с влажным воздухом, т.е. с воздухом (смесь азота, кислорода и т.д.), содержащим в себе воду (в газообразном состоянии). И все процессы, происходящие с ним, воздухом, мы можем проанализировать с помощью ID (HD) диаграммы.
Что на ней искать? Основные, чаще всего используемые в вентиляции, параметры такие:
1. Температура (t, град.С) - СИНИЕ кривые и значения.
2. Относительная влажность (%) - ЗЕЛЕНЫЕ кривые. Показывает насколько воздух насыщен влагой и, соответственно, сколько ещё может вобрать.
3. Энтальпия ( I (H), кДж/кг) - КРАСНЫЕ кривые. Мера энергии влажного воздуха.
4. Влагосодержание (d, г/кг сух.возд.) - ГОРИЗОНТАЛЬНАЯ шкала. Показывает сколько грамм воды приходится на 1 кг сухого воздуха.
Как пользоваться диаграммой рассмотрим на примере. Предположим, что есть помещение, в котором круглогодично необходимо поддерживать температуру 20 град.С и влажность 50...55%.
Рассмотрим режим "ЗИМА". Температура на улице -20° и относительная влажность наружного воздуха 70% (точка Н). Требуемые параметры обозначим точкой К.
ПРОЦЕСС НАГРЕВА на диаграмме - вертикальный отрезок от начальной температуры до конечной.
Поэтому в нашем случае, если воздух просто нагреть (фиолетовая прямая) до 20°, относительная влажность у него окажется в районе 5%.
Понятно, что воздух надо увлажнять (и тут пойдём от конечной точки).
ПРОЦЕСС УВЛАЖНЕНИЯ с помощью сотового или форсуночного увлажнителя на диаграмме - прямая, параллельная линиям энтальпии.
Проведём её из конечной точки оранжевым. А теперь из начальной точки таким же оранжевым проведём линию нагрева. Пересекаются они в точке с температурой 37°С и отн.влажностью около 2% (точка О). Получается, что, для того, чтобы на выходе получилось 20° и 50%, надо сначала воздух нагреть до 37° и только потом увлажнять, например, сотовым увлажнителем.
По факту чаще, для экономии ресурсов в таких ситуациях, используют рециркуляцию внутреннего воздуха.
Ок, построим с рециркуляцией, допустим, 20%. Т.е. 20% воздуха забирается из помещения (точка К), а 80% - с улицы (точка Н).
ПРОЦЕСС СМЕШЕНИЯ на диаграмме: соединяем эти точки отрезком. И делим в соотношении 20/80 - 20 от точки Н, 80 от точки К (удобнее и точнее пользоваться для этого линейкой). Точка СМ и есть смесь. Если она, так же как и в нашем примере, лежит ниже линии 100% влажности, значит выпадает конденсат. Параметры смеси будут такие: температура около -11.5° (чтоб определить, надо провести луч параллельно линиям энтальпии до 100% влажности), влажность 100%.
Далее построения такие, как уже делали: от конечной точки К прямая, параллельная линиям энтальпии (моделируем процесс увлажнения), от точки смеси СМ прямая вертикально вверх (моделируем процесс нагрева). Пересеклись эти две прямые в точке К1 с температурой 34°С и отн.влажностью около 6%. Значит, процесс в центральном кондиционере (приточной установке) будет такой: смешать наружный воздух и рециркуляционный, нагреть до 34°, увлажнить.
Эффект от рециркуляции очевиден: греть придётся не от -20° до +37°, а от -11.5° до +34°.
На этом с режимом "ЗИМА" все, перейдём к режиму "ЛЕТО".
Наружный воздух летом с параметрами 28°С и отн.влажностью 60%.
Функцию рециркуляции с зимнего режима сохраняем и строим так же, как и раньше. Параметры смеси получаются такие (точка СМ): температура около 26°С и отн.влажность 60%.
Пробуем охладить.
ПРОЦЕСС ОХЛАЖДЕНИЯ на диаграмме - прямая вниз и немного влево (это связано с выпадением конденсата).
Видим, что при охлаждении до 20° относительная влажность составляет 85% (точка К1). А это значит, что требуется глубокое охлаждение и осушение. Как посчитать насколько глубокое?
Пойдём от конечной точки (К). Понятно, что до нее придётся догревать, а значит от неё можно провести вертикальную прямую вниз до линии отн.влажности 100%. Получилось примерно 9.5°С.
Значит, только охлаждая до этой температуры, мы получим такое ВЛАГОСОДЕРЖАНИЕ, что при температуре 20°С отн.влажность составит 50%. А процесс охлаждения будет выглядеть примерно так - вертикально вниз до точки росы (100% влажность) и далее по кривой 100%-й влажности. На сколько мы при этом ОСУШИЛИ воздух можно посчитать из разности влагосодержаний точек СМ и К.
Итак, летом для поддержания заданных параметров в приточной установке воздух надо будет сначала охладить, а потом догреть до требуемой температуры. И принципиальный состав такой установки будет выглядеть так, как показано на рисунке.
