Автоматизация комплекса центрального кондиционирования воздуха дорожного центра управления перевозками

Введение

Жизненный опыт и научные исследования показывают, что организм человека имеет огромные потенциальные резервы для физической и умственной деятельности. Однако, чтобы использовать эти резервы, необходимо создать определенные благоприятные условия. Прежде всего, это относится к окружающей среде: составу, чистоте, температуре, влажности воздуха, содержанию положительных и отри

цательных ионов, наличию полей различного происхождения и т.д.

Некоторые из перечисленных параметров могут поддерживаться в требуемых пределах системами вентиляции и кондиционирования воздуха (СКВ). Качественная работа СКВ, точность поддержания параметров воздуха, снижение эксплуатационных расходов и сроков окупаемости климатического оборудования во многом зависят от алгоритмов работы и от аппаратурной реализации систем автоматизации. Кроме того, системы автоматизации, выполняя защитные и диагностические функции, не допускают выход из строя дорогостоящего оборудования.

Известно, что наибольшие сложности в управлении технологическими процессами возникают, когда регулируемые параметры ограничены многомерной областью, например, многоугольником. Именно таким образом выглядят исходные требования к СКВ при представлении их термодинамическими моделями. Алгоритмы управления СКВ должны предусматривать порядок перемещения и изменения параметров воздуха в области, ограниченной этим многоугольником, т.е. осуществлять переход исходного множества параметров (наружный воздух) в новое множество параметров (воздух, подаваемый в помещение). При этом такой процесс должен проходить кратчайшим (оптимальным) путем. Так, эксплуатационные расходы будут минимальными, если в холодный период года состояние подаваемого в помещение воздуха будет поддерживаться на уровне минимально допустимой энтальпии, а в теплый период - на уровне максимально допустимой. Исходя из этих и других критериев, выбирается технологический процесс стабилизации параметров, алгоритмы и оборудование как СКВ в целом, так и систем автоматизации в частности.

1. Технология обработки воздуха

1.1 Сведения о назначении систем вентиляции и кондиционирования. Классификация систем

Системы вентиляции и кондиционирования предназначены для двух целей:

Создание допустимых или оптимальных условий (по выбору заказчика и СНиПов) микроклимата в помещениях, предназначенных для пребывания работающих или отдыхающих людей.

Создание требуемых условий микроклимата для проведения технологических процессов с минимальным количеством брака.

Системы вентиляции для общественных и гражданских зданий классифицируются по функциональному назначению:

Приточные системы, подающие наружный очищенный и подогретый (в холодный период года) воздух в рабочую зону помещений, в зону жизнедеятельности людей.

Вытяжные системы, удаляющие отработанный увлажненный воздух из места его скопления, обычно из верхней зоны помещений.

Рециркуляционные системы, использующие воздух помещения для его охлаждения (в теплый период года) или нагрева (в переходных условиях и в холодный период).

1.2 Основные параметры влажного воздуха

Состояние влажного воздуха определяется совокупностью параметров: температурой воздуха tв, относительной влажностью jв%, скоростью движения воздуха Vв м/с, концентрацией вредных примесей С мг/м3, влагосодержанием d г/кг, теплосодержанием I кДж/кг.

Относительная влажность j в долях или в% показывает степень насыщенности воздуха водяными парами по отношению к состоянию полного насыщения и равна отношению давления Рп водяного пара в ненасыщенном влажном воздухе к парциальному давлению Рп. н. водяного пара в насыщенном влажном воздухе при одной и той же температуре и барометрическом давлении:

(1.1)

Влагосодержание - это масса водяных паров в г, содержащихся в 1 кг сухой части влажного воздуха:

d=или d=623, г/кг, (1.2)

где В - барометрическое давление воздуха, равное сумме парциальных давлений сухого воздуха РС.В. и водяного пара РП.

Парциальное давление водяных паров, находящихся в насыщенном состоянии, зависит от температуры:

, Па (1.3)

Теплосодержание или энтальпия влажного воздуха I кДж/кг состоит из суммы энтальпий сухой части воздуха и водяного пара:

, кДж/кг, (1.4)

где сВ - теплоемкость сухого воздуха, равная 1,005 ;

сП - теплоемкость водяного пара, равная 1,8 ;

сВ и сП можно считать постоянными в диапазоне температур, используемых для вентиляционных процессов;

r - удельная теплота парообразования, равная 2500 ;

I = 1,005t + (2500 + 1,8t) d * 10-3, кДж/кг. (1.5)

I-d диаграмма влажного воздуха. Построение основных процессов изменения состояния воздуха. Точка росы и мокрого термометра. Угловой коэффициент и связь его с поступлением тепла и влаги в помещение

I-d диаграмма влажного воздуха - это основной инструмент для построения процессов изменения его параметров. I-d диаграмма основана на нескольких уравнениях: теплосодержания влажного воздуха:

I = 1,005 * t + (2500 + 1,8 * t) * d/1000, кДж/кг (1.6)

влагосодержания:

, г/кг (1.7)

в свою очередь давление водяных паров:

и (1.8)

давление водяных паров, насыщающих воздух:

, Па (Формула Фильнея), (1.9)

а j - относительная влажность воздуха, %.

В свою очередь в формулу 1.7 входит барометрическое давление Рбар, разное для различных районов строительства, следовательно, для точного построения процессов требуется I-d диаграмма для каждого района.

I-d диаграмма (рис.1.1) имеет косоугольную систему координат для увеличения рабочей площади, приходящейся на влажный воздух и лежащей выше линии j = 100%. Угол раскрытия может быть разным (135 - 150º).

I-d диаграмма связывает воедино 5 параметров влажного воздуха: тепло и влагосодержание, температуру, относительную влажность и давление водяных паров насыщения. Зная два из них, по положению точки можно определить все остальные.

Основными характерными процессами на I-d диаграмме являются:

Нагрев воздуха по d = const (без увеличения влагосодержания) рис.1.1, точки 1-2. В реальных условиях это нагрев воздуха в калорифере. Увеличивается температура и теплосодержание. Уменьшается относительная влажность воздуха.

Охлаждение воздуха по d = const. Точки 1-3 на рис.1.1 Этот процесс происходит в поверхностном воздухоохладителе. Уменьшается температура и теплосодержание. Увеличивается относительная влажность воздуха. Если продолжить охлаждение, то процесс дойдет до линии j = 100% (точка 4) и, не пересекая линию, пойдет вдоль нее, выделяя влагу из воздуха (точка 5) в количестве (d4-d5) г/кг. На этом явлении основана осушка воздуха. В реальных условиях процесс не доходит до j = 100%, а окончательная относительная влажность зависит от начальной величины. По данным профессора Кокорина О.Я. для поверхностных воздухоохладителей:

 Скачать реферат