Процессы кондиционирования помещений
Для обеспечения заданных условий воздушной среды в кондиционируемые помещения необходимо подавать приточный воздух с определенными параметрами, подвергая его специальной обработке в кондиционере [16].
В кондиционере производятся фильтрация и тепловлажностная обработка воздуха (рис. 70). В теплый период года наружный воздух охлаждается и осушается, а в холодный период – подогревается и увлажняется.
Рис. 70. Принципиальная схема кондиционера:
1 – вентиляционная заслонка; 2 – фильтр для воздуха;
3 – устройство тепловлажностной обработки воздуха; 4 - вентилятор
Бытовые кондиционеры, как правило, не выполняют отопительных функций, так как их энергетическая мощность, рассчитанная на охлаждение, будет недостаточной для отопления тех же помещений. В связи с этим в бытовых кондиционерах обычно отсутствует и увлажнитель воздуха.
Атмосферный воздух представляет собой механическую смесь различных газов и водяных паров. Смесь сухой части воздуха и водяных паров называется влажным воздухом.
Влагосодержание воздуха – это масса водяного пара 
находящегося во влажном воздухе, отнесенная к массе его сухой части 
:
.
Влагосодержание имеет размерность [г/кг].
Относительная влажность воздуха – это отношение массы водяных паров во влажном воздухе к массе водяных паров в воздухе при той же температуре и полном насыщении:
.
Энтальпия влажного воздуха – это количество теплоты, находящейся во влажном воздухе, сухая часть которого имеет массу 1 кг:
где 
– энтальпия 1 кг сухой части воздуха; 
– энтальпия 0,001 
кг водяного пара.
Подставив в формулу численные значения энтальпий и приведя их значения к размерности [кДж/кг], получим
Первый член уравнения 
представляет собой энтальпию сухой части воздуха, второй 
– энтальпию перехода воды в пар, а третий 
– энтальпию пара, содержащегося в воздухе.
Графическая интерпретация уравнения носит название 
-диаграммы (рис. 71). Она связывает между собой основные параметры, характеризующие состояние влажного воздуха 
при определенном давлении.
Рис. 71. Некоторые характерные точки на I-d -диаграмме
и лучи тепловлажностных процессов
На -диаграмме любая точка обозначает вполне определенное физическое состояние воздуха. Некоторые точки имеют особое значение. Точка росы – точка пересечения прямой 
с линией 
. Для каждого влагосодержания есть своя температура точки росы 
. Точка мокрого термометра – точка пересечения прямой 
с линией . Ей соответствует температура мокрого термометра 
.
Линия, соединяющая между собой точки диаграммы, соответствует некоторому термодинамическому процессу и называется лучом тепловлажностного процесса. Рассмотрим характерные случаи изменения состояний воздуха.
1. 
. Изотермический процесс. Воздух одновременно поглощает теплоту и влагу.
2. 
. Изоэнтальпический (адиабатический) процесс увлажнения и охлаждения воздуха.
3. 
. Охлаждение воздуха при постоянном влагосодержании.
4. 
. Охлаждение и осушение воздуха.
5. 
. Изоэнтальпический процесс осушки воздуха абсорбентами.
6. 
. Нагрев воздуха при постоянном влагосодержании.
Все возможные процессы изменения влажного воздуха можно разделить на -диаграмме на четыре характерных сектора:
Сектор I – процессы, в которых происходит повышение энтальпии и увлажнение воздуха. Осуществляются путем контакта воздуха с водой при орошении. Температура воды 
должна быть выше температуры мокрого термометра .
Сектор II – процессы осушки воздуха с повышением его энтальпии. Такие процессы возможны при применении химических поглотителей влаги с одновременным подогревом воздуха и крайне редки.
Сектор III – процессы с уменьшением энтальпии и влагосодержания воздуха. Их можно осуществить при контакте с поверхностными воздухоохладителями (испарителями холодильной установки) или орошаемыми воздухоохладителями при 
.
Сектор IV – процессы понижения энтальпии воздуха с одновременным увлажнением. Такие процессы можно осуществить при контакте воздуха с водой при температуре 
.
Работа кондиционеров по процессам в секторах I, II характерна для холодного периода, а в секторах III, IV – для теплого.
По -диаграмме можно определить точку смеси двух объемов воздуха с разными параметрами. Для каждого состояния воздуха находят точку, например точку 
(рис. 72), соответствующуюмассе 
воздуха с параметрами 
, и точку 
, соответствующуюмассе 
воздуха с параметрами 
.
Рис. 72. Определение параметров смеси двух объемов воздуха
Точка смеси 
лежит на прямой 
и делит эту линию на отрезки, обратно пропорциональные массе воздуха каждой из составных частей, т. е. 
. Пропорции отрезков выразятся как 
.
Таким образом, -диаграмма позволяет описать тепловлажностные процессы, протекающие при кондиционировании воздуха, и рассчитать мощность холодильного агрегата кондиционера:
,
где 
– расход холода на охлаждение воздуха в кондиционере; 
– массовая подача охлажденного воздуха; 
- начальная и конечная энтальпии охлажденного воздуха; 
– коэффициент запаса на потери холода (для бытовых кондиционеров = 1,15…1,20).
В современных бытовых кондиционерах все шире используют экологически безопасные фреонозаменяющие холодильные агенты. Для фреоновых же холодильных агрегатов кондиционеров типовым режимом является: температура кипения хладоагента в испарителе 
; температура конденсации паров хладоагента в конденсаторе 
; температура переохлаждения хладоагента 
.