Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях

Построение процесса обработки воздуха с первой рециркуляцией для холодного периода


На поле I-d диаграммы наносят точки В и Н, соответствующие параметрам внутреннего и наружного воздуха, и определяют величину углового коэффициента изменения состояния воздуха в помещении для холодного периода.

 кДж/кг

Через точку В проводят луч процесса и определяют приращение влагосодержания Δd по формуле, г/кг:



где G0 – количество вентиляционного воздуха, определённое расчётом теплового периода, кг/ч;

WХП – суммарное влагопоступление в холодный период, кг/ч.

 г/кг.

Влагосодержание приточного воздуха dП определяется следующим образом, г/кг:


dП = dВ – Δd


dП = 6,6 – 0,8 = 5,8 г/кг

При пересечении луча процесса с линией dП = const определяется положение точки П.

Далее через точку П продолжаем линию dП = const до пересечения с φ = 95% и получаем точку О, которая характеризует состояние воздуха, покидающего оросительную камеру. Соединяем точки П и О.

Далее определяем влагосодержание точки смеси С из следующей пропорции:



 г/кг

Проводим линии dС = const и IO = const, на их пересечении получаем точку С. Далее строим прямую СВ и соединяем ее с линий dН = const, на пересечении получаем точку К.

Определяем расходы тепла через калориферы первого и второго подогрева, кДж/час:



кДж/час

кДж/час


Таблица 5.2 Расчет для холодного периода:

точка

t, оС

φ ,%

i,кДж/кг

d,г/кг

В

20

45

37

6,6

Н

-23

81

-22

0,5

П

14

53

29

5,9

О

7

95

22

5,9

С

12,6

40

22

3,8

К

3

20

5

0,5


Выбор типа кондиционера


Кондиционер выбирается по табл. 3.1 [1] на номинальную производительность по воздуху от 10 до 250 тыс.м3/ч:


 ,


где

- плотность воздуха в расчётах принимается 1,2 кг/м3.

L=19170/1,2=15975м3/ч


Расчет калориферов (воздухонагревателей)


В зависимости от выбранного типа кондиционера по табл. III.8 [3] выбирают калорифер (воздухонагреватель) и выполняют проверочный расчёт. Исходными данными для расчёта являются: общее количество кондиционируемого воздуха; начальные и конечные параметры воздуха, полученные при построении процессов обработки воздуха; температура горячей воды 115-70 0С. Расчёт проводим в следующей последовательности. При расчёте используем калориферы для кондиционера КТЦ3-31,5: для калорифера I - полуторорядный с обводным каналом и для калорифера II подогрева - однорядный без обводного канала.

1.                 Требуемое количество тепла на нагревание воздуха для холодного периода равно:

для калорифера первого подогрева кДж/час

= 66600 Вт;

для калорифера второго подогрева кДж/час

= 37275 Вт.

2.                 Находим массовую скорость движения воздуха, кг/(м2с):


где f - площадь фронтального сечения воздухонагревателя, м2.

 кг/(м2с)

 кг/(м2с)

3.                 Необходимое количество теплоносителя определяется по формуле, кг/ч:



где св – теплоёмкость воды, св = 4,187 кДж/кг;

 tв1 – температура воды на входе в калорифер, 0С;

 tв2 - температура воды на выходе из калорифера, 0С.

 кг/ч

 кг/ч

4.                 Находим скорость движения воды в трубках калорифера, м/с:



где fв - площадь сечения для прохода воды, м2.

Площадь сечения для прохода воды определяется по табл. VI.5 [6]: fв1 = fв2 = 0,00219 м2.

м/с

м/с

5.                 Определяется коэффициент теплопередачи калорифера,


Вт/м2 0С:


для однорядных теплообменников

для двухрядных теплообменников

Использование этих формул ограничивает диапазон скоростей воды 0,15…0,3 м/с

При скорости воды в трубках калорифера  м/с коэффициент теплопередачи определяется по формуле, Вт/м2·0С:

6.                 Определяем фактический расход тепла через калорифер, кДж/ч:

Фактический расход тепла для одного теплообменника определяется по

 формуле, Вт:


,


где К - коэффициент теплопередачи калорифера, Вт/м2·0С;

F - площадь поверхности теплообмена-принимается по табл. III.8 [3], м2.

Вт

Вт

Определяем число теплообменников в калориферах:

7.                 Вычисляем запас по теплу, %:



Калорифер I подогрева

Калорифер II подогрева

Запас в первом калорифере составляет 3,64%, а во втором – 3,61 %, что соответствует заданному условию.

8.                 Аэродинамическое сопротивление калорифера определяется по табл. III.7 [3].

Калорифер I подогрева - 72,9 Па;

Калорифер II подогрева - 37 Па.


Расчет форсуночной камеры кондиционера


Процессор обработки воздуха в теплый период в основном политропный (охлаждение и осушение). Для осуществления политропных процессов тепловлажностной обработки рекомендуется применять камеру орошения с большой плотностью форсунок. В камерах орошения ОКФ-3 применяются форсунки ЭШФ 7/10, в оросительных камерах ОКС – форсунки УП14-10/15.

Расчёт ведём по теплому периоду, а затем по холодному.

Определяем число форсунок в камере орошения по таблице в зависимости от исполнения выбранной камеры орошения, n шт.

Определяем давление перед форсунками  в зависимости от относительной влажности на входе  и на выходе в оросительную камеру кондиционера по графику[6] и рис.2, кПа;

По графику рис.3 и [3] определяем - производительность одной форсунки, кг/ч.

Расчет воды определяется по формуле, кг/ч:



Находим коэффициент орошения


 ,


где  - расход воздуха через оросительную камеру.

При расчётах коэф-та орошения меньше 0,7 для камер ОКФ-3, БТМ-3 и 0,6 для камер ОКС-3 необходимо сравнивать их с минимальными допустимыми значениями , определяем по формуле:


 ,


где =460 кг/ч для форсунок ЭШФ 7/10 и =870 кг/ч для форсунок УП14-10/15.

Если , камера орошения будет работать в устойчивом режиме, при  принятая камера в расчётном режиме будет работать не устойчиво и не обеспечит заданные параметры обрабатываемого воздуха. В этом случае следует уменьшить количество подключенных форсунок, изменив исполнение или число рядов стояков, или тип камеры.

Эффективность процессов охлаждения при одновременном осушении воздуха оценивается энтальпийным показателем процесса , соответствующим относительному перепаду энтальпий теплообменивающихся сред (воздух – вода) [6], который определяется по формуле:


,


где

 - начальная и конечная энтальпии воздуха оросительной камеры, кДж/кг; -энтальпия насыщенного воздуха, соответствующая температуре воды, поступающая в оросительную камеру, кДж/кг.

В зависимости от коэффициента орошения  по приложению 1, определяется численное значение коэффициента . Энтальпию насыщенного воздуха при начальной температуре воды определяем из выражения, кДж/кг:



По i-d-диаграмме в точке пересечения энтальпии  с линией % находим значение требуемой температуры холодной воды на входе в камеру орошения , 0С.

Температуру воды на выходе из оросительной камеры определяют из формулы:



Для холодного периода основным является процесс адиабатного увлажнения воздуха. Эффективность этого процесса оценивается коэффициентом адиабатной эффективности .

Расчёт выполняем в следующем порядке.

Определяем коэффициент .


 ,


где  - начальная и конечная температуры воздуха по сухому термометру,0С;

 - температура мокрого термометра, 0С.

На рис.4 показаны , для адиабатного процесса обработки воздуха в оросительной камере.

Коэффициент орошения  находим по графикам, соответствующим выбранному типоразмеру и исполнению камеры орошения.

Определяем расход воды через камеру орошения, кг/ч:



Находим давление воды перед форсунками по графикам в зависимости от расхода жидкости.

Тёплый период:

Для кондиционера КТЦЗ-20 подходит камера орошения ОКФ-3 . В камере ОКФ-3 используются форсунки ЭШФ 7/10.

Индекс 02.01304, исполнение 2

,  

Количество форсунок в первом ряду -24

Количество форсунок во втором ряду -24

Всего 48шт.

Определяем по i-d диаграмме влажность на входе и выходе оросительной камеры , ,

По графику определяем производительность одной форсунки

 - камера орошения будет работать в устойчивом режиме.

,

Температура воды на выходе из оросительной камеры

Холодный период:

,  

Определяем коэффициент

Коэффициент орошения  находим по графикам,

Определяем расход воды через камеру орошения, кг/ч:

Находим давление воды перед форсунками по графикам в зависимости от расхода жидкости.


Приближенный расчет и подбор холодильного оборудования


Потребность в холоде  

Qохл равна 538293,6 кДж/час.

Определяем температуру испарения хладагента (фреон-12), 0С:


,


где tВК – температура воды, выходящей из поддона форсуночной камеры, 0С; tХ - температура воды, выходящей из испарителя холодильной установки, принимаем +6 0С;

tИ – не должно быть ниже +1 0С.

Температура конденсации хладагента, оС:


,


где tВ2 = tВ1 + Δt - температура воды, выходящей из конденсатора; tВ1 - температура воды, входящей в конденсатор, при применении водопроводной воды для охлаждения конденсатора принимают значения ; Δt = (4…5) 0C - перепад температур воды в конденсаторе. Температура конденсации не должна превышать +36 0С. При применении водопроводной воды для охлаждения конденсатора принимают значения tв1 = 20…22 0С.

 0С;

 0С.

Температура переохлаждаемого жидкого хладагента перед терморегулирующим вентилем, 0С:

,

 0С.

Температура всасывания паров хладагента в цилиндр компрессора, 0С:

 0С.

Холодопроизводительность с учётом некоторого запаса должна составить, кВт:

 кВт

Выбираем холодильную машину ХМФУ-80/II.

Холодопроизводительность компрессора составит, кВт:


,


где νпор - объём, описываемый поршнями;

qν - удельная объёмная холодопроизводительность фреона-12;

λраб - коэффициент подачи компрессора, определяемый по выражению:



 кВт

Объёмный коэффициент подачи для фреоновых машин:


,


где С - коэффициент мертвого пространства, равный 0,03…0,05;

РК и РИ – соответственно давления конденсации и испарения, которые зависят от tК и tИ.

Коэффициент подогрева λ2 вычисляется по формуле:



где ТИ и ТК - температуры испарения и конденсации, К.

Коэффициент плотности λ3 =0,95…0,98, а коэффициент дросселирования λ4 = 0,94…0,97.

Мощность электродвигателя компрессора находится по формуле, кВт:


,


кВт

Далее выполняется проверка поверхности испарителя и конденсатора выбранной холодильной машины. Величина поверхности испарителя рассчитывается из выражения, м2:


где КИ - коэффициент теплопередачи кожухотрубного испарителя. При охлаждении воды и хладагента применяется фреон-12, его величина равна 350…530Вт/м2.

м2

Среднелогарифмическая разность температур, 0С:



Выбираем испаритель ИТР-70Б с площадью внутренней поверхности 68 м2, номинальный расход воды 2-80 м3/ч. Тепловая нагрузка на конденсатор составляет, кВт:



где Ni - индикаторная мощность, определяемая выражением, кВт:



где ηм - механический КПД, учитывающий потери на трение и равный 0,8…0,9.

 кВт

 кВт

Величина поверхности конденсатора равна, м2:



где Кк - коэффициент теплопередачи горизонтального кожухотрубного конденсатора на фреоне. В зависимости от расхода охлаждающей воды КК = 400…650 Вт/м2; tср.л - среднелогарифмическая разность температур, которая в данном случае равна



 0С

 м2

Выбираем конденсатор КТР-50Б с внутренней поверхностью теплообменника 48,3 м2 м расходом охлаждающей воды 10-40 м3/ч

Расход воды, охлаждающей конденсатор, м3/ч:

; м3/ч


Заключение


В данном курсовом проекте была спроектирована система кондиционирования воздуха в культурном центре (сцена и зрительный зал) г.Харьков.


Страницы: 1, 2, 3



Реклама
В соцсетях
рефераты скачать рефераты скачать рефераты скачать рефераты скачать рефераты скачать рефераты скачать рефераты скачать