Устройство для автоматизированной тренировки аккумуляторных батарей

Возможно несколько вариантов решений по улучшению температурного режима в помещении с помощью воздушного отопления:

- Увеличить производительность вентиляции, однако при этом, для обеспечения допустимой скорости движения воздуха может потребоваться установка большого количества воздухораспределителей, что увеличивает стоимость установки, и во многих случаях технически трудно осуществимо.

- Уменьшить коэффициент теплопередачи оконных проёмов посредством установки в производственных и жилых помещениях специальных стеклопакетов (двойных или тройных), коэффициент теплопроводности которых составляет величину (8-12) кДж/(м2*град.).

- Увеличить температуру приточного воздуха, однако при этом, должно соблюдаться ограничение - разность между внутренней температурой в помещении и температурой приточного воздуха не должна превышать 18 °С.

При проектировании системы отопления, в зависимости от особенностей помещения, выбирается соответствующее решение.

Для расчёта системы водяного отопления определяется тепловая нагрузка на систему, т.е. количество теплоты, теряемой в помещении, и по этой величине, рассчитывается требуемое количество панельных радиаторов.

Исходные данные для холодного времени года

Производительность системы вентиляции L, м3/ч - 600

Удельная теплоёмкость воздуха C, кДж/(кг*град.) - 1

Плотность воздуха р, кг/м3 - 1,391

Площадь стекла или ограждения помещения Fогр, м2 - 7

Коэффициент теплопередачи K, кДж/(м2*град.) - 24

Температура наружного воздуха tн, град. - (-20)

Температура приточного воздуха tпр, град. - 24

Площадь сечения воздухораспределителя Fв, м2 - 0,14

Количество воздухораспределителей n - 4

Относительная влажность W, % - 53

Оценка параметров микроклимата для холодного времени года представлена в таблице 11.

Таблица 11 - оценка параметров микроклимата для холодного времени года

Необходимое количество воздухораспределителей n при производительности L_н = 12.

Необходимая теплопроизводительность системы водяного отопления Q_от кДж/ч - 2889,6.

Коэффициент теплопередачи панельного радиатора К (30-38), кДж/(м²*град.) - 30.

Площадь поверхности нагрева радиатора F (0,6-3), м² - 1,8.

Средняя температура теплоносителя t (40-70), град. - 50.

Необходимое количество радиаторов n - 1,98.

8.3 Расчет и компьютерное моделирование систем кондиционирования воздуха для теплого периода года

В тёплый период года используют системы вентиляции и кондиционирования воздуха (СКВ). При искусственной (механической) вентиляции воздух перемещается посредством осевых и центробежных вентиляторов. Вентиляторы характеризуются производительность (подачей) L (м³/ч), давлением р (Па), мощностью N (кВт) и КПД. Осевые вентиляторы позволяют обеспечить подачу больше, чем центробежные, однако они развивают меньшее давление. Производительность вентилятора определяется зависимостью (10)

(10)

где F - площадь сечения вентиляционного патрубка, м²;

v - скорость движения воздуха, м/с.

Теплоизбытки в помещении в теплый период года обусловлены:

- тепловыделениями от людей, оборудования, освещения;

- теплом от солнечной радиации;

- теплом, проникающим через оконные проёмы и стенки.

Количество воздуха L, которое надо подать системой вентиляции для поглощения избыточной теплоты Q_изб.(кДж/ч), определяется зависимостью (11)

(11)

Таким образом, система вентиляции даёт возможность получить в помещении в тёплый период года лишь определённый перепад между внутренней и наружной температурами, что во многих случаях не обеспечивает комфортных условий жизнедеятельности человека.

Для судовых помещений, не оборудованных СКВ, этот перепад температур нормируется. Обычно, если температура наружного воздуха составляет более +24 °С, то системой вентиляции в помещении не обеспечить комфортных параметров микроклимата. Система кондиционирования воздуха обеспечивает комфортные значения температуры и относительной влажности вне зависимости от внешних климатических факторов и внутренних условий в помещении. Регулировка параметров микроклимата производится системой автоматики. СКВ по виду обработки воздуха делят на зимние, летние, круглогодичные. Зимнее кондиционирование работает в режиме воздушного отопления. При нагревании исходного воздуха относительная влажность уменьшается, поэтому в кондиционере воздух при нагревании должен увлажняться, а при охлаждении - осушаться. Система кондиционирования работает следующим образом (рис. 2): наружный воздух (1) сосется вентилятором (7), очищается в фильтре (2) от пыли, и в зависимости от режима работы СКВ, может нагреваться калорифером первой ступени (3) или охлаждаться холодильником (4). В летний период года после охлаждения воздух осушается калорифером второй ступени (5).

В зимний период года воздух, проходящий через калорифер первой ступени, увлажняется посредством впрыска воды. В режиме «лето» отключаются воздухонагреватель первой ступени и увлажнитель, а в режиме «зима» отключается воздухоохладитель и нагреватель второй ступени (осушитель).

На рисунке 8 представлена упрощенная схема кондиционера.

Рисунок 8 - Упрощенная схема кондиционера

Количество воздуха, которое надо подать СКВ в теплый и холодный периоды года, определяются по формулам:

где Q_{сум. т.} - суммарные теплопритоки в теплый период, кДж/ч;

Q_сум.х. - суммарные теплопотери в холодный период, кДж/ч;

t_пр - температура приточного воздуха, 0 °С.

Для избежания простудных заболеваний разность между температурой в помещении без СКВ и температурой приточного воздуха не должна превышать 16 °С.

Исходные данные для теплого времени года представлены в таблице 12.

Таблица 12 - исходные данные для теплого времени года

Оценка параметров микроклимата в теплый период года представлена в таблице 13.

Таблица 13 - оценка параметров в теплый период года

Расчет характеристик СКВ (для теплого периода года) представлен в таблице 14.

Таблица 14 - расчет характеристик скв (для теплого периода года)

График зависимости производительности СКВ от разности температуры в помещении и температуры приточного воздуха отображен на рисунке 9.

Рисунок 9 - Зависимость производительности СКВ от разности температуры в помещении и температуры приточного воздуха

8.4 Результаты расчета параметров микроклимата