Проектирование системы кондиционирования воздуха (стр. 8 из 11)

Оконные проемы с двойным спаренным переплетом и расстоянием между стеклами 15 мм.

Кровля шатровая, покрытая профнастилом. Утеплителем кровли служит слой рубероида толщиной 20мм.

Высота потолков помещения – 3 м.

3.1 Тепловлажностный баланс кондиционируемого помещения

Расчетные параметры воздуха в кондиционируемых помещениях устанавливаются в результате притока и отвода тепла и влаги в эти помещения. Так, в летнее время, как правило, в помещениях выделяется избыточное количество тепла и влаги. Поэтому задача установки кондиционирования воздуха — охлаждение и осушение воздуха в помещении. В зимний период, наоборот, воздух, подаваемый в кондиционируемое помещение, нагревают и увлажняют для компенсации тепло- и влагопотерь кондиционируемых помещений.

Тепло, поступаемое в помещение (со знаком +) или уходящее из него (со знаком—), подсчитывают по формуле:

∑Q = Qл + Qоб + Qосв ± Qм ± Qогр + Qрад + Qинф, квт

где: Qл — тепловыделение от людей, вт;

Qо6 — тепловыделение от технологического оборудования;

Qосв — тепловыделение от осветительных приборов;

Qм—тепловыделение от обрабатываемых технологических материалов;

Qoгp— теплопоступление через ограждающие конструкции;

Qpaд — теплопоступление от солнечной радиации;

Qинф — теплопоступление от инфильтрации наружного воздуха.

Общее количество влаги, поступаемое в помещение (со знаком + ), либо поглощаемое в нем (со знаком —), подсчитывают по формуле:

∑W = Wл + Woб ± Wм + Wинф кг/сек,

где W_л— влаговыделение от людей;

Wo6 — влаговыделение от технологического оборудования;

W_M— влаговыделение от обрабатываемых материалов;

Wинф — влаговыделение от инфильтрации наружного воздуха

При расчете установки кондиционирования воздуха необходимо знать не только величину суммарных тепло- и влаговыделений, но и их отношение E_п.

E_П = ∑Q/∑Wкдж/кг.

Эта величина называется тепловлажностным отношением. Если помещение, в котором имеются постоянные теплопритоки ∑Q и влагопритоки ∑W, не оборудовано установкой кондиционирования воздуха, то параметры воздуха в помещении начнут изменяться (температура, влажность и энтальпия воздуха увеличиваются). Процесс этого изменения в i—d диаграмме изображается прямой линией, проходящей через точку П с заданными температурой и влажностью в помещении (пунктирная линия на рис. 18). Угол наклона этой линии зависит от величины E_П. Чтобы удержать положение точки П (т. е. чтобы температура и влажность в помещении не менялись), в летнее время в помещение подают более холодный и более сухой воздух, состояние которого на рис. 18 обозначено точкой K. Эта точка тоже должна лежать на линии с наклоном E_п (но ниже точки П), так как только при этом условии воздух, поданный в помещение, одновременно поглотит избыток тепла ∑Q и избыток влаги ∑W, в результате чего положение точки П останется неизменным.

Положение точки К на линии с наклоном Е_п определяется допустимой разностью (перепадом) температур ∆t между приточным воздухом (точка К) и воздухом в помещении (точка П).

Перепад температур выбирается, исходя из принятого способа распределения воздуха, а также высоты помещения. На практике для торговых залов предприятий общественного питания ∆t —4 : 8 °С.

Для производственных помещений при подаче воздуха в рабочую зону перепад ∆tпринимается в пределах 6—9 °С, а при подаче воздуха под потолком — может быть увеличен до 12—14 °С

При этом меньшие значения ∆t соответствуют помещениям с высотой до 3,0 м.

Рис. 18. Изображение процесса изменения состояния воздуха в помещении в i—dдиаграмме влажного воздуха.

3.2 Определение теплопритоков

Теплоприток от людей.

Количество тепла выделяемое людьми Q_л (в Вт) подсчитывают по формуле:

Q_л= q_чел · n ,

где q_чел - величина тепловыделения одним человеком в зависимости от температуры воздуха в помещении и рода выполняемой работы.

q_чел = 70 вт [1. стр. 259, таб. 76]

n - число людей, одновременно находящихся в помещении.

Q_л= 70 · 100 = 7000 вт

Теплоприток от освещения.

Теплопоступления от осветительных приборов рассчитываются по формуле:

Q_осв= А · F,

где А – удельный теплоприток от осветительных приборов на 1 м² площади. Для предприятий общественного питания А = 4.5 вт/м²

F – площадь помещения

Q_осв= 4.5 · 1200 = 5400 вт

Тепловыделение от пищи (по укрупненным показателям):

Q_м = Q_{одн. порц.} ·n_, вт

где Q_{одн. порц} - тепловыделение от одной порции пищи.

Q_{одн. порц} = 17.5 вт [1. стр. 265]

Q_м = 17.5 ·100 = 1750вт

Теплопритоки через наружные ограждения.

Определяем толщину теплоизоляционного слоя наружной стены по формуле:

δ_из = λ_из [1/K – (1/λ_н + ∑δ_i/λ_i + 1/ λ_в] , м.

где К – нормативный коэффициент теплопередачи ограждения, вт/(м² · град)

К = 0.75 вт/(м² · град) [1. стр. 74]

λ_н - коэффициент теплопередачи от воздуха к наружной поверхности ограждения, вт/(м² · град)

λ_н = 23.3вт/(м² · град) [1. стр. 67 таб. 14]

λ_в - коэффициент теплоотдачи от внутренней поверхности ограждения к воздуху данного помещения, вт/(м² · град)

λ_в = 9 вт/(м² · град) [1. стр. 67 таб. 14]

δ_i, δ_из –толщины изоляционного и других слоев материалов, составляющих конструкцию ограждения, м.

δ_{кирп. кладки} = 0.37 м

δ_{штукатурки} = 0.02 м

λ_из , λ_i – коэффициенты теплопроводности изоляционного и строительных материалов, вт/(м · град)

λ_{из (мин. плит)} =0.084 вт/(м · град) [1. стр. 68 таб. 15]

λ_{кирп. кладки} = 0.82 вт/(м · град) [1. стр. 69 таб. 15]

λ_{штукатурки} = 0.9 вт/(м · град) [1. стр. 69 таб. 15]

δ_из = 0.084 [1/0.75 – (1/23.3 + 0.37/0.82 + 0.02/0.9 + 0.02/0.9 + 1/9)] = 0.067 м.

Плиты жесткие минераловатные по ГОСТ 10140 – 62 выпускаются следующих размеров: длина – 1000мм , ширина – 500мм , толщина – 40,

50 и 60 мм. Принимаем толщину слоя плиты 60 мм.

Определяем значение действительного коэффициента теплопередачи через ограждения К_д для наружной (восточной) стены.

К_д = 1/(1/ λ_н + ∑δ_i/λ_i + 1/ λ_в) + δ_{из. пр}/λ_из , вт/(м² · град)

где λ_н = 23.3вт/(м² · град) [1. стр. 67 таб. 14]

λ_в = 9 вт/(м² · град) [1. стр. 67 таб. 14]

δ_{штукатурки} = 0.02 м

δ_{кирп. кладки} = 0.37 м

δ_{из. пр} = 0.06 м

λ_{кирп. кладки} = 0.82 вт/(м · град) [1. стр. 69 таб. 15]

λ_{штукатурки} = 0.9 вт/(м · град) [1. стр. 69 таб. 15]

λ_{из (мин. плит)} = 0.084 вт/(м · град) [1. стр. 68 таб. 15]

К_д = 1/(1/ 23.3+ 0.37/0.82 + 0.02/0.9 + 0.02/0.9 + 1/ 9) + 0.06/0.084 = 0.735 вт/(м² · град)

Теплоприток через наружную (восточную) стену определяем по формуле:

Q_{вост. ст} = К_д · F · ∆t

∆t= (t_н–t_в) =28.5 – 25 = 3.5 °С

F = 40 · 3 = 120 м²

Q_{вост. ст} = 0.735 · 120 · 3.5 = 308.7 вт

Определяем значение действительного коэффициента теплопередачи К_д для внутренних стен :

К_д = 1/(1/ λ_н + ∑δ_i/λ_i + 1/ λ_в), вт/(м² · град)

где λ_н = 23.3вт/(м² · град) [1. стр. 67 таб. 14]

λ_в = 9 вт/(м² · град) [1. стр. 67 таб. 14]

δ_{штукатурки} = 0.02 м

δ_{кирп. кладки} = 0.25 м

λ_{кирп. кладки} = 0.82 вт/(м · град) [1. стр. 69 таб. 15]

λ_{штукатурки} = 0.9 вт/(м · град) [1. стр. 69 таб. 15]

К_д = 1/(1/ 23.3+ 0.25/0.82 + 0.02/0.9 + 0.02/0.9 + 1/ 9) = 2 вт/(м² · град)

Теплоприток через внутренние стены определяется по формуле:

Q_{вост. ст} = К_д · F · ∆t, вт

Температура воздуха в соседних помещениях 22 °С.

∆t= (t_н–t_в) =22 – 25 = - 3 °С

F = 30 · 3 + 30 ·3 + 40 · 3= 300 м²

Q_{вост. ст} = 2 · 300 · (-3) = - 1800 вт

Определяем значение действительного коэффициента теплопередачи К_д для кровли :

К_д = 1/(1/ λ_н + ∑δ_i/λ_i + 1/ λ_в), вт/(м² · град)

где λ_н = 23.3вт/(м² · град) [1. стр. 67 таб. 14]

λ_в = 9 вт/(м² · град) [1. стр. 67 таб. 14]

δ _{жел. бет. плиты} = 0.3 м

δ _{возд. просл. средн .}= 1.5 м

δ _{проф. настила} = 0.0015 м

δ _{рубероид} = 0.02 м

λ _{жел. бет. плиты} = 1.4 вт/(м · град) [1. стр. 68 таб. 15]

λ _{возд. просл.} = 0.02553 вт/(м · град) [1. стр. 69 таб. 15]

λ _{проф. настила (сталь)}= 58 вт/(м · град) [1. стр. 68 таб. 15]

λ _{рубероид} = 0.16 вт/(м · град) [1. стр. 68 таб. 15]

К_д = 1/(1/ 23.3+ 0.3/1.4 + 1.5/0.02553 + 0.0015/58 + 0.02/0.16 + 1/9) = 0.0169 вт/(м² · град)

Определяем теплоприток через кровлю:

Q_кровли = К_кр · F_кр · ∆t+ К_кр · F_кр · ∆t_солн. , вт [4. стр. 56]

где ∆t= (t_н–t_в) =28.5 – 25 = 3.5 °С

∆t_солн. = 10 °С [2. стр. 58]

F_кр = 1200 м²

Q_кровли = 0.0169 · 1200 · 3.5 + 0.0169 · 1200 · 10 = 273.78 вт

Определяем значение действительного коэффициента теплопередачи К_д для пола :

К_д = 1/(1/ λ_н + ∑δ_i/λ_i + 1/ λ_в), вт/(м² · град)

где λ_н = 23.3вт/(м² · град) [1. стр. 67 таб. 14]

λ_в = 9 вт/(м² · град) [1. стр. 67 таб. 14]

δ _{жел. бет. плиты} = 0.3 м

δ _{паркета (дуб)} = 0.02 м

λ _{жел. бет. плиты} = 1.4 вт/(м · град) [1. стр. 68 таб. 15]

λ _{паркета (дуб)} = 0.23 вт/(м · град) [1. стр. 68 таб. 15]

К_д = 1/(1/ 23.3+ 0.3/1.4 + 0.02/0.23 + 1/9) = 2.2 вт/(м² · град)

Определяем величину теплопритока через пол:

Q_пол = К_д · F · ∆t, вт

где ∆t= (t_н–t_в) =22 – 25 = - 3 °С

F = 1200 м²

Q_пол = 2.2 · 1200 · (-3) = - 7920 вт

Таб. 3. Сводная таблица теплопритоков

Ограждения	Кд, вт/(м2 ·град)	F , м2	∆t , °С	Qогр , вт
Восточная стена	0.735	120	3.5	308.7
Внутренние стены	2	300	-3	-1800
Кровля	0.0169	1200	3.5	273.78
Пол	2.2	1200	-3	-7920

Для расчета тепла от солнечной радиации через массивные ограждения избыточную разность температур принимаем: