Главная Учебники - Разные Лекции (разные) - часть 61
Министерство образования Российской Федерации Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова Кафедра ТГВ тепловой кондиционер аэродинамический холодоснабжение Системы кондиционирования воздуха офиса Выполнил: студент группы 4ТВу-31 Гиллих И.А. Руководитель: Ильина Т.Н. Белгород 2005 Содержание Исходные данные Введение 1. Расчет поступления тепла и влаги в помещение (тепловой баланс) 2. Построение в Id диаграмме процессов обработки воздуха в теплый и холодный период года 2.1 Расчет производительности СКВ 2.2 Расчет количества тепла для подогревателей 1-ого и 2-ого подогрева 2.3 Расчет количества холода в воздухоохладителях для летнего периода 2.4 Расчет количества воды, испарившейся в оросительной камере 3. Выбор типоразмера кондиционера и расчет его секций 3.1 Расчет и подбор воздухонагревателей 3.2 Расчет камер орошения 4. Холодоснабжение СКВ 5. Аэродинамический расчет СКВ 5.1 Выбор схемы распределения воздуха в помещении 5.2 Подбор диаметров воздуховодов и расчет потерь давления 5.3 Подбор вентилятора Список литературы Исходные данные Вариант 1-3 г. Санкт-Петербург Остекление- 2-е Стена – кирпич 250 мм+125 мм, прослойка (минеральная вата) 70 мм Кровля- Стяжка 100 мм, ж/б плита- 50 мм, прослойка 200 мм. Высота окна- 1,5 м Высота помещения- 3 м Ориентация оси –Ю Ф= 40%-60% Люди, оргтехника и бытовая техника в помещениях для кондиционирования. Введение Под системами кондиционирования воздуха (СКВ) понимают устройства, предназначенные для создания и автоматического поддержания в помещениях требуемых параметров воздушной среды (температуры, влажности, давления, чистоты состава и скорости движения), независимо от внешних (время года, погода) и внутренних (тепло-, влаго-, и газовыделений) факторов. Основой системы кондиционирования воздуха являются агрегаты, в которых осуществляются очистка и термовлажностная обработка воздуха, подаваемого в обслуживаемые помещения, согласно технологическим и санитарно-гигиеническим условиям. Задачи кондиционирования воздуха в зрелищных и спортивных зданиях, магазинах, библиотеках, музеях, культурно-бытовых и административных зданиях заключается в обеспечении санитарно-гигиенических требований к параметрам воздушной среды, оказывающих благоприятное влияние на самочувствие людей и условия эксплуатации самих зданий. К состоянию воздушной среды могут предъявляться дополнительные требования по очистке воздуха от пыли, а в специальных помещениях (больницах, операционных и.т.п.) – по очистке его от бактериальных загрязнений. 1. Расчет поступления тепла и влаги в помещение (тепловой баланс) 1.1 Расчетные параметры воздуха В качестве расчетных параметров наружного воздуха принимают расчетные параметры Б для заданного района строительства в холодный период (таблица 1), в теплый – температуру наружного воздуха на 20
С и удельную энтальпию на 2 кДж/кг ниже, чем при параметрах Б. Таблица 1 Расчетные параметры наружного воздуха ТП ХП 24,8 -26 51,5 -25,3 1 3 Принимаем: Летний режим Расчетные параметры наружного воздуха tН
= +22,8°С; I= 49,5 кДж/кг Расчетные параметры внутри помещения tВ
= +20°С φ= 60% Зимний режим Расчетные параметры наружного воздуха tН
= -26°С; I= -25,3 кДж/кг Расчетные параметры внутри помещения tВ
= +18°С φ= 40% 1.2 Поступление тепла и влаги в помещение а) Теплопоступления за счет разности температур в теплый период года где К- расчетный коэффициент теплопередачи, который определяется по формуле: соответствии со СНиП II-3-79* находим: для стены для чердачного перекрытия для стен для чердака б) Теплопоступления за счет инфильтрации наружного воздуха где М- количество воздуха, определяемое по формуле: где α- коэффициент учитывающий остекление; принимаем 0,3 m- коэффициент учитывающий величину щели, принимаем = 35,5 l – длина щели. С- теплоемкость воздуха- 1,005 в) Теплопоступления от людей. Количество теплоты (Сумма скрытой и явной) определяется по формулам: полное: и явное б) Теплопоступления от источников искусственного освещения. Теплопоступления от источников искусственного освещения определяем по следующей формуле: г) Теплопоступления от солнечной радиации. Определяется только для теплого периода года. Количество теплоты поступающее от солнечной радиации, можно определить по формулам: ,Вт: для остекленных поверхностей для покрытий: где также вводим поправку на защиту окон Z=0,2 д) Теплопоступления от технологического оборудования Принимаем 300 Вт- 1компьютер. Результаты расчетов сведены в таблицу 2 и 3. Таблица 2 Тепловой расчет помещений (ТП) от инфильтрации наружного воздуха От источников искусственного освещения Примечание: Qя меньше на 0,65 кВт Таблица 3 Тепловой расчет помещений (ХП) От источников искусственного освещения е) Влаговыделения Определяется по формуле: где Wi- влаговыделения одним человеком г/ч; ni
- число людей в помещении. Также добавляют 1,5 кг/ч на влажную уборку помещения, принимаемую один раз в день. Таблица 4 2. Построение в Id диаграмме процессов обработки воздуха в теплый и холодный период года 2.1 Расчет производительности СКВ а) ТП (Теплый период) 1. Определяем угловой коэффициент луча процесса: 2. Находим температуры приточного и удаляемого воздуха: Строим на Id- диаграмме луч процесса, через точку В и наносим точки П, У, соответствующие найденным температурам. 3. Определяем необходимый воздухообмен. Определяем воздухообмен по полному тепловыделению: Определяем теплообмен по явному тепловыделению: Определяем воздухообмен по влаговыделению: Затем на поле I-d диаграммы наносим линию dП
= const, по которой находим положение точек П' и О, характеризующих состояние воздуха на выходе из кондиционера и из камеры орошения. б) ХП (Холодный период) 1. Определяем угловой коэффициент луча процесса: 2. Находим температуры приточного и удаляемого воздуха: Строим на Id- диаграмме луч процесса, через точку В и наносим точки П, У, соответствующие найденным температурам. 3. Определяем необходимый воздухообмен. Определяем воздухообмен по полному тепловыделению: Определяем теплообмен по явному тепловыделению: Определяем воздухообмен по влаговыделению: Затем на поле I-d диаграммы наносим линию dП
= const, по которой находим положение точек П и О, характеризующих состояние воздуха на выходе из кондиционера и из камеры орошения. 2.2 Расчет количества тепла для подогревателей 1-ого и 2-ого подогрева Выбираем максимальный воздухообмен с запасом 5% = 10675*5%=11200 кг/ч, Мощность воздухоподогревателя I ступени – 135 кВт Мощность воздухоподогревателя II ступени- 28 кВт Для теплого периода судя по диаграмме подогревателей II подогрева не понадобится, воздух с температуры 14 0
С нагреется до расчетной внутренней за счет теплоизбытков в помещении: 2.3 Расчет количества холода в воздухоохладителях для летнего периода Расход холода для осуществления процесса охлаждения и осушки воздуха: производительность СКВ должна равняться 45 кВт 2.4 Расчет количества воды, испарившейся в оросительной камере Расход влаги на испарение в камере орошения: ХП: 3. Выбор типоразмера кондиционера и расчет его секций Расчетный воздухообмен G = 11200 кг/ч => L = 9300 м3
/ч. По расчетному воздухообмену принимаем центральный кондиционер КТЦ 2А-10 3.1 Расчет и подбор воздухонагревателей Задача расчета воздухонагревателя заключается в выборе поверхности воздухонагревателя с запасом 10% Исходя из доступного перепада температур, вычисляют расход горячей воды, кг/ч; Средний арифметический температурный напор в воздухонагревателе, 0
С; Вычисляют массовую скорость в живом сечении Vp, кг/(м2
∙с); где G- расход воздуха через сечение теплообменника, кг/ч; Скорость течения воды: Требуемая площадь поверхности воздухонагревателя, м2
; где К- коэффициент теплопередачи, Вт/ (м2
∙с) С- коэффициент для двухрядных -16,86; однорядных- 15,6. Расчет I ступени подогрева воздуха: Запас +10% = 51,66 м2
;51,66/2 = 25,83 Принимаем 2 высотой 1-метровых двухрядных теплообменника с площадью 25,9 м2
каждый с обводным каналом ВНО. Индекс 01.11213 Расчет II ступени подогрева воздуха: Принимаем 1 высотой 1,25 однорядный теплообменника с площадью 16,35 м2
без обводного канала ВН. Индекс 01.10113 3.2 Расчет камер орошения В задачу расчета оросительной камеры для теплого периода входит выбор типа камеры орошения, определения давления и расхода воды, а также ее начальной и конечной температуры. В холодный период для выбранной по условиям теплового режима форсуночной камеры находят расход и давление воды перед форсунками. а) Расчет для теплого периода По расходу воздуха G=11200 задаются типом камеры и числом форсунок nф
. По диаграмме в зависимости от конечной и начальной относительной влажности обрабатываемого в камере орошения воздуха определяют давление перед форсунками РФ
. Оно составит 120 кПа. Для этого значения расход воды через форсунку gф
составит 420 кг/ч. Выбираем для кондиционера КТЦ 2А-10 с общим числом форсунок – 42. (Исполнение 1). Общий расход воды через форсунки составит: Определяем коэффициент орошения: По значению коэффициента орошения определяют достижимое значение Энтальпия насыщенного воздуха при начальной температуре воды, кДж/кг: На Id диаграмме на пересечении линии Iw
н
с линией полного насыщения (φ=100%), находят требуемую начальную температуру воды tw
н
и вычисляют конечную температуру воды. Температура воды перед форсункой составит tm
=7,70
С. б) Расчет для холодного периода По Id- диаграмме находят начальные и конечные параметры воздуха и температуру мокрого термометра. Вычисляем требуемый показатель эффективности режима изоэнтальпийного увлажнения воздуха Eа, по которому определяется коэффициент орошения В и вычисляют расход воды. По таблице найдем В= 1,55 Вычисляем производительность одной форсунки: По значению Принимаем камеру орошения Индекс 01.01300 исполнение 1 4. Холодоснабжение СКВ Так как охлаждение воздуха происходит в оросительной камере, подготовка оборотной воды осуществляется в испарителе холодильной установки. Расчет холода для охлаждения в чиллере воды из оросительной камеры производится по уравнению: Подбираем чиллер серии WRAT182, Холодопроизводительностью 47,9 кВт Мощность потребляемая компрессором- 14,4 кВт Тип компрессора- Поршневой Напряжение питания компрессора- 380-415/3/50+N Число герм. компрессоров (охл. контуров) - 2/2 Осевые вентиляторы с установочной мощностью- 2×0,32 кВт Общая производительность по воздуху – 4,16 м3
/с Транспортная масса- 430 кг. Длина- 1642 мм. Глубина- 954 мм. Высота- 1570 мм. Принимаем объем аккумулирующего бака 150L× GPA 150 Потребный расход воды определяется холодопроизводительностью чиллера и расчетным перепадом температур на входе и выходе чиллера и рассчитывается по формуле: где Q- холодопроизводительность чиллера, кВт Потребный напор насосной станции складывается из следующих потерь: 1) Потери в теплообменнике чиллера (+50% к потерям в трубопроводе, от бака к чиллеру и обратно. 2) Потери в самой насосной станции и потери на соединениях между чиллером и насосной станцией. 3) Потери в сети (трубопроводах, арматуре) По номограмме подбираем диаметр 50 мм, задавшись скоростью 1,5 м/с, и расходом 6,84 м3
/ч, потери давления составят 420 Па/м Длина трубопровода 5м, Ртр
= 2100 Па + Рм = 3000 Па Полные потери составят +50 = 3000*1,5= 4500 Па. По каталогу принимаем насос типа АЦКМ 65-40-180 n= 1500 мин-1
, КПД = 70%, 5. Аэродинамический расчет СКВ Цель аэродинамического расчета системы- это определение размеров сечений всех участков системы при заданных расходах воздуха через них, а также потерь давления на отдельных участках и в системе в целом. 5.1 Выбор схемы распределения воздуха в помещении Приточные решетки располагаем в помещении снизу, подача воздуха происходит по воздуховодам, расположенным в подвале здания, вытяжка происходит через воздуховоды, проложенные на чердаке здания. Установив в помещении место расположения приточных и вытяжных решеток необходимо предварительно определить их размеры. Площадь живого сечения вытяжных и приточных решеток: Vрек
- рекомендуемая скорость в решетках, не более 6 м/с После подбора решетки определяют расчетную скорость на выходе из решетки. Результаты воздухообменов и подбор решеток приведены в таблице 5. Расходы на притоки и вытяжке подбираем по теплоизбыткам в данных комнатах и с учетом воздушного подпора на притоке порядка 10%, который предусмотрен для исключения подсасывания воздуха из не кондиционируемых помещений. 5.2 Подбор диаметров воздуховодов и расчет потерь давления Подбор диаметров воздуховодов сведен в таблицу 6 для приточной системы и таблицу 7 для вытяжной системы. Таблица 6 Аэродинамический расчет приточной системы Таблица 7 Аэродинамический расчет вытяжной системы 5.3 Подбор вентилятора Для приточной системы Вентилятор подбирается по двум параметрам: L= 9300 м3
/ч P= 509,3+120+37+60+200= 926 Па Требуемое давление, развиваемое вентилятором Pтр= 1 кПа Технические характеристика вентилятора: индекс: 01.41430 Полное давление 1,6 кПа Номинальная производительность 12,5 тыс. м3
/ч Частота вращения 1440 об/мин Электродвигатель 4А132М4, мощность 11 кВт. Для вытяжной системы L= 8340 м3
/ч P= 536 кПа Требуемое давление Pтр= 0,6 кПа. Технические характеристики вентилятора: индекс: 01.41330 Полное давление 1,1 кПа Номинальная производительность 12,5 тыс. м3
/ч Частота вращения 1440 об/мин Электродвигатель 4А132М4, мощность 7,5 кВт. Список литературы 1. Щекин Р.В. Справочник по теплоснабжению и вентиляции, кн. 1. Отопление и теплоснабжение. Киев.: "Будевельник", 1976 г.- 416с. кн.2 Вентиляция и кондиционирование воздуха. Киев: "Будевельник", 1976 г.- 352с. 2. Штокман Е.А, В.А. Шилов и др. Вентиляция, Кондиционирование и очистка воздуха на предприятиях пищевой промышленности. Москва, 2001 г. 688с. 3. Методические указания к курсовой работе. Кондиционирование воздуха и холодоснабжение. 4. СНиП 2.04.05-91. М.: Стройиздат, 1988г. 5. СНиП II-3-79*. Строительная теплотехника/ Госстрой России.- М.: ГУП ЦПП, 1998г.
|