Процессы тепловлажностной обработки воздуха при контакте с водой

В пограничном слое воздуха, который соприкасается с водой, изменяется влагосодержание воздуха. Контакт воздуха с водой на самом деле происходит между воздухом данного состояния и насыщенным воздухом, находящимся над поверхностью воды и имеющим одинаковую с ней температуру. Процессы изменения параметров состояния воздуха изображаются в I-dдиаграмме прямыми, соединяющими точки начального состояния воздуха и воды (рис. 7). Вся область возможных процессов изменения состояния влажного воздуха, которые можно получить при обработке его водой, ограничена на I-dдиаграмме криволинейным треугольником АСВ. Две стороны этого треугольника представляют собой касательные СА и СВ, проведенные из точки С, характеризующей начальное состояние воздуха, к кривой φ = 100 %, а третья − часть кривой φ = 100 %, которая заключена между точками касания А и В. Любой процесс взаимодействия воздуха с водой постоянной температуры изображается в виде луча, находящегося в пределах этого треугольника, так как ни один луч, выходящий из точки С вне треугольника не может пересечься с кривой φ = 100 %.

Через точку С проведем изолинии d_с = const, I_с = const и t_с = const до пересечения с кривой насыщения. В зависимости от температуры поверхности воды вся область возможных процессов изменения состояния воздуха делится линиями граничных процессов на четыре характерных сектора:

I сектор. Воздух охлаждается и осушается при температуре воды, меньше температуры точки росы t_w < t_р, то есть температура и влагосодержание воздуха снижаются. При температуре воды, равной температуре точки росы (t_w = t_р), происходит «сухое» охлаждение воздуха (без изменения его влагосодежания).

II сектор. Воздух охлаждается и увлажненяется при t_w > t_р. При этом энтальпия воздуха снижается, влагосодержание увеличивается.

При температуре воды, равной температуре мокрого термометра (t_w = t_м) энтальпия воздуха практически не изменяется, хотя он охлаждается и одновременно увлажняется. Такой процесс в технике кондиционирования воздуха называется изоэнтальпийным. Воздух, имеющий более высокую температуру, чем вода, отдает явное тепло. В то же время из-за того, что парциальное давление водяного пара над поверхностью воды больше, чем в воздухе, вода испаряется и отдает воздуху эквивалентное количество скрытого тепла. Таким образом, энтальпия воздуха не изменяется. При контакте воздуха с водой температура воздуха изменяется и в пределе достигает температуры мокрого термометра. Адиабатный процесс, не требующий использования искусственного холода, широко используется для увлажнения и охлаждения воздуха в холодный и переходный периоды года.

III сектор. Воздух охлаждается и увлажняется при температуре воды t_м < t_w < t_с. При этом энтальпия и влагосодержание воздуха увеличиваются. В случае t_w = t_с (в изотермическом процессе) воздух увлажняется.

VI сектор. Воздух нагревается и увлажняется при t_w > t_с. Такой процесс находит все более широкое применение в зимнем режиме обработки воздуха.

Направление процессов определяется температурой воды, поэтому направлением процессов обработки воздуха можно управлять, подавая в аппарат воду соответствующей температуры. При рассмотрении изменений состояния воздуха в результате его взаимодействия с водой принимают параметры воздуха на выходе из камеры орошения кондиционера t = t_w, и φ = 100 %. Практически в камерах орошения воздух насыщается до φ = 90…95 %.

3. РАСЧЕТНЫЕ ПАРАМЕТРЫ НАРУЖНОГО
И ВНУТРЕННЕГО ВОЗДУХА

Задачей кондиционирования является поддержание заданных параметров состояния и состава воздуха помещения при произвольно изменяющихся параметрах наружной среды. Это определение показывает неразрывную связь кондиционирования с учением о наружном климате, относящемся к области строительной климатологии.