Кондиционирование универсама

Содержание

1.Исходные данные.2

2.Определениеколичествавыделяющихсявредностейи расчет необходимыхвоздухообменов3

2.1.Воздухообменпо избыткамявной теплоты3

2.2.Воздухообменпо ассимиляциивыделяющейсявлаги3

2.3.Воздухообменпо вреднымвыделениям4

2.4.Количестворециркуляционноговоздуха4

3.Построениепроцессовобработкивоздуха на IDдиаграмме5

4.Расчет основныхрабочих элементовкондиционераи подбор оборудования6

4.1.Расчет фильтра6

4.2.Камера орошения7

4.3.Воздухонагреватели8

4.4.Холодильныеустановки9

4.5.Вентиляторныеагрегаты10

Списоклитературы.10

Схемакомпоновкикондиционера11

1. Исходныеданные

СхемаСКВ - 1

Местостроительстваг.ЯЛТА.

Помещение– УНИВЕРСАМ

Размерыпомещения38х20х5 м.

Числолюдей – n =400 чел.

Теплопоступления

отсолнечнойрадиации Q_ср= 14,5 кВт,

отосвещения Q_осв=12,6 кВт,

отоборудованияQ_об = 0

Влаговыделенияот оборудованияW_об = 0

Теплоноситель– горячая водадля ХПГ ₁=150^оС, ₂=70^оС, для ТПГ`<sub>1</sub>=70 <sup>о</sup>С,`₂=50 ^оС.

табл.1

периодгода	холодныйи п.у.	теплый
расчетныепараметрынаружноговоздуха
температура text,оС	tБext= -6	tБext= 30,5
энтальпия Iext,кДж/кг	IБext= -2,5	IБext= 64,5
скоростьветра ext, м/с	8,7	1
барометрич.давление Pext, ГПа	1010	1010
расчетныепараметрывнутреннеговоздуха.
температуравоздуха, tвоС	20	24
относительнаявлажность, в,%	60	60
влагосодержание dв, г/кг	8,7	11,2

Выборпараметровнаружноговоздуха производенпо параметрамБ (прил. 8 [1]).

2. Определениеколичествавыделяющихсявредных веществ

ирасчет необходимыхвоздухообменов

2.1.Воздухообменпо избыткамявной теплоты

Теплопоступленияот людей дляТПГ:

Q_л^яТ= q_я • n= 0,075 • 400 = 30 кВт,

гдеq_я – потоктеплоты, выделяемыйодним человеком,

q_я=0,075кВт – при легкойработе и t=24^оС.

Теплопоступленияот людей дляХПГ:

Q_л^яХ= q_я • n= 0,1 • 400 = 40 кВт,

гдеq_я = 0,1 кВт– при легкойработе и t=20^оС.

Теплоизбыткипомещения дляТПГ:

Q_я^Т= Q_л^я +Q_ср + Q_осв+ Q_об = 30 + 14,5 +12,6 + 0 = 57,1 кВт

Теплоизбыткипомещения дляХПГ:

Q_я^Х= Q_л^я +Q_осв + Q_об= 40 + 12,6 + 0 = 52,6 кВт

Температураприточноговоздуха дляТПГ:

t_п= t_в - t= 24 – 6 = 18 ^оС,

гдеt– температурныйперепад в зависимостиот помещенияи подачи воздуха

t= 6 ^оС – дляобщественныхзданий привысоте притока5 м.

Температураприточноговоздуха дляХПГ:

t_п= t_в - t= 20 – 6 = 14 ^оС,

Воздухообменпо избыткамявной теплотыдля ТПГ:

G₁^Т= 3600 • Q_я / с_в(t_в – t_п)= 3600 • 57,1 / 1 • (24-18) = 34 260 кг/ч

гдес_в – удельнаятеплоемкостьвоздуха с_в= 1 кДж/(кг ^оС)

Воздухообменпо избыткамявной теплотыдля ХПГ:

G₁^Х= 3600 • Q_я / с_в(t_в – t_п)= 3600 • 52,6 / 1 • (20-14) = 31 560 кг/ч

2.2.Воздухообменпо ассимиляциивыделяющейсявлаги

Избыточныевлаговыделенияв помещениидля ТПГ:

W^Т= g_w •n + 1000 • Wоб= 105 • 400 + 1000 • 0 = 42 000 г/ч

гдеg_w –влаговыделенияодним человеком

g_w= 105 г/ч – при легкойработе и t=24^оС.

Избыточныевлаговыделенияв помещениидля ХПГ:

W^Х= g_w •n + 1000 • Wоб= 75 • 400 + 1000 • 0 = 30 000 г/ч

гдеg_w =75 г/ч – при легкойработе и t=20^оС.

Воздухообменпо ассимиляциивыделяющейсявлаги для ТПГ:

G₂^Т= W^Т / (d_в– d_п) = 42 000 /(11,2-6,2) = 8 400 кг/ч

Воздухообменпо ассимиляциивыделяющейсявлаги для ХПГ:

G₂^Х= W^Х / (d_в– d_п) = 30 000 /(11,2-1) = 2 940 кг/ч

2.3. Воздухообменпо вреднымвыделениям

Количествовредных веществпоступающихв воздух:

Z= n • z` =400 • 60 = 24000 г/ч

гдеz` - выделения1 человеком СО<sub>2</sub>при легкойработе z`= 45 г/ч

Воздухообменпо вреднымвыделениям:

G₃= • Z / (z_в– z_п) = 1,2 •24000 / (3,2 – 0,6) = 11 000 кг/ч

гдеz_в – ПДКСО₂ в удаляемомвоздухе дляпомещений скратковременным

пребываниемлюдей z_в=3,2 г/м³

z_п- концентрацияСО₂ в приточномвоздухе длямалых городовz_п =0,6 г/м³

Красчету принимаетсянаибольшийвоздухообменпо избыткамявной теплотыдля теплогопериода.

G= G₁^Т = 34 260кг/ч

L= G/=34260/1,2 = 28550 м³/ч

2.4.Количестворециркуляционноговоздуха

Минимальнонеобходимоеколичествонаружноговоздуха:

G_н^min= • n • l= 1,2 • 400 • 20 = 9600 кг/ч

гдеl – количествонаружноговоздуха на 1чел,

прикратковременномпребыванииl = 20 м³/ч

Сравнениеминимальнонеобходимогоколичестванаружноговоздуха ивоздухообменапо ассимиляциивыделяющейсявлаги:

G_н^min3 принимаемG_н = G₃=11 000 кг/ч

Количестворециркуляционноговоздуха

G_р= G – G_н= 34 260 – 11 000 = 23 260 кг/ч

3.Построениепроцессовобработкивоздуха на IDдиаграмме

Избыточныйпоток скрытойтеплоты отлюдей для ТПГ:

Q_с^Т=

= q_с • n= 0,08 • 400 = 32 кВт,

гдеq_я – потоктеплоты, выделяемыйодним человеком,

q_с=0,08кВт – при легкойработе и t=24^оС.

Теплопоступленияот людей дляХПГ:

Q_с^Х= q_с • n= 0,05 • 400 = 20 кВт,

гдеq_с = 0,05 кВт– при легкойработе и t=20^оС.

Угловойкоэффициентугла процессадля ТПГ:

E^Т= 3600 • (Q_я^Т+ Q_с^Т) /W^Т = 3600 • (57,1 +32) / 42 = 7600 кДж/кг влаги

Угловойкоэффициентугла процессадля ХПГ:

E^Х= 3600 • (Q_я^Х+ Q_с^Т) /W^Х = 3600 • (52,6 +20) / 30 = 8700 кДж/кг влаги

Влагосодержаниесмеси наружногои рециркуляционноговоздуха дляТПГ

d_с= (G_н • d_н+ G_р • d_в)/ G = (11 000 • 13,2 + 23260 •11,2) / 34260 = 12 г/кг

Влагосодержаниесмеси наружногои рециркуляционноговоздуха дляХПГ

d_с= (G_н • d_н+ G_р • d_в)/ G = (11 000 • 2,4 + 23260 •8,7) / 34260 = 6,8 г/кг

ПослепостроенияI-d диаграммыполученныеданные сведеныв табл.2

табл.2

воздух	обозн.	t,оС	I,кДж/кг
ТПГ
наружный	НТ	30,5	64,5
смесь	СТ	28,2	59
камераорошения	ОТ	14,8	39,5
приточный	ПТ	18	43
внутренний	ВТ	24	52,5
удаляемый	В`Т	27	55,8
ХПГ
наружный	НХ	-6	-2,5
смесь	СХ	11	25,8
первыйподогреватель	КХ	16,3	31
камераорошения	ОХ	11	31
приточный	ПХ	14	33,8
внутренний	ВХ	20	42
удаляемый	В`Т	23	45

4.Расчет основныхрабочих элементовкондиционераи подбороборудования

Подбороборудованиявыполнен наосновании [2].

КустановкепринимаемцентральныйкондиционерКТЦЗ-31,5 с номинальнойпроизводительностьюL=31500 м³/ч.

4.1.Расчет фильтра.

Дляпроектируемойсистемы центральногокондиционированиявоздуха, выбираемрулонный фильтр,расположенныйза смесительнойсекцией.

Максимальнаяконцентрацияпыли в рабочейзоне общественныхзданий z_wz= 0,5 мг/м3

Содержаниепыли в наружномвоздухе непромышленногогорода z_ext= 0,6 мг/м3

Степеньочистки приточноговоздуха

_тр=100% • (z_ext- z_wz)/ z_ext= 100 • (0,6- 0,5)/0,6 = 17%

классфильтра – III (предел эффективности60%)

Фильтрподобран потабл. 4.2 [2]:

типфильтра: волокнистый,замасляныйячейковый ФяУБ

фильтрующийматериал - ФСВУ

номинальнаявоздушнаянагрузка навходное сечениеq = 7000 м³/(ч•м²)

площадьячейки f_я = 0,22м²

начальноесопротивлениеP_ф.н =40 Па

конечноесопротивлениеP_ф.к = 150 Па

удельнаяпылемкостьП = 570 г/м²

способрегенерации– замена фильтрующегоматериала.

Требуемаяплощадь фильтрации:

F_ф^тр= L/ q = 28550/7000=4,01м²,

Необходимоеколичествоячеек:

n_я= F_ф^тр / f_я= 4,01 / 0,22 = 18,23

кустановкепринимаем 18ячеек

Действительнаястепень очистки

пономограмме4.4 [2] 1-Е = 18% => _д=82%

_д> _тр

Количествопыли, осаждаемойна 1 м² площадифильтрациив течении 1 часа.

m_уд= L • z_ext• _n/ F_ф = 28550 •0,6•10^-3 • 0,82 / 4,01 = 3,4 г/м²ч

Периодичностьзамены фильтрующейповерхности:

_рег= П / m_уд=570/ 3,4 = 167 ч = 7 сут.

4.2. Камераорошения.

Кустановкепринимаетсяфорсуночнаякамера орошенияОКФ-3 03.01304 исп.1

всегофорсунок 63 шт.,всего стояков– 7 шт.

4.2.1.ХПГ

процессобработкивоздуха – адиабатный

Коэффициентадиабатнойэффективности:

Е_А=

= =0,96

гдеt_вк –температуравоздуха конечная(после камерыорошения) t_вк=11 ^оС

t_вн– температуравоздуха начальная(до камеры орошения)t_вк =16,3 ^оС

t_мвн– температурапо мокромутермометруt_мвн =10,8 ^оС

Коэффициенторошения =2,0– по графикуна рис. 15.27 [2].

Расходводы на орошение:

G_ж= • G = 2,0 • 34260 = 68 520 кг/с

Давлениеводы передфорсункой:

p_ж= 80 кПа – по графикуна рис. 15.32 [2].

4.2.2.ТПГ

процессобработкивоздуха – политропный– охлаждениеи осушение.

Коэффициентадиабатнойэффективности:

Е_А=

= =0,38

гдеI_вк –энтальпиявоздуха конечная(после камерыорошения) I_вк=39,5 кДж/кг

t_вн– энтальпиявоздуха начальная(до камеры орошения)I_вк =59 кДж/кг

I^пр_в– предельнаяэнтальпия дляданного процессаI^пр_в=38,5 кДж/кг

I^пр_вн– предельнаяэнтальпия дляначальногосостояния I^пр_вн=90 кДж/кг

Коэффициенторошения =0,7– по графикуна рис. 15.27 [2].

КоэффициентполитропнойэффективностиЕ_П = 0,25 – по номограммена рис. 15.27 [2].

Расходводы на орошение:

G_ж= • G = 0,7 • 34260 = 23980 кг/с

Относительнаяразность температурвоздуха:

 =b • c• • (1/Е_П– 1/Е_А) = 0,33 • 4,19 • 0,7 •(1/0,25 – 1/0,38) = 1,32 ^оС

гдеb– коэффициентаппроксимацииb=0,33 (кг•^оС)/кДж;

с_ж– удельнаятеплоемкостьводы с=4,19 кДж/(кг•^оС)

Температураводы начальная:

t_жн=

= = 6 ^оС

гдеt^пр_в– предельнаятемпературадля данногопроцесса t^пр_в=13,8 ^оС

Температураводы конечная:

t_жн=

= = 11,6 ^оС

Давлениеводы передфорсункой:

p_ж= 30 кПа – по графикуна рис. 15.34 [2].

4.3.Воздухонагреватели.

Первыйвоздухонагревательподбираетсядля ХПГ, второй– для ТПГ.

Кустановкепринимаетсявоздухонагреватели 03.10114

площадьфасадногосечения F_ф= 3,31 м².

Относительныйперепад температур:

_В1= (t_вн - t_вк)/ (t_вн - t_жн)= (11-16,3) / (11-95) = 0,06– для 1-гоподогревателя

гдеt_жн –начальнаятемпературатеплоносителяt_жн =95 ^оС

t_вн, t_вк –начальная иконечная температураобрабатываемоговоздуха

_В2= (14,8-18) / (14,8-95) = 0,04– для 2-гоподогревателя

Относительныйрасход воздуха:

G`= G / G_ном = 34260 / 37800 = 0,9

гдеG_ном –номинальныйрасход воздухадля данногокондиционера

Потабл.15.18 [2] принимаемтип и схемуобвязки базовыхтеплообменников:

6,параллельно.

Пономограммерис.15.41а [2] определяем:

_Ж1= 0,75 при количестверядов n=1. –для 1-го подогревателя

_Ж1= 0,8 при количестверядов n=1. –для 2-го подогревателя

Б= 0,623 – коэф. гидравлическогосопротивлениянагревателя.

Расходтеплоносителя

G_Ж1= G•с_в•_В1/с_ж•_Ж1= 34260 • 1,005 •0,06 / 4,19 •0,75 = 687 кг/ч–для 1-го подогревателя

G_Ж2= 34260 • 1,005 •0,04 / 4,19 •0,8 = 411 кг/ч–для 2-го подогревателя

Конечнаятемпературатеплоносителя:

t_жк1= t_жн + _Ж1• (t_вн –t_жн) = 95 + 0,75 (11– 95) = 32 ^оС

t_жк2= 95 + 0,8 (14,8 – 95) = 31 ^оС

Массоваяскорость воздухав фасадномсечении установки:

V)= G / 3600 • F_ф= 34260 / 3600 • 3,31 = 2,9 кг/(м²с)

Потеридавления повоздуху:

P_В= 25 Па – по номограммерис. 15.43 [2].

Потеридавления поводе:

P_Ж1= Б • (_В1/ _Ж1)²• G`² •98,1 =0,623 • (0,06 / 0,75)² • 0,9² •98,1 = 0,32 кПа.

P_Ж2= 0,623 • (0,04 / 0,75)² • 0,9² •98,1 = 0,14 кПа.

4.4. Холодильныеустановки.

Холодопроизводительностьустановки врабочем режиме:

Q_хр= А_х • G •(I_н – I_к)/ 3600 = 1,2 • 34260 • (59-39,5) / 3600 = 213 кВт

где:А_х – коэффициентзапаса, учитывающийпотери холодана тракте хладагента,

холодоносителяи вследствиенагреванииводы в насосах,А_х = 1,12 ч 1,15;

I_н, I_к – энтальпиявоздуха навходе в камеруорошения ивыходе из неё.

Температуракипения хладагента:

t_их= (t_жк +t_жн)/2-(4ч6)= (6+11,6) / 2 -5 = 3,3 °С

температураконденсациихладагента:

t_конд= t_к.к +(3ч4) = 24 + 4 = 28 °С

температурапереохлажденияхолодильногоагента

t_п.х = t_к.н +(1ч2) = 20 + 2 = 22 °С

где:t_к.н –температураохлаждающейводы передконденсатором,

ориентировочнопринимаемаяt_к.н = 20°С;

t_к.к – температураводы на выходеиз конденсатора,

принимаемаяна 3ч4°С большеt_к.н ,°С.

Температурукипения хладагентав испарителеследует приниматьне ниже 2°С, причемтемператураводы, выходящейиз испарителя,не должна бытьниже 6 °С.

Объемнаяхолодопроизводительностьпри рабочихусловиях:

q_vр=(i_их – i_пх)/ V_их =(574,6-420,6)/0,053 = 2905 кДж/м³

где:i_и.х –энтальпияпаровой фазыхладагентапри t_и.х, кДж/кг;

i_п.х– энтальпияжидкой фазыхладагентапри t_п.х, кДж/кг;

v_и.х– удельныйобъем паровхладагентапри t_и.х, кг/м³.

Холодопроизводительностьхолодильноймашины в стандартномрежиме

(t_н.х=5°C, t_конд=35°С,t_п.х =30°С):

= = 190 кВт

где:λ_с – коэффициентыподачи компрессорапри стандартномрежиме λ_с=0,76

λ_р– коэффициентыподачи компрессорапри рабочемрежиме по табл.4.6 [3].

q_vc– объемнаяхолодопроизводительностьпри стандартномрежиме,

q_vc=2630кДж/м³.

Кустановкепринимаютсяхолодильныемашины ХМ-ФУ40/1РЭхолодопроизводительностью94,7 кВт, в количестве2 шт.

4.5.Вентиляторныеагрегаты.

Аэродинамическоесопротивление:

Р= Р_маг+ Р_к+ Р_ф+ Р_ко+2 • Р_вн= 100 + 50 + 150 + 50 + 2• 25 = 400 Па

гдеР_маг–сопротивлениемагистральноговоздуховодапринимаем 100Па

Р_к– сопротивлениеприемногоклапана принимаем50 Па

Р_ф– сопротивлениес фильтра Р_ф=150 Па

Р_ко– сопротивлениекамеры орошенияпринимаем 50 Па

Р_вн– сопротивлениевоздухонагревателяР_вн= 25 Па

ПринимаемвентиляторВЦ4-75 № 10Е10.095-1ГОСТ5976-90

частотаn=720 об/мин;

КПД=0,7;

Потребляемаямощность N= 5,5 кВт

D= 0,95 D_ном

Двигатель4А132М8; m=438 кг

Литература

1. СНиП2.04.05-91* Отопление,вентиляцияи кондиционирование.М.: ГУП ЦПП, 2001. 74с.

2. Справочникпроектировщика.Под ред. ПавловаН.Н. Внутренниесанитарно-техническиеустройства.Часть 3. Вентиляцияи кондиционированиевоздуха. М.:Стройиздат.1985.

3. ИвановЮ.А., КомаровЕ.А., МакаровС.П. Методическиеуказания повыполнениюкурсовой работы"Проектированиекондиционированиявоздуха ихолодоснабжение".Свердловск:УПИ, 1984. 32 с.

МинистерствообразованияРФ

Уральскийгосударственныйтехническийуниверситет

кафедра"Теплогазоснабжениеи вентиляция"

КОНДИЦИОНИРОВАНИЕВОЗДУХА

ИХОЛОДОСНАБЖЕНИЕ

КУРСОВАЯРАБОТА

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯЗАПИСКА

преподаватель:Н.П.

студент:С.Ю.

1851929

группа:ТГВ-6 (Екатеринбург)

Екатеринбург

2

004

20

МинистерствообразованияРоссийскойФедерации

Уральскийгосударственныйтехническийуниверситет- УПИ

кафедра"Теплогазоснабжениеи вентиляция"

Оценка_____________

КОНДИЦИОНИРОВАНИЕПРОДОВОЛЬСТВЕННОГОМАГАЗИНА

вг.Саратове

Курсоваяработа

2907.61127.005ПЗ

Руководитель:Н.П.

Студент Т.А.

ТГВ-6

Екатеринбург

Екатеринбург2004

СОДЕРЖАНИЕ

1. Исходныеданные…………………………………………………….……………………3

2. Определениеколичествавыделяющихсявредных веществи расчет необходимыхвоздухообменов

1. Необходимаявеличинавоздухообменапри расчетепо избыткамявнойтеплоты……………………………………………………………………………….4

2. Воздухообменпо ассимиляциивыделяющейсявлаги….………………….…..5

3. Воздухообменпо борьбе свыделяющимисяв помещениивредными газамии парами……………………………………………….……………………...5

4. Определениерасчетноговоздухообмена……………………………………….6

5. Определениеколичестварециркуляционноговоздуха……………………….6

3. Построениепроцессовобработкивоздуха на I-dдиаграмме

1. Определениевеличины угловогокоэффициенталуча процесса.…..…...…7

2. Построениена I-dдиаграммепроцессовобработкивоздуха вкондиционерес первой рециркуляциейдля теплогопериода года ……….8

3. Построениена I-dдиаграммепроцессовобработкивоздуха вкондиционерес первой рециркуляциейдля холодногопериода года…..….8

4. Расчетосновных рабочихэлементовустановкикондиционированиявоздуха и подбороборудования

   1. Фильтр………………………………………………………………………………..10

   2. Камераорошения……………………………………………………………………10

   3. Воздухонагревателии воздухоохладители…………………………………...12

   4. Холодильныеустановки…………………………………………………………..18

   5. Вентиляторныеагрегаты………………………………………………………19

5. Компоновкаи теплохолодоснабжениецентральныхкондиционеров…………20

Библиографическийсписок…………………………………………………………….…..23

1. ИСХОДНЫЕДАННЫЕ

Вданной работерасчетнымобъектом являетсяпомещениепродовольственногомагазина,расположенногов городе Саратове.

Размерыпомещения –42х12х4 м.

Числолюдей – 200.

Теплопоступления:

-от солнечнойрадиации Q_с.р.=8,4кВт;

-от освещения Q_осв.=10,5кВт;

-от оборудованияQ_об=12,1кВт.

Влаговыделения от оборудованияW_об=3,9 кг/ч.

Расчетныйтеплоносителя– вода, с параметрами:

• для теплого периода– 70/50 °С;

• дляхолодногопериода – 150/70 °С.

Расчетныеклиматическиепараметры дляг.Саратова приразработкесистемы кондиционированияприняты:

• длятеплого периодагода (Приложение8 [1]):

t^Б_ext=30,5°С; I^Б_ext=53,6кДж/кг;

• дляхолодногопериода года(Приложение8 [1]:)

t^Б_ext=-27°С; I^Б_ext=-26,3 кДж/кг.

Барометрическоедавление 990 ГПа.

Расчетныепараметрывнутреннеговоздуха помещенияпродовольственногомагазина приняты:

• длятеплого периодагода:

t_в=24°С; I_в=43кДж/кг; φ=40%;

• дляхолодногопериода года:

t_в=22°С; I_в=39 кДж/кг; φ=40%.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕКОЛИЧЕСТВАВЫДЕЛЯЮЩИХСЯВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВИ РАСЧЕТ НЕОБХОДИМЫХВОЗДУХООБМЕНОВ.

1. Необходимаявеличинавоздухообменапри расчете

поизбыткам явнойтеплоты.

,кг/ч, (2.1)

где:Q_я– избыточныйпоток явнойтеплоты в помещение,кВт;

t_в– температурав рабочей зоне,°С;

t_п– температураприточноговоздуха, °С;

с_в– удельнаятеплоемкостьвоздуха, с_в=1кДж/(кг°С).

Температураприточноговоздуха t_попределяетсяпо формуле:

t_п= t_в–Δt, °С (2.2)

где:Δt– температурныйперепад, согласно[2] принимаемΔt= 3°С.

Расчеттеплоизбытковпроизводитсяследующимобразом.

Т е пл ы й п е р и о д

Q_я= Q^я_л+ Q_с.р.+ Q_осв+ Q_об, кВт, (2.3)

где:Q^я_л– теплопоступленияот людей, кВт;

Q^я_л= q_яn, (2.4)

q_я– поток явнойтеплоты, выделяемойодним человеком,кВт.

Q^я_л= 0,071х200=14,2кВт

Q_я= 14,2+8,4+10,5+12,1=45,2 кВт

t_п= 24-3=21°С

кг/ч

Х о ло н ы й п е р и од

Q_я= Q^я_л+ Q_осв+ Q_об, кВт (2.5)

Q^я_л= 0,085х200=17,0 кВт

Q_я= 17,0+10,5+12,1=39,6 кВт

t_п= 22-3=19°С

кг/ч

2. Воздухообменпо ассимиляциивыделяющейсявлаги.

,кг/ч, (2.6)

где:d_в– влагосодержаниеудаляемоговоздуха, г/кг;

d_п– влагосодержаниеприточноговоздуха, г/кг;

W– избыточныевлаговыделенияв помещении,г/ч

W= g_wn+ 1000W_об, (2.7)

где:d_w– влаговыделениеодним человеком,г/ч

Т е пл ы й п е р и о д

W=107х200 + 1000х3,9 = 25300 г/ч

кг/ч

Х о ло н ы й п е р и од

W=91х200+ 1000х3,9 = 22100г/ч

кг/ч

2.3Воздухообменпо борьбе свыделяющимисяв помещении

вреднымигазами и парами.

,кг/ч, (2.8)

где:ρ_в– плотностьвоздуха, ρ_в= 1,2 кг/м³;

z_п– предельнодопустимаяконцентрациявредных веществв воздухе, удаляемомиз помещения,г/м³;

z_в– концентрациявредных веществв приточномвоздухе, г/м³;

Z– количествовредных веществ,поступающихв воздух помещения,г/ч.

,кг/ч

Результатырасчета воздухообменовсведены в таблицу2.1.

Таблица2.1.

Воздухообмендля расчетногопомещения.

Периодгода	Расходприточноговоздуха, кг/ч
	По избыткамявной теплоты G1	По избыткам влаги G2	По избыткамвредных газови паров G3
Теплыйпериод	54240	16867	6000
Холодныйпериод	47520	17000	6000

2.4.Определениерасчетноговоздухообмена.

Вкачестве расчетноговоздухообменапринимаетсямаксимальноезначение изG₁,G₂, G_3.

G= 54240 кг/ч

2.5.Определениеколичестварециркуляционноговоздуха

G_р=G – G_н, кг/ч (2.9)

где:G_н– количествонаружноговоздуха.

ДлянахожденияG_нопределяетсяминимальноеколичествонаружноговоздуха, подаваемогов помещение:

G^min_н=ρ_вnl, кг/ч, (2.10)

где:l– количествонаружноговоздуха на 1человека, м³/ч.

G^min_н=1,2х200х20 = 4800 кг/ч

Полученноезначение G^min_нсравниваетсяс величинойрасчетноговоздухообменапо борьбе свыделяющимисягазами и парамиG₃:

G^min_нG₃

4800

ПринимаемG_н= 6000 кг/ч

G_р=54240 – 6000 =48240 кг/ч

3. ПОСТРОЕНИЕПРОЦЕССОВОБРАБОТКИВОЗДУХА

НАI-dДИАГРАММЕ.

Исходнымиданными дляпостроенияпроцессатепловлажностнойобработкивоздуха являютсярасчетныепараметрынаружноговоздуха – t_ни I_н(точка Н), заданныепараметрывнутреннеговоздуха – t_ви I_в(точка В).

3.1.Определениевеличины угловогокоэффициенталуча процесса.

,кДж/кг влаги, (3.1)

где:Q_п– избыточныйпоток полнойтеплоты в помещении,кВт;

Qс– избыточныйпоток скрытойтеплоты в помещении,кВт

,кВт, (3.2)

где:I_в.п – энтальпияводяного парапри температуреt_в,кДж/кг,

I_в.п=2500 + 1,8 t_в , кДж/кг, (3.3)

q_с– поток скрытойтеплоты, выделяемой1 человеком,кВт.

Т е пл ы й п е р и о д

I_в.п=2500 + 1,8 х 24 = 2543,2 кДж/кг

,кВт

кДж/кгвлаги

Х о ло н ы й п е р и од

I_в.п=2500 + 1,8 х 22 = 2539,6 кДж/кг

,кВт

кДж/кгвлаги

Процессобработкивоздуха вкондиционереосуществляетсяпо схеме с первойрециркуляцией.

3.2.Построениена I-dдиаграммепроцессовобработкивоздуха вкондиционерес первой рециркуляциейдля теплогопериода года.

Исходнымиданными дляпостроенияпроцессатепловлажностнойобработкивоздуха являютсярасчетныепараметрынаружноговоздуха – t_ни I_н(точка Н); заданныепараметрывнутреннеговоздуха – t_ви I_в(точка В); расчетныйвоздухообмен– G;количестворециркуляционноговоздуха - G_р;количествонаружноговоздуха – G_н;величина угловогокоэффициента–

.

Черезточку В проводитсялуч процесса

допересеченияс изотермойтемпературыприточноговоздуха t_п. Из точки Ппроводитсялиния d_п=Сonstдо пересеченияс кривой I=95%в точке О, параметрыкоторой соответствуютсостояниюобрабатываемоговоздуха навыходе из камерыорошения. ОтрезокОП' характеризуетпроцесс нагреваниявоздуха ввоздухонагревателевторого подогрева,П'П – подогреввоздуха на1ч1,5°С в вентилятореи приточныхвоздуховодах.

Източки В вверхпо линии d_в=Сonstоткладываетсяотрезок ВВ',соответствующийнагреваниювоздуха, удаляемогоиз помещениярециркуляционнойсистемой, ввентилятореи воздуховоде.Отрезок В'Нхарактеризуетпроцесс смешениянаружного ирециркуляционноговоздуха. Влагосодержаниесмеси находитсяиз выражения:

,г/ч (3.4)

г/ч

Пересечениелиний В'Н и d_с=Сonstопределяетположение точкиС, характеризующейпараметрывоздуха навходе в камеруорошения.

3.3.Построениена I-dдиаграммепроцессовобработкивоздуха вкондиционерес первой рециркуляциейдля холодногопериода года.

Исходнымиданными дляпостроенияпроцессатепловлажностнойобработкивоздуха являютсярасчетныепараметрынаружноговоздуха – t_ни I_н(точка Н); заданныепараметрывнутреннеговоздуха – t_ви I_в(точка В); расчетныйвоздухообмен– G;величина угловогокоэффициента–

.

9Дляопределенияпараметровприточноговоздуха находитсяего ассимилирущаяспособностьпо влаге:

,г/кг (3.5)

и вычисляетсявлагосодержаниеприточноговоздуха:

d_п= d_в– Δd,г/кг (3.6)

г/кг

d_п= 6,8– 0,4=6,4,г/кг

Черезточку В проводитсялуч процесса

допересеченияс линией d_п=Сonstв точке П, котораяхарактеризуетсостояниеприточноговоздуха приусловии сохраненияв холодныйпериод годарасчетноговоздухообмена.Пересечениелинии d_п=Сonstс кривой I= 95% определяетточку О, соответствующуюпараметрамвоздуха навыходе из камерыорошения. ОтрезокОП характеризуетпроцесс ввоздухонагревателевторого подогрева.По аналогиис п.3.2 строитсяпроцесс смешениянаружного ирециркуляционоговоздуха (отрезокНВ) и определяютсяпараметрысмеси:

г/ч

Източки С проводитсялуч процессанагреваниявоздуха ввоздухонагревателепервого подогревадо пересеченияс адиабатойI_о=Constв точке К, соответствующейпараметрамвоздуха навходе в камеруорошения.

4. РАСЧЕТОСНОВНЫХ РАБОЧИХЭЛЕМЕНТОВУСТАНОВКИКОНДИЦИОНИРОВАНИЯВОЗДУХА И ПОДБОРОБОРУДОВАНИЯ.

4.1.Фильтр.

Дляпроектируемойсистемы центральногокондиционированиявоздуха, с расходом54240 кг/ч, выбираемкондиционерКТЦ60, с маслянымсамоочищающимсяфильтром.

Характеристикифильтра:

• площадьрабочего сечения- 6,31м²

• удельнаявоздушнаянагрузка –10000 м³ч на 1м²

• максимальноесопротивлениепо воздуху ~10кгс/м²

• количествозаливаемогомасла – 585 кг

• электродвигательАОЛ2-21-4, N=1,1кВт, n=1400об/мин

4.2.Камераорошения.

Расчет:

1.Выбор камерыорошения попроизводительностивоздуха:

м³/ч (4.1)

Принимаемфорсуночнуюдвухряднуюкамеру орошениятипа Кт длинной1800мм.

Конструктивныехарактеристики:

• номинальнаяпроизводительностьпо воздуху 60тыс. м³/ч

• высотаи ширина сечениядля проходавоздуха 2003х3405 мм

• площадьпоперечногосечения 6,81 м²

• номинальная весовая скорость воздуха впоперечном сечении 2,94кгс/(м²°С)

• общеечисло форсунокпри плотностиряда 24шт/м²ряд) – 312 шт./м²

2.Определяеммассовую скоростьвоздуха в поперечномсечении камерыорошения:

,кг/(м²с) (4.2)

3.Определяемуниверсальныйкоэффициентэффективности:

(4.3)

4. Согласно[3] выбираемкоэффициенторошения В,коэффициентполного орошенияЕ и диаметрвыпускногоотверстияфорсунок:

В=1,8

Е=0,95

Ш=3,5мм

Таккак (pv)3кг/(м²с), то для Еґ вводимпоправочныйкоэффициент0,96:

Е=0,96х0,95=0,91

5.Вычисляемначальную иконечную температуруводы t_wн t_wк, совместнорешая системууравнений:

t_wн= 6,1°С

t_wк= 8,5°С

6.Вычисляеммассовый расходводы:

G_w= BxG= 1,8х54240 = 97632 кг/ч (4.4)

7.Определяемпропускнуюспособностьодной форсунки:

кг/ч (4.5)

8.По диаметрувыпускногоотверстия ипропускнойспособностифорсунки определяемдавление водыперед форсункой,согласно [3]:

Р_ф= 2,1 кгс/см²

9.Определяемаэродинамическоесопротивлениефорсуночнойкамеры орошения:

ΔР= 1,14 (pv)^1,81= 1,14 х 1,84^1,81= 3,43 кгс/м² (4.6)

4.3.Воздухонагревателии воздухоохладители.

Воздухонагревательныеи воздухоохладительныеустановкисобираютсяиз одних и техже базовыхунифицированныхтеплообменников,конструктивныехарактеристикипредставленыв [2]. Число и размерытеплообменников,размещаемыхво фронтальномсечении установки,однозначноопределяютсяпроизводительностьюкондиционера.

Базовыетеплообменникимогут присоединятсяк трубопроводамтепло-холодоносителяпо различнымсхемам согласно[2].

Расчетвоздухонагревательныхи воздухоохладительныхустановоксостоит изследующихопераций:

1. Поизвестнойвеличине расчетноговоздухообменаG,согласно [2],выбираетсямарка кондиционераи определяетсяплощадь фасадногосечения F_ф,м².

2. Вычисляетсямассовая скоростьвоздуха в фасадномсечении установки:

,кг/(м²с) (4.7)

3. Определяютсятемпературныекритерии:

• принагреваниивоздуха

, (4.8)

, (4.9)

• расходтеплоносителя

,кг/ч (4.10)

где:t_н, t_к– начальнаяи конечнаятемператураобрабатываемоговоздуха, °С,t_г,t_о–температуратеплоносителяна входе и выходеиз воздухонагревателя,°С,

t_wг,t_wо–температураохлажденнойводы на входеи выходе извоздухоохладителя,°С.

4. Согласно[2] находятсявсе возможныесхемы компоновкии присоединения,базовых теплообменниковк трубопроводамтепло-холодоносителя,соответствующиепроизводительностипринятой маркикондиционера.Для каждойсхемы определяетсявеличинакомпоновочногофактора

   .

5. Длякаждой выбраннойсхемы определяетсяобщее числорядов теплообменниковпо глубинеустановки:

(4.11)

Приэтом длявоздухонагревателейпринимаетсяD=7,08;для воздухоохладителей– D=8,85.

Полученныезначения Z_уокругляютсядо ближайшихбольших Z^'_у.

6. Длякаждого компоновочноговарианта установкинаходитсяобщая площадьповерхноститеплообмена:

F_у= F_рZ^'_у,м² (4.12)

ивычисляетсязапас в площадипо сравнениюс её расчетнымзначением:

, (4.13)

7. Длявсех принятыхсхем определяетсявеличина площадиживого сечения для проходатепло-холодоносителя:

,м², (4.14)

инаходитсяскорость водыв трубках ходаи присоединительныхпатрубках:

,м/с, (4.15)

,м/с, (4.16)

где:

– значениекомпоновочногофактора длявыбраннойсхемы, уточненноедля фактическогочисла рядов труб Z^'_у;

ρ_w– средняя плотностьводы в теплообменнике,принимаемаядля воздухонагревателей первого и второгоподогревасоответственно951и 988 кг/м³и для воздухоохладителейρ_w= 998 кг/м³;

d_п.п– внутреннийдиаметр присоединительныхпатрубков,равный для всехтипов теплообменниковd_п.п= 0,041 м;

Х– число параллельноприсоединенныхвходящих патрубковв ряду.

Последующиерасчеты производятсядля схемы компоновкибазовых теплообменниковс наибольшимзапасом площадитеплообмена.Но если приэтом скоростьводы в трубкахили в присоединительныхпатрубках будетпревышать 2ч2,5м/с, то в качестверасчетнойследует принятьсхему с меньшимзначениемкомпоновочногофактора.

8. Находитсягидродинамическоесопротивлениетеплообменнойустановки (безсоединительныхи подводящихпатрубков):

ΔН_у= Аω², кПа, (4.17)

где:А – коэффициент,зависящий отколичестватруб в теплообменнике и его высотеи принимаемыйсогласно [2].

9. Определяетсяаэродинамическоесопротивлениеустановки:

• содноряднымитеплообменниками

ΔР_у= 7,5(ρν)_ф^1,97R²Z^'_у,Па, (4.18)

• сдвухряднымитеплообменниками

ΔР_у= 11,7(ρν)_ф^1,15R²Z^'_у,Па, (4.19)

ЗначениеRопределяетсяпо [2] в зависимостиот среднеарифметическойтемпературывоздуха.

Расчетводухонагревателя.

1. F_ф= 6,63 м²

2. кг/(м²с)

3. 

4. Выбираем:

Схема1:

Схема2:

Схема4:

5. Схема1:

Z_у= 0,59 ; Z^'_у= 1

Схема2:

Z_у= 0,63 ; Z^'_у= 1

Схема4:

Z_у= 0,54 ; Z^'_у= 1

6. F_у= 113 х 1 =113 м²

Схема1:

Схема2:

Схема4:

7. Схема1:

м²

м/с

м/с

Схема2:

м²

м/с

м/с

Схема4:

м²

м/с

м/с

Длядальнейшихрасчетов выбираемсхему 4.

8. ΔН_у= 26,683 х 0,37²=3,65 кПа,

9. ΔР_у= 7,5 х 2,27^1,97х 0,98²х 1 = 36,2,Па

4.4.Холодильныеустановки.

Вцентральныхи местных системахкондиционированиявоздуха дляполученияхолода широкоприменяютсяагрегатированныефреоновыехолодильныемашины, объединяющиекомпрессор,испаритель,конденсатор,внутренниекоммуникации,арматуру,электрооборудованиеи автоматику.Их техническиехарактеристикиприведены [2].Расчет холодильнойустановкисводится копределениюеё холодопроизводительности и подборусоответствующейей марки машины.

Расчетпроизводитсяв следующемпорядке:

1. Вычисляетсяхолодопроизводительностьустановки врабочем режиме:

,кВт, (4.20)

где:А_х– коэффициентзапаса, учитывающийпотери холодана тракте хладагента,холодоносителяи вследствиенагреванииводы в насосахи и принимаемыйдля машин схолодопроизводительностьюдо 200 кВт А_х= 1,15 ч 1,2 , более 200 кВтА_х= 1,12 ч 1,15;

I_н, I_к– энтальпиявоздуха навходе в камеруорошения ивыходе из неё.

2. Определяютсяосновныетемпературы,характеризующиережим работыхолодильнойустановки:

• температуракипения холодильногоагента

  

,°С, (4.21)

• температураконденсациихолодильногоагента

  

t_конд= t_к.к + (3ч4) ,°С, (4.22)

• температурапереохлажденияхолодильногоагента

  

t_п.х = t_к.н + (1ч2) ,°С, (4.23)

где:t_н.х –температураводы на входев испарительи на выходе изнего, °С;

t_к.н –температураохлаждающейводы передконденсатором,ориентировочнопринимаемаяt_к.н= 20°С;

t_к.к –температураводы на выходеиз конденсатора,принимаемаяна 3ч4°С большеt_к.н,°С.

Температурукипения хладагентав испарителеследует приниматьне ниже 2°С, причемтемператураводы, выходящейиз испарителя,не должна бытьниже 6 °С.

3. Хоодопроизводительностьустановки,требуемая врабочем режиме,приводитсяк стандартнымусловиям (t_н.х=5°C, t_конд=35°С,t_п.х=30°С):

,кВт, (4.24)

где:Q_х.с– холодопроизводительностьхолодильноймашины в стандартномрежиме, кВт;

λ_с, λ_р– коэффициентыподачи компрессорапри стандартноми рабочем режимах;

q_vc, q_vp– объемнаяхолодопроизводительностьпри стандартноми рабочем режимах,кДж/м³.

Коэффициент λ_спринимаетсяравным λ_с=0,76,а величина λ_ропределяетсясогласно [2].

Объемнаяхолодопроизводительностьпри стандартныхусловиях принимаетсяравной q_vc=2630кДж/м³,а величина q_vpопределяетсяпо формуле:

,кДж/м³, (4.25)

где:i_и.х– энтальпияпаровой фазыхладагентапри t_и.х, кДж/кг;

i_п.х– энтальпияжидкой фазыхладагентапри t_п.х, кДж/кг;

v_и.х– удельныйобъем паровхладагентапри t_и.х,кг/м³.

4. Согласно[2] подбирается2 ч 4 однотипныххолодильныхмашины и изних компонуетсяобщая установка.При этом суммарнаяхолодопроизводительностьпринятогочисла машиндолжна равнятьсявычесленномупо формуле(2.19) значению Q_х.с.

5. Вентиляторныеагрегаты.

Длякомплектациицентральныхсистем кондиционированиявоздуха используютвентиляторныеагрегатыодностороннегои двустороннеговсасывания.

ПринимаемвентиляторВР-86-77-5:

1. Диаметрколеса D= D_ном;

2. Потребляемаямощность N= 2,2 кВт;

3. Числооборотов n= 1420 об./мин;

4. ДвигательАИР90L4.

5. КОМПОНОВКАИ ТЕПЛОХОЛОДОСНАБЖЕНИЕ

ЦЕНТРАЛЬНЫХКОНДИЦИОНЕРОВ.

ЦентральныекондиционерыКД и КТЦ собираютсяиз типовыхрабочих ивспомогательныхсекций. На рис.5.1показана компоновкакондиционера,работающегос первой рециркуляцией.Наружный воздухчерез приемныйклапан поступаетв смесительнуюсекцию, гдесмешиваетсяс удаляемымиз помещениярециркуляционнымвоздухом. Смесьвоздуха очищаетсяот пыли в фильтреи поступаетв воздухонагревательпервой ступени.Подогретыйвоздух подвергаетсятепловлажностнойобработке всекции оросительнойкамеры и нагреваетсяв секции воздухонагревателявторого подогрева.Обработанныйв кондиционеревоздух подаетсяв обслуживаемоепомещение спомощью вентиляторногоагрегата.

Рабочиесекции (воздухонагреватели,фильтр, камераорошения) соединяютсямежду собойс помощью секцийобслуживания,а вентиляторныйагрегат – спомощью присоединительнойсекции. Рабочиеи вспомогательныесекции устанавливаютсяна подставках.Расход рециркуляционноговоздуха регулируетсявоздушнымклапаном, аколичествонаружного –приемным клапаном.Регулированиерасхода теплоносителячерез секциивоздухонагревателейпроизводитсярегуляторамирасхода. Удалениевоздуха изсистемы теплоснабженияосуществляетсячерез воздухосборники.

В теплыйпериод годадля охлажденияпоступающейв камеру орошенияводы используетсяхолодильнаяустановка, всостав которойвходят: компрессор,конденсатор,испарительи регулирующийвентиль. Циркуляцияхолодоносителяобеспечиваетсянасосной группой.Переключениекамеры орошенияс политропическогорежима надиабатическийпроизводитсятрехходовымсмесительнымклапаном.

Библиографическийсписок

1. СНиП2.04.05-91* Отопление,вентиляцияи кондиционирование.М.: ГУП ЦПП, 2001. 74 с.

2.Иванов Ю.А., КомаровЕ.А., МакаровС.П. Методическиеуказания повыполнениюкурсовой работы"Проектированиекондиционированиявоздуха ихолодоснабжение".Свердловск:УПИ, 1984. 32 с.

3.Справочникпроектировщика.Под ред. СтаровероваИ.Г. Внутренниесанитарно-техническиеустройства.Часть2. Вентиляцияи кондиционированиевоздуха. М.:Стройиздат.1978. 502с.