Расчет центральных систем кондиционирования воздуха

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(ФГБОУ ВПО «ВГТУ»)

Авиационный факультет

Кафедра теоретической и промышленной теплоэнергетики

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Системы кондиционирования воздуха»

Тема «Расчет центральных систем кондиционирования воздуха»

Расчетно-пояснительная записка

Разработал студент И.Ю. Самсонов

Руководитель А.М. Наумов

2012

Содержание

Задание на курсовой проект

Замечания руководителя

Содержание

Введение

1. Расчет тепловлажностного баланса помещения

1.1 Определение расчетных параметров наружного и внутреннего воздуха

1.2 Потери тепла

1.3 Поступления тепла

1.4 Тепловыделения в производственных помещениях

1.5 Поступления влаги

1.6 Выделения газов в помещении

1.7 Необходимый воздухообмен в помещении

2. Расчет и выбор оборудования кондиционеров

2.1 Расчет и построение в h-d диаграмме процессов тепловлажностной обработки воздуха

2.2 Расчет оросительных камер

2.3 Расчет секций подогрева

2.4 Расчет воздушных фильтров

Заключение

Список литературы

Приложение А - Процесс обработки воздуха в теплый период года

Приложение Б - Параметры точек на h-d диаграмме для теплого периода

Приложение В - Процесс обработки воздуха в холодный период года

Приложение Г - Параметры точек на h-d диаграмме для холодного периода

Введение

Осуществление многих современных технологических процессов немыслимо без поддержания в производственных помещениях строго заданной температуры, влажности и скорости движения воздуха, что обеспечивается применением систем кондиционирования воздуха (СКВ).

Для обслуживания производственных помещений больших размеров чаще всего применяются центральные СКВ, основными достоинствами которых являются надежность поддержания заданных параметров воздуха, удобство обслуживания, возможность обеспечения эффективного шумо- и виброгашения.

Целью выполнения данного курсового проекта является определение рациональной схемы обработки воздуха, под которой понимается последовательность основных процессов обработки и определение параметров рабочих секций СКВ.

Основные этапы расчета СКВ следующие:

- определение расчетных параметров наружного и внутреннего воздуха;

- определение количества вредных выделений в помещениях, расчет тепловлажностного баланса;

- определение необходимого воздухообмена;

- выбор схем и построение в h-d диаграмме процессов обработки воздуха в СКВ для теплого и холодного периодов;

- расчет оросительных камер;

- расчет секций подогрева;

- расчет воздушных фильтров.

1. Расчет тепловлажностного баланса помещения

1.1 Определение расчетных параметров наружного и внутреннего воздуха

Производительность СКВ зависит от расчетных условий теплого периода года. Расчетные параметры наружного воздуха для систем кондиционирования принимают по [1] (параметры группы Б). Применение параметров группы В допускается при наличии технологических обоснований, поскольку это приводит к удорожанию СКВ. Применение параметров группы А может привести к тому, что СКВ не обеспечит эффективного поддержания необходимых условий в помещении.

Расчетная летняя температура наружного воздуха 33,5 оС.

Расчетная зимняя температура наружного воздуха - 26 оС.

Внутренняя температура воздуха в цехе в летний период принимается по формуле,

Внутренняя температура воздуха в цехе в зимний период принимается по [1] и составляет 18 оС.

При выборе параметров воздуха в помещении следует учитывать, что рентабельность СКВ снижается, если выбираются завышенные температура и влажность для холодного периода и заниженные - для теплого.

1.2 Потери тепла

Потери тепла в холодный период года через внешние ограждения по укрупненным показателям Qогр, кВт, определяются по формуле

, (1.1)

где q0 - удельная тепловая характеристика здания, Вт/(м3•оС), определяется в зависимости от объема здания, q0 = 0,5 Вт/(м3•оС);

V - отапливаемая кубатура здания по наружному объему, м3;

tв - расчетная температура воздуха в помещении, оС;

tн - расчетная зимняя температура наружного воздуха, оС.

Отапливаемая кубатура здания по наружному объему V, м3, рассчитывается по формуле

V = L • b • h, (1.2)

где L - длина здания, м;

b - ширина здания, м;

h - высота здания, м.

V = 75 • 50 • 7 = 26250, м3

кВт

Расход тепла на нагревание инфильтрующегося наружного воздуха Qинф, кВт, рассчитывается по формуле

, (1.3)

где св = 1 кДж/(кг•К) - теплоемкость воздуха;

Gинф - количество воздуха, поступающего в помещение, кг/с.

Количество воздуха, поступающего в помещение, Gинф, кг/с, определяется по формуле

, (1.4)

где qинф - количество воздуха, поступающего через 1 м длины неплотности, кг/(м•с) (определяется из [2] в зависимости от скорости ветра , м/с);

l - длина неплотности, м (ориентировочно равна суммарному периметру);

а - поправочный коэффициент, определяется из [2].

Воздух поступает в помещение через неплотности в окнах с двойными деревянными переплетами и металлические ворота, длины этих неплотностей l, м, определяются по формулам

, (1.5)

Для холодного периода года

Для теплого периода года

1.3 Поступления тепла

Поступления тепла через кровлю Qк, кВт, определяется по формуле

, (1.6)

где k1 - коэффициент, равный единице для бесчердачных кровель, k1 = 1;

k2 - коэффициент теплопередачи ограждения, Вт/(м2•К), k2 = 5,6.

F - площадь кровли, м2;

?t1 - эквивалентная разность температур для данной местности, оС;

?t3 - эквивалентная разность температур для любых кровель, оС.

Площадь кровли F, м2 находим следующим образом

F = L • b (1.7)

F = 75 • 50 = 350 м2.

Эквивалентная разность температур ?t1, оС для тяжелых ограждений, рассчитывается по формуле

?t1 = tн - tв - А•?tа -В, (1.8)

где tн - расчетная температура наружного воздуха, оС;

tв - расчетная температура внутреннего воздуха, оС;

?tа - средняя амплитуда суточных колебаний температуры для данной местности, оС, определяется из [1] и составляет 17,6 оС.

А и В - коэффициенты, зависящие от массивности ограждений, определяются из [1] и составляют для тяжелых ограждений А=0,5, В=2,75.

?t1 = 33,5 - 26,325 - 0,5•17,6 - 2,75 = -4,375оС.

Полученную эквивалентную разность температур принимаем ?t1= -3 оС, т.к. она не попадает в интервал -3 ? ?t1 ? 3.

Эквивалентная разность температур ?t3, оС, вычисляется по формуле

, (1.9)

воздух помещение кондиционер

где ?t2, ?t4 - исходные эквивалентные разности температур, оС, принимаются по [1];

k3 - коэффициент, величина которого для темных кровель берется равной единице, k3 =1;

J1/J2 - отношение максимальной плотности солнечной радиации - на горизонтальную поверхность на расчетной широте, к максимальной плотности на 40о северной широты, принимается по [1].

Таблица 1.1 - Исходные разности температур для освещенных солнцем (?t2) и затененных (?t4) покрытий зданий для 400 с.ш.

Вид покрытия	Исходные разности температур	Время суток по солнечному времени, ч
		8	10	12	14	16	18
тяжелое	?t2	3,3	3,3	11,1	18,9	23,3	24,4
	?t4	-1,1	-1,1	0	2,2	4,4	5,6

Таблица 1.2 - Отношение максимальных напряжений солнечной радиации

Северная широта, град	Отношение J3/J4 для стен, ориентированных на стороны света	Отношение J1/J2 для горизонтальных кровель
	Север	Юг	Запад	Восток
44	1,03	1,23	1,01	1,01	0,96

Остальные вычисляются аналогично и сведены в табл 1.5а.

Поступления тепла через стены здания Qст, кВт, определяется по формуле

, (1.10)

где k2 - коэффициент теплопередачи ограждения, Вт/м2•К. Принимается равным 1,6.

F - площадь соответствующей стены, м2;

?t1 - эквивалентная разность температур для данной местности, оС;

?t6 - эквивалентная разность температур для любых стен, оС.

Эквивалентная разность температур для любых стен ?t6, оС, рассчитывается по формуле

, (1.11)

где ?t5, ?t7 - исходные эквивалентные разности температур соответственно для стен, облучаемых солнцем и находящихся в тени, оС, принимаются по [1];

J3/J4 - отношение максимальной плотности потока солнечной радиации - на вертикальную плоскость на расчетной широте, к максимальной плотности на 40о северной широты, принимается по [1] в зависимости от ориентации здания.

Таблица 1.3 - Исходные разности температур для освещенных солнцем и затененных светлых наружных стен зданий

Сторона света	Исходные разности температур	Время суток по солнечному времени, ч
		8	10	12	14	16	18
Север	?t5	0	0	0	0	1,1	3,3
Юг		2,2	2,2	2,2	2,2	5,6	8,9
Запад		4,4	3,3	3,3	4,4	5,6	7,8
Восток		4,4	4,4	7,8	10	10	7,8
Любые	?t7	0	0	0	0	1,1	3,3

Для юга на 8 часов эквивалентная разность,?:

Остальные вычисляются аналогично и сведены в табл 1.5а.

Площадь западной и восточной стены F, м2, вычисляется по формуле

, (1.12)

где L - длина здания, м;

h - высота здания, м;

N - количество окон, шт;

l1 - ширина окна, м;

h1 - высота окна, м.

F = 75•7 - 4•3•20/2 = 405 м2.

Площадь северной и южной стены F, м2, вычисляется по формуле

F = b • h, (1.13)

F = 50 • 7 = 350 м2.

Поступление тепла через остекление, освещенное солнцем, Qс, кВт, и находящееся в тени Qт, кВт, определяется по формулам

Qс = [kc•k1c•qc + k2(tн - tв)]•F•10-3, (1.14)

Qт = [kт•k1т•qт + k2(tн - tв)]•F•10-3

где qc, qт - количество тепла, поступающее в помещение от солнечной радиации через 1 м2 одинарного стекла толщиной 3 мм, Вт/м2. Принимается по [1];

kс, kт - коэффициенты, учитывающие затенение стекол переплетами рам и атмосферные загрязнения, определяются из [1]. Для двойных окон в деревянных рамах kс = 0,45, kт = 1,05;

k1с, k1т - коэффициенты, учитывающие конструкцию остекления, определяются из [1]. Для обычного стекла толщиной 3 мм, при установке серых венецианских жалюзи k1с =1, k1т = 1;

k2 - коэффициент теплопередачи остекления, Вт/(м2•К), выбирается из [1]. Для затененного жалюзи стеклопакета с воздушными прослойками толщиной 6,4 мм k2 = 1,4 Вт/(м2•К).

F - площадь проема в ограждении для рам остекления, м2 (половины окон);

F=20•4•3•0,5=120 м2.

Таблица 1.4 - Количество тепла от солнечной радиации через единицу поверхности одинарного стекла

Сторона света	Количество теплоты, Вт/м2	Время суток по солнечному времени, ч
		8	10	12	14	16	18
Запад	qc	0	0	62	346	542	365
	qт	41	53	0	0	0	0
Восток	qc	542	346	62	0	0	0
	qт	0	0	0	53	41	16

Для востока на 8 часов. Остальные считаются аналогично и сведены в табл. 1.5.

кВт;

кВт.

Площадь всех оконных проемов, расположенных на одной стене F, м2, вычисляется по формуле

F = l1 • h1•0,5•N, (1.15)

где l1, h1 - ширина и высота оконного проема соответственно, м;

N - количество окон, шт.

F = 4 •3•20/2 = 120 м2.

Все расчеты и результаты вычислений сводим в таблицу 1.5 и 1,5а.

Таблица 1.5 - Расчет наружных теплопоступлений в теплый периода года

Сторона света	Теплопоступления	Единица измерения	Время суток по солнечному времени, ч
			8	10	12	14	16	18
-	Qк	кВт	2,5575	2,5575	157,91	314,16	403,1	425,87
Север	Qст	кВт	-5,775	-5,775	-5,775	-5,775	-3,658	0,5775
Юг	Qст	кВт	-0,566	-0,566	-0,566	-0,566	6,9974	13,837
Запад	Qст	кВт	3,2165	0,7418	0,7418	3,2165	5,8917	10,792
	Qс	кВт	0	0	4,5534	19,889	30,473	20,915
	Qт	кВт	6,3714	7,8834	0	0	0	0
Восток	Qст	кВт	3,2165	3,2165	0,7418	3,2165	15,791	10,792
	Qс	кВт	30,473	19,890	4,5534	0	0	0
	Qт	кВт	0	0	0	7,8834	6,3714	3,2214
-	УQ	кВт	39,494	27,948	172,28	354,62	464,96	486,00

Таблица 1.5а - Эквивалентные разности температур ( теплый период года)

Сторона света	Эквив. разн. темпер.	Единица измерения	Время суток по солнечному времени, ч
			8	10	12	14	16	18
-	?t3	оС	3,124	3,124	10,656	18,232	22,544	23,648
Север	?t6	оС	0	0	0	0	1,1	3,3
Юг	?t6	оС	2,706	2,706	2,706	2,706	6,635	10,188
Запад	?t6	оС	4,444	3,333	3,333	4,444	5,645	7,845
Восток	?t6	оС	4,444	4,444	7,878	10,1	10,089	7,845

1.4 Тепловыделения в производственных помещениях

Тепловыделения от производственного оборудования с электроприводом Qоб, кВт, можно приближенно определить по формуле

Qоб = Nуст • a, (1.16)

где Nуст - номинальная установочная мощность электропривода, кВт;

а - опытный коэффициент, учитывающий использование энергии, загрузку и одновременность работы машин. Для механосборочных цехов a = 0,25.

Qоб = 290 • 0,25 = 72,5 кВт.

Количество тепла, выделяемое осветительными приборами Qосв, кВт, равно мощности установленных осветительных приборов Nосв, кВт

Qосв = 15 кВт.

Объем помещения, приходящийся на одного человека , м3/чел, определяют по формуле

, (1.17)

где V - объем помещения, м3

n - количество работающих человек в помещении, чел

Так как на одного человека приходится больше чем 40 м3, то тепловыделения от людей не учитываем.

Избытки тепла в помещении Qизб, кВт, определяются по формуле

Qизб = УQпоступ - УQпотерь, (1.18)

где УQпоступ - суммарное поступление тепла в помещение, кВт;

УQпотерь - суммарные потери тепла в помещении, кВт.

Суммарное поступление тепла в помещение УQпоступ, кВт определяем по формулам

, (1.19)

кВт;

кВт;

Суммарные потери тепла в помещении УQпотерь, кВт определяем по формулам

, (1.20)

.

кВт;

кВт;

кВт.

1.5 Поступления влаги

Поступление влаги в помещение от людей Wл, кг/с, определяем по формуле

Wл = q • n, (1.21)

где q - влаговыделения одним человеком, кг/с

Wллето = 0,0000537 • 39 = 0,0020943 кг/с;

Wлзима = 0,0000356 • 39 = 0,0013884 кг/с.

Поступление влаги в помещение с инфильтрующимся воздухом Wинф, кг/с, определяется по формуле

Wинф = 0,001 • Gинф(dн - dв) , (1.22)

где dн, dв - влагосодержание соответственно наружного и внутреннего воздуха, г/кг (приложение А, В)

= 8,937 г/кг, = 12,5 г/кг;

= 0,434 г/кг, = 7,477 г/кг.

Wинфлето = 0,001 • 0,48016• (8,937-12,5) = -0,000971986 кг/с;

Wинфзима = 0,001 • 0,2728 • (0,434- 7,477) = -0,003381767 кг/с.

Избытки влаги в помещении Wизб, кг/с, определяются по формуле

Wизб = УWвыд - УWпогл, (1.23)

где УWвыд , УWпогл - количества соответственно избыточно выделяющейся и поглощаемой в помещении влаги, кг/с.

кг/с;

кг/с.

1.6 Выделение газов в помещении

Согласно СНиПам, выделения газов от людей не учитываются в том случае, если на человека приходится более 40 м3 всего объема здания. В нашем случае это так, поэтому выделения газов от людей не учитываем.

1.7 Необходимый воздухообмен в помещении

Необходимый воздухообмен из условия ассимиляции различных вредных выделений по избыткам полного тепла VQ, кг/с, определяется по формуле

, (1.24)

где Qп - избыточное поступление полного тепла в помещение, кВт;

hв - энтальпия вытяжного воздуха ( внутри помещения), кДж/кг;

hпр - энтальпия приточного воздуха, кДж/кг.

Температура приточного воздуха летом , оС, определяется по допустимому санитарными нормами перепаду температур в помещении

, (1.25)

где ?tр - рабочая разность температур в помещении, оС. Выбирается из интервала 3-5 оС.

=26,325 - 4 = 22,325 оС.

Энтальпии вытяжного и приточного воздуха определяются по h-d диаграмме (приложение А) hв = 58,35 кДж/кг, hпр = 52,71 кДж/кг.

кг/с.

Необходимый воздухообмен из условия ассимиляции различных вредных выделений по избыткам влаги VW, кг/с, определяется по формуле

, (1.26)

где W - избыточное поступление влаги в помещение, кг/с;

dв - влагосодержание вытяжного воздуха ( внутри помещения), г/кг;

dпр - влагосодержание приточного воздуха, г/кг.

Влагосодержание вытяжного и приточного воздуха определяются по h-d диаграмме (приложение А) dв = 12,5 г/кг, dпр = 11,9 г/кг.

кг/с.

Для дальнейших расчетов выбираем наибольшее значение расхода воздуха, необходимого для воздухообмена в помещении VQ = 102,032 кг/с.

2. Расчет и выбор оборудования кондиционеров

2.1 Расчет и построение в h-d диаграмме процессов тепловлажностной обработки воздуха

После составления термовлажностного баланса помещения производится расчет и построение процессов обработки воздуха в h-d диаграмме.

Все процессы изменения состояния воздуха при его обработке принято изображать в h-d диаграмме отрезками прямых (лучами). Направление луча процесса определяется величиной углового коэффициента е, кДж/кг, который определяется по формуле

, (2.1)

где ?Q - изменение количества тепла в единицу времени в рассматриваемом процессе, кВт;

?W - изменение количества влаги в единицу времени в рассматриваемом процессе, кг/с.

кДж/кг;

кДж/кг.

Обычно построение процессов изменения состояния воздуха в системах кондиционирования начинается с определения точек на h-d диаграмме, характеризующих состояние необработанного воздуха (обозначается Н) и воздуха требуемых в данном помещении качеств (обозначается буквой В). Из точки В на диаграмме проводится луч процесса изменения состояния воздуха в помещении и на отрицательном продолжении луча находится точка его пересечения с изотермой приточного воздуха (обозначается П).

При построении процессов обработки воздуха в СКВ необходимо учитывать, что в летний период воздух при движении через вентиляторы и трубопроводы приточного и вытяжного воздуха нагревается на 0,5 - 1,5 оС. Процессы обработки воздуха в СКВ в летний и зимний периоды приведены на h-d диаграмме соответственно в приложении А и в приложении Б.

Недодача тепла в зимний период составляет 0,5 от , кВт, именно столько расходуется на систему кондиционирования воздуха, оставшаяся недодача тепла в помещении покрывается за счет системы водяного отопления.

Температура приточного воздуха в зимний период , оС, рассчитывается из уравнения теплового баланса по формуле

, (2.2)

где с - теплоемкость воздуха, кДж/(кг•К);

VQ - необходимый воздухообмен в помещении, кг/ч;

- внутренняя температура в цехе в зимний период, оС.

оС.

2.2 Расчет оросительных камер

Количество воздуха, проходящего через камеру орошения, Lобр, м3/ч, вычисляется по формуле

, (2.3)

где VQ - расход воздуха в помещении, кг/с;

с - плотность влажного воздуха, кг/м3.

Плотность влажного воздуха с, кг/м3, определяется по формуле

, (2.4)

где с0 - плотность воздуха при 0 оС, кг/м3, принимается равной 1,293 кг/м3.

= 101000 Па - барометрическое давление для г. Джамбул находится по СНиП

=1664 Па - парциальное давление при температуре наружного воздуха в теплый период (приложение А, Б)

кг/м3;

м3/ч.

Расход воздуха G, кг/с, через один кондиционер будет равен

G = 102,032/3 = 34,0105 кг/с.

По [3] выбираем оросительную камеру ОКФ второго исполнения со следующими характеристиками

- номинальный расход воздуха Lном = 125000 м3/ч;

- геометрические характеристики H x b x l = 4003х5155х2425 мм;

- площадь поперечного сечения Fк = 13,65 м2;

- ()ном = 2,94 кг/(м2•с);

- общее количество форсунок n = 594 шт.

Расчет в теплый период года проводят в следующей последовательности.

Задаемся начальной температурой воды до камеры орошения twн = 15,32 оС,

Коэффициент определяют из соотношения

, (2.5)

По графику определяем B = 1,65 и проверяем значение Ea = 0,999

Уточняем значение начальной температуры воды twн, оС, по формуле

, (2.6)

Так как ранее принятое значение начальной температуры воды twн, оС практически совпадает с уточненным, то продолжаем расчет.

Расход воды W, кг/с, поступающей в камеру орошения определяется по формуле

W = В • G, (2.7)

W = 1,65 • 34,01052098 = 56,1174 кг/с.

Производительность форсунки gF, кг/ч, определяется из выражения

gF = 3600• W/n , (2.8)

gF = 3600 • 56,1174/594 = 340,1052 кг/ч.

Давление перед форсунками определяется по [1]. Рф = 80,02635 кПа для широкофакельных форсунок ШФ 5/9 с диаметром выпускного отверстия d = 9 мм и подводящим каналом d = 5 мм.

Конечная температура воды после камеры орошения twк, оС, определяется по формуле

, (2.9)

оС.

Расход холодной воды при охлаждении воздуха Wх, кг/с, рассчитывается по формуле

, (2.10)

кг/с.

Количество рециркуляционной воды Wр , кг/с, рассчитывается по формуле

Wр = W - Wх, (2.11)

Wр = 56,1174 - 15,2175 = 40,8999 кг/с.

Расчет в холодный период года проводят в следующей последовательности.

Значение коэффициента Ea определяют по формуле

, (2.12)

где - температура мокрого термометра для камеры орошения (приложение В, Г)

По графику определяем B = 1,405

W = 1,405 • 34,0105 = 47,78478 кг/с;

gF = 3600 • 47,78478/594 = 289,6047 кг/ч.

Давление перед форсунками определяется по [1] Рф = 63,2016 кПа для широкофакельных форсунок ШФ 5/9с диаметром выпускного отверстия d = 9 мм и подводящим каналом d = 5 мм.

2.3 Расчет секций подогрева

При выполнении расчета секций подогрева необходимо иметь в виду следующее. Для секций первого подогрева конечная температура теплоносителя не должна быть выше +70 оС и ниже +25 оС. Нижняя граница температуры определяется условием замерзания секций. Для секций второго подогрева, которые работают при положительных температурах воздуха, конечная температура теплоносителя должна быть не ниже +5 оС. Скорость движения воды по трубкам в расчетном режиме должна быть в пределах 0,3 - 1,5 м/с.

Принимаем, что наружный воздух смешивается с рециркуляционным по соотношению 30% наружного на 70% рециркуляционного. Процесс, происходящий в камере орошения, представлен на h-d диаграмме линией процесса - СО, как в теплый, так и в холодный период года.

Калорифер 1-го подогрева для холодного периода года

Поверхность нагрева секции F, м2, определяется по формуле

, (2.13)

где G - объемный расход воздуха через секцию, м3/ч;

h1, h2 - соответственно энтальпия на входе в секцию подогрева и на выходе из нее, кДж/кг;

k - коэффициент теплопередачи, Вт/(м2•К);

?tср - среднелогарифмическая разность температур теплоносителя и воздуха, оС.

Так как в качестве теплоносителя используется горячая вода, значит коэффициент теплопередачи k, Вт/(м2•К), рассчитывается по формуле

, (2.14)

где хс - массовая скорость воздуха, кг/(м2•с);

w - скорость воды в трубках, м/с;

а, m, n - опытные коэффициенты, определяются из [1] и составляют

а=11,76, m= 0,46, n= 0,17.

По [3], в зависимости от номинального расхода воздуха, определяем, что необходимо последовательно установить две однорядные секции по данным Союзкондиционера с обводным каналом, высотой 1,5 метра каждый, со следующими конструктивными характеристиками

- число рядов труб zтр = 1;

- общее число труб n = 35;

- число ходов для движения теплоносителя zтн = 6;

- площадь фасадного сечения fф1 = 2,483 м2;

- площадь хода fж.с.1 = 0,00146 м2;

- площадь теплопередающей поверхности Fн = 41,8 м2.

- площадь поверхности фронтального ряда Fр = 169,9 м2.

- площадь фасадного сечения секции подогрева Fф = 9,92 м2 [3].

Расход воздуха G, кг/с, через одну секцию составляет 30 % от расхода воздуха в одном кондиционере:

G=0,3• 34,01052098=10,2032 кг/с.

Массовая скорость воздуха через секцию подогрева , кг/(с•м2), определяется по формуле

, (2.15)

кг/(с•м2).

Скорость воды в трубках w, м/с, определяется по формуле

, (2.16)

где Gв - расход воды через калорифер, кг/с;

z - общее количество входов в секцию по воде;

св - плотность воды (св = 958 кг/м3).

Расход воды через калорифер Gв, кг/с, определяется по формуле

, (2.17)

где G - расход воздуха через секцию подогрева, м3/ч;

hк , hн - энтальпии воздух в точках К и Н соответственно (приложение В, Г), кДж/кг, hк = 5,589 кДж/кг, hн = -25,1 кДж/кг.

св = 4,19 - теплоемкость воды, кДж/(кг•К);

t1 , t2 - температуры воды на входе и выходе из теплообменника соответственно, t1 = 150 0С, t2 = 70 0С.

кг/с;

м/с;

Вт/(м2•К).

Среднелогарифмическая разность температур теплоносителя и воздуха ?tср, оС, определяется по формуле

, (2.18)

где ?tб - большая разница температур, оС;

?tм - меньшая разница температур, оС.

При противотоке большая и меньшая разности температур ?tб и ?tм, оС, находят из уравнений

?tб = t1 - tк

?tм = t2 - tн , (2.19)

где tк , tн - соответственно температуры воздуха в точках К и Н (приложение В, Г), оС

?tб = 150 - 4,471 = 145,529 оС;

?tм = 70 - (- 26) = 96 оС.

оС;

м2.

Исходя из полученных данных будем использовать две последовательно включенные по теплоносителю однорядные секции с одним входом по воде, общей площадью поверхности 339,8 м2.

Калорифер 2-го подогрева для холодного периода года

По [3], в зависимости от номинального расхода воздуха, определяем, что необходимо установить секцию из четырёх базовых теплообменников по данным Союзкондиционера без обводного канала, высотой 2 метра каждый, со следующими конструктивными характеристиками

- число рядов труб zтр = 1;

- общее число труб n = 47;

- число ходов для движения теплоносителя zтн = 8;

- площадь фасадного сечения fф1 = 3,31 м2;

- площадь хода fж.с.1 = 0,00146 м2;

- площадь теплопередающей поверхности Fн = 55,8 м2.

- площадь поверхности фронтального ряда Fр = 226,4 м2.

- площадь фасадного сечения секции подогрева Fф = 13,24 м2 [3].

Массовая скорость воздуха через секцию подогрева , кг/(с•м2), определяется по формуле (2.15)

кг/(с•м2).

Расход воды через калорифер Gв, кг/с, определяется по формуле (2.17)

где hо, hп - соответственно энтальпия на входе в секцию подогрева и на выходе из нее, кДж/кг, hо = 27,61 кДж/кг, hп = 40,81 кДж/кг.

кг/с;

Скорость воды в трубках w, м/с, определяется по формуле (2.16)

м/с;

Коэффициент теплопередачи k, Вт/(м2•К), рассчитывается по формуле (2.14)

Вт/(м2•К).

При противотоке большая и меньшая разности температур ?tб и ?tм, оС, находят из уравнений (2.19)

где tо , tп - соответственно температуры воздуха в точках О и П (приложение А, Б), оС

?tб = 150 - 22,7591= 127,2409 оС;

?tм = 70 - 9,8 = 60,2 оС.

Среднелогарифмическая разность температур теплоносителя и воздуха ?tср, оС, определяется по формуле (2.18)

оС;

Поверхность нагрева секции F, м2, определяется по формуле (2.13)

м2.

Исходя из полученных данных будем использовать две последовательно включенные по теплоносителю однорядные секции(сх.6) с одним входом по воде(сх.2), общей площадью поверхности 452,8 м2.

Калорифер 2-го подогрева для теплого периода года

По [3], в зависимости от номинального расхода воздуха, определяем, что необходимо установить секцию из шести базовых теплообменников по данным Союзкондиционера без обводного канала, высотой 2 метра каждый, со следующими конструктивными характеристиками

- число рядов труб zтр = 1;

- общее число труб n = 47;

- число ходов для движения теплоносителя zтн = 8;

- площадь фасадного сечения fф1 = 3,31 м2;

- площадь хода fж.с.1 = 0,00146 м2;

- площадь теплопередающей поверхности Fн = 55,8 м2.

- площадь поверхности фронтального ряда Fр = 226,4 м2.

- площадь фасадного сечения секции подогрева Fф = 13,24 м2 [3].

Массовая скорость воздуха через секцию подогрева , кг/(с•м2), определяется по формуле (2.15)

кг/(с•м2).

Расход воды через калорифер Gв, кг/с, определяется по формуле (2.17)

где hп', hп - соответственно энтальпия на входе в секцию подогрева и на выходе из нее, кДж/кг, hп' = 49,09 кДж/кг, hп = 52,71 кДж/кг.

кг/с;

Скорость воды в трубках w, м/с, определяется по формуле (2.16)

м/с;

Коэффициент теплопередачи k, Вт/(м2•К), рассчитывается по формуле (2.14)

Вт/(м2•К).

При противотоке большая и меньшая разности температур ?tб и ?tм, оС, находят из уравнений (2.19)

где tп' , tп - соответственно температуры воздуха в точках П' и П (приложение А, Б), оС

?tб = 150 - 22,325 = 127,675 оС;

?tм = 70 - 18,8 = 51,2 оС.

Среднелогарифмическая разность температур теплоносителя и воздуха ?tср, оС, определяется по формуле (2.18)

оС;

Поверхность нагрева секции F, м2, определяется по формуле (2.13)

м2.

В холодный период года работают две последовательно включенные по теплоносителю однорядные секции с одним входом по воде, общей площадью поверхности 452,8 м2, летом одну из секций отключаем, т.к. в результате расчета было получено, что в теплый период года одной секции площадью поверхности 226,4 м2 достаточно для обработки необходимого количества воздуха.

2.4 Расчет воздушных фильтров

Из [1] выбираем воздушный фильтр ячейковый сетчатый Е.В. Рекка модели Б со следующими характеристиками:

- предельное начальное пылесодержание А = 10 мг/м3;

- нормальная удельная нагрузка щ = 6000 м3/(м2•ч);

- сопротивление фильтра 120 Па.

В установках кондиционирования воздух после очистки должен иметь пылесодержание а ? 0,25 мг/м3.

Коэффициент очистки фильтра , %, определяется по формуле

, (2.20)

Необходимая поверхность фильтра Fф , м2, определяется по формуле

, (2.21)

где G - объемный расход воздуха через фильтр, м3/ч.

м2.

Заключение

В данной курсовой работе был произведен расчет центральной однозональной СКВ для цеха, расположенного в городе Джамбул, в котором выполняется средний вид работ.

Расчет был проведен для теплого и холодного периодов года по укрупненным показателям по методике Стюарта, адаптированной Баркаловым для климатических условий нашей страны.

В данной курсовой работе были рассчитаны теплопоступления от инсоляции, через прозрачные и непрозрачные ограждения, от оборудования и внутреннего освещения, а также потери и поступления тепла от инфильтрации. На основании полученных данных был составлен тепловой баланс тепла, и рассчитаны полные тепловыделения. Также были рассчитаны выделения влаги от находящихся в помещении людей, баланс влаги в цехе и полные влаговыделения.

Далее был произведен расчет необходимого воздухообмена. Для этого были рассчитаны параметры воздухообмена из условий ассимиляции тепла и влаги, из них было выбрано максимальное значение, которое впоследствии было принято за необходимый воздухообмен в помещении, который составил 102,032 кг/с (312964,685 м3/ч).

Для упрощенного определения параметров воздуха по стадиям обработки был использован графический метод. На h-d диаграмме были построены все процессы изменения состояния воздуха при его обработке в теплый и холодный периоды года.

Был произведен расчет и выбор необходимого оборудования СКВ. В ходе расчета было установлено, что для обслуживания данного помещения его необходимо оборудовать тремя включенными параллельно кондиционерами марки КТЦ 2-125. Нагрузка одного кондиционера составляет 104321,6 м3/ч. Для установки были подобраны оросительные камеры серии ОКФ второго исполнения.

Исходя из расчета секций подогрева, каждый кондиционер был оснащен калорифером 1-го подогрева, оборудованным двумя последовательно включенными секциями по воде. Площадь одной секции - 169,9 м2, общая - 339,8 м2. Был установлен калорифер 2-го подогрева, оборудованный двумя последовательно включенными секциями по воде. Площадь одной секции - 226,4 м2, общая площадь поверхности 452,8 м2. Одну секцию в теплый период отключаем.

На входе в кондиционер был установлен воздушный фильтр (ячейковый сетчатый Е.В.Рекка модели Б) с необходимой поверхностью фильтра 17,39 м2.

Список литературы

1. Методические указания к расчету центральных систем кондиционирования воздуха в курсовых и дипломных проектах по курсу «Системы кондиционирования воздуха» / В.В. Шитов, В.С. Клочков. - Воронеж: Изд-во ВГТУ, 1996. - 34 с.

2. Голубков Б.Н., Сафонова И.А. Примеры и задачи по курсу «Теплоснабжение». Раздел «Кондиционирование воздуха». - М.: МЭИ, 1975. - 100 с.

3. Баркалов Б.Г., Карпис Е.Е. Кондиционирование воздуха в промышленных, общественных и жилых зданиях. М.: Стройиздат, 1982.

Размещено на Allbest.ru