Автоматизация систем кондиционирования воздуха и вентиляции

Раздел: Кондиционирование

Для автоматизации систем нужно знать и при необходимости уметь определять (оценивать) статические и динамические характеристики всех элементов систем кондиционирования воздуха и вентиляции. Эти сведения разбросаны в разных изданиях, иногда малодоступных; решения приводятся при разных допущениях и видах воздействий. Ни в одном издании они не описаны систематизиро- ванно. Учитывая это, в третьей главе описываются характеристики всех элементов систем. При изложении обращено внимание на физические представления о переходном и установившемся процессах, допущениях и математические зависимости, описывающие процесс. Для практического использования при оценке характеристик приводятся инженерные формулы, графики и номограммы. Автор учитывал, что часто не требуется найти точное значение характеристики, а в силу сложности процесса сделать это невозможно, поэтому он привел только некоторые из исследований советских специалистов, посвященных описываемым характеристикам.

3.1. О необходимости изучения статических и динамических характеристик элементов (звеньев) систем кондиционирования и вентиляции

Специалист в области систем кондиционирования и вентиляции хорошо знаком с элементами систем, их назначением и конструкцией, техническими, теплотехническими и аэродинамическими характеристиками. Не менее важно знание статических и динамических характеристик отдельных элементов (звеньев). На основе этих знаний могут быть правильно решенЫ|'многие| важные задачи теории и практики систем кондиционирования воздуха и вентиляции. Такие задачи систематизированы в следующей главе книги. Их рассмотрение и тщательный анализ убеждают в необходимости и практической пользе изучения статических и динамических характеристик. Число характерных задач не ограничивается приведенными здесь, а может быть увеличено.

Специалист, изучающий курс автоматизации систем кондиционирования воздуха и вентиляции, обычно воспринимает данную тему с известными трудностями. Полезно учитывать, что ранее он был мало знаком с переходными (неустановившимися) процессами и методами их описания. Расчет отдельных процессов в технике кондиционирования и вентиляции проводится чаще всего в предположении установившегося процесса. Переходные процессы, происходящие в элементах систем, более сложны для понимания и особенно при их математическом описании. Применяемый математический аппарат для решения систем дифференциальных уравнений обычно основан на операторном методе Лапласа, недостаточно знаком специалисту и требует комментариев. Физическая сторона процессов, особенно неустановившихся, протекающих в отдельных аппаратах и объектах систем, характеризуется распределенностью параметров в пространстве, иногда весьма значительной. Это серьезно осложняет расчет процессов даже в стационарных условиях. Так, расчет традиционных процессов нагревания и охлаждения воздуха в поверхностных аппаратах даже в сосредоточенных параметрах затруднен из-за большого числа по-разному соединенных по тепло-, хладоносителю единичных (базовых) теплообменников. Не менее сложны в своем описании процессы, протекающие в контактных аппаратах. В них тепломассообмен протекает на поверхности, образованной большим количеством капель разного размера, по-разному движущихся в оросительном пространстве. Трудности вызывает описание нестационарного теплообмена в каналах, проложенных в грунте, в приточных воздуховодах и помещениях.

При рассмотрении характеристик элементов систем автор стремился придерживаться общепринятой последовательности изложения материала. Первоначально рассматривается физическая картина явления, принимаются те или иные допущения, составляется исходная система уравнений, описывающих переходный процесс в рассматриваемом элементе (звене), выбирается метод решения, при этом промежуточные выкладки иногда опущены. Приводится анализ конечного результата, делается вывод о характеристике звена и возможностях его аппроксимации более простым уравнением. Первостепенным остается правильное физическое представление о динамических свойствах того или иного звена, например о том, как изменяется выходной (регулируемый) параметр на единичное ступенчатое изменение возмущающего или управляющего воздействия.