Содержание
1. Исходные данные. 2
2. Определение количества выделяющихся вредностей и расчет необходимых
воздухообменов 3
2.1. Воздухообмен по избыткам явной теплоты 3
2.2. Воздухообмен по ассимиляции выделяющейся влаги 3
2.3. Воздухообмен по вредным выделениям 4
2.4. Количество рециркуляционного воздуха 4
3. Построение процессов обработки воздуха на ID диаграмме 5
4. Расчет основных рабочих элементов кондиционера и подбор оборудования
6
4.1. Расчет фильтра 6
4.2. Камера орошения 7
4.3. Воздухонагреватели 8
4.4. Холодильные установки 9
4.5. Вентиляторные агрегаты 10
Список литературы. 10
Схема компоновки кондиционера 11
1. Исходные данные
Схема СКВ - 1
Место строительства г.ЯЛТА.
Помещение – УНИВЕРСАМ
Размеры помещения 38х20х5 м.
Число людей – n = 400 чел.
Теплопоступления от солнечной радиации Qср = 14,5 кВт, от освещения Qосв =12,6 кВт, от оборудования Qоб = 0
Влаговыделения от оборудования Wоб = 0
Теплоноситель – горячая вода для ХПГ (1=150 оС, (2=70 оС, для ТПГ (`1=70
оС, (`2=50 оС.
табл. 1
|период года |холодный и п.у. |теплый |
|расчетные параметры наружного воздуха |
|температура text, оС |tБext = -6 |tБext = 30,5 |
|энтальпия Iext, кДж/кг |IБext = -2,5 |IБext = 64,5 |
|скорость ветра (ext, м/с |8,7 |1 |
|барометрич. давление Pext , |1010 |1010 |
|ГПа | | |
| | | |
|расчетные параметры внутреннего воздуха. |
|температура воздуха, tв оС |20 |24 |
|относительная влажность, ?в,|60 |60 |
|% | | |
|влагосодержание dв, г/кг |8,7 |11,2 |
Выбор параметров наружного воздуха производен по параметрам Б (прил. 8
[1]).
2. Определение количества выделяющихся вредных веществ и расчет необходимых воздухообменов
2.1. Воздухообмен по избыткам явной теплоты
Теплопоступления от людей для ТПГ:
QляТ = qя • n = 0,075 • 400 = 30 кВт, где qя – поток теплоты, выделяемый одним человеком, qя=0,075 кВт – при легкой работе и t=24оС.
Теплопоступления от людей для ХПГ:
QляХ = qя • n = 0,1 • 400 = 40 кВт, где qя = 0,1 кВт – при легкой работе и t=20оС.
Теплоизбытки помещения для ТПГ:
QяТ = Qля + Qср + Qосв + Qоб = 30 + 14,5 + 12,6 + 0 = 57,1 кВт
Теплоизбытки помещения для ХПГ:
QяХ = Qля + Qосв + Qоб = 40 + 12,6 + 0 = 52,6 кВт
Температура приточного воздуха для ТПГ: tп = tв - ?t = 24 – 6 = 18 оС, где ?t – температурный перепад в зависимости от помещения и подачи воздуха
?t = 6 оС – для общественных зданий при высоте притока 5 м.
Температура приточного воздуха для ХПГ:
tп = tв - ?t = 20 – 6 = 14 оС,
Воздухообмен по избыткам явной теплоты для ТПГ:
G1Т = 3600 • Qя / св (tв – tп) = 3600 • 57,1 / 1 • (24-18) = 34 260 кг/ч где св – удельная теплоемкость воздуха св = 1 кДж/(кг оС)
Воздухообмен по избыткам явной теплоты для ХПГ:
G1Х = 3600 • Qя / св (tв – tп) = 3600 • 52,6 / 1 • (20-14) = 31 560 кг/ч
2.2. Воздухообмен по ассимиляции выделяющейся влаги
Избыточные влаговыделения в помещении для ТПГ:
WТ = gw • n + 1000 • Wоб = 105 • 400 + 1000 • 0 = 42 000 г/ч где gw – влаговыделения одним человеком gw = 105 г/ч – при легкой работе и t=24оС.
Избыточные влаговыделения в помещении для ХПГ:
WХ = gw • n + 1000 • Wоб = 75 • 400 + 1000 • 0 = 30 000 г/ч где gw = 75 г/ч – при легкой работе и t=20оС.
Воздухообмен по ассимиляции выделяющейся влаги для ТПГ:
G2Т = WТ / (dв – dп) = 42 000 / (11,2-6,2) = 8 400 кг/ч
Воздухообмен по ассимиляции выделяющейся влаги для ХПГ:
G2Х = WХ / (dв – dп) = 30 000 / (11,2-1) = 2 940 кг/ч
2.3. Воздухообмен по вредным выделениям
Количество вредных веществ поступающих в воздух:
Z = n • z` = 400 • 60 = 24000 г/ч где z` - выделения 1 человеком СО2 при легкой работе z` = 45 г/ч
Воздухообмен по вредным выделениям:
G3 = ? • Z / (zв – zп) = 1,2 • 24000 / (3,2 – 0,6) = 11 000 кг/ч где zв – ПДК СО2 в удаляемом воздухе для помещений с кратковременным
пребыванием людей zв =3,2 г/м3 zп - концентрация СО2 в приточном воздухе для малых городов zп
=0,6 г/м3
К расчету принимается наибольший воздухообмен по избыткам явной теплоты для
теплого периода.
G = G1Т = 34 260 кг/ч
L = G/? =34260/1,2 = 28 550 м3/ч
2.4. Количество рециркуляционного воздуха
Минимально необходимое количество наружного воздуха:
Gнmin = ? • n • l = 1,2 • 400 • 20 = 9600 кг/ч где l – количество наружного воздуха на 1 чел, при кратковременном пребывании l = 20 м3/ч
Сравнение минимально необходимого количества наружного воздуха и
воздухообмена по ассимиляции выделяющейся влаги:
Gнmin < G3 принимаем Gн = G3= 11 000 кг/ч
Количество рециркуляционного воздуха
Gр = G – Gн = 34 260 – 11 000 = 23 260 кг/ч
3. Построение процессов обработки воздуха на ID диаграмме
Избыточный поток скрытой теплоты от людей для ТПГ:
QсТ = = qс • n = 0,08 • 400 = 32 кВт, где qя – поток теплоты, выделяемый одним человеком, qс=0,08 кВт – при легкой работе и t=24оС.
Теплопоступления от людей для ХПГ:
QсХ = qс • n = 0,05 • 400 = 20 кВт, где qс = 0,05 кВт – при легкой работе и t=20оС.
Угловой коэффициент угла процесса для ТПГ:
EТ = 3600 • (QяТ + QсТ) / WТ = 3600 • (57,1 + 32) / 42 = 7600 кДж/кг влаги
Угловой коэффициент угла процесса для ХПГ:
EХ = 3600 • (QяХ + QсТ) / WХ = 3600 • (52,6 + 20) / 30 = 8700 кДж/кг влаги
Влагосодержание смеси наружного и рециркуляционного воздуха для ТПГ
dс = (Gн • dн + Gр • dв) / G = (11 000 • 13,2 + 23260 • 11,2) / 34260 = 12
г/кг
Влагосодержание смеси наружного и рециркуляционного воздуха для ХПГ
dс = (Gн • dн + Gр • dв) / G = (11 000 • 2,4 + 23260 • 8,7) / 34260 = 6,8
г/кг
После построения I-d диаграммы полученные данные сведены в табл.2 табл.2
|воздух |обозн. |t, оС |I, кДж/кг|
|ТПГ | | | |
|наружный |НТ |30,5 |64,5 |
|смесь |СТ |28,2 |59 |
|камера орошения |ОТ |14,8 |39,5 |
|приточный |ПТ |18 |43 |
|внутренний |ВТ |24 |52,5 |
|удаляемый |В`Т |27 |55,8 |
| | | | |
|ХПГ | | | |
|наружный |НХ |-6 |-2,5 |
|смесь |СХ |11 |25,8 |
|первый подогреватель |КХ |16,3 |31 |
|камера орошения |ОХ |11 |31 |
|приточный |ПХ |14 |33,8 |
|внутренний |ВХ |20 |42 |
|удаляемый |В`Т |23 |45 |
4. Расчет основных рабочих элементов кондиционера и подбор оборудования
Подбор оборудования выполнен на основании [2].
К установке принимаем центральный кондиционер КТЦЗ-31,5 с номинальной производительностью L=31 500 м3/ч.
4.1. Расчет фильтра.
Для проектируемой системы центрального кондиционирования воздуха, выбираем рулонный фильтр, расположенный за смесительной секцией.
Максимальная концентрация пыли в рабочей зоне общественных зданий zwz = 0,5
мг/м3
Содержание пыли в наружном воздухе непромышленного города zext = 0,6 мг/м3
Степень очистки приточного воздуха
(тр= 100% • (zext - zwz) / zext = 100 • (0,6- 0,5)/0,6 = 17% класс фильтра – III (предел эффективности 60%)
Фильтр подобран по табл. 4.2 [2]:
тип фильтра: волокнистый, замасляный ячейковый ФяУБ фильтрующий материал - ФСВУ номинальная воздушная нагрузка на входное сечение q = 7000 м3/(ч•м2) площадь ячейки fя = 0,22 м2 начальное сопротивление Pф.н =40 Па конечное сопротивление Pф.к = 150 Па удельная пылемкость П = 570 г/м2 способ регенерации – замена фильтрующего материала.
Требуемая площадь фильтрации:
Fфтр = L / q = 28550/7000=4,01 м2,
Необходимое количество ячеек: nя = Fфтр / fя = 4,01 / 0,22 = 18,23 к установке принимаем 18 ячеек
Действительная степень очистки по номограмме 4.4 [2] 1-Е = 18% => (д=82%
(д > (тр
Количество пыли, осаждаемой на 1 м2 площади фильтрации в течении 1 часа. mуд = L • zext • (n / Fф = 28550 • 0,6•10-3 • 0,82 / 4,01 = 3,4
г/м2ч
Периодичность замены фильтрующей поверхности:
(рег = П / mуд=570 / 3,4 = 167 ч = 7 сут.
4.2. Камера орошения.
К установке принимается форсуночная камера орошения ОКФ-3 03.01304 исп.1 всего форсунок 63 шт., всего стояков – 7 шт.
4.2.1. ХПГ процесс обработки воздуха – адиабатный
Коэффициент адиабатной эффективности:
ЕА = = =0,96 где tвк – температура воздуха конечная (после камеры орошения) tвк
=11 оС tвн – температура воздуха начальная (до камеры орошения) tвк
=16,3 оС tмвн – температура по мокрому термометру tмвн =10,8 оС
Коэффициент орошения ?=2,0 – по графику на рис. 15.27 [2].
Расход воды на орошение:
Gж = ? • G = 2,0 • 34260 = 68 520 кг/с
Давление воды перед форсункой:
?pж = 80 кПа – по графику на рис. 15.32 [2].
4.2.2. ТПГ процесс обработки воздуха – политропный – охлаждение и осушение.
Коэффициент адиабатной эффективности:
ЕА = = =0,38 где Iвк – энтальпия воздуха конечная (после камеры орошения) Iвк
=39,5 кДж/кг tвн – энтальпия воздуха начальная (до камеры орошения) Iвк =59
кДж/кг
Iпрв – предельная энтальпия для данного процесса Iпрв =38,5 кДж/кг
Iпрвн – предельная энтальпия для начального состояния Iпрвн =90 кДж/кг
Коэффициент орошения ?=0,7 – по графику на рис. 15.27 [2].
Коэффициент политропной эффективности ЕП = 0,25 – по номограмме на рис.
15.27 [2].
Расход воды на орошение:
Gж = ? • G = 0,7 • 34260 = 23980 кг/с
Относительная разность температур воздуха:
? = b • c • ? • (1/ЕП – 1/ЕА) = 0,33 • 4,19 • 0,7 • (1/0,25 – 1/0,38) =
1,32 оС где b – коэффициент аппроксимации b=0,33 (кг•оС)/кДж; сж – удельная теплоемкость воды с=4,19 кДж/(кг•оС)
Температура воды начальная:
tжн = = = 6 оС где tпрв – предельная температура для данного процесса tпрв =13,8 оС
Температура воды конечная:
tжн = = = 11,6 оС
Давление воды перед форсункой:
?pж = 30 кПа – по графику на рис. 15.34 [2].
4.3. Воздухонагреватели.
Первый воздухонагреватель подбирается для ХПГ, второй – для ТПГ.
К установке принимается воздухонагреватели 03.10114 площадь фасадного сечения Fф = 3,31 м2.
Относительный перепад температур:
?В1 = (tвн - tвк) / (tвн - tжн) = (11-16,3) / (11-95) = 0,06– для 1-го
подогревателя где tжн – начальная температура теплоносителя tжн =95 оС tвн , tвк – начальная и конечная температура обрабатываемого
воздуха
?В2 = (14,8-18) / (14,8-95) = 0,04– для 2-го подогревателя
Относительный расход воздуха:
G` = G / Gном = 34260 / 37800 = 0,9 где Gном – номинальный расход воздуха для данного кондиционера
По табл.15.18 [2] принимаем тип и схему обвязки базовых теплообменников:
6, параллельно.
По номограмме рис.15.41а [2] определяем:
?Ж1 = 0,75 при количестве рядов n=1. – для 1-го подогревателя
?Ж1 = 0,8 при количестве рядов n=1. – для 2-го подогревателя
Б = 0,623 – коэф. гидравлического сопротивления нагревателя.
Расход теплоносителя
GЖ1 = G•св•?В1/сж•?Ж1 = 34260 • 1,005 •0,06 / 4,19 •0,75 = 687 кг/ч– для 1-
го подогревателя
GЖ2 = 34260 • 1,005 •0,04 / 4,19 •0,8 = 411 кг/ч– для 2-го подогревателя
Конечная температура теплоносителя: tжк1 = tжн + ?Ж1 • (tвн – tжн) = 95 + 0,75 (11 – 95) = 32 оС tжк2 = 95 + 0,8 (14,8 – 95) = 31 оС
Массовая скорость воздуха в фасадном сечении установки:
(?V) = G / 3600 • Fф = 34260 / 3600 • 3,31 = 2,9 кг/(м2с)
Потери давления по воздуху:
?PВ = 25 Па – по номограмме рис. 15.43 [2].
Потери давления по воде:
?PЖ1 = Б • (?В1 / ?Ж1)2 • G`2 •98,1 = 0,623 • (0,06 / 0,75)2 • 0,92 • 98,1
= 0,32 кПа.
?PЖ2 = 0,623 • (0,04 / 0,75)2 • 0,92 • 98,1 = 0,14 кПа.
4.4. Холодильные установки.
Холодопроизводительность установки в рабочем режиме:
Qхр = Ах • G • (Iн – Iк) / 3600 = 1,2 • 34260 • (59-39,5) / 3600 = 213 кВт где: Ах – коэффициент запаса, учитывающий потери холода на
тракте хладагента, холодоносителя и вследствие нагревании воды в насосах, Ах = 1,12
ч 1,15;
Iн , Iк – энтальпия воздуха на входе в камеру орошения и выходе из неё.
Температура кипения хладагента: tих = (tжк + tжн)/2-(4ч6) = (6+11,6) / 2 - 5 = 3,3 °С температура конденсации хладагента: tконд = tк.к + (3ч4) = 24 + 4 = 28 °С температура переохлаждения холодильного агента tп.х = tк.н + (1ч2) = 20 + 2 = 22 °С где: tк.н – температура охлаждающей воды перед конденсатором, ориентировочно принимаемая tк.н = 20°С; tк.к – температура воды на выходе из конденсатора, принимаемая на 3ч4°С больше tк.н ,°С.
Температуру кипения хладагента в испарителе следует принимать не ниже 2°С, причем температура воды, выходящей из испарителя, не должна быть ниже 6 °С.
Объемная холодопроизводительность при рабочих условиях: qvр =(iих – iпх) / Vих = (574,6-420,6)/0,053 = 2905 кДж/м3 где: iи.х – энтальпия паровой фазы хладагента при tи.х , кДж/кг; iп.х – энтальпия жидкой фазы хладагента при tп.х , кДж/кг; vи.х – удельный объем паров хладагента при tи.х , кг/м3.
Холодопроизводительность холодильной машины в стандартном режиме
(tн.х =5°C, tконд=35°С, tп.х =30°С):
= = 190 кВт где: ?с – коэффициенты подачи компрессора при стандартном режиме
?с=0,76
?р – коэффициенты подачи компрессора при рабочем режиме по табл.
4.6 [3]. qvc – объемная холодопроизводительность при стандартном режиме, qvc=2630 кДж/м3.
К установке принимаются холодильные машины ХМ-ФУ40/1РЭ холодопроизводительностью 94,7 кВт, в количестве 2 шт.
4.5. Вентиляторные агрегаты.
Аэродинамическое сопротивление:
(Р = (Рмаг + (Рк + (Рф + (Рко +2 • (Рвн = 100 + 50 + 150 + 50 + 2• 25 = 400
Па где (Рмаг –сопротивление магистрального воздуховода принимаем 100 Па
(Рк – сопротивление приемного клапана принимаем 50 Па
(Рф – сопротивление с фильтра (Рф =150 Па
(Рко – сопротивление камеры орошения принимаем 50 Па
(Рвн – сопротивление воздухонагревателя (Рвн = 25 Па
Принимаем вентилятор ВЦ4-75 № 10 Е10.095-1 ГОСТ 5976-90 частота n=720 об/мин;
КПД (=0,7;
Потребляемая мощность N = 5,5 кВт
D = 0,95 Dном
Двигатель 4А132М8; m=438 кг
Литература
1. СНиП 2.04.05-91* Отопление, вентиляция и кондиционирование. М.: ГУП ЦПП,
2001. 74с.
2. Справочник проектировщика. Под ред. Павлова Н.Н. Внутренние санитарно- технические устройства. Часть 3. Вентиляция и кондиционирование воздуха.
М.: Стройиздат. 1985.
3. Иванов Ю.А., Комаров Е.А., Макаров С.П. Методические указания по выполнению курсовой работы "Проектирование кондиционирования воздуха и холодоснабжение". Свердловск: УПИ, 1984. 32 с.
Министерство образования РФ
Уральский государственный технический университет кафедра "Теплогазоснабжение и вентиляция"
КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ ВОЗДУХА
И ХОЛОДОСНАБЖЕНИЕ
КУРСОВАЯ РАБОТА
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
преподаватель: Н.П.
студент: С.Ю.
1851929 группа: ТГВ-6 (Екатеринбург)
Екатеринбург
2004