Úpravy vzduchu v klimatizačních zařízeních (II)

KLIMATIZAČNÍ ZAŘÍZENÍ S CIRKULACÍ, OHŘEVEM, VLHČENÍM A CHLAZENÍM

Na obrázku 3.1 je znázorněno klimatizační zařízení sloužící pro úpravu vzduchu v obecném prostoru. Zařízení je vybaveno ventilátory pro odvod a přívod vzduchu (V), ohřevem (O) a parním zvlhčovačem (PV) pro zimní provoz a chladičem (CH) pro provoz letní. Pro využití cirkulačního vzduchu je zařízení vybaveno směšovací komorou (S). Pro úplnost je na schématu znázorněn i filtr atmosférického vzduchu (F) a uzavírací klapky (K).

Obrázek opět znázorňuje případ, kdy je klimatizovaný prostor vystaven tepelným ziskům (letní provoz). Ve schématu je naznačena i produkce vlhkostních zisků M_w (např. od osob pobývajících v prostorách).

Klimatizační zařízení, nasává z venkovního prostředí určité množství čerstvého vzduchu V_e, které se ve směšovací komoře smísí s cirkulačním vzduchem V_cir. Do místnosti je přiváděno celkové množství vzduchu V = V_e + V_cir o teplotě t_p a měrné vlhkosti x_p. Požadovaný stav vzduchu v místnosti je určen teplotou vzduchu t_i a relativní vlhkostí φ_i.

Obrázek 3.1 - Schéma vzduchového klimatizačního systému s cirkulací vzduchu
(obrázek platí pro letní provoz - tepelné zisky)

3.1. LETNÍ PROVOZ

Množství venkovního vzduchu V_e o stavu E se smísí ve směšovací komoře s cirkulačním vzduchem V_cir, jehož parametry jsou shodné se stavem vzduchu v místnosti I. Stav vzduchu po smísení S získáme graficky pákovým pravidlem, nebo výpočtem [3]. Po té ho ochladíme na požadovanou teplotu přiváděného vzduchu P. Směr změny je dán stavem CH, který určuje povrchová teplota chladiče t_ch.

Konstrukce úpravy vzduchu v h-x diagramu

Bod E: t_e = 30 (32) °C, h_e = 56 kJ/kg
Bod I: t_i dáno, φ_i odhadneme 30 - 60 %
Bod S: směšování V_cir/V_e - provedeme graficky pákovým pravidlem
Bod CH: povrchová teplota chladiče: t_ch = (t_w1+t_w2)/2, nebo t_ch = t_výp
Bod P: čára SCH x t_p (dáno pracovním rozdílem teplot Δt)
Čára PI: změna stavu vzduchu v místnosti

Princip kontroly vzájemné polohy čar x_i a x_p je totožný jako v kapitole 2.1.

Obrázek 3.2 - Letní provoz klimatizačního zařízení s cirkulací a chlazením vzduchu

3.2. ZIMNÍ PROVOZ S VLHČENÍM VZDUCHU

Množství venkovního vzduchu V_e o stavu E se smísí ve směšovací komoře s cirkulačním vzduchem V_cir, jehož parametry jsou shodné se stavem vzduchu v místnosti I. Výsledný stav po smísení S ohřejeme na požadovanou teplotu přiváděného vzduchu P' a dovlhčíme na požadovaný stav P.

Konstrukce úpravy vzduchu v h-x diagramu

Bod E: t_e = -15 °C, φ_e = 100 %
Bod I: t_i, φ_i dáno
Bod S: směšování V_cir/V_e - provedeme graficky pákovým pravidlem
Bod P': t_p plyne z tepelné bilance prostoru
Bod P: x_p plyne z bilanční rovnice pro odvod vlhkosti
Čára PI: změna stavu vzduchu v místnosti

Princip kontroly vzájemné polohy čar x_i a x_p je totožný jako v kapitole 2.1.

Obrázek 3.3 - Zimní provoz klimatizačního zařízení s cirkulací, ohřevem a parním vlhčením

3.3. ZIMNÍ PROVOZ BEZ VLHČENÍ VZDUCHU

Na obrázku 3.4 je znázorněno klimatizační zařízení odpovídající předchozímu popisu s tím rozdílem, že je vybaveno deskovým výměníkem zpětného získávání tepla (ZZT) a není zde instalováno vlhčení.

Venkovní vzduch E je nasáván do jednotky a v rekuperačním výměníku se ohřeje na stav ZZT. Ve směšovací komoře se po té smísí s cirkulačním vzduchem V_cir, jehož parametry jsou shodné se stavem vzduchu v místnosti I. V ohřívači se vzduch dohřívá na požadovaný stav přiváděného vzduchu P.

Obrázek 3.4 - Schéma vzduchového systému s cirkulací vzduchu
(obrázek platí pro zimní provoz - tepelná ztráta)

Konstrukce úpravy vzduchu v h-x diagramu

Bod E: t_e = -15 °C, φ_e = 100 %
Bod I: t_i dáno, φ_i odhadneme
Bod ZZT: t_ZZT je dána účinností výměníku zpětného získávání tepla
Bod S: směšování V_cir/V_e - provedeme graficky pákovým pravidlem
Bod P: t_p plyne z tepelné bilance
Čára PI: změna stavu vzduchu v místnosti

Princip kontroly vzájemné polohy čar x_i a x_p je totožný jako v kapitole 2.1.

Obrázek 3.5 - Zimní provoz klimatizačního zařízení se ZZT, cirkulací a ohřevem vzduchu

LITERATURA

[1] DVOŘÁK, J. Projektová dokumentace, profese VZT, dostupné z http://www.tzb-info.cz/612-projektova-dokumentace-profese-vzduchotechnika
[2] CHYSKÝ, J., HEMZAL, K. a kol. Větrání a klimatizace. 1993, Brno: Bolit B-press. 560 s. ISBN 80-901574-0-8
[3] SCHWARZER, J., Teorie vlhkého vzduchu, dostupné z http://www.tzb-info.cz/3323-teorie-vlhkeho-vzduchu-i
[4] ČSN 73 0548. Výpočet tepelné zátěže klimatizovaných prostorů. 1985.
[5] ČSN 06 0210. Výpočet tepelných ztrát budov při ústředním výtápění. 1994.
[6] Nařízení vlády č. 523/2002 Sb., kterým se mění nařízení vlády č. 178/2001 Sb., kterým se stanoví podmínky ochrany zdraví zaměstnanců při práci

Příspěvek byl napsán s podporou výzkumného záměru MSM 6840770011.