|
|
Контактные аппараты систем
кондиционирования и вентиляции различают по типам и принципам работы. В
настоящее время серийно выпускаются оросительные камеры (ОК). В них
одновременно и взаимосвязанно происходит как тепло-, так и массообмен,
поэтому при внесении возмущения на входе в ОК взаимосвязанно изменяются оба
простых и независимых параметра на выходе, какими являются температура и
влагосодержание воздуха. Например, если изменить температуру воздуха на входе
в ОК, то изменится как температура, так и влагосодержание на выходе.
Схема оросительной камеры как объекта управления показана
на 3.7, а. Для нее характерна взаимосвязанность процессов тепло- и
массообмена и изменение температуры и влагосодержания воздуха. Соответственно
регулируемым параметром удваивается число уравнений, описывающих процессы.
Управляющими воздействиями для оросительной камеры являются tlLa, GB и Gw, а
возмущающими воздействиями — GB, ta и da. Режим использования воды в
оросительной камере своеобразен и зависит от требуемых процессов
тепловлажностной обработки воздуха. В изоэнтальпийном (прежнее название «адиабатном»)
процессе используется только рециркуляционная вода, если пренебречь подпиткой
из водопровода 0,5— 3 % испарившейся воды. В политропных процессах обработки
воздуха ОК работает на переменной смеси холодной и рециркуляционной воды. При
наружных параметрах, превышающих расчетные в теплый период года, в камеру
подается только холодная вода.
Сложность процессов тепломассообмена в оросительной камере
и их описание связаны с физической сутью происходящих в дождевом пространстве
явлений. Поверхность контакта образует огромное множество капель, имеющих
разные размеры, скорости и траектории движения. Только в последнее время на
основе работ ряда организаций (ВНИИкондиционер, ЦНИИпромзданий, ЦНИИЭП
инженерного оборудования и др.) удалось вникнуть в существо происходящих
процессов. Предложены единые уравнения для описания процессов в аппаратах
контактного типа [14]
Методика учитывает особенности конструкции и типы
применяемых распылителей (форсунок), это учитывает коэффициенты р, а и Ь. Для
оросительных камер типа ОКФ и ОКС центральных кондиционеров КТЦ2 р = — 0,0035
кг/кДж; Ь = 0,33 кг-°С/кДж; a = 0,000715 кг/кДж.
В дальнейшем изложении использована методика А. В.
Степанова и ВНИИкондиционер [22] и результаты исследований статических'и
динамических характеристик оросительной камеры как звена САР, которая
учитывает и обобщает целый ряд исследований в этой области. Дождевое
пространство ОК, т. е. объем, где размещены форсунки и происходит
тепломассообмен, является усилительным звеном с переменным коэффициентом
передачи, зависящим от начальных параметров воздуха и воды. Температура и
влагосодержание воздуха на выходе изменяются практически мгновенно при
мгновенном изменении температуры воздуха и воды, а также влагосодержания
воздуха. Исходные уравнения (3.5) и (3.6) позволяют получить искомые
коэффициенты передачи при разных регулируемых параметрах и разных
возмущениях.
Рассмотрим динамические характеристики ОК при различных
режимах ее работы. В этой задаче камеру орошения нужно рассматривать как
комбинацию двух элементов: дождевого пространства и поддона ( 3.7, б).
Динамические характеристики оросительной камеры оказываются не постоянными, а
зависящими от взаимосвязи этих элементов: дождевого пространства и поддона и,
в частности, наличия рециркуляции воды. Кроме того, динамические
характеристики зависят от выбранного регулируемого параметра и управляющего
воздействия. Наличие в составе камеры орошения дождевого пространства,
описываемого нелинейными уравнениями, приводит к нелинейности ее
характеристик.
Рассмотрим ОК в изоэнтальпийном процессе, когда
регулируемым параметром является температура воздуха на выходе из камеры, а
управляющим воздействием — начальная температура воздуха. В этом режиме
камера полностью работает на рециркуляционной воде и представляет собой
параллельное соединение усилительного (дождевого пространства) и
апериодического звена (поддон). Постоянная времени поддона Тп — VnpJGW (где
Vu — объем поддона).
В зависимости от условий работы динамические характеристики
ОК могут приближаться либо к апериодическому, либо к усилительному звеньям.
При больших коэффициентах эффективности коэффициент передачи дождевого
пространства мал. В пределе, увеличивая коэффициент орошения, можно получить
коэффициент передачи дождевого пространства близким к нулю. В этом случае
OK представляет собой объект, близкий к апериодическому,
что получено в экспериментах П. В. Участкина. При уменьшении коэффициента
эффективности возрастает роль усилительного звена (дождевого пространства).
В политропных процессах регулирующим воздействием обычно
является соотношение расходов рециркуляционной и холодной воды, описываемое
коэффициентом рециркуляции воды fxp = Сар/(Сшр + + Gux) = 0-М. По мере роста
энтальпии наружного воздуха коэффициент рециркуляции воды уменьшается, а при
энтальпии, превышающей расчетную, = 0. Роль апериодического звена, т. е.
поддона, с уменьшением jnp снижается.
|