Кондиционирование воздуха общесвенного здания

Размещено на http://www.allbest.ru/

"Кондиционирование воздуха общесвенного здания"

кондиционирование воздух холодоснабжение теплоснабжение

Общая часть

Рассчитываемое здание находится в городе Борисов. Размеры помещения 24?18?3,5. Назначение помещения - зал заседаний.

Внутренние параметры (температуру, относительную влажность, скорость движения воздуха) принимаем в зависимости от класса кондиционера, по оптимальным параметрам (зал заседаний - 3 «а» категория) /2/(табл. 2).

Класс СКВ I - по заданию.

Таблица 1 - Оптимальные параметры внутреннего воздуха

Период года	Температура, С	Относительная влажность , %, не более	Скорость движения , м/с, не более
Холодный и переходный	20	45	0,2
Теплый	25	30	0,3

Параметры наружного воздуха в соответствии с преложением Е /2/ для первого класса кондиционеров, для холодного и тёплого периода года принимают по параметрам Б.

54С.Ш. , Р = 990 гПа.

Таблица 2 - Параметры Б наружного воздуха

Период года	Температура, С	Энтальпия воздуха I, кДж/кг	Скорость движения ,м/с
Холодный и переходный	-24,0	-23.2	3,8
Теплый	26,2	51,1	2,6

Определение количества 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.

По заданию в помещении находятся 100 человек:70-мужчин, 0 детей и 30-женщин.

Теплопоступления от людей в помещение зависят от температуры воздуха и вида выполняемой работы, принимаются для одного человека по таблице 2.1 /3/. Влаговыделения человеком и выделения углекислого газа СО₂ также принимаются по таблице 2.1 /3/.

Количество явной теплоты :

,

, - выделения явной теплоты одним человеком(мужчиной) определяемые в зависимости от температуры помещения для теплого и холодного периодов года соответственно по таблице 2.1 /3/.

- коэффициент снижения выделений.

Для женщин в расчетах вводится коэффициент k = 0,85, для детей - k = 0,75, для мужчин - k = 1 на все выделения.

- количество мужчин.

- количество женщин.

В теплый период:

Для мужчин:



Для женщин:

Общее:

В холодный период:

Для мужчин:

Для женщин:

Общее:

Количество полной теплоты, Вт:

,

 , - выделения полной теплоты одним человеком(мужчиной) определяемые в зависимости от температуры помещения для теплого и холодного периодов года соответственно по таблице 2.1 /3/.

- коэффициент снижения выделений.

Для женщин в расчетах вводится коэффициент k = 0,85, для детей - k = 0,75, для мужчин - k = 1 на все выделения.

- количество мужчин.

- количество женщин.

В теплый период:

Для мужчин:

Для женщин:

Общее:

В холодный период:

Для мужчин:

Для женщин:

Общее:

Выделения

,

- категория работы - легкая, по таблице 3 /7/.

- коэффициент снижения выделений.

Для женщин в расчетах вводится коэффициент k = 0,85, для детей - k = 0,75, для мужчин - k = 1 на все выделения.

- количество мужчин.

- количество детей.

- количество женщин.

Для мужчин:

Для детей:

Для женщин:

Общее:

.

Количество влаги, г/ч

, (1.3)

, - выделения влаги одним человеком определяемые в зависимости от температуры помещения для тёплого и холодного периодов года по таблице 2.1 /3/.

- коэффициент снижения выделений.

Для женщин в расчетах вводится коэффициент k = 0,85, для детей - k = 0,75, для мужчин - k = 1 на все выделения.

- количество мужчин.

- количество женщин.

В теплый период:

Для мужчин:

Для женщин:

Влагопоступления от оборудования:

Общее:

В холодный период:

Для мужчин:

Для женщин:

Влагопоступления от оборудования:

Общее:

Тепловой баланс по явной теплоте:



, - количество поступаемой явной теплоты от людей в теплый и холодный период соответственно.

- теплопоступления от искусственного освещения (по заданию);

- теплопоступления от солнечной радиации (по заданию);

- теплопоступления от оборудования (по заданию);

- теплопотери через ограждение(по заданию).

Тепловой баланс по полной теплоте:

, - количество поступаемой полной теплоты от людей в теплый и холодный период соответственно.

- теплопоступления от искусственного освещения (по заданию);

- теплопоступления от солнечной радиации (по заданию);

- теплопоступления от оборудования (по заданию);

- теплопотери через ограждение(по заданию).

Таблица 3 - Тепловой баланс помещения

Период года	Теплопоступления в помещение, Вт	Тепловыделения из помещения, Вт	Теплоизбытки или теплонедостатки в помещении, Вт	Влаговыделения W, г/ч	Выделения МСО2 углекислого газа, г/ч
	от людей	от освещения	от солнечной радиации	технологические	теплопотери	технологические
									явной теплоты	полной теплоты
холодный	9550	14325	38619,5	-	-	28086,9	35108,64	-	41157,76	45932,76	18882,5	4297,5
теплый	6207,5	13847,5		45641	-		-	-	79935,4	87575,4	15062,5

Определение производительности системы кондиционирования воздуха

Лучшим вариантом организации воздухообмена в помещении является такой, при котором весь объем помещения проветривается приточным воздухом, в помещении не возникает застойных зон при действии приточно-вытяжных систем вентиляции. Необходимо определить направление луча процесса в теплый и холодный периоды года.

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

где - избытки полной теплоты или теплонедостатки в помещении (берутся из таблицы 3), Вт;

W - влаговыделения в помещении, (берутся из таблицы 3), г/ч.

Теплый период:

Холодный период:

Для каждого периода года, определив коэффициент , на I-d диаграмме наносят точку B (по температуре и относительной влажности ), определяют направление луча процесса по коэффициенту и проводят отрезок прямой параллельно направлению луча процесса через точку B (отдельно для холодного и теплого периодов года). На этом отрезке прямой по температуре удаляемого воздуха находят положение точки У.

Температуру удаляемого воздуха определяют по формуле

где - температура внутреннего воздуха в рабочей зоне, С;

- градиент температур, выбирают по таблице 10/7/;

- высота помещения, м;

- высота рабочей зоны в помещении: = 2 м (для помещений, в которых люди работают стоя).

Градиент температур выбирается в зависимости от удельных избытков явной теплоты, которые определяются

где - избытки явной теплоты помещения, Вт, принимаются из таблицы 4 в зависимости от периода года;

V - объем помещения по внутреннему обмеру, м³.

Из таблицы 3.2 /3/ большие значения градиента , С/м, принимаются для теплого периода года, меньшие - для холодного.

Температуру приточного воздуха принимаем на (2?7) С ниже температуры внутреннего воздуха.

На луче процесса по температуре = t_в-(2?7) получим точку П, характеризующую параметры приточного воздуха после кондиционера.

Тёплый период:

,

Следовательно ? градиент температур.

- температура внутреннего воздуха в рабочей зоне.

- высота помещения.

Холодный период:

Следовательно ? градиент температур.

- температура внутреннего воздуха в рабочей зоне.

- высота помещения.

Так как в помещениях нет местных отсосов, расчет воздухообменов, м³/ч, проводят по формулам (3.1)-(3.4) /3/. Воздухообмен, м³/ч

- по избыткам явной теплоты

- по избыткам полной теплоты

- по влагоизбыткам

- по санитарным нормам

где - плотность внутреннего воздуха, кг/м³;

- энтальпия удаляемого и приточного воздуха, взятые по I-d диаграмме для т. У и т. П, кДж/кг;

- влагосодержание удаляемого и приточного воздуха, взятые по I-d диаграмме для т.У и т. П, г/кг;

- нормируемый расход воздуха, м³/(ч чел), на одного человека по таблице 3.1 /3/;

Тёплый период:

, , , , , ? из таблицы 3.

- по избыткам явной теплоты

- по избыткам полной теплоты

- по влагоизбыткам

- по санитарным нормам

Значит

Холодный период:

, , , , , ? из таблицы 3.

- по избыткам явной теплоты

- по избыткам полной теплоты

- по влагоизбыткам

- по санитарным нормам

Значит

Производительность приточной системы в кг/ч определяется по плотности при температуре приточного воздуха (т. П)

,

Тёплый период:

Холодный период:

Производительность кондиционера определяется с учетом утечек воздуха при движении по воздуховодам, принимая запас 10 %, то есть:



где - максимальный расход воздуха, который должна обеспечивать система кондиционирования воздуха в обслуживаемом помещении круглогодично.

Тёплый период:

Холодный период:

Из рассчитанных формул (3.1)-(3.4) /3/ для каждого периода выбирается больший воздухообмен, это и будет расход приточного воздуха, подаваемого в помещение кондиционером.

По двум периодам определяется больший воздухообмен, по которому принимается тип кондиционера по таблице 3.4 /3/- КЦКП-25.

Таблица 4 - Расчет производительности СКВ

Период года	Объем помещения V, м3	Расход воздуха L,м3/ч	Приточная система
		по теплоизбыткам	по влагоизбыткам	по санитарным нормам	производительность
		явной теплоты	полной теплоты			м3/ч	кг/ч
1	2	3	4	5	7	11	12
Холодный
Теплый

Выбор схем обработки воздуха, построение процессов изменения состояния воздуха на I-d диаграме для двух периодов года

Теплый период (процесс c I рециркуляцией)

1. На I-d диаграмме нанесены точки В и Н, а затем точки У, П,П',О .

2. Затем находим положение точки У' , характеризующей состояние рециркуляционного воздуха перед его смешиванием с наружным воздухом и лежащей на пересечении линии с изотермой . Через точку П проводим линию постоянного влагосодержания до пересечения с кривой = 90 %, это точка О, характеризующая состояние воздуха после камеры орошения.

3. Точку Н и У' соединяем прямой, которая является линией смеси наружного и рециркуляционного воздуха, расход которого равен:

,

и по уравнению

находим длину отрезок УС и строим точку С на I-d диограмме; длину отрезка У'Н берём с I-d диаграммы;

L_сн ,G_пр - из таблицы 2 для тёплого периода.



4. Откладываем У'С и определяем положение точки смеси С. Точки С и О соединяем прямой, которая является линией процесса в камере орашения.

5. Количество холода, кДж/ч, затрачиваемое на охлаждение воздуха в камере орошения при политропной обработке.

где - энтальпии соответственно воздуха в точке С и точке О, по I-d диаграмме.,

- средняя плотность воздуха по процессу, определяемая как

средне арифметическое значение между плотностями воздуха в конце () и начале процесса охлаждения ()

;

- объемный расход воздуха, проходящий через камеру орошения,

6. Коэффициент адиабатной эффективности для камеры орошения определяется по формуле

Где температура воздуха в конце процесса обработки в камере орошения, на линии ;

- температура воздуха в начале процесса обработки в камере орошения;

- температура точки, лежащей на пересечении продолжения линии процесса обработки воздуха в камере орошения и .

Массовый расход воды , циркулирующей в оросительно камере, находится по формуле:

где - коэффициент орошения, определяемый по рис.4.1/3/;

- объемный расход воздуха, проходящий через камеру орошения,

- средняя плотность воздуха по процессу, определяемая как

средне арифметическое значение между плотностями воздуха в конце () и начале процесса охлаждения ()

;

7. Объемный расход воды , циркулирующей в камере орошения, определяется по формуле:

где - изменение влагосодержания воздуха в процессе обработки его в камере орошения.

Холодный период ( прямоточный с управляемым процессом)

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

2. Через точку П проводим линию постоянной энтальпии до пересечения с линией постоянного влагосодержания в точке К , характеризующей состояние воздуха после воздухоподогревателя перед блоком увлажнения. Тогда НК -процесс нагревания воздуха, КП - адиабатное управляемое увлажнение воздуха, когда заданная относительная влажность воздуха на выходе из блока увлажнения достигается изменением количества воды, подаваемой на орашение.

3. Рассчитываем количество теплоты, кДж/ч ,затрачиваемое нанагрев воздуха в поверхностном воздухонагревателе по формуле:



где - энтальпии соответственно воздуха в конце и начале процесса нагрева в воздухонагревателе, кДж/кг по I-d диаграмме.,

- средняя плотность воздуха по процессу, определяемая как

средне арифметическое значение между плотностями воздуха в конце () и начале процесса охлаждения ()

;

- объемный расход воздуха, проходящий через воздухонагреватель,м³ /ч

4. Так как охлаждение в камере орашения проходит по адиабатному процессу , то мы не можем посчитать количество холода затрачиваемое на охлаждение воздуха в камере орашения.

Коэффициент адиабатной эффективности для камеры орошения

определяется по формуле

Где температура воздуха в конце процесса обработки в камере орошения, на линии ;

- температура воздуха в начале процесса обработки в камере орошения;

- температура точки, лежащей на пересечении продолжения линии процесса обработки воздуха в камере орошения и .

Массовый расход воды , циркулирующей в оросительно камере, находится по формуле:

где - коэффициент орошения, определяемый по рис.4.1/3/;

- объемный расход воздуха, проходящий через камеру орошения,

- средняя плотность воздуха по процессу, определяемая как

средне арифметическое значение между плотностями воздуха в конце () и начале процесса охлаждения ()

;

7. Объемный расход воды , циркулирующей в камере орошения, определяется по формуле:



где - изменение влагосодержания воздуха в процессе обработки его в камере орошения.

Теплотехнический расчет элементов установки кондиционирования воздуха

После построения процессов обработки воздуха в холодный и теплый период мы должен скомпоновать центральный кондиционер, в котором можно осуществить оба построенных процесса. Для обработки воздуха можно использовать центральные кондиционеры блочно-модульного типа, выпускаемые ООО «Веза» и др. После компоновки кондиционера производится расчет его основного оборудования.

1. Подбор воздухонагревателя.

Кондиционеры КЦКП компонуются медно-алюминиевыми пластинчатыми воздухонагревателями ВНВ 243.1, заключенными в каркас из оцинкованной стали. Теплообменная поверхность их образована пучком медных трубок, оребренных гофрированными пластинами из алюминиевой фольги.

Массовая скорость движения воздуха, , во фронтальном сечении кондиционера определяется по формуле

где - массовое количество воздуха, проходящее через воздухо нагреватель; - площадь фронтального сечения воздухонагревателя для прохода воздуха, м2, принимаемая по таблице 5.1/3/. (Т.к. подобран кондиционер КЦКП-25, то принимаем воздухонагреватель ВНВ243.1-163-150-c-d, d-ff-e)

Холодный период:

Где - из таблицы 4.

Расход теплоносителя на нагрев воздуха, :

где - расход теплоты в воздухонагревателе;

- теплоемкость воды,;

и - соответственно температуры воды, поступающей и уходящей из воздухонагревателя (параметры теплоносителя).

Холодный период:

Истинная скорость воды, , в трубках воздухонагревателя:

где - плотность воды;

- площадь живого сечения трубок для прохода теплоносителя;

- число ходов теплоносителя в воздухонагревателе.

Определяется коэффициент теплопередачи воздухонагревателя, :

где , - опытные коэффициенты.

Требуемая площадь поверхности нагрева воздухонагревателя, :

Где - расход теплоты в воздухонагревателе;

- коэффициент теплопередачи воздухонагревателя;

- соответственно температуры воды, поступающей и уходящей из воздухонагревателя (параметры теплоносителя);

- соответственно температуры воздуха в конце и начале процесса нагрева, принимается по I-d диаграмме.

2. Расчет камеры орашения:

Форсуночные камеры орошения предназначены для испарительного

охлаждения и увлажнения обрабатываемого воздуха и имеют три исполнения по коэффициенту адиабатической эффективности - 65, 85 и 95% - при номинальной производительности по воздуху, что обеспечивается соответствующим фиксированным расходом воды через форсунки. Направление распыла воды из форсунок встречное.

Требуемые расход воды и давление перед форсунками обеспечивают установкой дросселя или иным способом при проектировании или наладке сети водоснабжения. Камера орошения может быть укомплектована насосом или насосом и трубной внешней обвязкой.

Теплый период года:

Вычисляется коэффициент адиабатной эффективности по формуле:

Где температура воздуха в конце процесса обработки в камере орошения, на линии ;

- температура воздуха в начале процесса обработки в камере орошения;

- температура точки, лежащей на пересечении продолжения линии процесса обработки воздуха в камере орошения и .

По рис. 4.1/3/. определяется коэффициент орошения и коэффициент энтальпийной эффективности .

Температурный критерий :

Где - коэффициент аппроксимации,;

- энтальпия воды.

Температура воды, поступающая в камеру орошения, :

где - энтальпия воздуха в начале процесса обработки в камере орошения,;

- энтальпия воздуха после его обработки в камере орошения.

Температура воды, выходящей из камеры орошения:

Расход распыляемой воды в камере орошения :

где - коэффициент орошения, определяемый по рис.4.1/3/;

- объемный расход воздуха, проходящий через камеру орошения,

- средняя плотность воздуха по процессу, определяемая как

средне арифметическое значение между плотностями воздуха в конце () и начале процесса охлаждения ()

.

Холодный период года:

Мы не можем расчитать камеру орашения так как процесс адиабатный

Подбор филтра.

Кондиционеры КЦКП комплектуются блоками ячейковых фильтров

(грубой очистки) или карманных фильтров (грубой или тонкой очистки).

Возможно применение двухступенчатой очистки воздуха, совмещенной или разнесенной.

Ячейковые фильтры предназначены для очистки атмосферного или рециркуляционного воздуха при запыленности более 1 , дисперсности частиц более 10 и требуемой эффективности очистки не выше 80%.

Карманные фильтры имеют более развитую фильтрующую поверхность и служат для очистки атмосферного или рециркуляционного воздуха при запыленности в пределах 0,5…1,0 (блоки грубой очистки) или менее 0,5 (блоки тонкой очистки). Карманы этих фильтров изготавливаются из различных материалов в двух исполнениях - нормальной и увеличенной длины. Характеристики ячейковых и карманных фильтров, используемых в кондиционерах КЦКП, приведены в табл. 5.4 и 5.5 /3/.

Выбираем:

Карманный фильтр грубой очистки:

ФМ-36-360-3-X-G-(G3)

Карманный фильтр тонкой очистки:

ФМ-36-365-4-С-F-(F5)

3. Подбор вентиляторного блока.

Вентиляторный блок предназначен для перемещения воздуха в центральных кондиционерах и подачи его к местам потребления.

Во всех кондиционерах применяются вентиляторы двустороннего всасывания нескольких серий, каждая из которых, в свою очередь, имеет две модификации - с загнутыми вперед и назад лопатками колеса при одинаковых спиральных корпусах и одинаковых квадратных сечениях выходных отверстий.

4.Подбор кондиционера с помощью программного продукта «Веза»

После выбора компоновки кондиционера производится расчет элементов кондиционера с помощью программного продукта ООО «Веза».

Для выполнения расчета необходимо иметь следующие данные: производительность системы, , температуру и влагосодержание воздуха в начале и в конце процесса обработки воздуха в каждом элементе установки.

Выбор схем холодоснабжения и теплоснабжения установки кондиционирования воздуха

Воспользовавшись дополнительной литературой мы вибираем схему теплоснабжения: Зависимая схема теплоснабжения воздухонагревателя первого подогрева с двухходовым регулирующим клапаном.



Рис.

1 - трубопровод подачи городской воды из теплосети, 2 - трубопровод обратной сети, 3 - запорный клапан, 4 - фильтр воды,5 - показывающий термометр, 6 - показывающий манометр, 7 - балансировочный клапан, 8,9 - двухходовые регулирующие клапаны, Т₁, Т₂, Т₃ - датчики температуры.

Схема холодоснабжения: открытая схема холодоснабжения камеры орошения.

Рис.

1- жидкий хладагент,2- кожухотрубный испаритель холодильной машины,3- насос холодильной станции, 4- отсек сбора отепленной воды,5- сборный бак, 6- отсек сбора холодной воды, 7-трехходовой клапан, 8- насос камеры орошения, 9- холодная вода, подаваемая к насосам соседних УКВ,10- сливной трубопровод от соседних УКВ, 11- камера орошения, 12- датчик контроля охлаждения кондиционируемого воздуха, 13- рециркуляционный трубопровод, 14- сливной трубопровод, 15- трубопровод сброса воды в канализацию, 16- водопровод, 17- пары хладагента.

Список литературы

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

2.СНБ 4.02.01-03. Отопление, вентиляция и кондиционирование.- М.: Стройиздат, 2003.

3.3.С.В.Луговая, О.В.Картавцева МЕТОДИЧЕСКИЕУКАЗАНИЯ к курсавой работе «КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ ВОЗДУХА ОБЩЕСТВЕННОГО ЗДАНИЯ» по курсу «КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ ВОЗДУХА И ХОЛОДОСНАБЖЕНИЕ» для студентов специальности Т 19.05. - Новополоцк, 2003.

4.А.А. Пеклов, Т.А. Степанова «Кондиционирование воздуха».- Киев,1978

Размещено на Allbest.ru