Кондиционирование зрительного зала

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ЗАДАНИЕ

1. ВЫБОР МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ В ПОМЕЩЕНИЯХ И ХАРАКТЕРИСТИК НАРУЖНОГО ВОЗДУХА

1.1. ВЫБОР МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ В ПОМЕЩЕНИЯХ

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВ ВРЕДНЫХ ВЫДЕЛЕНИЙ

2.1 ТЕПЛОВЫДЕЛЕНИЯ В ПОМЕЩЕНИИ

2.1.1 ТЕПЛОПОСТУПЛЕНИЯ ОТ ЛЮДЕЙ

2.1.2 ТЕПЛОПОСТУПЛЕНИЯ ОТ ИСКУССТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ

2.1.3 ТЕПЛОПОСТУПЛЕНИЯ ОТ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ

2.1.4 ТЕПЛОПОТЕРИ ПОМЕЩЕНИЯ

2.2 ВЛАГОВЫДЕЛЕНИЯ В ПОМЕЩЕНИИ

2.3 ГАЗОВЫЕ ВЫДЕЛЕНИЯ В ПОМЕЩЕНИИ

3. ВЫБОР СХЕМЫ ОРГАНИЗАЦИИ ВОЗДУХООБМЕНА В ПОМЕЩЕНИИ. РАСЧЕТ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ СКВ

3.1 РАСЧЕТ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ СКВ ДЛЯ ТЕПЛОГО ПЕРИОДА

3.2 РАСЧЕТ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ СКВ ДЛЯ ХОЛОДНОГО ПЕРИОДА

4. ПОСТРОЕНИЕ ПРОЦЕССОВ ИЗМЕНЕНИЯ СОСТОЯНИЯ ВОЗДУХА НА I-d ДИАГРАММЕ И РАСЧЕТ ПРОЦЕССОВ ОБРАБОТКИ ВОЗДУХА

4.1. ПОСТРОЕНИЕ НА ДИАГРАММЕ И РАСЧЕТ ПРОЦЕССОВ ОБРАБОТКИ ВОЗДУХА ДЛЯ ТЕПЛОГО ПЕРИОДА

4.2. ПОСТРОЕНИЕ НА ДИАГРАММЕ И РАСЧЕТ ПРОЦЕССОВ ОБРАБОТКИ ВОЗДУХА ДЛЯ ХОЛОДНОГО ПЕРИОДА

5. ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ И АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ УСТАНОВКИ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА

5.1 ПОДБОР ВОЗДУХОПОДОГРЕВАТЕЛЕЙ

5.1.1.1 ПОДБОР ВОЗДУХОПОДОГРЕВАТЕЛЯ ПЕРВОГО ПОДОГРЕВА ДЛЯ ХОЛОДНОГО ПЕРИОДА

5.2 РАСЧЕТ КАМЕРЫ ОРОШЕНИЯ

5.2.1 РАСЧЕТ КАМЕРЫ ОРОШЕНИЯ ДЛЯ ХОЛОДНОГО ПЕРИОДА

5.2.2 РАСЧЕТ КАМЕРЫ ОРОШЕНИЯ ДЛЯ ТЕПЛОГО ПЕРИОДА

5.3 ПОДБОР ФИЛЬТРА

5.4 ПОДБОР ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ КОНДИЦИОНЕРА

5.4.1 ПОДБОР ВЕНТИЛЯТОРНОГО АГРЕГАТА

6. ВЫБОР СХЕМ ТЕПЛО- И ХОЛОДОСНАБЖЕНИЯ КОНДИЦИОНЕРА

7. ХАРАКТЕРИСТИКИ УСТАНАВЛИВАЕМОГО ОБОРУДОВАНИЯ

7.1 ХАРАКТЕРИСТИКИ ЧИЛЛЕРА

8. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СИСТЕМЫ ХОЛОДОСНАБЖЕНИЯ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК



ВВЕДЕНИЕ

Кондиционирование воздуха -- это создание и автоматическое поддержание (регулирование) в закрытых помещениях всех или отдельных параметров (температуры, влажности, чистоты, скорости движения воздуха) на определенном уровне с целью обеспечения оптимальных метеорологических условий, наиболее благоприятных для самочувствия людей или ведения технологического процесса.

Кондиционирование воздуха осуществляется комплексом технических средств, называемым системой кондиционирования воздуха (СКВ). В состав СКВ входят технические средства забора воздуха, подготовки, т. е. придания необходимых кондиций (фильтры, теплообменники, увлажнители или осушители воздуха), перемещения (вентиляторы) и его распределения, а также средства хладо- и теплоснабжения, автоматики, дистанционного управления и контроля. СКВ больших общественных, административных и производственных зданий обслуживаются, как правило, комплексными автоматизированными системами управления.

Автоматизированная система кондиционирования поддерживает заданное состояние воздуха в помещении независимо от колебаний параметров окружающей среды (атмосферных условий).

Основное оборудование системы кондиционирования для подготовки и перемещения воздуха агрегатируется (компонуется в едином корпусе) в аппарат, называемый кондиционером. Во многих случаях все технические средства для кондиционирования воздуха скомпонованы в одном блоке или в двух блоках, и тогда понятия «СКВ» и «кондиционер» однозначны.

Центральные СКВ снабжаются извне холодом (доставляемым холодной водой или хладагентом), теплом (доставляемым горячей водой, паром или электричеством) и электрической энергией для привода электродвигателей вентиляторов, насосов и пр. Центральные СКВ расположены вне обслуживаемых помещений и кондиционируют одно большое помещение, несколько зон такого помещения или много отдельных помещений. Иногда несколько центральных кондиционеров обслуживают одно помещение больших размеров (производственный цех, театральный зал, закрытый стадион или каток). Центральные СКВ оборудуются центральными неавтономными кондиционерами, которые изготавливаются по базовым (типовым) схемам компоновки оборудования и их модификациям.

Центральные СКВ обладают следующими преимуществами:

1) возможностью эффективного поддержания заданной температуры и относительной влажности воздуха в помещениях;

2) сосредоточением оборудования, требующего систематического обслуживания и ремонта, как правило, в одном месте (подсобном помещении, техническом этаже и т. п.);

3) возможностями обеспечения эффективного шумо- и виброгашения. С помощью центральных СКВ при надлежащей акустической обработке воздуховодов, устройстве глушителей шума и гасителей вибрации можно достигнуть наиболее низких уровней шума в помещениях и обслуживать такие помещения, как радио- и телевизионные студии и т. п.

Однозональные центральные СКВ применяются для обслуживания больших помещений с относительно равномерным распределением тепла, влаговыделений, например, больших залов кинотеатров, аудиторий и т. д. Такие СКВ, как правило, комплектуются устройствами для утилизации тепла (теплоутилизаторами) или смесительными камерами для использования в обслуживаемых помещениях рециркуляции воздуха.

Многозональные центральные СКВ применяют для обслуживания больших помещений, в которых оборудование размещено неравномерно, а также для обслуживания ряда сравнительно небольших помещений. Такие системы более экономичны, чем отдельные системы для каждой зоны или каждого помещения. Однако с их помощью не может быть достигнута такая же степень точности поддержания одного или двух заданных параметров (влажности и температуры), как автономными СКВ (кондиционерами сплит-систем и т. п.).

Прямоточные СКВ полностью работают на наружном воздухе, который обрабатывается в кондиционере, а затем подается в помещение.

Рециркуляционные СКВ, наоборот, работают без притока или с частичной подачей (до 40%) свежего наружного воздуха или на рециркуляционном воздухе (от 60 до 100%), который забирается из помещения и после его обработки в кондиционере вновь подается в это же помещение.



ЗАДАНИЕ

Запроектировать систему кондиционирования воздуха (СКВ) для помещения зрительного зала на базе современного центрального кондиционера, скомпоновать кондиционер, рассчитать и подобрать его блоки, рассчитать основные элементы системы холодоснабжения и теплоснабжения кондиционера, разработать функциональную схему автоматического регулирования.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

1. Город ? Екатеринбург

2. Тип обслуживаемого помещения ? зрительный зал

3. Размеры обслуживаемого помещения, м ? 14х20,8х6,8

4. Количество человек в обслуживаемом помещении ? 400

5. Аэродинамические потери в сети воздуховодов P_вн, Па ? 280

6. Параметры воды теплоснабжения, ^оС ? 130-70



1. ВЫБОР МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ В ПОМЕЩЕНИЯХ И ХАРАКТЕРИСТИК НАРУЖНОГО ВОЗДУХА

1.1 ВЫБОР МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ В ПОМЕЩЕНИЯХ

Для обеспечения комфортного пребывания людей в зрительном зале кинотеатра выбираются внутренние параметры воздуха согласно таблице 1.1

Таблица 1.1

Оптимальные параметры внутреннего воздуха

Период года	Температура, °С	Относительная влажность ц, %, не более	Скорость движения V, м/с, не более
Холодный и переходный	20-22	30-45	0,2
Теплый	20-22	30-60	0,2
	23-25	30-60	0,3

Принятые расчетные параметры внутреннего воздуха заносим в таблицу 1.2

Таблица 1.2

Расчетные параметры внутреннего воздуха

Период года	Температура, °С	Относительная влажность ц, %, не более	Скорость движения V, м/с, не более
Холодный и переходный	20	40	1,2
Теплый	22	60	2,2

1.2 ВЫБОР ХАРАКТЕРИСТИК НАРУЖНОГО ВОЗДУХА

Принятые расчетные характеристики наружного воздуха сводим в таблицу 1.3



Таблица 1.3

Расчетные параметры наружного воздуха

Наименование пункта	Расчетная географическая широта оС. ш	Барометр. давление гПа	Период года	Параметр Б
				Температура воздуха оС	уд. энтальпия,	скорость ветра, м/с
1	2	3	4	5	6	7
Екатеринбург	56	999	Теплый Холодный	23 -32	57,4 -18,8	3.2 2.7



2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВ ВРЕДНЫХ ВЫДЕЛЕНИЙ

Вредными выделениями для помещений любого назначения считаются: избыточные теплота (явная и полная) и влага, выделяемые людьми и технологическими установками, углекислый газ (СО₂), выделяемый людьми, газы и пыль, выделяющиеся при технологическом процессе.

2.1 ТЕПЛОВЫДЕЛЕНИЯ В ПОМЕЩЕНИИ

Избыточная теплота определяется в холодный и переходный периоды как сумма теплопоступлений от людей по явной или полной теплоте ,, искусственного освещения , технологических теплопоступлений и минус теплопотери помещения через ограждения и технологические тепловыделения из помещения

=+ (2.1)

Избыточная теплота в теплый период определяется как сумма теплопоступлений от людей по явной или полной теплоте ,, солнечной радиации через остекление Q_pи совмещенные покрытия Q_n, технологические теплопоступления и минус технологические тепловыделения из помещения .

(2.2)

(2.3)



2.1.1 ТЕПЛОПОСТУПЛЕНИЯ ОТ ЛЮДЕЙ

Теплопоступления от людей в помещение зависят от температуры воздуха и вида выполняемой работы, принимаются для одного человека по таблице 2.1.[1]

Количество явной и полной теплоты, кВт, определяются:

ТП: (2.4)

(2.5)

(2.6)

где и - выделения явной и полной теплоты одним человеком, Вт;

N- число людей в помещении

k - коэффициент снижения выделений

2.1.2 ТЕПЛОПОСТУПЛЕНИЯ ОТ ИСКУССТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ

Теплопоступления от искусственного освещения определяются как

(2.7)

где Е - освещенность, лк (табл. 2.2) [1];

А - площадь пола помещения, м²;

q_осв- удельные тепловыделения, Вт/(м²•лк);

q_осв= 0,17-0,12 Вт/(м²•лк);

з_осв = 1 - доля теплоты, поступающей в помещение.

2.1.3 ТЕПЛОПОСТУПЛЕНИЯ ОТ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ

Количество теплоты, поступающей в помещение общественных зданий через световые проемы за счет солнечной радиации, в случае, когда над окнами отсутствуют солнцезащитные козырьки, определяется как

(по заданию) (2.8)

Количество теплоты, поступающей в помещение общественных зданий через ограждающие конструкции не учитывается, так как обслуживаемое помещение находиться на цокольном этаже здания.

2.1.4 ТЕПЛОПОСТУПЛЕНИЯ ОТ ОГРАЖДЕНИЙ

Теплопотери помещения, Вт, определяют по укрупненным показателям

(2.9)

где a - коэффициент учета района строительства здания;

t_н - наружная температура, принимаемая по параметрам Б для теплого периода года °С;

t_в - внутренняя температура для теплого периода года,°С;

V_H - объем помещения, по наружному обмеру, м , (высоту отсчитывают от поверхности земли);

- удельная тепловая характеристика здания, Вт/(м³•К);

d_oc= F₀/S- доля остекления стен;

F₀, S и А_н - площадь соответственно остекления (световых проемов), наружных стен и здания (помещения) в плане, м².

Теплопотери вносятся в таблицу 2.1

Если теплопотери помещения компенсируются системой отопления (Q_о= Q_omоп), то система кондиционирования воздуха предназначена для разбавления избыточной теплоты в холодный период, и при составлении тепловых балансов по формулам (2.1) и (2.2) слагаемое Q_o не учитывается.



2.2 ВЛАГОВЫДЕЛЕНИЯ В ПОМЕЩЕНИИ

Источниками влагопоступлений в зрительном зале кинотеатра являются люди. Влаговыделения, кг/ч, определяются по следующим формулам:

(2.10)

(2.11)

где - кол-во выделяемой влаги 1 человеком,

N- число людей в помещении, чел.;

k - коэффициент снижения выделений.

2.3 ГАЗОВЫЕ ВЫДЕЛЕНИЯ В ПОМЕЩЕНИИ

Выделение в помещение углекислого газа, выдыхаемого людьми, определяется в одинаковом размере для всех периодов года с учетом интенсивности физической нагрузки.

(2.12)

где N- число людей в помещении, чел.;

k - коэффициент снижения выделений.



Таблица 2.1

Сводная таблица вредных выделений в помещении

Период года	Теплопоступления в помещение, Вт	Тепловыделения из помещения, Вт	Теплоизбытки или теплонедостатки в помещении, Вт	ВлаговыделенияW, г/ч	Выделения МСО2углекислого газа, г/ч
	от людей	от освещения	от солнечной радиации	от ограждений
						явной теплоты	полной теплоты
ТП	31200	44000	3494	13000	1711	49405	62205	16800	16000
ХП		48000		11500			62994	17600	16000



3. ВЫБОР СХЕМЫ ОРГАНИЗАЦИИ ВОЗДУХООБМЕНА В ПОМЕЩЕНИИ. РАСЧЕТ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ СКВ

Организацию воздухообмена в помещении необходимо осуществлять таким образом, чтобы весь объем помещения проветривался приточным воздухом и в помещении не возникало застойных зон при действии приточно-вытяжных систем вентиляции.

Так как в помещениях нет местных отсосов, расчет производительности, м³/ч, проводят по формулам (3.1-3.7) для теплого и холодного периода.

3.1 РАСЧЕТ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ СКВ ДЛЯ ТЕПЛОГО ПЕРИОДА

- по избыткам явной теплоты

- по избыткам полной теплоты

- по влагоизбыткам

- по санитарным нормам

где с_в - плотность внутреннего воздуха, кг/м³, с_в =1,2 кг/м³;

I_у, I_п - энтальпия удаляемого и приточного воздуха, кДж/кг;

d_y, d_np - влагосодержание удаляемого и приточного воздуха;

k'_y, k'_np - содержание СО₂ соответственно в удаляемом из помещения и в приточном воздухе, г/м³;

L_n - нормируемый расход воздуха, м³/(ч•чел), на одного человека.

Расчет производительности СКВ проводится для теплого периода. Значения параметров приточного и удаляемого воздуха находят на I-d диаграмме.

По максимальному значению расхода воздуха подбирают кондиционер КЦКП для оптимальной области его работы при скорости воздуха от 2 до 3,5 м/с.

Для определения параметров приточного t_n, d_nи вытяжного (удаляемого) воздуха t_y, d_yнеобходимо предварительно определить направление луча процесса.

Угловой коэффициент е, кДж/кг, характеризует направление луча процесса на I-d диаграмме и определяется по формуле

где - избытки полной теплоты в помещении, Вт;

W- влаговыделения в помещении, г/ч.

Определяется коэффициент е, на I-dдиаграмме наносят точку B (по температуре t_в и относительной влажности ц_в), определяют направление луча процесса по коэффициенту е и проводят отрезок прямой параллельно направлению луча процесса через точку B. На этом отрезке прямой по температуре удаляемого воздуха находят положение точки У.

Температуру удаляемого воздуха определяют по формуле

где t_в- температура внутреннего воздуха в рабочей зоне, °С;

в- градиент температур;=0,8

Н_п - высота помещения, м;

Н_р.з. - высота рабочей зоны в помещении.

Градиент температур выбирается в зависимости от удельных избытков явной теплоты, кДж/(м³•ч), которые определяются

где - избытки явной теплоты помещения, Вт;

V- объем помещения по внутреннему обмеру, м³ .

Температуру приточного воздуха можно принимать на 2-7 °С ниже температуры внутреннего воздуха. На луче процесса по температуре t_n получим точку П, характеризующую параметры приточного воздуха после кондиционера.

Из рассчитанных по формулам (3.1) - (3.7) данной методики, для теплого периода выбирается больший воздухообмен, это и будет расход приточного воздуха, подаваемого в помещение кондиционером.

Для поддержания избыточного давления в кондиционируемых помещениях с повышенными требованиями к воздушной среде приток воздуха должен превышать его вытяжку. Кратность превышения к_под,ч^-1, выбирается:

для помещений с окнами, выходящими на одну сторону равной 1;

то же, на две стороны равной 1,5;

то же, на три и четыре стороны равной 2;

для вестибюля равной 2-3;

помещение без окон и наружных дверей равной 0,5-0,75.

Производительность вытяжной системы в м³/ч будет определяться по формуле

где V - то же, что в формуле (3.8)

Производительность приточной системы в кг/ч определяется:

(3.10)

а производительность вытяжной системы в кг/ч - по плотности удаляемого воздуха:

(3.11)

Кратность воздухообмена определяется

3.2 РАСЧЕТ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ СКВ ДЛЯ ХОЛОДНОГО ПЕРИОДА

Производим расчет производительности СКВ для холодного периода: принимаем расход воздуха для теплого периода

Угловой коэффициент е, кДж/кг, характеризует направление луча процесса на I-d диаграмме и определяется по формуле

Температура удаляемого воздуха

Градиент температур

Результаты расчетов для теплого и холодного периода вносятся в таблицу 3.1.

Таблица 3.1

Расчет производительности СКВ

Период года	Объем помещения V, м3	Расход воздуха L, м3/ч	Приточная система	Вытяжная система
		по теплоизбыткам	по вла-гоиз- быткам	по санитарным нормам	производительность	кратность воздухообмена кпр, ч-1	производительность	кратность воздухообмена квыт,ч-1
		явной теплоты	полной теплоты			Lпр, м3/ч	Gпр, кг/ч		Lвыт, м3/ч	Gвыт, кг/ч
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
ТП	1980	16766	18661	14000	12800	18661	22394	9	17671	21205	8
ХП		-	-	-	-			-	-	-	-

Согласно расчетам, принимаем кондиционер КЦКП-16.



4. ПОСТРОЕНИЕ ПРОЦЕССОВ ИЗМЕНЕНИЯ СОСТОЯНИЯ ВОЗДУХА НА I-d ДИАГРАММЕ И РАСЧЕТ ПРОЦЕССОВ ОБРАБОТКИ ВОЗДУХА

4.1. ПОСТРОЕНИЕ НА ДИАГРАММЕ И РАСЧЕТ ПРОЦЕССОВ ОБРАБОТКИ ВОЗДУХА ДЛЯ ТЕПЛОГО ПЕРИОДА

В данном курсовом проекте на I-d диаграмме для теплого периода года точка Н находится вблизи точки У, что означает сходство их параметров (в т.ч. по значению температуры). Таким образом, ввиду нецелесообразности использования схемы с рециркуляцией, для расчета принимаем прямоточную схему.

Порядок расчета:

1. На I-d диаграмме нанесены т. В, т. У, т. П на луче процесса с коэффициентом е для теплого периода года.

2. Через т. П проводим линию постоянного влагосодержания d_n = const до пересечения с кривой ц = 95 %, это т. О, характеризующая состояние воздуха после камеры орошения. На линии ОП от т. П вниз откладываем отрезок 1-1,5°С, соответствующий нагреву воздуха в вентиляторе и воздуховодах. Получим т. П', параметры воздуха после его нагрева в воздухонагревателе II подогрева (линия ОП' ).

3. Соединяем т. О с т. Н, процесс ОН - обработка воздуха в оросительной камере (т. Н строится по и ).

4. Вычисляем расход теплоты воздухонагревателя, :

(4.1)

где I_п' и I_о - энтальпии соответственно воздуха в т. П' и т. О, кДж/кг.

5. Находим количество влаги, кг/ч, сконденсировавшейся в камере орошения

(4.2)

где d_H и d_О - соответственно влагосодержание воздуха в т. Н и т. О, г/кг.

6. Определяем охлаждающую мощность камеры орошения,

помещение воздух кондиционер

(4.3)

где I_н и I_о - энтальпии воздуха в т. Н и т. О, кДж/кг.

4.2. ПОСТРОЕНИЕ НА ДИАГРАММЕ И РАСЧЕТ ПРОЦЕССОВ ОБРАБОТКИ ВОЗДУХА ДЛЯ ХОЛОДНОГО ПЕРИОДА

В холодный период воздух нагревают и увлажняют. При этом необходимо учитывать имеющиеся влагоизбытки в помещении. Для этого рассчитывают вдагосодержание приточного воздуха и находят на I-d диаграмме точку П_х.

Через точку (внутренние параметры воздуха для зимы) проводим луч процесса для зимнего режима и определяем приращение влагосодержания воздуха в помещении:

где W - количество выделяющейся в помещении влаги в зимний период, кг/ч;

- массовая производительность.

Влагосодержание приточного воздуха,:



На пересечении линии с линией получим точку даже на пересечении с линией ц=90% точку ; - нагрев воздуха в воздухонагревателе подогрева. Нагрев воздуха в вентиляторе и воздуховодах в зимний период не учитывают. Из точки проводится линия изоэнтальпийного увлажнения воздуха до пересечения с линией (точка ). Линия - характеризует процесс подогрева в I воздухонагревателе.

Расход теплоты в воздухонагревателе первого подогрева:

(4.2.3)

Количество воды, испарившейся в оросительной камере кг/час

(4.3)

5. ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ И АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ УСТАНОВКИ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА

5.1 ПОДБОР ВОЗДУХОПОДОГРЕВАТЕЛЕЙ

Кондиционеры КЦКП компонуются базовыми теплообменниками для нагрева или охлаждения воздуха, характеристики которых приведены в таблице П4-1 [1].

5.1.1 ПОДБОР ВОЗДУХОПОДОГРЕВАТЕЛЕЙ ДЛЯ ХОЛОДНОГО ПЕРИОДА

5.1.1.1 ПОДБОР ВОЗДУХОПОДОГРЕВАТЕЛЯ ПЕРВОГО ПОДОГРЕВА ДЛЯ ХОЛОДНОГО ПЕРИОДА

где Q- расход теплоты в воздухонагревателе, Вт;

с_w - теплоемкость воды, с_w = 4,19 кДж/(кг•град);

Т и Т_о - соответственно температуры воды, поступающей и уходящей из воздухонагревателя (параметры теплоносителя), °С.

Скорость воды, м/с, в трубках воздухонагревателя находится по формуле

где р_w - плотность воды, р_w = 934 кг/м³;

F_w - площадь живого сечения трубок для прохода теплоносителя, м², принимается по табл. П.4-1 [1] в зависимости от выбранного теплообменника.

Определяется массовая скорость воздуха, кг/(м²•с) по формуле

где G - массовое количество воздуха, проходящее через воздухонагреватель, кг/ч;

F_ф - площадь фронтального сечения воздухонагревателя для прохода воздуха, м², принимаемая по табл. П.4-1 [1].

Определяется коэффициент теплопередачи, Вт/(м²•°С), по формуле

где n, n₁, n₂ - опытные коэффициенты, принимаемые по табл. 5.1 [1] .

Находится расчетная площадь поверхности нагрева воздухонагревателя, м², по формуле

где t_K и t_H - соответственно температуры воздуха в конце и начале процесса нагрева, принимается по I-d диаграмме, °С.

Полученное значение сравнивается с площадью поверхности теплообменника F, м , для выбранного воздухонагревателя и считается коэффициент запаса.

Если F_p>F, выбирается другая компоновка теплообменника или устанавливается несколько рядов теплообменников.

Сопротивление проходу воздуха, Па, определяется по формуле



где n₃ и n₄ - опытные коэффициенты, принимаемые по табл. 5.1 [1].

5.2 РАСЧЕТ КАМЕРЫ ОРОШЕНИЯ

В кондиционерах КЦКП могут устанавливаться камеры орошения ОКФ-3, ОКС1-3 и ОКС2-3. Их характеристики приведены в таблицах 5 и 6, с. 168-169 /5/ и табл. П.4-2 [1] и П.4-3 [1]. Обычно в холодный период года в камере орошения осуществляется адиабатный (I = const) процесс обработки воздуха (т. е. воздух охлаждается и увлажняется), а в теплый период года, в зависимости от параметров наружного воздуха, может быть и адиабатный, и политропный (охлаждение и осушение) процессы обработки воздуха.

5.2.1 РАСЧЕТ КАМЕРЫ ОРОШЕНИЯ ДЛЯ ХОЛОДНОГО ПЕРИОДА

Адиабатный процесс.

Вычисляется коэффициент адиабатной эффективности Е_А по формуле

где t_О - температура воздуха в конце процесса обработки в камере орошения, на линии ц= 90-95 %, °С;

t₁ - температура воздуха в начале процесса обработки в камере орошения, °С;

t_wcр - температура точки, лежащей на пересечении продолжения линии процесса обработки воздуха в камере орошения (НО или С₁О) и ц= 100 %, °С (температура мокрого термометра).

Давление перед форсунками 2,74

Коэффициент орошения определяется по формуле

Расход воды принимают по таблице приложения П4-2 [1]

Температуру воды на входе в оросительную камеру принимаем =5-7°С.

5.2.2 РАСЧЕТ КАМЕРЫ ОРОШЕНИЯ ДЛЯ ТЕПЛОГО ПЕРИОДА

Приведенный коэффициент энтальпийной эффективности для теплого периода (политропный процесс) рассчитывается по формуле

где энтальпия воздуха в начале и в конце процесса охлаждения воздуха,

- энтальпия насыщенного воздуха, соответствующая температуре воздуха, поступающего в оросительную камеру.

Принимаем коэффициент орошения B=3,2. Температуру воды на входе в оросительную камеру принимаем =5°С.

Температура воды, выходящей из камеры орошения, определяется по выражению

Количество воды, кг/ч, поступающей на обработку воздуха, в камере орошения определяется по формуле



где G_ор - массовое количество воздуха, проходящее через камеру орошения, кг/ч.

Количество воды, кг/ч, подаваемое одной форсункой будет равно

где n - число форсунок, установленных в камере орошения.

Принимаем к установке форсунки типа УЦ14-10/15

Аэродинамическое сопротивление камеры орошения составляет Др_ор =120 Па.

5.3 ПОДБОР ФИЛЬТРА

Выбираем фильтр ФС. Начальное аэродинамическое сопротивление фильтра ФС - 60 Па, конечное - Др_ф= 100 Па.

5.4 ПОДБОР ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ КОНДИЦИОНЕРА

Кроме основного оборудования: воздухонагревателей, камеры орошения, фильтра в состав кондиционера входят: приемный блок с воздушным утепленным клапаном, камеры обслуживания, камеры воздушные, блок присоединительный.

Блоки приемные предназначены для приема, регулирования, смешения и распределения по живому сечению объема наружного и рециркуляционного воздуха, поступающего в кондиционер. Блоки поставляются: прямоточные с электроприводом БПЭ-3, прямоточные с пневмоприводом БПП-3, смесительные с электроприводом БСЭ-3, и смесительные с пневмоприводом БСП-3. Аэродинамическое сопротивление приемных блоков с воздушным клапаном составляет около 70 Па.

Камеры обслуживания КО-3 предназначены для формирования воздушного потока и обслуживания соседнего оборудования в кондиционере.

Воздушные камеры предназначены для смешения воздушных потоков и обслуживания соседнего оборудования. Камеры воздушные шириной 565 мм обозначаются КВ 0,5-3, шириной 1080 мм - КВ-1-3.

Клапаны воздушные предназначены для регулирования объемов наружного и рециркуляционного воздуха, поступающего в кондиционер, а также регулирования количества воздуха, проходящего через воздухонагреватели.

Клапаны воздушные могут быть установлены в воздушных камерах, их аэродинамическое сопротивление равно 25 Па.

Основные данные приемных блоков, блоков присоединительных, камер обслуживания, камер воздушных, клапанов воздушных приведены в приложении.

5.4.1 ПОДБОР ВЕНТИЛЯТОРНОГО АГРЕГАТА

Вентиляторные агрегаты предназначены для перемещения воздуха в центральных кондиционерах и подачи его к местам потребления. Во всех кондиционерах применяются вентиляторы радиальные.

Вентиляционный агрегат выбирается по большему расходу воздуха и общему аэродинамическому сопротивлению кондиционера и сети воздуховодов по каталогу.

Общее сопротивление СКВ включает:

ДP_СКВ=ДP_Ф+ДP_ВП1+ДP_ОК +ДP_вспом+ДP_сети

ДP_СКВ=100+26+120+70+25+280=621 Па

Подобрали вентилятор ВРАН9-10.

С характеристиками: ?=82 %, n=647 об/мин, Ny=5,5 кВт

Рис. 5.1 - ВРАН9-10



6. ВЫБОР СХЕМ ТЕПЛО- И ХОЛОДОСНАБЖЕНИЯ КОНДИЦИОНЕРА

Для снабжения холодной водой аппаратов центральных и местно-центральных неавтономных СКВ получили распространение центральные холодильные станции. Холодильные станции общей производительностью до 1,8 МВт обычно проектируют на основе двух - трех поршневых или винтовых парокомпрессионных холодильных машин одинаковой производительности.

Для гибкости регулирования общей производительности рекомендуется предусматривать одну или две холодильные машины меньшей производительности, которые могут быть с поршневым компрессором.

Холодильные станции с машинами на хладоне -12 и хладоне -22 по взрывопожарной и пожарной опасности относятся в соответствии со СНиП к категории «Д» и к выбору места их расположения предъявляются следующие требования. Отдельные холодильные машины и холодильные станции не разрешается размещать непосредственно в жилых помещениях, на лестничных площадках и под лестницами, а также в коридорах, фойе, вестибюлях.

Холодильные станции производительностью 350 кВт и более не допускается размещать в подвалах и цокольных этажах зданий и сооружений.

Допускается размещать холодильные станции производительностью до 700 кВт в подвалах и цокольных этажах зданий, если над перекрытием станции исключена возможность пребывания людей.

Холодильные станции производительностью 700 кВт и более могут размещаться в промышленных зданиях, в специальных пристройках, в подвалах и цокольных этажах, вынесенных из-под контура зданий.

Высота помещения должна быть не менее 3,6 м, должны быть проходы, площадки и лестницы для производства ремонтных работ.

Заводы изготовители поставляют холодильные машины агрегатно. В комплект поставки входят: компрессор, кожухотрубный конденсатор, кожухотрубный испаритель, электрический щит и приборы автоматики.

Агрегаты холодильной машины соединяются между собой трубопроводами для циркуляции хладона. К конденсаторам подводятся трубопроводы системы оборотного снабжения охлаждающей водой. Испарительное охлаждение нагретой в конденсаторах воды осуществляется в вентиляторных градирнях. Для обеспечения надежности и гибкости регулирования, как правило, каждая холодильная машина имеет свою систему оборотного водоснабжения, а на трубопроводах предусматриваются перемычки для возможности использования в случае необходимости резервного насоса. Охлажденная испарением вода забирается из поддонов градирни и подается в трубки кожухотрубных конденсаторов.

Источником холода для аппаратов СКВ служит холодная вода с . Насосы забирают отепленную воду из сборного бака и подают в межтрубное пространство кожухотрубных испарителей холодильных машин. Охлажденная вода по магистральному трубопроводу поступает к аппаратам УК. После охлаждения кондиционируемого воздуха отеплённая вода с температурой поступает в сборный бак. Каждая холодильная машина обычно имеет свою насосную станцию для подачи отепленной воды в кожухотрубный испаритель, а на трубопроводах предусматриваются перемычки для использования резервного насоса.

Циркуляция жидкости от чиллера к конечному потребителю обеспечивается насосной станцией, представляющей законченный агрегат, включающий циркуляционные насосы, расширительный бак, аккумулирующий бак, запорную арматуру и необходимую автоматику. Насосная станция может работать самостоятельно или управляться чиллером. Как правило, насосная станция работает в комплекте с чиллером и содержит необходимые элементы для стыковки с чиллером и электрические элементы для управления.

Фирмой GLIVET выпускается станция малой производительности GPA - для работы с чиллерами мощностью до 40 - 50 кВт, станцию оснащают одним насосом мощностью от 300 до 900 Вт и аккумулирующим баком емкостью от 65 или 150 л..

Станции средней производительности GP предназначены для работы с чиллерами мощностью примерно до 140 - 150 кВт. Станции оснащаются одним насосом мощностью от 300 до 900 Вт и имеют аккумулирующий бак емкостью от 300 до 1000 л. В настоящее время разработана станция с расходом до 8 л/с, обеспечивающая работу чиллера мощностью до 175 кВт.

Станция большой производительности GPM предназначена для работы с чиллером мощностью до 700 - 750 кВт, мощность насосов (один или два) от 1,5 до 15 кВт, аккумулирующий бак имеет емкость 1200 - 2400 л.

Для подбора насосной станции необходимо знать:

- потребляемый расход жидкости

(5.14)

- необходимый напор, который должен обеспечиваться насосами станции (учитывает потери в теплообменнике чиллера, определяемые в табличной характеристике; потери в насосной станции и на соединениях между чиллером и насосной станцией, берется из каталога насосной станции; потери в сети определяются на основании гидравлического расчета);

- объем аккумулирующего бака (берется из документов на насосную станцию или определяется самостоятельно);

- количество насосов (один или два);

- взаимное расположение насосной станции и конечных потребителей;

- перепад высот между насосной станцией от точки расположения расширительного бака до наиболее высоко расположенного конечного потребителя).



7. ХАРАКТЕРИСТИКИ УСТАНАВЛИВАЕМОГО ОБОРУДОВАНИЯ

7.1 ХАРАКТЕРИСТИКИ ЧИЛЛЕРА

Требуемая холодопроизводительность станции:

Осуществляем подбор чиллера согласно расчетным данным по каталогам. К установке принимаем чиллер WRAN 524. Технические характеристики, представлены в таблице 7.1

Таблица 7.1

Типоразмер WRAN	524
Холодопроизводительность, кВт	132,7
Мощность, потребляемая компрессорами, кВт	41,1
Размеры: длина х глубина х высота,мм	2950 х 2113 х 2040
Охлаждение	Холодопроизводительность, кВт	131,5
	Мощность, потребл. Компрессорами, кВт	39,7
Нагрев	Теплопроизводительность, кВт	158,6
	Мощность, потребл. Компрессорами, кВт	24,1
Тип компрессора	Сдвоенный scroll



8. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СИСТЕМЫ ХОЛОДОСНАБЖЕНИЯ

Расчет производим по методу удельных потерь давления. При расчете по этому методу используется уравнение гидродинамики, согласно которому потери давления на участке системы ДР, Па, равны

ДР = ДР_тр + ДР_м.с (8.1)

Потери давления на преодоление сопротивления трения

ДР_тр =, (8.2)

где l -длина расчётного участка, м;

л - коэффициент гидравлического трения;

d - диаметр трубопровода, м; х - скорость воды, м/с;

с - плотность воды, кг/м³.

Потери давления на преодоление местных сопротивлений

ДР_м.с. =, (8.3)

где - сумма коэффициентов местных сопротивлений.

После подстановки выражений (8.2) и (8.3) в исходное уравнение (8.1) получаем:

(8.4)



Обозначая , а , получаем:

(8.5)

где R - удельные потери давления на трение, Па/м.

Расчет производим согласно расчетной схеме:

1. На расчетной схеме выбираем обозначаем участки системы холодоснабжения.

Участком называется отрезок трубопровода, на котором количество протекающей воды, температура теплоносителя и диаметр трубопровода остаются неизменными.

3. Для предварительного выбора диаметра труб определяется вспомогательная величина - среднее значение удельной потери давления от трения R_сp, Па, на 1 м трубы:

(8.6)

где ДР_р - располагаемое давление в принятой системе холодоснабжения, Па;

- общая длина главного циркуляционного кольца, м;

b - поправочный коэффициент, учитывающий долю местных потерь.Для систем хололодоснабжения с насосной циркуляцией b = 0,65.

4. Определяется расход теплоносителя на участке, кг/ч:

(8.7)



где Q - тепловая нагрузка на расчётном участке, Вт; с - теплоёмкость воды: с = 4,19 кДж/кг°С.

5. Определяем сумму коэффициентов местных сопротивлений (к.м.с.) ?ж на расчетных участках

6. Определяем общие потери давления на каждом участке как Rl + Z .

7. Суммируя потери давления во всех участках, находят общие потери давления ?(Rl + Z)_гцк .

Расчет сводим в таблицу 8.1.

Таблица 8.1 Гидравлический расчет системы холодоснабжения

Номер участка	Тепловая нагрузка Q, Вт	Длина участка l, м	Расход воды Gw, л/с	Диаметр участка d, мм	Скорость воды U, м/с	Коэффициент гидравлического трения л	Удельная потеря давления на трение, R, Па/м	Потери давления на трение, Rl, Па	Сумма коэффициентов местных сопротивлений ?ж	Потери давления на местные сопротивления Z, Па	Общие потери давления на участке Rl+Z, Па
1	218648	11	4	75	1,5	0,0246	700	7700	5	5501	13201

По результатам гидравлического расчета производим подбор насосной станции.

Полные потери давления системы холодоснабжения с учетом 20% запаса (потери в теплообменниках чиллера, на входе и выходе из насоса и другие неучтенные потери), рассчитывают по уравнению:

ДРхол=1,2(ДPтр+ДРм.с.+ДРф)=1,2(7700+5501+284000)=351842Па=352кПа (8.8)

К установке принимаем насосную станцию Grundfos Hydro Multi-E, 3-X: GRE 3-5.

Диаграмма характеристик (рис.8.1) и технические данные (рис. 8.2) насосной станции CRE 3-5.

Рис. 8.1



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной курсовой работе осуществлен расчет системы кондиционирования и холодоснабжения зрительного зала на 400 человек в г. Екатеринбург . В ходе расчета курсового проекта:

- Произведен выбор метеорологических условий в помещении;

- Осуществлен расчет тепловыделений, влаговыделений в помещении;

- Приняты оптимальные схемы организации воздухообмена в помещении;

- Произведен расчет производительности СКВ для теплого и холодного периода;

- Осуществлено построение процессов изменения состояния воздуха на Id-диаграмме, а также расчет процессов обработки воздуха для теплого и холодного периода;

- Произведен подбор кондиционера КЦКП-16

- Вспомогательного оборудования: воздухоподогреватель первого подогрева, форсуночная камера орошения ОКФ-3 с (Др_ор =120 Па); фильтра ФС-60 (начальное аэродинамическое сопротивление - 60 Па, конечное - 100 Па), чиллер WRAN 540 (холодопроизводительность - 133,7 кВт)

- Подобран вентилятор ВРАН9-10 с характеристиками: ?=82 %, n=647 об/мин, Ny=5,5 кВт

- Принята схема тепло- и холодоснабжения кондиционера;

- Произведен гидравлический расчет системы трубопроводов «чиллер-насосная станция-кондиционер»; подобран Dy=75 мм.

- На основании гидравлического расчета подобрана насосная станция Grundfos Hydro Multi-E, 3-X: GRE 3-5. Расход воды 4 л/с, ДРхол=352 кПа

Потери в сети - 280 Па.



БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. СП 131.13330.2012 Строительная климатология/Госстрой России. - М.: ФГУП ЦПП, 2012. - 70 с.

2. СП 60.13330.2016 Отопление, вентиляция и кондиционирование. - М.: Стройздат, 2016

3. СП 118.13330-2012 Общественные здания и сооружения. Актуализированная редакция СП 118.13330-2012* / Минрегион России. -М. - ФГУП ЦПП, 2009, - 57 с.

4. СП 44.13330.2011 Административные и бытовые здания. - М.: Сройиздат, 2011

5. Каталог кондиционеров КЦКП и программа расчета кондиционера КЦКП (Веза)

6. Кондиционирование воздуха и холодоснабжение: методические указания к выполнению курсовой работы / сост.: Т.Н. Ильина, Д.А. Емельянов. - Белгорол: изд-во БГТУ, 2015. - 73 с.

7. В.Н. Богословский и др. Кондиционирование воздуха и холодоснабжение, - М.: Стройиздат, 1985. - 367 с.

Размещено на Allbest.ru