Міністерство освіти Російської Федерації
Уральський державний технічний університет - УПІ
кафедра "Теплогазопостачання та вентиляція"
Оценка_____________
КОНДИЦІОНУВАННЯ ПРОДОВОЛЬЧОГО МАГАЗИНУ
в г.Саратове
Курсова робота
2907.61127.005 ПЗ
Керівник: Н.П.
Студент Т.А.
ТГВ-6
Єкатеринбург
Єкатеринбург 2004
ЗМІСТ
1. Вихідні дані ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... ... 3
2. Визначення кількості виділяються шкідливих речовин і розрахунок необхідних повітрообмінів
2.1. Необхідна величина повітрообміну при розрахунку за надлишку явною теплоти ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .4
2.2. Повітрообмін з асиміляції виділяється вологи .... ... ... ... ... ... ... .... ... .. 5
2.3. Повітрообмін по боротьбі з виділяються в приміщенні шкідливими газами і парами ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 5
2.4. Визначення розрахункового повітрообміну ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .6
2.5. Визначення кількості рециркуляційного повітря ... ... ... ... ... ... ... ... ... .6
3. Побудова процесів обробки повітря на I - d діаграмі
3.1. Визначення величини кутового коефіцієнта променя процесу. ... .. ... ... ... 7
3.2. Побудова на I - d діаграмі процесів обробки повітря в кондиціонері з першої рециркуляцією для теплого періоду року ... ... ... .8
3.3. Побудова на I - d діаграмі процесів обробки повітря в кондиціонері з першої рециркуляцією для холодного періоду року ... .. ... .8
4. Розрахунок основних робочих елементів установки кондиціонування повітря та підбір обладнання
4.1. Фільтр ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 10
4.2. Камера зрошення ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 10
4.3. Повітронагрівачі і повітроохолоджувачі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 12
4.4. Холодильні установки ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 18
4.5. Вентиляторні агрегати ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 19
5. Компоновка і теплохолодоснабженіе центральних кондиціонерів ... ... ... ... 20
Бібліографічний список ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... .. 23
1. ВИХІДНІ ДАНІ
У даній роботі розрахунковим об'єктом є приміщення продовольчого магазину, розташованого в місті Саратові.
Розміри приміщення - 42х12х4 м.
Число людей - 200.
Теплопоступленія:
- Від сонячної радіації Q с.р. = 8,4 кВт;
- Від освітлення Q осв. = 10,5 кВт;
- Від устаткування Q об = 12,1 кВт.
Вологовиділення від устаткування W об = 3,9 кг / ч.
Розрахунковий теплоносія - вода, з параметрами:
- Для теплого періоду - 70/50 ° С;
- Для холодного періоду - 150/70 ° С.
Розрахункові кліматичні параметри для г.Саратова при розробці системи кондиціонування прийняті:
- Для теплого періоду року (Додаток 8 [1]):
t Б ext = 30,5 ° С; I Б ext = 53,6 кДж / кг;
- Для холодного періоду року (Додаток 8 [1]:)
t Б ext = -27 ° С; I Б ext = -26,3 кДж / кг.
Барометричний тиск 990 ГПа.
Розрахункові параметри внутрішнього повітря приміщення продовольчого магазину прийняті:
- Для теплого періоду року:
t в = 24 ° С; I в = 43 кДж / кг; φ = 40%;
- Для холодного періоду року:
t в = 22 ° С; I в = 39 кДж / кг; φ = 40%.
2. ВИЗНАЧЕННЯ кількість шкідливих речовин, І РОЗРАХУНОК НЕОБХІДНИХ повітрообміном.
2.1. Необхідна величина повітрообміну при розрахунку
за надлишку явною теплоти.
де: Q я - надлишковий потік явної теплоти в приміщення, кВт;
t в - температура в робочій зоні, ° С;
t п - температура припливного повітря, ° С;
с в - питома теплоємність повітря, з в = 1 кДж / (кг ° С).
Температура припливного повітря t п визначається за формулою:
t п = t в - Δ t, ° С (2.2)
де: Δ t - температурний перепад, відповідно до [2] приймаємо Δ t = 3 ° С.
Розрахунок теплонадлишків проводиться таким чином.
Т е п л и і п е р і д
Q я = Q я л + Q с.р. + Q осв + Q об, кВт, (2.3)
де: Q я л - теплопоступленія від людей, кВт;
Q я л = q я n, (2.4)
q я - потік явної теплоти, що виділяється однією людиною, кВт.
Q я л = 0, 071х200 = 14,2 кВт
Q я = 14,2 +8,4 +10,5 +12,1 = 45,2 кВт
t п = 24-3 = 21 ° С
Х о л о н и і п е р і д
Q я = Q я л + Q осв + Q об, кВт (2.5)
Q я л = 0,085 х200 = 17,0 кВт
Q я = 17,0 +10,5 +12,1 = 39,6 кВт
t п = 22-3 = 19 ° С
2.2. Повітрообмін з асиміляції виділяється вологи.
де: d в - вологовміст повітря, що видаляється, г / кг;
d п - вологовміст припливного повітря, г / кг;
W - надлишкові вологовиділення в приміщенні, г / год
W = g w n + 1000 W об, (2.7)
де: d w - вологовиділення однією людиною, м / год
Т е п л и і п е р і д
W = 107х200 + 1000х3, 9 = 25 300 г / год
Х о л о н и і п е р і д
W = 91х200 + 1000х3, 9 = 22 100 г / год
2.3 Повітрообмін по боротьбі з виділяються в приміщенні
шкідливими газами і парами.
де: ρ в - щільність повітря, ρ в = 1,2 кг / м 3;
z п - гранично допустима концентрація шкідливих речовин у повітрі, що видаляється з приміщення, м / м 3;
z в - концентрація шкідливих речовин в припливно повітрі, г / м 3;
Z - кількість шкідливих речовин, що надходять у повітря приміщення, м / ч.
Результати розрахунку повітрообмінів зведені в таблицю 2.1.
Табліца2.1.
Повітрообмін для розрахункового приміщення.
2.4. Визначення розрахункового повітрообміну.
В якості розрахункового повітрообміну приймається максимальне значення з G 1, G 2, G 3.
G = 54240 кг / год
2.5. Визначення кількості рециркуляційного повітря
G р = G - G н, кг / год (2.9)
де: G н - кількість зовнішнього повітря.
Для знаходження G н визначається мінімальна кількість зовнішнього повітря, що подається в приміщення:
G min н = ρ в nl, кг / год, (2.10)
де: l - кількість зовнішнього повітря на 1 людину, м 3 / ч.
G min н = 1,2 х200х20 = 4800 кг / год
Отримане значення G min н порівнюється з величиною розрахункового повітрообміну по боротьбі з виділяються газами і парами G 3:
G min н <G 3
4800 <6000
Приймаються G н = 6000 кг / год
G р = 54240 - 6000 = 48240 кг / год
3. ПОБУДОВА ПРОЦЕСІВ ОБРОБКИ ПОВІТРЯ
НА I - d Діаграма.
Вихідними даними для побудови процесу тепловологісної обробки повітря є розрахункові параметри зовнішнього повітря - t н і I н (точка Н), задані параметри внутрішнього повітря - t в і I в (точка В).
3.1. Визначення величини кутового коефіцієнта променя процесу.
де: Q п - надлишковий потік повної теплоти в приміщенні, кВт;
Q з - надлишковий потік прихованої теплоти в приміщенні, кВт
де: I в.п - ентальпія водяної пари при температурі t в, кДж / кг,
I в.п = 2500 + 1,8 t в, кДж / кг, (3.3)
q з - потік прихованої теплоти, що виділяється 1 людиною, кВт.
Т е п л и і п е р і д
I в.п = 2500 + 1,8 х 24 = 2543,2 кДж / кг
Х о л о н и і п е р і д
I в.п = 2500 + 1,8 х 22 = 2539,6 кДж / кг
Процес обробки повітря в кондиціонері здійснюється за схемою з першої рециркуляцією.
3.2. Побудова на I - d діаграмі процесів обробки повітря в кондиціонері з першої рециркуляцією для теплого періоду року.
Вихідними даними для побудови процесу тепловологісної обробки повітря є розрахункові параметри зовнішнього повітря - t н і I н (точка Н); задані параметри внутрішнього повітря - t в і I в (точка В); розрахунковий повітрообмін - G; кількість рециркуляційного повітря - G р ; кількість зовнішнього повітря - G н; величина кутового коефіцієнта -
Через точку В проводиться промінь процесу
З точки В вгору по лінії d в = З onst відкладається відрізок ВВ ', відповідний нагріванню повітря, що видаляється з приміщення рециркуляційної системою, у вентиляторі і повітроводі. Відрізок В'Н характеризує процес змішання зовнішнього і рециркуляційного повітря. Вологовміст суміші знаходиться з виразу:
Перетин ліній В'Н і d с = З onst визначає положення точки С, що характеризує параметри повітря на вході в камеру зрошення.
3.3. Побудова на I - d діаграмі процесів обробки повітря в кондиціонері з першої рециркуляцією для холодного періоду року.
Вихідними даними для побудови процесу тепловологісної обробки повітря є розрахункові параметри зовнішнього повітря - t н і I н (точка Н); задані параметри внутрішнього повітря - t в і I в (точка В); розрахунковий повітрообмін - G; величина кутового коефіцієнта -
9Для визначення параметрів припливного повітря знаходиться його ассімілірущая здатність по волозі:
і обчислюється вологовміст припливного повітря:
d п = d в - Δ d, г / кг (3.6)
d п = 6,8 - 0,4 = 6,4, р / кг
Через точку В проводиться промінь процесу
З точки З проводиться промінь процесу нагрівання повітря в повітронагрівачі перший підігріву до перетину з адіабати I о = Const в точці К, відповідної параметрами повітря на вході в камеру зрошення.
4. РОЗРАХУНОК ОСНОВНИХ РОБОЧИХ ЕЛЕМЕНТІВ УСТАНОВКИ КОНДИЦІОНУВАННЯ ПОВІТРЯ І ПІДБІР УСТАТКУВАННЯ.
4.1. Фільтр.
Для проектованої системи центрального кондиціонування повітря, з витратою 54240 кг / год, вибираємо кондиціонер КТЦ60, з масляним самоочищається фільтром.
Характеристики фільтра:
- Площа робочого розрізу - 6, 31 м 2
- Питома повітряне навантаження - 10000 м 3 год на 1м 2
- Максимальний опір по повітрю ~ 10 кгс / м 2
- Кількість масла, що заливається - 585 кг
- Електродвигун АОЛ2-21-4, N = 1,1 кВт, n = 1400 об / хв
4.2. Камера зрошення.
Розрахунок:
1. Вибір камери зрошення за продуктивністю повітря:
Приймаються форсунковим дворядну камеру зрошення типу Кт довгою 1800мм.
Конструктивні характеристики:
- Номінальна продуктивність по повітрю 60 тис. м 3 / год
- Висота і ширина перетину для проходу повітря 2003х3405 мм
- Площа поперечного перерізу 6,81 м 2
- Номінальна вагова швидкість повітря в поперечному перерізі 2,94 кгс / (м 2 ° С)
- Загальне число форсунок при щільності ряду 24шт / м 2 ряд) - 312 шт. / М 2
2. Визначаємо масову швидкість повітря в поперечному перерізі камери зрошення:
3. Визначаємо універсальний коефіцієнт ефективності:
4. Згідно [3] вибираємо коефіцієнт зрошення В, коефіцієнт повного зрошення Е і діаметр випускного отвору форсунок:
В = 1, 8
Е = 0,95
Ш = 3,5 мм
Так як (p v) <3 кг / (м 2 с), то для Еґ вводимо поправочний коефіцієнт 0,96:
Е = 0,96 х0, 95 = 0,91
5. Обчислюємо початкову та кінцеву температуру води t w н t w к, спільно вирішуючи систему рівнянь:
t w н = 6,1 ° С
t w к = 8,5 ° С
6. Обчислюємо масова витрата води:
G w = BxG = 1,8 х54240 = 97632 кг / год (4.4)
7. Визначаємо пропускну здатність однієї форсунки:
8. По діаметру випускного отвору та пропускної здатності форсунки визначаємо тиск води перед форсункою, згідно [3]:
Р ф = 2,1 кгс / см 2
9. Визначаємо аеродинамічний опір форсуночного камери зрошення:
ΔР = 1,14 (p v) 1,81 = 1,14 х 1,84 1,81 = 3,43 кгс / м 2 (4.6)
4.3. Повітронагрівачі і повітроохолоджувачі.
Повітронагрівальні і повітряноохолоджуючі установки збираються з одних і тих же базових уніфікованих теплообмінників, конструктивні характеристики представлені в [2]. Число і розміри теплообмінників, що розміщуються у фронтальному перерізі установки, однозначно визначаються продуктивністю кондиціонера.
Базові теплообмінники можуть приєднаються до трубопроводів тепло-холодоносія за різними схемами відповідно до [2].
Розрахунок Повітронагрівальні і повітряноохолоджуючі установок складається з наступних операцій:
1. За відомою величиною розрахункового повітрообміну G, згідно [2], вибирається марка кондиціонера і визначається площа фасадного перерізу F ф, м 2.
2. Обчислюється масова швидкість повітря в фасадному перетині установки:
3. Визначаються температурні критерії:
- При нагріванні повітря
- Витрата теплоносія
де: t н, t к - початкова і кінцева температура оброблюваного повітря, ° С, t р, t о-температура теплоносія на вході і виході з воздухонагревателя, ° С,
t w г, t w о-температура охолодженої води на вході і виході з воздухоохладителя, ° С.
4. Згідно з [2] знаходяться всі можливі схеми компонування і приєднання, базових теплообмінників до трубопроводів тепло-холодоносія, відповідні продуктивності прийнятої марки кондиціонера. Для кожної схеми визначається величина компоновочного фактора
Уральський державний технічний університет - УПІ
кафедра "Теплогазопостачання та вентиляція"
Оценка_____________
КОНДИЦІОНУВАННЯ ПРОДОВОЛЬЧОГО МАГАЗИНУ
в г.Саратове
Курсова робота
2907.61127.005 ПЗ
Керівник: Н.П.
Студент Т.А.
ТГВ-6
Єкатеринбург
Єкатеринбург 2004
ЗМІСТ
1. Вихідні дані ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... ... 3
2. Визначення кількості виділяються шкідливих речовин і розрахунок необхідних повітрообмінів
2.1. Необхідна величина повітрообміну при розрахунку за надлишку явною теплоти ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .4
2.2. Повітрообмін з асиміляції виділяється вологи .... ... ... ... ... ... ... .... ... .. 5
2.3. Повітрообмін по боротьбі з виділяються в приміщенні шкідливими газами і парами ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 5
2.4. Визначення розрахункового повітрообміну ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .6
2.5. Визначення кількості рециркуляційного повітря ... ... ... ... ... ... ... ... ... .6
3. Побудова процесів обробки повітря на I - d діаграмі
3.1. Визначення величини кутового коефіцієнта променя процесу. ... .. ... ... ... 7
3.2. Побудова на I - d діаграмі процесів обробки повітря в кондиціонері з першої рециркуляцією для теплого періоду року ... ... ... .8
3.3. Побудова на I - d діаграмі процесів обробки повітря в кондиціонері з першої рециркуляцією для холодного періоду року ... .. ... .8
4. Розрахунок основних робочих елементів установки кондиціонування повітря та підбір обладнання
4.1. Фільтр ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 10
4.2. Камера зрошення ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 10
4.3. Повітронагрівачі і повітроохолоджувачі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 12
4.4. Холодильні установки ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 18
4.5. Вентиляторні агрегати ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 19
5. Компоновка і теплохолодоснабженіе центральних кондиціонерів ... ... ... ... 20
Бібліографічний список ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... .. 23
1. ВИХІДНІ ДАНІ
У даній роботі розрахунковим об'єктом є приміщення продовольчого магазину, розташованого в місті Саратові.
Розміри приміщення - 42х12х4 м.
Число людей - 200.
Теплопоступленія:
- Від сонячної радіації Q с.р. = 8,4 кВт;
- Від освітлення Q осв. = 10,5 кВт;
- Від устаткування Q об = 12,1 кВт.
Вологовиділення від устаткування W об = 3,9 кг / ч.
Розрахунковий теплоносія - вода, з параметрами:
- Для теплого періоду - 70/50 ° С;
- Для холодного періоду - 150/70 ° С.
Розрахункові кліматичні параметри для г.Саратова при розробці системи кондиціонування прийняті:
- Для теплого періоду року (Додаток 8 [1]):
t Б ext = 30,5 ° С; I Б ext = 53,6 кДж / кг;
- Для холодного періоду року (Додаток 8 [1]:)
t Б ext = -27 ° С; I Б ext = -26,3 кДж / кг.
Барометричний тиск 990 ГПа.
Розрахункові параметри внутрішнього повітря приміщення продовольчого магазину прийняті:
- Для теплого періоду року:
t в = 24 ° С; I в = 43 кДж / кг; φ = 40%;
- Для холодного періоду року:
t в = 22 ° С; I в = 39 кДж / кг; φ = 40%.
2. ВИЗНАЧЕННЯ кількість шкідливих речовин, І РОЗРАХУНОК НЕОБХІДНИХ повітрообміном.
2.1. Необхідна величина повітрообміну при розрахунку
за надлишку явною теплоти.
де: Q я - надлишковий потік явної теплоти в приміщення, кВт;
t в - температура в робочій зоні, ° С;
t п - температура припливного повітря, ° С;
с в - питома теплоємність повітря, з в = 1 кДж / (кг ° С).
Температура припливного повітря t п визначається за формулою:
t п = t в - Δ t, ° С (2.2)
де: Δ t - температурний перепад, відповідно до [2] приймаємо Δ t = 3 ° С.
Розрахунок теплонадлишків проводиться таким чином.
Т е п л и і п е р і д
Q я = Q я л + Q с.р. + Q осв + Q об, кВт, (2.3)
де: Q я л - теплопоступленія від людей, кВт;
Q я л = q я n, (2.4)
q я - потік явної теплоти, що виділяється однією людиною, кВт.
Q я л = 0, 071х200 = 14,2 кВт
Q я = 14,2 +8,4 +10,5 +12,1 = 45,2 кВт
t п = 24-3 = 21 ° С
Х о л о н и і п е р і д
Q я = Q я л + Q осв + Q об, кВт (2.5)
Q я л = 0,085 х200 = 17,0 кВт
Q я = 17,0 +10,5 +12,1 = 39,6 кВт
t п = 22-3 = 19 ° С
2.2. Повітрообмін з асиміляції виділяється вологи.
де: d в - вологовміст повітря, що видаляється, г / кг;
d п - вологовміст припливного повітря, г / кг;
W - надлишкові вологовиділення в приміщенні, г / год
W = g w n + 1000 W об, (2.7)
де: d w - вологовиділення однією людиною, м / год
Т е п л и і п е р і д
W = 107х200 + 1000х3, 9 = 25 300 г / год
Х о л о н и і п е р і д
W = 91х200 + 1000х3, 9 = 22 100 г / год
2.3 Повітрообмін по боротьбі з виділяються в приміщенні
шкідливими газами і парами.
де: ρ в - щільність повітря, ρ в = 1,2 кг / м 3;
z п - гранично допустима концентрація шкідливих речовин у повітрі, що видаляється з приміщення, м / м 3;
z в - концентрація шкідливих речовин в припливно повітрі, г / м 3;
Z - кількість шкідливих речовин, що надходять у повітря приміщення, м / ч.
Результати розрахунку повітрообмінів зведені в таблицю 2.1.
Табліца2.1.
Повітрообмін для розрахункового приміщення.
| Період року | Витрата припливного повітря, кг / год | ||
| За надлишку явною теплоти G 1 | За надлишку вологи G 2 | За надлишку шкідливих газів і парів G 3 | |
| Теплий період | 54240 | 16867 | 6000 |
| Холодний період | 47 520 | 17000 | 6000 |
В якості розрахункового повітрообміну приймається максимальне значення з G 1, G 2, G 3.
G = 54240 кг / год
2.5. Визначення кількості рециркуляційного повітря
G р = G - G н, кг / год (2.9)
де: G н - кількість зовнішнього повітря.
Для знаходження G н визначається мінімальна кількість зовнішнього повітря, що подається в приміщення:
G min н = ρ в nl, кг / год, (2.10)
де: l - кількість зовнішнього повітря на 1 людину, м 3 / ч.
G min н = 1,2 х200х20 = 4800 кг / год
Отримане значення G min н порівнюється з величиною розрахункового повітрообміну по боротьбі з виділяються газами і парами G 3:
G min н <G 3
4800 <6000
Приймаються G н = 6000 кг / год
G р = 54240 - 6000 = 48240 кг / год
3. ПОБУДОВА ПРОЦЕСІВ ОБРОБКИ ПОВІТРЯ
НА I - d Діаграма.
Вихідними даними для побудови процесу тепловологісної обробки повітря є розрахункові параметри зовнішнього повітря - t н і I н (точка Н), задані параметри внутрішнього повітря - t в і I в (точка В).
3.1. Визначення величини кутового коефіцієнта променя процесу.
де: Q п - надлишковий потік повної теплоти в приміщенні, кВт;
Q з - надлишковий потік прихованої теплоти в приміщенні, кВт
де: I в.п - ентальпія водяної пари при температурі t в, кДж / кг,
I в.п = 2500 + 1,8 t в, кДж / кг, (3.3)
q з - потік прихованої теплоти, що виділяється 1 людиною, кВт.
Т е п л и і п е р і д
I в.п = 2500 + 1,8 х 24 = 2543,2 кДж / кг
Х о л о н и і п е р і д
I в.п = 2500 + 1,8 х 22 = 2539,6 кДж / кг
Процес обробки повітря в кондиціонері здійснюється за схемою з першої рециркуляцією.
3.2. Побудова на I - d діаграмі процесів обробки повітря в кондиціонері з першої рециркуляцією для теплого періоду року.
Вихідними даними для побудови процесу тепловологісної обробки повітря є розрахункові параметри зовнішнього повітря - t н і I н (точка Н); задані параметри внутрішнього повітря - t в і I в (точка В); розрахунковий повітрообмін - G; кількість рециркуляційного повітря - G р ; кількість зовнішнього повітря - G н; величина кутового коефіцієнта -
Через точку В проводиться промінь процесу
З точки В вгору по лінії d в = З onst відкладається відрізок ВВ ', відповідний нагріванню повітря, що видаляється з приміщення рециркуляційної системою, у вентиляторі і повітроводі. Відрізок В'Н характеризує процес змішання зовнішнього і рециркуляційного повітря. Вологовміст суміші знаходиться з виразу:
Перетин ліній В'Н і d с = З onst визначає положення точки С, що характеризує параметри повітря на вході в камеру зрошення.
3.3. Побудова на I - d діаграмі процесів обробки повітря в кондиціонері з першої рециркуляцією для холодного періоду року.
Вихідними даними для побудови процесу тепловологісної обробки повітря є розрахункові параметри зовнішнього повітря - t н і I н (точка Н); задані параметри внутрішнього повітря - t в і I в (точка В); розрахунковий повітрообмін - G; величина кутового коефіцієнта -
9Для визначення параметрів припливного повітря знаходиться його ассімілірущая здатність по волозі:
і обчислюється вологовміст припливного повітря:
d п = d в - Δ d, г / кг (3.6)
d п = 6,8 - 0,4 = 6,4, р / кг
Через точку В проводиться промінь процесу
З точки З проводиться промінь процесу нагрівання повітря в повітронагрівачі перший підігріву до перетину з адіабати I о = Const в точці К, відповідної параметрами повітря на вході в камеру зрошення.
4. РОЗРАХУНОК ОСНОВНИХ РОБОЧИХ ЕЛЕМЕНТІВ УСТАНОВКИ КОНДИЦІОНУВАННЯ ПОВІТРЯ І ПІДБІР УСТАТКУВАННЯ.
4.1. Фільтр.
Для проектованої системи центрального кондиціонування повітря, з витратою 54240 кг / год, вибираємо кондиціонер КТЦ60, з масляним самоочищається фільтром.
Характеристики фільтра:
- Площа робочого розрізу - 6, 31 м 2
- Питома повітряне навантаження - 10000 м 3 год на 1м 2
- Максимальний опір по повітрю ~ 10 кгс / м 2
- Кількість масла, що заливається - 585 кг
- Електродвигун АОЛ2-21-4, N = 1,1 кВт, n = 1400 об / хв
4.2. Камера зрошення.
Розрахунок:
1. Вибір камери зрошення за продуктивністю повітря:
Приймаються форсунковим дворядну камеру зрошення типу Кт довгою 1800мм.
Конструктивні характеристики:
- Номінальна продуктивність по повітрю 60 тис. м 3 / год
- Висота і ширина перетину для проходу повітря 2003х3405 мм
- Площа поперечного перерізу 6,81 м 2
- Номінальна вагова швидкість повітря в поперечному перерізі 2,94 кгс / (м 2 ° С)
- Загальне число форсунок при щільності ряду 24шт / м 2 ряд) - 312 шт. / М 2
2. Визначаємо масову швидкість повітря в поперечному перерізі камери зрошення:
3. Визначаємо універсальний коефіцієнт ефективності:
4. Згідно [3] вибираємо коефіцієнт зрошення В, коефіцієнт повного зрошення Е і діаметр випускного отвору форсунок:
В = 1, 8
Е = 0,95
Ш = 3,5 мм
Так як (p v) <3 кг / (м 2 с), то для Еґ вводимо поправочний коефіцієнт 0,96:
Е = 0,96 х0, 95 = 0,91
5. Обчислюємо початкову та кінцеву температуру води t w н t w к, спільно вирішуючи систему рівнянь:
t w н = 6,1 ° С
t w к = 8,5 ° С
6. Обчислюємо масова витрата води:
G w = BxG = 1,8 х54240 = 97632 кг / год (4.4)
7. Визначаємо пропускну здатність однієї форсунки:
8. По діаметру випускного отвору та пропускної здатності форсунки визначаємо тиск води перед форсункою, згідно [3]:
Р ф = 2,1 кгс / см 2
9. Визначаємо аеродинамічний опір форсуночного камери зрошення:
ΔР = 1,14 (p v) 1,81 = 1,14 х 1,84 1,81 = 3,43 кгс / м 2 (4.6)
4.3. Повітронагрівачі і повітроохолоджувачі.
Повітронагрівальні і повітряноохолоджуючі установки збираються з одних і тих же базових уніфікованих теплообмінників, конструктивні характеристики представлені в [2]. Число і розміри теплообмінників, що розміщуються у фронтальному перерізі установки, однозначно визначаються продуктивністю кондиціонера.
Базові теплообмінники можуть приєднаються до трубопроводів тепло-холодоносія за різними схемами відповідно до [2].
Розрахунок Повітронагрівальні і повітряноохолоджуючі установок складається з наступних операцій:
1. За відомою величиною розрахункового повітрообміну G, згідно [2], вибирається марка кондиціонера і визначається площа фасадного перерізу F ф, м 2.
2. Обчислюється масова швидкість повітря в фасадному перетині установки:
3. Визначаються температурні критерії:
- При нагріванні повітря
- Витрата теплоносія
де: t н, t к - початкова і кінцева температура оброблюваного повітря, ° С, t р, t о-температура теплоносія на вході і виході з воздухонагревателя, ° С,
t w г, t w о-температура охолодженої води на вході і виході з воздухоохладителя, ° С.
4. Згідно з [2] знаходяться всі можливі схеми компонування і приєднання, базових теплообмінників до трубопроводів тепло-холодоносія, відповідні продуктивності прийнятої марки кондиціонера. Для кожної схеми визначається величина компоновочного фактора
5. Для кожної обраної схеми визначається загальна кількість рядів теплообмінників по глибині установки:
При цьому для повітронагрівачів приймається D = 7,08; для повітроохолоджувачів - D = 8,85.
Отримані значення Z у округляються до найближчих великих Z 'у.
6. Для кожного компоновочного варіанту установки знаходиться загальна площа поверхні теплообміну:
F у = F р Z 'у, м 2 (4.12)
і обчислюється запас у площі у порівнянні з її розрахунковим значенням:
7. Для всіх прийнятих схем визначається величина площі живого перетину для проходу тепло-холодоносія:
і знаходиться швидкість води в трубках ходу і приєднувальних патрубках:
де:
ρ w - середня щільність води в теплообміннику, приймається для повітронагрівачів першого і другого підігріву соответственно951 та 988 кг / м 3 і для повітроохолоджувачів ρ w = 998 кг / м 3;
d п.п - внутрішній діаметр приєднувальних патрубків, рівний для всіх типів теплообмінників d п.п = 0,041 м;
Х - кількість паралельно приєднаних входять патрубків у ряду.
Подальші розрахунки проводяться для схеми компонування базових теплообмінників з найбільшим запасом площі теплообміну. Але якщо при цьому швидкість води в трубках або в приєднувальних патрубках буде перевищувати 2ч2, 5 м / с, то в якості розрахункової слід прийняти схему з меншим значенням компоновочного фактора.
8. Знаходиться гідродинамічний опір теплообмінної установки (без сполучних і підвідних патрубків):
ΔН у = Аω 2, кПа, (4.17)
де: А - коефіцієнт, що залежить від кількості труб в теплообміннику і його висоті і прийнятий відповідно до [2].
9. Визначається аеродинамічний опір установки:
- З однорядними теплообмінниками
ΔР у = 7,5 (ρν) ф 1,97 R 2 Z 'у, Па, (4.18)
- З дворядними теплообмінниками
ΔР у = 11,7 (ρν) ф 1,15 R 2 Z 'у, Па, (4.19)
Значення R визначається за [2] в залежності від середньоарифметичної температури повітря.
Розрахунок водухонагревателя.
1. F ф = 6,63 м 2
2.
3.
4. Вибираємо:
Схема 1:
Схема 2:
Схема 4:
5. Схема 1:
Z в = 0,59; Z 'у = 1
Схема 2:
Z в = 0,63; Z 'у = 1
Схема 4:
Z у = 0,54; Z 'у = 1
6. F у = 113 х 1 = 113 м 2
Схема 1:
Схема 2:
Схема 4:
7. Схема 1:
Схема 2:
Схема 4:
Для подальших розрахунків вибираємо схему 4.
8. ΔН у = 26,683 х 0,37 2 = 3,65 кПа,
9. ΔР у = 7,5 х 2,27 1,97 х 0,98 2 х 1 = 36,2, Па
4.4. Холодильні установки.
У центральних і місцевих системах кондиціонування повітря для отримання холоду широко застосовуються агрегатовані фреонові холодильні машини, що об'єднують компресор, випарник, конденсатор, внутрішні комунікації, арматуру, електроустаткування і автоматику. Їх технічні характеристики наведені [2]. Розрахунок холодильної установки зводиться до визначення її холодопродуктивності і підбору відповідної їй марки машини.
Розрахунок проводиться в наступному порядку:
1. Обчислюється холодопродуктивність установки в робочому режимі:
де: А х - коефіцієнт запасу, що враховує втрати холоду на тракті хладагента, холодоносія і внаслідок нагріванні води в насосах і і приймається для машин з холодопродуктивністю до 200 кВт А х = 1,15 год 1,2, понад 200 кВт А х = 1 , 12 год 1,15;
I н, I до - ентальпія повітря на вході в камеру зрошення і виході з неї.
2. Визначаються основні температури, що характеризують режим роботи холодильної установки:
- Температура кипіння холодильного агента
- Температура конденсації холодильного агента
t конд = t К.К + (3ч4), ° С, (4.22)
- Температура переохолодження холодильного агента
t п.х = t К.Н + (1ч2), ° С, (4.23)
де: t Н.Х - температура води на вході у випарник і на виході з нього, ° С;
t К.Н - температура охолоджуючої води перед конденсатором, орієнтовно приймається t К.Н = 20 ° С;
t К.К - температура води на виході з конденсатора, який вживається на 3ч4 ° С більше t К.Н, ° С.
Температуру кипіння хладагента в випарнику слід приймати не нижче 2 ° С, причому температура води, що виходить з випарника, не повинна бути нижче 6 ° С.
3. Хоодопроізводітельность установки, необхідна в робочому режимі, приводиться до стандартних умов (t Н.Х = 5 ° C, t конд = 35 ° С, t п.х = 30 ° С):
де: Q х.с - холодопродуктивність холодильної машини в стандартному режимі, кВт;
λ с, λ р - коефіцієнти подачі компресора при стандартному і робочому режимах;
q vc, q vp - об'ємна холодопродуктивність при стандартному і робочому режимах, кДж / м 3.
Коефіцієнт λ з приймається рівним λ с = 0,76, а величина λ р визначається згідно [2].
Об'ємна холодопродуктивність при стандартних умовах приймається рівною q vc = 2630 кДж / м 3, а величина q vp визначається за формулою:
де: i і.х - ентальпія парової фази холодоагенту при t і.х, кДж / кг;
i п.х - ентальпія рідкої фази холодоагенту при t п.х, кДж / кг;
v і.х - питомий об'єм парів хладагента при t і.х, кг / м 3.
4. Згідно з [2] підбирається 2 ч 4 однотипних холодильних машини і з них компонується загальна установка. При цьому сумарна холодопродуктивність прийнятого числа машин повинна дорівнювати обчислень за формулою (2.19) значенням Q х.с.
4.5. Вентиляторні агрегати.
Для комплектації центральних систем кондиціонування повітря використовують вентиляторні агрегати одностороннього та двостороннього всмоктування.
Приймаються вентилятор ВР-86-77-5:
ЦЕНТРАЛЬНИХ КОНДИЦІОНЕРІВ.
Центральні кондиціонери КД і КТЦ збираються з типових робочих та допоміжних секцій. На рис.5.1 показана компонування кондиціонера, що працює з першою рециркуляцією. Зовнішнє повітря через приймальний клапан надходить у змішувальну секцію, де змішується з видаляється з приміщення рециркуляційних повітрям. Суміш повітря очищається від пилу у фільтрі і надходить у повітронагрівач першого ступеня. Підігрітий повітря піддається тепловологісної обробці в секції зрошувальної камери і нагрівається в секції воздухонагревателя другого підігріву. Оброблений в кондиціонері повітря подається в обслуговуване приміщення за допомогою вентилятора агрегату.
Робочі секції (повітронагрівачі, фільтр, камера зрошення) з'єднуються між собою за допомогою секцій обслуговування, а вентиляторний агрегат - за допомогою приєднувальних секції. Робочі та допоміжні секції встановлюються на підставках. Витрата рециркуляційного повітря регулюється повітряним клапаном, а кількість зовнішнього - прийомним клапаном. Регулювання витрати теплоносія через секції повітронагрівачів проводиться регуляторами витрати. Видалення повітря з системи теплопостачання здійснюється через повітрозбірники.
У теплий період року для охолодження надходить в камеру зрошення води використовується холодильна установка, до складу якої входять: компресор, конденсатор, випарник і регулюючий вентиль. Циркуляція холодоносія забезпечується насосної групою. Перемикання камери зрошення з политропического режиму на діабатіческій проводиться триходовим змішувальним клапаном.
Бібліографічний список
1. СНиП 2.04.05-91 * Опалення, вентиляція і кондиціонування. М.: ГУП ЦПП, 2001. 74 с.
2. Іванов Ю.О., Комаров Е.А., Макаров С.П. Методичні вказівки по виконанню курсової роботи "Проектування кондиціонування повітря і холодопостачання". Свердловськ: УПІ, 1984. 32 с.
3. Довідник проектувальника. Під ред. Староверова І.Г. Внутрішні санітарно-технічні пристрої. Частина 2. Вентиляція і кондиціювання повітря. М.: Стройиздат. 1978. 502с.
При цьому для повітронагрівачів приймається D = 7,08; для повітроохолоджувачів - D = 8,85.
Отримані значення Z у округляються до найближчих великих Z 'у.
6. Для кожного компоновочного варіанту установки знаходиться загальна площа поверхні теплообміну:
F у = F р Z 'у, м 2 (4.12)
і обчислюється запас у площі у порівнянні з її розрахунковим значенням:
7. Для всіх прийнятих схем визначається величина площі живого перетину для проходу тепло-холодоносія:
і знаходиться швидкість води в трубках ходу і приєднувальних патрубках:
де:
ρ w - середня щільність води в теплообміннику, приймається для повітронагрівачів першого і другого підігріву соответственно951 та 988 кг / м 3 і для повітроохолоджувачів ρ w = 998 кг / м 3;
d п.п - внутрішній діаметр приєднувальних патрубків, рівний для всіх типів теплообмінників d п.п = 0,041 м;
Х - кількість паралельно приєднаних входять патрубків у ряду.
Подальші розрахунки проводяться для схеми компонування базових теплообмінників з найбільшим запасом площі теплообміну. Але якщо при цьому швидкість води в трубках або в приєднувальних патрубках буде перевищувати 2ч2, 5 м / с, то в якості розрахункової слід прийняти схему з меншим значенням компоновочного фактора.
8. Знаходиться гідродинамічний опір теплообмінної установки (без сполучних і підвідних патрубків):
ΔН у = Аω 2, кПа, (4.17)
де: А - коефіцієнт, що залежить від кількості труб в теплообміннику і його висоті і прийнятий відповідно до [2].
9. Визначається аеродинамічний опір установки:
- З однорядними теплообмінниками
ΔР у = 7,5 (ρν) ф 1,97 R 2 Z 'у, Па, (4.18)
- З дворядними теплообмінниками
ΔР у = 11,7 (ρν) ф 1,15 R 2 Z 'у, Па, (4.19)
Значення R визначається за [2] в залежності від середньоарифметичної температури повітря.
Розрахунок водухонагревателя.
1. F ф = 6,63 м 2
2.
3.
4. Вибираємо:
Схема 1:
Схема 2:
Схема 4:
5. Схема 1:
Z в = 0,59; Z 'у = 1
Схема 2:
Z в = 0,63; Z 'у = 1
Схема 4:
Z у = 0,54; Z 'у = 1
6. F у = 113 х 1 = 113 м 2
Схема 1:
Схема 2:
Схема 4:
7. Схема 1:
Схема 2:
Схема 4:
Для подальших розрахунків вибираємо схему 4.
8. ΔН у = 26,683 х 0,37 2 = 3,65 кПа,
9. ΔР у = 7,5 х 2,27 1,97 х 0,98 2 х 1 = 36,2, Па
4.4. Холодильні установки.
У центральних і місцевих системах кондиціонування повітря для отримання холоду широко застосовуються агрегатовані фреонові холодильні машини, що об'єднують компресор, випарник, конденсатор, внутрішні комунікації, арматуру, електроустаткування і автоматику. Їх технічні характеристики наведені [2]. Розрахунок холодильної установки зводиться до визначення її холодопродуктивності і підбору відповідної їй марки машини.
Розрахунок проводиться в наступному порядку:
1. Обчислюється холодопродуктивність установки в робочому режимі:
де: А х - коефіцієнт запасу, що враховує втрати холоду на тракті хладагента, холодоносія і внаслідок нагріванні води в насосах і і приймається для машин з холодопродуктивністю до 200 кВт А х = 1,15 год 1,2, понад 200 кВт А х = 1 , 12 год 1,15;
I н, I до - ентальпія повітря на вході в камеру зрошення і виході з неї.
2. Визначаються основні температури, що характеризують режим роботи холодильної установки:
- Температура кипіння холодильного агента
- Температура конденсації холодильного агента
t конд = t К.К + (3ч4), ° С, (4.22)
- Температура переохолодження холодильного агента
t п.х = t К.Н + (1ч2), ° С, (4.23)
де: t Н.Х - температура води на вході у випарник і на виході з нього, ° С;
t К.Н - температура охолоджуючої води перед конденсатором, орієнтовно приймається t К.Н = 20 ° С;
t К.К - температура води на виході з конденсатора, який вживається на 3ч4 ° С більше t К.Н, ° С.
Температуру кипіння хладагента в випарнику слід приймати не нижче 2 ° С, причому температура води, що виходить з випарника, не повинна бути нижче 6 ° С.
3. Хоодопроізводітельность установки, необхідна в робочому режимі, приводиться до стандартних умов (t Н.Х = 5 ° C, t конд = 35 ° С, t п.х = 30 ° С):
де: Q х.с - холодопродуктивність холодильної машини в стандартному режимі, кВт;
λ с, λ р - коефіцієнти подачі компресора при стандартному і робочому режимах;
q vc, q vp - об'ємна холодопродуктивність при стандартному і робочому режимах, кДж / м 3.
Коефіцієнт λ з приймається рівним λ с = 0,76, а величина λ р визначається згідно [2].
Об'ємна холодопродуктивність при стандартних умовах приймається рівною q vc = 2630 кДж / м 3, а величина q vp визначається за формулою:
де: i і.х - ентальпія парової фази холодоагенту при t і.х, кДж / кг;
i п.х - ентальпія рідкої фази холодоагенту при t п.х, кДж / кг;
v і.х - питомий об'єм парів хладагента при t і.х, кг / м 3.
4. Згідно з [2] підбирається 2 ч 4 однотипних холодильних машини і з них компонується загальна установка. При цьому сумарна холодопродуктивність прийнятого числа машин повинна дорівнювати обчислень за формулою (2.19) значенням Q х.с.
4.5. Вентиляторні агрегати.
Для комплектації центральних систем кондиціонування повітря використовують вентиляторні агрегати одностороннього та двостороннього всмоктування.
Приймаються вентилятор ВР-86-77-5:
- Діаметр колеса D = D ном;
- Споживана потужність N = 2,2 кВт;
- Число оборотів n = 1420 об. / хв;
- Двигун АІР90 L4.
ЦЕНТРАЛЬНИХ КОНДИЦІОНЕРІВ.
Центральні кондиціонери КД і КТЦ збираються з типових робочих та допоміжних секцій. На рис.5.1 показана компонування кондиціонера, що працює з першою рециркуляцією. Зовнішнє повітря через приймальний клапан надходить у змішувальну секцію, де змішується з видаляється з приміщення рециркуляційних повітрям. Суміш повітря очищається від пилу у фільтрі і надходить у повітронагрівач першого ступеня. Підігрітий повітря піддається тепловологісної обробці в секції зрошувальної камери і нагрівається в секції воздухонагревателя другого підігріву. Оброблений в кондиціонері повітря подається в обслуговуване приміщення за допомогою вентилятора агрегату.
Робочі секції (повітронагрівачі, фільтр, камера зрошення) з'єднуються між собою за допомогою секцій обслуговування, а вентиляторний агрегат - за допомогою приєднувальних секції. Робочі та допоміжні секції встановлюються на підставках. Витрата рециркуляційного повітря регулюється повітряним клапаном, а кількість зовнішнього - прийомним клапаном. Регулювання витрати теплоносія через секції повітронагрівачів проводиться регуляторами витрати. Видалення повітря з системи теплопостачання здійснюється через повітрозбірники.
У теплий період року для охолодження надходить в камеру зрошення води використовується холодильна установка, до складу якої входять: компресор, конденсатор, випарник і регулюючий вентиль. Циркуляція холодоносія забезпечується насосної групою. Перемикання камери зрошення з политропического режиму на діабатіческій проводиться триходовим змішувальним клапаном.
Бібліографічний список
1. СНиП 2.04.05-91 * Опалення, вентиляція і кондиціонування. М.: ГУП ЦПП, 2001. 74 с.
2. Іванов Ю.О., Комаров Е.А., Макаров С.П. Методичні вказівки по виконанню курсової роботи "Проектування кондиціонування повітря і холодопостачання". Свердловськ: УПІ, 1984. 32 с.
3. Довідник проектувальника. Під ред. Староверова І.Г. Внутрішні санітарно-технічні пристрої. Частина 2. Вентиляція і кондиціювання повітря. М.: Стройиздат. 1978. 502с.