Проектирование судовой системы комфортного кондиционирования воздуха

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство морского и речного транспорта

Федеральное государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Волжская государственная академия водного транспорта

Кафедра эксплуатации судовых энергетических установок

Расчетно-графическая работа

на тему: "Проектирование судовой системы комфортного кондиционирования воздуха"

Нижний Новгород - 2014 г.

Содержание

Введение

1. Исходные данные

2. Теплопритоки, теплопотери и влагоизбытки кондиционируемых помещений

2.1 Общие указания

2.2 Теплопритоки (теплопотери) через внешние ограждения

2.3 Теплопритоки (теплопотери) через остекленные поверхности

2.4 Тепловыделения людей

2.5 Прочие тепловыделения

2.6 Скрытое количество теплоты

3. Определение количества приточного воздуха, подаваемого в кондиционируемые помещения

4. Определение холодо- и теплопроизводительности установки кондиционирования воздуха

5. Подбор оборудования СККВ

5.1 Состав основного оборудования СККВ

5.2 Холодильная машина СККВ

5.2.1 Холодильные компрессоры

5.2.2 Конденсаторы

5.2.3 Насос забортной воды

5.3 Воздухоохладитель

5.4 Воздухонагреватели

5.4.1 Воздухонагреватель

5.4.2 Подача горячей воды на воздухонагреватель

5.4.3 ТЭНы

5.5 Увлажнители воздуха

5.6 Воздушные фильтры

5.7 Вентилятор

5.8 Каплеотделитель

5.9 Воздухораспределитель

6. Энергоемкость СКВ

6.1 Электродвигатель компрессора

6.2 Электродвигатель насоса забортной воды

6.3 Электродвигатель насоса горячей воды

6.4 Электродвигатель вентилятора

Литература

Введение

Система кондиционирования воздуха представляет собой комплекс средств, предназначенных для создания и поддержания в помещениях заданных параметров микроклимата.

По назначению различают системы комфортного и технологического (технического) кондиционирования воздуха. Данная расчетно-графическая работа предусматривает расчет и проектирование судовой СККВ.

Проектирование СККВ можно разбить на несколько этапов:

а) расчет тепловой изоляции кондиционируемых помещений;

б) расчет теплопритоков, теплопотерь и влагоизбытков кондиционируемых помещений;

в) расчет тепловлажностного отношения и количества приточного воздуха, подаваемого в кондиционируемые помещения; выбор типа СККВ;

г) построение процессов обработки воздуха в СККВ в летнем и зимнем режимах;

д) определение холодо- и теплопроизводительности установки кондиционирования;

е) подбор основного оборудования СККВ.

1. Исходные данные

Тип судна: Пассажирское X

Тип СККВ: Одноканальная центрально - местная прямоточная с ВРДЭЭ

Хладагент: R12

Район плавания: Белое море

Справочник по серийным судам, № тома: 1

Номер проекта судна: Пр. 785

Расположение кондиционируемых помещений на судне: главная палуба

Масштаб рисунка в справочнике: 1:400

Параметры окружающей среды для района плавания: Белое море

Теплый период (температура выше +10оС)	Холодный период (температура +10 ?С и ниже)
Температура tл, ?С	Относительная влажность л, %	Температура tл, ?С	Относительная влажность л, %
21	60	-8	85

Микроклиматические условия в судовых помещениях, оборудованных СКВ

Судовые помещения	Бассейн	Величина микроклимата в градусах результирующих температур (РТ)
		Холодный период (температура наружного воздуха +10°С)	Теплый период (температура наружного воздуха выше +10 ?С)
Жилые общественные и медицинские помещения	Белое море	18,1	20,3

По масштабу рисунка судна определяем размеры кондиционируемых помещений, размеры окон и их число в помещениях, количество людей, проживающих (находящихся) в помещениях.

Тепловая изоляция кондиционируемых помещений. Итогом расчета тепловой изоляции кондиционируемых помещений, является определение коэффициентов теплопередачи ограждений. С целью сокращения объема вычислений, коэффициенты теплопередачи внутренних и наружных ограждений в расчетно-графической работе не рассчитываются, принимаем их из (таблицы 3 [1]).

Коэффициенты теплопередачи

Наименование ограждения	коэффициент теплопередачи, Вт/м2 град
Борт, наружная стенка, подволок, переборки	0,93-1,16
Пол над МКО	0,93-1,16
Пол над МКО при теплоизоляции мастикой	не более 2,9
Остекленная поверхность	4,7

2. Теплопритоки, теплопотери и влагоизбытки кондиционируемых помещений

2.1 Общие указания

В летнем режиме (режиме охлаждения) в общем случае необходимо рассчитать следующие теплопритоки, Вт: теплопритоки из окружающей среды через изолированные ограждения Qогр; теплопритоки, поступающие через остекления Qост; тепловыделения людей Qлюд; тепловыделения оборудования Qобор; тепловыделения от искусственного освещения Qосв; тепловыделения от горячей пищи Qпищ; тепловыделения от электрооборудования Qэл. В зимнем режиме (режиме нагрева) необходимо рассчитать только суммарные теплопотери через ограждения и остекления, в имеющиеся в этом режиме теплопритоки не учитываются, т. к. они идут в запас по теплоте.

2.2 Теплопритоки (теплопотери) через внешние ограждения

Количество теплоты, проникающее в помещение в единицу времени через его внешние ограждения Qогр, Bт, складывается из теплопритоков через внутренние (отделяющие данное помещение от смежного) ограждения (переборки, подволок, палубы) и теплопритоков через наружные ограждения:

Qогр=Qво+Qно,

где Qво - теплопритоки через внутренние ограждения, Вт;

Qно - теплопритоки через наружные ограждения, Вт;

Теплопритоки через внутренние ограждения:

,

где - коэффициент теплопередачи i-го внутреннего ограждения, Вт/м²град;

- площадь поверхности внутреннего i-го ограждения, м²;

, - температура воздуха в смежном помещении и воздуха в данном помещении, ^оС.

Q_HO=Q^K_HO+Q^P_HO,

где Q^K_HO - теплопритоки через наружные ограждения вследствие разности температур наружного и воздуха в помещении, Вт;

Q^P_HO - теплопритоки через наружные ограждения от солнечной радиации, Вт.

,

где - коэффициент теплопередачи i-го наружного ограждения, Вт/м²град;

- площадь поверхности наружного i-го ограждения, м²;

- температура наружного воздуха, ^оС.

Температуре воздуха в смежных помещениях принимается на (1-2)°С больше температуры в кондиционируемом помещение в летнем режиме, и на (1-2)°С меньше - в зимнем режиме. Температура воздуха в помещении определяется по заданному значению результирующей температуры (РТ).

Результирующая температура -сочетание параметров: температуры воздуха -tв, относительной влажности воздуха, скорости движения воздуха V, средней температуры ограждений - tр.

Для определения по заданным значениям РТ расчетной температуры воздуха tв при расчете СКВ принимается постоянное значение скорости движения воздуха V = 0,15 м/с и постоянное значение разности ?t между температурой воздуха tв и средней температурой ограждений tр, ?t = tв - tр = 4^оС. При указанных V и ?t при относительной влажности 40, 50, 60 % для заданных РТ значения температуры воздуха tв приведены в таблице.

Значения tв при заданных значениях РТ

РТ	Температура воздуха tв при относительной влажности, %
	40	50	60
18,1	20,6	20,2	19,6
20,3	23,4	22,4	21,9

Параметры микроклимата в служебных помещениях, ЦПУ, камбузе и на рабочих местах судов при работе СКВ (теплый период) для заданного района плавания - Белое море

Помещения	Параметры микроклимата
	Температура воздуха tв, °С	Скорость движения воздуха V, м/с	Относительная влажность воздуха, %
Служебные помещения, помещения пищеблока без тепловыделений	24	0,25	50
Изолированные посты управления (ЦПУ) в машинных помещениях	24	0,4	50
На рабочих местах в машинных помещениях при постоянной вахте, в камбузе и других помещениях с тепловыделениями	25	0,5	-

Теплопритоки через наружные ограждения от солнечной радиации Q^p_ho, Вт, определяются в режиме охлаждения по формуле:

,

где - коэффициент теплопередачи облученных наружных ограждений, Вт/м ²град;

- коэффициент теплоотдачи от наружного воздуха к наружной поверхности ограждения, Вт/м² град;

,

где - скорость движения воздуха относительно судна, принимается равной эксплуатационной скорости судна, м/с;

l_H - интенсивность солнечной радиации Вт/м²;

- коэффициент поглощения солнечной радиации, принимаемый для гладкой поверхности, окрашенной белой краской равным =0,5; серой краской =0,8; черной краской =0,9;

F_P - площадь поверхностей ограждений, подверженных действию солнечной радиации, м²;

- теплопритоки от солнечной радиации на 1 м² соответственно вертикальной и горизонтальной поверхности, Вт/м²,

- площадь поверхности ограждений, подверженных действию солнечной радиации, соответственно вертикальных и горизонтальных, м.

Параметры микроклимата в служебных и машинных помещениях, в помещениях пищеблока (холодный период) для заданного района плавания Ангара

Помещения	Параметры микроклимата
	Температура воздуха, ?С	Скорость движения воздуха V м/с	Относительная влажность воздуха ф %
Пищеблок - камбузы, помещения кипятильников, посудомоечные	19	0,5	-
- раздаточные, заготовочные	19	0,25	-
Служебные: - ходовые, штурманские, радиорубки	19	0,2	50
Машинные: - на рабочих площадках в машинных и котельных отделениях с постоянной вахтой при отсутствии ЦПУ	19	0,4	-
- в ЦПУ	19	0,3	50

Интенсивность солнечной радиации для района плавания: Белое море

Интенсивность солнечной радиации, Вт/м 2
На горизонтальной поверхности	На вертикальной поверхности
695	523

Теплопотери через внешние ограждения в зимнем режиме (режиме нагрева) Q^x, Вт, определяются по формуле:

,

где - теплота, теряемая через внутренние ограждения, Вт;

- теплота, теряемая через наружные ограждения, Вт;

2.3 Теплопритоки (теплопотери) через остекленные поверхности

Теплота, поступающая в помещение (теряемая помещением) через остекленные поверхности Qoct. Вт, определяется по формуле:

где - теплота, поступающая в помещение (теряемая помещением) через остекление вследствие разности температур наружного воздуха t_H и воздуха в помещении t_B.

,

где - коэффициент теплопередачи остекления, Вт/м²град;

- площадь поверхности остекления, м².

При определении теплопотерь в формуле для определения необходимо поменять местами температуры t_H и t_B.

- теплота, поступающая через остекление вследствие солнечной радиации, Вт, определяется по формуле:

где - интенсивность солнечной радиации, Вт/м²;

- коэффициент пропускания стекла;

- коэффициент, учитывающий изменение интенсивности радиации вследствие изменения курса судна, =0,7;

- коэффициент учитывающий затенение остекленной поверхности.

Коэффициент пропускания стекла

Характер остекления	Толщина стекла, мм
	для окон 8	для иллюминаторов 20
Деревянная рама: - одинарное остекление	0,44
- двойное остекление	0,31
металлическая рама при одинарном остекление	-	0,5

Коэффициент затенения остекленной поверхности

Вид затенения	Коэффициент затенения
Терраса вышележащей палубы, непрозрачный тент, козырек при их ширине равной высоте помещения	0,2
То же, при ширине, равной половине высоты помещения	0,75
Внутренние шторы	0,4

2.4 Тепловыделения людей

Количество явной теплоты, выделяемое людьми , Вт, определяется по формуле:

где - расчетное число людей в помещении, чел;

- количество явной теплоты, выделяемой одним человеком, Вт/чел.

Тепло и влаговыделения людей

Род работы	Температура помещения, °С	Один человек выделяет теплоты, Вт
		явной	скрытой	всего	влаги, кг/ч 10-3
Покой	20	87	29	116	40
	25	58	35	93	50
	30	41	52	93	75
	35	12	81	93	115
Легкая работа	20	99	52	151	75
	25	64	81	145	115
	30	41	104	145	115
	35	5	140	145	200
Работа средней тяжести	20	104	99	203	140
	25	70	128	198	186
	30	41	157	198	230
	35	693	192	198	280
Тяжелая работа	20	128	163	291	240
	25	93	198	291	285
	30	52	239	291	355
	35	12	279	291	415

Тепло и влаговыделения от людей, находящихся в жилых и общественных помещениях, принимают по категории "легкая работа"; от людей, находящихся в медицинских помещениях - по категории "покой"; от людей, находящихся в помещениях постов - по категории "легкая работа"; при выполнении частых манипуляций, требующих напряженного внимания по категории "работа средней тяжести"; от людей, находящихся в камбузе, прачечных и мастерских - по категории "тяжелая работа".

2.5 Прочие тепловыделения

К прочим явным тепловыделениям в режиме охлаждения можно отнести тепловыделения от горячей пищи в обеденных залах столовой или ресторана тепловыделения от искусственного освещения учитываемые для помещений без естественного освещения, тепловыделении от работающего оборудования, а также тепловыделения от находящихся в помещении электродвигателей, распредщитов и электрокабелей.

Тепловыделения от работающего оборудования обычно учитываются для помещений камбуза и принимаются по таблице

Тепловыделения оборудования в помещении камбуза

Наименование оборудования	Единица измерения	Тепловыделения. Вт
		без ширмы (свесов)	при наличии ширмы (свесов)
Электроплиты	на 1 м2 горизонтальной поверхности	5240	2090
Обрабатываемые на них продуты**	на 1 кг	293	116
Варочные котлы емкостью 100л	на 1 котел	1980	815
Варочные котлы емкостью 250л	на 1 котел	2680	1005
Кондитерская печь	на 1 м2 поверхности	585	-
Паровой шкаф	на 1 м2 горизонтальной поверхности	2950	-
Стенки ширмы над плитой	на 1 м2 вертикальной поверхности	116	-
**учитывается только для	камбузов при ресторанах

Тепло и влаговыделения от горячей пищи

Единица измерения	Тепловыделения, Вт
	явные	скрытые
На 1 посадочное место в столовой экипажа	29	58
Тоже в ресторане	9,5	19

Тепловыделения от искусственного освещения Qосв, Вт, учитываются для помещений без естественного освещения.

Тепловыделения от находящихся в помещении электрооборудования Qэл, аппаратов и приборов зависят от их состава.

Таким образом, суммарные явные теплопритоки в кондиционируемые помещения в режиме охлаждения равны:

.

2.6 Скрытое количество теплоты

Скрытое количество теплоты, вносимое в кондиционируемое помещение с влагой в виде пара Qскр, Вт, определяется по формуле:

,

где W - суммарное количество влаги, выделяемой в кондиционируемые помещения, кг/ч;

h_n - энтальпия водяного пара при температуре помещения, принимается равной h_л= 2545 кДж/кг.

Суммарное количество влаги, выделяемое в кондиционируемое помещения, определяют по формуле:

W = W_n + W_on,,

где W_n - количество влаги, выделяемой в помещении от людей, кг/ч;

W_on - количество влаги, выделяемой остывающей пищей в обеденные помещения, кг/ч.

,

где n - расчетное количество людей в помещении или группе помещений;

- количество влаги, выделяемое одним человеком, кг/ч.

,

где - количество влаги, выделяемой остывающей пищей на одно посадочное место, кг/ч.

Влаговыделения от остывающей пищи

Наименование источника	Характеристика источника	Влаговыделения, кг/ч *10-3
Горячие блюда, чай и пр.	На одно посадочное место в столовой экипажа	33
	тоже в ресторане	26

Полные суммарные теплопритоки для режима охлаждения определяются по формуле:

.

Расчет теплопритоков (теплопотерь) удобнее выполнять в табличной форме. кондиционирование судно теплопроизводительность теплоприток

Минимальные нормы подачи свежего (наружного) воздуха в судовые помещения

Помещения	Минимальная норма на 1 человека м3/ч
Жилые (каюты)	33
Общественные: пассажирские, салоны, столовые, кают-компании, рестораны	20
Камбузы	50
Служебные: ходовые, штурманские, радиорубки	33
ЦПУ	50

Параметры рециркуляционного воздуха принимают следующими:

- температура в режиме охлаждения на (ч3) °С выше температуры помещений, в режиме нагрева на (1ч3) °С ниже температуры помещений;

- влагосодержание - равное влагосодержанию воздуха в помещении.

Подогрев воздуха в вентиляторе при постоянном влагосодержании задается в пределах (1ч4) ^оС.

Температура воздуха на входе в подводящие патрубки воздухораспределителей (с учетом изменения температуры воздуха в воздуховодах) принимают:

- для режима нагрева - на (1 ч3) °С ниже температуры выхода из центрального кондиционера;

- для режима охлаждения - на (1ч3) °С выше температуры выхода из центрального кондиционера.

Разность температур воздуха помещения и приточного воздуха принимается в соответствии с принятым типом СКВ и типом воздухораспределителя.

Примечание. На судне не через все ограждения осуществляется теплообмен. Если температура в соседних помещениях одинакова то теплообмена между этими помещениями через ограждение не будет, а также на судне встречаются помещения, у которых ограждения одной своей частью прилегают к помещению с такой же температурой, а другая часть ограждения контактирует либо с окружающей средой либо с помещением другой температуры, поэтому в расчетах мы принимаем только ту площадь поверхности ограждения, через которую будет осуществляться теплообмен, при расчете теплопритоков через наружные ограждения от солнечной радиации, будем предполагать что у нас облучается правый борт и носовые стенки надстройки, т.к. одновременно полстью все судно облучаться не может.

Наименование помещения
Палуба	Главная палуба	Расположе-ние
Борт	правый
Наименование ограждения	Правая стенка	Левая стенка	Носовая стенка	Кормовая стенка	палуба	подволок
Коэффициент теплопередачи k, Вт/м2град	1	1	1	1	1	1	Теплопотери через ограждения в режиме нагрева
Площадь ограждения F, м2	15,1875	15,1875	7,875	7,875	23,625	23,625
Температура помещения tв, оС	19,6
Температура за ограждением tH(tСПi), оС	-8	18,6	-8	-8	18,6	-8
Теплопотери Qогр=k•F•(tB-tH), Вт	419,175	15,1875	217,35	217,35	23,625	652,05
Температура помещения tв, оС	21,9	Тоже в режиме охлаждения
Температура за ограждением tH(tСПi), оС	21	22,9	21	21	22,9	24
Теплопритоки Qогр=k•F•(tн-tв), Вт	-13,669	15,1875	-7,0875	-7,0875	23,625	49,6125
Облучаемая площадь FBP, м2	0	0	0	0	0	0	Вертикальная поверхность	Теплопритоки от солнечной радиации в режиме охлаждения
Коэффициент теплоотдачи бн=1,16•(2+10vWc), Вт/м2град	27,89267291
Теплоприток на 1 м2 qвр=k•Iвн•ер/бн, Вт/м2	9,375221973
Теплопритоки Qвр= qвр•Fвр, Вт	0	0	0	0	0	0
Облучаемая площадь FгP, м 2	0	0	0	0	0	23,625	Горизонтальная поверхность
Теплоприток на 1 м2 qгр=k•Iгн•ер/бн, Вт/м2	12,45846897
Теплопритоки Qгр= qгр•Fгр, Вт	0	0	0	0	0	294,331
Суммарные теплопритоки от солнечной радиации Qрно=Qвр+Qгр, Вт	294,3313294
Площадь остекления Fост, м 2	1,8	0	0	0	0	0	Остекленная поверхность
Коэффициент пропускания стекла в1	0,31	0	0	0	0	0
Коэффициент затенения остекл. Пов. в3	0,4	0	0	0	0	0
Теплопритоки Qрост=Iвн•в1•в2•в3•Fост, Вт	81,7135	0	0	0	0	0
Коэф. Теплопередачи стекла kост, Вт/м2град	4,7
Теплопритоки Qкост= kост• Fост•(tн-tв), Вт	-7,614	0	0	0	0	0
Теплопотери Qхост= kост• Fост•(tв-tн), Вт	233,496	0	0	0	0	0
Теплопритоки через остекления Qост=Qрост+Qкост, Вт	74,09952
Расчетное количество людей в помещении n, чел	4
Количество явной теплоты, выделяемой одним человеком qявнл, Вт	87
Теплопритоки от людей Qявнлюд=n•qявнл, Вт	348
Теплопритоки от оборудования Qобор, Вт	0
Теплопритоки от искусственного освещения Qосв, Вт	0
Теплопритоки от электрооборудования Qэл, Вт	0
Теплопритоки от горячей пищи Qявнпищ, Вт	29
Явные теплопритоки в режиме охлаждения Qтявн=Qогр+Qост+Qявнлюд+Qобор+Qосв+Qэл+Qявнпищ,Вт	511,68077
Теплопотери в режиме нагрева Qx=Qогр+Qхост, Вт	1778,2335
Количество влаги, выделяемое одним человеком щл, кг/ч	0,075
Количество влаги, выделяемой остывающей пищей на 1 посадочное место щоп, кг/ч	0,033
Количество влаги, выделяемой в помещение от людей Wл=n•щл, кг/ч	0,3
Количество влаги, выделяемой остывающей пищей Wоп=n•щоп, кг/ч	0,132
Суммарная влага выделяемая в помещение W=Wл+Wоп, кг/ч	0,432
Скрытое количество теплоты Qскр=W•hп/3600, Вт	305,4
Полные теплопритоки в режиме охлаждения Qполн=Qтявн+Qскр, Вт	817,08077
Борт	Левыйе
Коэффициент теплопередачи k, Вт/м2град	1	1	1	1	1	1	Теплопотери через ограждения в режиме нагрева
Площадь ограждения F, м2	8,4375	8,4375	4,375	4,375	23,625	23,625
Температура помещения tв, оС	19,6
Температура за ограждением tH(tСПi), оС	18,6	-8	-8	-8	18,6	-8
Теплопотери Qогр=k•F•(tB-tH), Вт	8,4375	232,875	35	120,75	23,625	652,05
Температура помещения tв, оС	21,9	Тоже в режиме охлаждения
Температура за ограждением tH(tСПi), оС	22,9	21	21	21	22,9	21
Теплопотери Qогр=k•F•(tн-tв), Вт	8,4375	-7,5937	-3,9375	-3,9375	23,625	-21,263
Облучаемая площадь FBP, м2	0	8,4375	0	0	0	0	Вертикальная поверхность	Теплопритоки от солнечной радиации в режиме охлаждения
Коэффициент теплоотдачи бн=1,16•(2+10vWc), Вт/м2град	27,89267291
Теплоприток на 1 м2 qвр=k•Iвн•ер/бн, Вт/м2	9,375221973
Теплопритоки Qвр= qвр•Fвр, Вт	0	79,1034	0	0	0	0
Облучаемая площадь FгP, м2	0	0	0	0	0	23,625	Горизонтальная поверхность
Теплоприток на 1 м2 qгр=k•Iгн•ер/бн, Вт/м2	12,45846897
Теплопритоки Qгр= qгр•Fгр, Вт	0	0	0	0	0	294,331
Суммарные теплопритоки от солнечной радиации Qрно=Qвр+Qгр, Вт	373,4347648
Площадь остекления Fост, м2	0	1,8	0	0	0	0	Остекленная поверхность
Коэффициент пропускания стекла в1	0	0,31	0	0	0	0
Коэффициент затенения остекл. Пов. в3	0	0,2	0	0	0	0
Теплопритоки Qрост=Iвн•в1•в2•в3•Fост, Вт	0	40,8568	0	0	0	0
Коэф. Теплопередачи стекла kост, Вт/м 2град	4,7
Теплопритоки Qкост= kост• Fост•(tн-tв), Вт	0	-7,614	0	0	0	0
Теплопотери Qхост= kост• Fост•(tв-tн), Вт	0	233,496	0	0	0	0
Теплопритоки через остекления Qост=Qрост+Qкост, Вт	225,882
Расчетное количество людей в помещении n, чел	4
Количество явной теплоты, выделяемой одним человеком qявнл, Вт	87
Теплопритоки от людей Qявнлюд=n•qявнл, Вт	348
Теплопритоки от оборудования Qобор, Вт	0
Теплопритоки от искусственного освещения Qосв, Вт	0
Теплопритоки от электрооборудования Qэл, Вт	0
Теплопритоки от горячей пищи Qявнпищ, Вт	29
Явные теплопритоки в режиме охлаждения Qтявн=Qогр+Qост+Qявнлюд+Qобор+Qосв+Qэл+Qявнпищ,Вт	1675,6195
Теплопритоки в режиме нагрева Qx=Qогр+Qхост, Вт	1306,2335
Количество влаги, выделяемое одним человеком щл, кг/ч	0,075
Количество влаги, выделяемой остывающей пищей на 1 посадочное место щоп, кг/ч	0,033
Количество влаги, выделяемой в помещение от людей Wл=n•щл, кг/ч	0,3
Количество влаги, выделяемой остывающей пищей Wоп=n•щоп, кг/ч	0,132
Суммарная влага выделяемая в помещение W=Wл+Wоп, кг/ч	0,432
Скрытое количество теплоты Qскр=W•hп/3600, Вт	305,4
Полные теплопритоки в режиме охлаждения Qполн=Qтявн+Qскр, Вт	1981,0195

3. Определение количества приточного воздуха, подаваемого в кондиционируемые помещения

Тепловлажностные расчеты СКВ выполняются графоаналитическим методом с построением процессов изменения состояния воздуха в диаграмме d, h. Для построения процессов должны быть известны:

- параметры наружного воздуха - температура и относительная влажность;

- температура и относительная влажность воздуха в кондиционируемых помещениях;

- Тепловлажностное отношение (угловой луч процесса изменения состояния воздуха по диаграмме d, h) для каждого обслуживаемого помещения или группы однотипных по тепловлажностному балансу помещений;

- степень рециркуляции для систем с рециркуляцией;

- параметры рециркуляционного воздуха;

- средняя температура поверхности трубок теплообменных аппаратов в соответствии с принятым типом СКВ;

- изменение температуры воздуха в воздуховодах;

- нагрев воздуха в вентиляторе;

- параметры приточного воздуха на входе в обслуживаемое помещение в соответствии с принятым типом СКВ и способом воздухораспределения;

- коэффициенты эжекции для эжекционных воздухораспределителей.

Тепловлажностное отношение, кДж/кг определяют по формулам:

-для режима нагрева:

.

-для режима охлаждения:

.

Степень рециркуляции (доля рециркуляционного воздуха в воздухе, подаваемом в помещение) в соответствии с требованиями СанПиН 2.5.2-703-98 для водоизмещающих судов не должна превышать 30 %. Во всех случаях в СКВ с рециркуляцией должна соблюдаться санитарная норма подачи свежего (наружного) воздуха на 1 человека, рекомендуемая в следующей таблице.

Предельно допустимый перепад температур приточного воздуха и воздуха помещения в СКВ

Наименование СКВ и воздухораспределителя	Рекомендуемый расход воздуха, м3/с (м3/ч)	Предельно допустимый перепад температур, оС
		Теплый период	Холодный период
Одноканальная: ВДВЭ 80	0,022-0,045 (80-160)	16	25

При известных исходных данных для двух режимов - летнего и зимнего строят процессы изменения состояния воздуха в диаграмме d, h для каждого типового помещения в отдельности или по усредненным характеристикам системы для группы помещений однотипных по тепловлажностной нагрузке для двух режимов - летнего и зимнего.

Построенные в диаграмме d, h процессы обработки воздуха дают возможность определить расход приточного воздуха на ассимиляцию тепловыделений и теплопотерь:

- в режиме охлаждения L^T_np м³/с:

:

- в режиме нагрева L^x_nр м³/с

,

где - плотность воздуха во всасывающем патрубке вентилятора кондиционера, кг/м³;

- соответственно удельная энтальпия воздуха помещения и приточного воздуха, кДж/кг;

с_в - массовая изобарная теплоемкость воздуха, можно принять - с_в =1 кДж/кг;

, - соответственно температура воздуха приточного и воздуха помещения.

Расчет количества приточного воздуха, подаваемого в кондиционируемые помещения, удобнее вести в табличной форме.

Для некоторых судовых помещений (кинозалы, бары, рестораны и т.п.) минимальный расход приточного воздуха, подаваемого в них, определяется из необходимости создания нужной свежести воздуха за счет понижения концентрации углекислого газа СО₂.

L^C02_пр = n•V_{с. н},, м³/с

где n - расчетное количество людей в помещении, чел;

V_CH - количество воздуха, подаваемого в помещение на 1 чел, (санитарная норма), м³/чел.

Расход приточного воздуха в помещения с большими влаговыделениями (бассейны, сауны, камбузы и т.п.) определяются из расчета удаления излишней влаги, м³/с.

,

где W- суммарные влаговыделения в кондиционируемом помещении, кг/с;

, - соответственно влагосодержания воздуха помещения и приточного воздуха, кг/кг.

Общим расходом воздуха L^общ_пр подаваемого в помещение, считается большее из значений L^т(х)_пр, L^{СО 2}_пр, L^вл_пр. Обычно в жилых помещениях расход воздуха определяется теплоизбытками (теплопотерями), а в общественных - необходимой свежестью воздуха.

3.1 Одноканальная центрально - местная прямоточная СККВ с ВРДЭЭ

Эта система работает только на наружном воздухе (наружная рециркуляция в ЦК отсутствует), который всасывается в В в ЦК, очищается в Ф и летом охлаждается и осушается в ВО, а холодный период навигации нагревается в ВН и увлажняется в У.

После ЦК ОВ поступает в доводочные воздухораспределители помещений ВРДЭЭ, где подсасывает рециркуляционный воздух из П, который может нагреваться в доводочном воздухораспределителе, и, смешиваясь с ним. выходит в П в виде ПВ.

На рисунке(б) представлена схема работы ВРДЭЭ. В корпусе 2 монтируется сужающееся сопло 1, через которое с высокой скоростью под напором поступает ОВ из ЦК. На выходе из сопла 1 скорость воздуха еще более возрастает, а давление его падает, благодаря чему через решетку (жалюзи) 4 в боковой стенке подсасывается (эжектируется) РВ, который может нагреваться ТЭНами 3. Образующаяся смесь в виде ПВ подается в П. Вместо ТЭНов в ВРД может быть установлен змеевик, через который циркулирует горячая или холодная вода соответственно в холодный или теплый период навигации.

На рисунке(в) представлен цикл работы этой системы в d, h диаграмме в летнем режиме, который состоит из следующих процессов: 1-2 нагрев наружного воздуха в вентиляторе, 2-3 охлаждение и осушение воздуха в ВО (точка О-состояние воздуха у поверхности стенки ВО при ц=100 %), 3-4 нагрев в нагнетательном воздуховоде, 4-5 и 5-6 смешение в ВРДЭЭ воздуха П (ВНД выключен) с поступающим из ЦК воздухом, 5-6 тепло-влагоассимиляция воздуха в П.

В зимнем режиме рисунок(г) цикл обработки воздуха изображен следующими процессами: 1-1' нагрев в НВ в ВН, 1'-2 подогрев в В, 2-3 увлажнение воздуха водяным паром в У, 3-4 охлаждение в нагнетательном воздуховоде, 4-5 и 6-5 смешение поступающего из ЦК и эжектируемого из П нагретого в ВНД на Дt_ВНД воздуха (процесс нагрева 7-6 проходит при d=const), 5-7 охлаждение и увлажнение воздуха в П.

Можно дать следующую характеристику одноканальной центрально-местной высоконапорной (высокоскоростной) СККВ с ВРДЭЭ. Положительные качества системы: индивидуальное качественное регулирование параметров воздуха в П (если в ВРД установлены ТЭНы, то в летний период их выключают, и регулирование становится количественным), малые габариты и масса системы. Однако большая шумность и повышенная мощность В, обусловленные высоким напором (скоростью) воздуха в системе являются ее недостатками. Необходимо отметить также повышенную стоимость системы.

Данная СККВ эксплуатируется на теплоходах типа "Валерьян Куйбышев" и с некоторыми непринципиальными изменениями (есть наружная рециркуляция, изменено расположение вентилятора ЦК) на пассажирских теплоходах типа "Владимир Ильич" и "Дмитрий Фурманов", буксирах-толкачах типа "Озерный 201", "ОТ 2401", контейнеровозах "Тарханы" и "СТК 1000" (на непассажирских судах используется непосредственное охлаждение).

Наименование помещения	Суммарно для всех помещений
Количество людей в помещениях n, чел	8
Массовая изобарная теплоемкость воздуха св, кДж/кг	1
Влага, выделяемая остывающей пищей Wоп, кг/ч	0,132
Влага, выделяемая одним человеком щл, кг/ч	0.075	Режим нагрева
Влаговыделения от людей Wл=n•щл, кг/ч	0,6
Суммарная влага выделяемая в помещении W=Wл+Wоп, кг/ч	0,732
Скрытое количество теплоты Qскр=W•1000•hп/3600, Вт	305,4
Теплопотери через ограждения Qх, Вт	3084
Тепловлажностное отношение е=(-Qx+Qскр)•3600/W•1000, кДж/кг	-16671
Температура приточного воздуха tпр, оС	33
Температура воздуха в помещениях tп, оС	19,6
Плотность воздуха во всасывающем патрубке вентилятора кондиционера св, кг/м3	1,211
Количество приточного воздуха Lхпр=Qx•3600/(св•1000•св•(tпр-tп)), м3/ч	684
Влагосодержание приточного воздуха dпр, кг/кг	0.0075
Влагосодержание воздуха в помещениях dп, кг/кг	0.0085
Плотность приточного воздуха спр, кг/м3	1.145
Минимально допустимое количество приточного воздуха из расчета удаления излишней влаги Lвлпр=W/(спр•(dп-dпр)), м3/ч	639
Влага, выделяемая одним человеком щл, кг/ч	0,075	Режим охлаждения
Влаговыделения от людей Wл=n•щл, кг/ч	0,6
Суммарная влага выделяемая в помещении W=Wл+Wоп, кг/ч	0,732
Скрытое количество теплоты Qскр=W•1000•hп/3600, Вт	305,4
Теплопотери суммарные явные Qтявн, Вт	2187,3
Суммарные полные теплопритоки Qполн=Qтявн+Qскр, Вт	2492,7
Тепловлажностное отношение е=Qполн•3600/W•1000, кДж/кг	12259
Температура приточного воздуха tпр, оС	15
Температура воздуха в помещениях tп, оС	21,9
Плотность воздуха во всасывающем патрубке вентилятора кондиционера св, кг/м3	1,170
Количество приточного воздуха Lтпр=Qполн•3600/(1000•св•(hп-hпр)), м3/ч	511,3
Удельная энтальпия приточного воздуха hпр, кДж/кг	31
Удельная энтальпия в помещениях hп, кДж/кг	46
Плотность приточного воздуха спр, кг/м3	1,215
Минимально допустимое количество приточного воздуха из расчета удаления излишней влаги Lвлпр=W/(спр•(dп-dпр)), м3/ч	444,69
Количество воздуха, подаваемого в помещение на 1 человека (санитарная норма) Vсн, м3/ч	33
Минимально допустимое количество приточного воздуха по содержанию СО2, LСО2пр=n•Vсн, м/ч	264
Принятое количество воздуха от кондиционера (холодный период) Lх, м3/ч	684
Принятое количество воздуха от кондиционера (теплый период) Lт, м3/ч	511,3
Принятый тип воздухораспределителя	В 320 Р
Тип СККВ	Одноканальная центрально - местная с ВРДЭЭ

4. Определение холодо- и теплопроизводительности установки кондиционирования воздуха

Потребная холодопроизводительность установки (тепловая нагрузка воздухоохладителя) определяется по формуле, кВт

.

Где = L^T - количество приточного воздуха, м³/с.

= L^T=511,3 м ³/ч=511,3/3600=0,142 м³/с.

h_B - удельная энтальпия воздуха на входе в воздухоохладитель, кДж/кг h_B= 46.

hвых - удельная энтальпия воздуха на выходе из воздухоохладителя, кДж/кг h_вых = 31.

.

Значения энтальпий, влагосодержаний и плотности воздуха, определяются по диаграмме d, h при известных параметрах воздуха до и после воздухоохладителя.

Рабочая холодопроизводительность холодильных машин СКВ (спецификационного режима при работе кондиционера) Q_XP кВт, определяют по формуле

xp = а * b * охл = 4,11.

где а = 1,05 ч1,1 - коэффициент запаса;

b = 1,04 ч1,15 - коэффициент, учитывающий увеличение тепловой нагрузки на ХМ из-за теплопритоков в воздуховоды.

Можно принять а * b = 1,2 ч 1,3 Принимаем: а * b = 1,25.

Потребная теплопроизводительность воздухонагревателей определяется по формуле, кВт.

- воздухонагреватель первой ступени:

н 1 = L^x * р_в *с_в * (t₁-t_н) = 0,19 * 1,170 * (18-(-8)) = 5,78 кВт.

где L^x - количество воздуха, проходящего через нагреватель ВН, м³/с.

L^x _пр= 684 м ³/ч = 684 / 3600 = 0,19 м³/с.

t₁ - температура воздуха после нагревателя, °С t=18 °С.

t_н - температура воздуха на входе в нагреватель (после смешения), °С t_н = -8 °С.

.

с_в = 1 кДж/кг.

- ТЭНы, кВт

з = L^x * р_в *с_в * (t₂-t_у)= 0,19 * 1,170 * (33-18) = 3,33 кВт.

где L^x - количество воздуха, проходящего через зонный нагреватель, м³/с.

L^x _пр= 684 м ³/ч = 684 / 3600 = 0,19 м³/с.

t₂ - температура воздуха после нагревателя, °С t=33 °С.

t_у - температура воздуха на входе в нагреватель (после увлажнения), °С t_н = 18 °С

.

с_в = 1 кДж/кг.

Суммарная потребная теплопроизводительность нагревателей, кВт.

н = н 1 + з = 5,78 + 3,33 = 9,11 кВт.

5. Подбор оборудования СККВ

5.1 Состав основного оборудования СККВ

В расчетно-графической работе ограничиваемся подбором основных элементов оборудования СККВ: холодильной машины (компрессора, конденсатора, воздухоохладителя); воздухонагревателей; увлажнителей; вентиляторов и насосов; воздухораспределителей.

5.2 Холодильная машина СККВ

Для проектируемой СККВ в работе подбирается КМ, КД, ВО, насос забортной воды.

Холодильный КМ выбираем по рабочему объему Vp. Подбор КМ возможен лишь после построения и расчета теоретического цикла холодильной машины.

Вид теоретического цикла и соответствующая ему принципиальная схема холодильной машины выбирается в зависимости от принятого хладагента.

В данном случае мы имеем ХА - R12. Поэтому выбираем цикл с регенерацией теплоты.

Перед построением теоретического цикла необходимо принять значения определяющих температур ХА.

Температура теплообменной поверхности воздухоохладителя: t_ст = 0 °С

Температурный напор между кипящим в ИП ХА и теплообменной поверхности непосредственного ВО:

Д t₀ = 3 °С

Температура кипения ХА:

t_о = t_{ст -} Д t₀ = 0-3=-3 °С.

В холодильных машинах, обслуживающих судовые СККВ, КД охлаждается забортной водой, для района плавания - Белое море, она равна: t_вд = 12 °С.

В таком случае температура конденсации на 8 °С больше температуры охлаждающей воды:

t_к = t_ст +8 = 20 °С.

Перегрев паров ХА в испарителе:

Д t_ппи = 5 °С.

t_ппи = t_о + Д t_ппи =-3+5=2 °С.

Перегрев паров в регенеративном теплообменнике:

Д t_рто = 10 °С.

Температура паров ХА всасываемых компрессором:

t_вс = t_ппи + Д t_рто =2+10=12 °С.

При переохлаждении водой в КД, температуру жидкого ХА, на выходе из него, принимаем на 3 °С меньше t_к

t_пжк = t_к - 3 = 17 °С.

Температуру паров ХА, после РТО перед ТК, найдем из уравнения теплового баланса:

h₁' - h₁ = h₃ - h₃'

h₃' = h₃ - (h₁' - h₁) = 418 - (573-562) = 407 кДж/кг.

где h₁ = 573 кДж/кг - удельная энтальпия ХА после ВО перед РТО.

h₁' = 562 кДж/кг - удельная энтальпия ХА после РТО перед КМ.

h₃ = 418 кДж/кг - удельная энтальпия ХА после конденсатора перед РТО.

h₃' - удельная энтальпия ХА после РТО перед дроссельным клапаном.

По диаграмме Lg - h определяем температуру ХА после РТО перед ТК:

t_тк =23 °С

Параметры состояния хладагента в характерных точках теоретического цикла

Точки цикла	Параметры
	Температура, °С	Давление, МПа	Энтальпия кДж/кг	Удельный объём м3/кг
1	13	0,25	575	0,075
1'	23	0,25	564	0,08
2	40	0,55	578	0,0375
3	17	0,55	408	0,019
3'	11	0,57	411	0,020
4	7	0,38	411	0,06

Удельная массовая холодопроизводительность:

q_o = h₁ - h₄ = 575-408 = 167 кДж/кг.

Удельная работа компрессора:

l = h₂ - h₁' = 578-564 = 14 кДж/кг.

Холодильный коэффициент:

е = q_o / l =167 /14 = 11.9.

Массовый расход ХА в системе:

M = хр / q_o = 9.4 / 167 = 0.056 кг/с.

Объемный расход ХА в системе:

V_o = M * V₁' = 0.056 * 0.08 = 0,0045 м³.

Теоретическая мощность компрессора:

N_т = M * l = 0,056 * 14 = 0,784 кДж.

5.2.1 Холодильные компрессоры

Холодильный компрессор выбираем по рабочему объему:

,

где объемная подача КМ.

коэффициент подачи КМ в рабочем температурном режиме.

.

Коэффициент объемных потерь:

показатель политропы расширения пара из вредного пространства,

с - относительный объем вредного пространства, с=0,05.

л_о = 1-0,05*((0,55/0,25) - 1) = 0,94.

Коэффициент дросселирования: л_др = 0,93.

Коэффициент подогрева:

абсолютные температуры кипения и конденсации.

л_п = (8 + 273) / (20 + 273) = 0,96.

Коэффициент плотности: л_пл = 0,96.

Тогда: л_р = 0,94 * 0,93 * 0,96 * 0,96 = 0,81.

Рабочий объем КМ: V_р = 0,0045 / 0,81 = 0,006 м³/с.

Действительный холодильный коэффициент:

эффективная мощность,

КПД передачи,

КПД электродвигателя.

Эффективная мощность компрессора:

где теоретическая мощность,

механический КПД,

индикаторный КПД

b = 0.0025 - опытный коэффициент для R12.

з_i = 0.96 + 0.0025 * 8= 0.98.

N_{е км} = 0,784 / (0.98 * 0.9) =0,9 кВт.

е_д = 9,4 / 0,9 = 10,4.

Мощность электродвигателя компрессора с запасом 6 %:

Nэ = 1,06 * 0,9 = 0,954 кВт.

По рабочему объему V_р = 0,006 выбираем компрессор 2ФВБС 6.

2ФВБС 6 - компрессор для работы на хладоне, вертикальный, одноступенчатый, бессальниковый

Компрессор 2ФВБС 6 предназначены для отсасывания паров холодильного агента из испарителя и нагнетания их в конденсатор.

Компрессоры работают как с конденсаторами водяного охлаждения без обдува воздухом, так и с конденсаторами воздушного охлаждения. При этом они могут подвергаться обдуву воздухом от конденсатора.

Техническая характеристика 2ФВБС 6

Параметры	Характеристики
Холодопроизводительность, кВт (ккал/ч)	7,3 (6300)
Хладон	R12
Марка заправленного масла	ХФ 12-16
Ход поршня, мм	50
Диаметр цилиндра, мм	67,5
Количество цилиндров, шт	2
Частота вращения коленчатого вала, с-1 (об/мин)	24 (1440)
Объем, описываемый поршнями, м 3/ч	31
Температура кипения, Со	-15
Температура конденсации, Со	30
Внутренний диаметр подключаемых трубопроводов всасывания не менее, мм	25
Внутренний диаметр подключаемых трубопроводов нагнетания не менее, мм	25
Мощность двигателя, кВт	3,1
Габаритные размеры, мм	595х 370х 455
Масса нетто, кг	130

5.2.2 Конденсаторы

Суммарная мощность КМ (индикаторная для КМ с внешним приводом):

?N_i = N_т / з_i = 0,784 / 0.98 = 0,8 кВт.

Суммарная холодопроизводительность КМ, работающих на рассчитываемый КД:

хр = 9,4 кВт.

Теплота, отводимая в КД:

Q_кд = Q_хр + ?N_i =9,4+0,8=10,2 кВт.

Плотность теплового потока в кожухотрубных хладоновых конденсаторах с ребристыми трубками: q_Fкд = 4000 Вт/м³.

Коэффициент запаса теплообменной поверхности КД на заглушение части теплообменных трубок из-за их повреждения: з_кд = 1,1.

Площадь теплообменной поверхности КД:

F_кд = Q_кд * з_кд * 10³ / q_Fкд = 10,2 * 1000 * 1.1 / 4000 = 2,81 м².

Выбираем конденсатор КТР-4.

Характеристики конденсатора:

Площадь теплообмена - 4,8 м^2.

Длина труб - 1 м.

Число трубок - 23.

5.2.3 Насос забортной воды

Плотность забортной воды: с_в = 1000 кг/м³

Удельная теплоемкость забортной воды: с_в = 4,2 кДж /(кг *град)

Изменение температуры жидкости в конденсаторе: Д t_в = 4 °С

Подача насоса забортной воды:

V_{з. в.} = Q_кд / (с_в * с_в * Д t_в) = 10,2 / (1000 * 4,2 * 4) = 0,0006 м ³/с = 2,16 м³/ч.

Напор насоса забортной воды выбирается в интервале: Н_{з. в.} = (15 ч25) м

По полученным данным выбираем насос - К 8/18.

Горизонтальные электронасосные агрегаты с центробежным консольным одноступенчатым насосом с односторонним подводом жидкости к рабочему колесу для перекачивания чистой воды (кроме морской) с рН=6-9, и других жидкостей, сходных с водой по плотности, вязкости и химической активности, содержащих твердые включения размером до 0,2 мм, объемная концентрация которых не превышает 0,1 %.

Материал проточной части - чугун.

Уплотнение вала:

- с одинарным мягким сальником (обозначается "С" или не обозначается) для температуры до 85 Гр. С.

- с двойным мягким сальником (обозначается "СД") для температуры до 105 Гр. С.

Характеристики насоса:

Подача - 8 м3/час

Напор - 18.00 м

Частота вращения - 2900 (48) об/мин (сек-1)

Диаметр рабочего колеса - 105 мм

Максимальная потребляемая мощность - 1.20 кВт

Допускаемый кавитационный запас - 3.80 м, не менее

Масса насоса - 32 кг.

5.3 Воздухоохладитель

Тепловой поток ВО, необходимый для расчета площади теплообменной поверхности: Q_во = Q_охл = 7,52 кВт.

Плотность теплового потока для непосредственного воздухоохладителя: q_Fво = 240 Вт/м^3.

Площадь теплообменной поверхности:

F_во = Q_во * 10³ / q_Fво = 7,52 * 1000 / 240 = 31,3 м²

Выбираем воздухоохладитель - ОВП 36.

Характеристики ВО:

Поверхность теплообмена - 36 м².

Производительность - 5600 Нм³ /ч.

Холодопроизводительность - 59000 ккал /ч = 68,6 кВт.

5.4 Воздухонагреватели

Удельный тепловой поток воздухонагревателя лежит в пределе (230ч460) Вт /м².

q_Fвн = q_{Fз н} = 300 Вт /м².

5.4.1 Воздухонагреватель

Тепловой поток воздухонагревателя (теплопроизводительность):

Q_вн = Q_н = 10,33 кВт.

Площадь теплообменной поверхности:

F_вн = Q_вн * 10³ / q_Fвн = 10,33 * 1000 / 300 = 34,43 м²

Выбираем воздухонагреватель - ОВП 36.

Характеристики ВН:

Поверхность теплообмена - 36 м².

Производительность - 5600 Нм³/ч.

Производительность - 59000 ккал /ч = 68,6 кВт.

5.4.2 Подача горячей воды на воздухонагреватель

Плотность горячей воды: с_вд = 1000 кг/м³

Удельная теплоемкость горячей воды: с_вд = 4,2 кДж /(кг *град).

Охлаждение воды в воздухонагревателе: Д t_вд = 15 °С.

Подача насоса горячей воды:

V_{н. в.} = Q_вн / (с_вд * с_вд * Д t_вд) = 10,33 / (1000 * 4,2 * 15) = 0,0002 м ³/с = 0,72м³/ч

5.4.3 ТЭНы

Расчет электрических воздухонагревателей сводится к подбору и компоновке нужного числа ТЭНов и определению их мощности.

Электрическая мощность нагревания N_э, кВт, (считается, что вся мощность идет на нагрев воздуха) равна N_э=Q_вн, Q_вн=3,43 кВт.

Для судовых СКВ разработаны серийные электрические нагреватели воздуха типа НВЭ. Их подбор производится по номограмме при известной разности температур воздуха на входе и выходе из ВН и расходу через нагреватель L_н.

Средний расход воздуха через ВР L_н=200 м³/ч.

Примерная разность температур на входе и выходе из ВР Дt?20 °C.

Выбираем воздухонагреватель типа НВЭ 0,4/40

Характеристики:

производительность - 400 Нм³/ч.

Потребляемая мощность - 3,8 кВт.

Разность температур - 20 °С.

5.5 Увлажнители воздуха

В судовых СКВ получили широкое применение паровые увлажнители типа УВП, в которых воздух увлажняется насыщенным водяным паром давлением 0,3ч0,5 Мпа. Подбор таких увлажнителей осуществляется по требуемому расходу пара и расходу воздуха, проходящего через увлажнитель.

Расход пара на увлажнение воздуха паровыми увлажнителями Gувл, кг/ч, определяется с учетом одновременного пребывания людей в обслуживаемом помещении по формуле:

для прямоточной ситемы:

Абсолютное влагосодержание воздуха в помещении: d_п = 0,0085 кг/кг.

Абсолютное влагосодержание смеси наружного воздуха и воздуха помещения: d_н = 0, 001 кг/кг.

Суммарное количество приточного воздуха, поступающего в помещение: L^x_пр = 689 м³/ч.

Количество влаги, выделяемой в помещении от людей и остывающей пищи: W_л = 0,648 кг /ч.

Расход пара на увлажнение воздуха паровым увлажнителем:

G_увл = 689 * 1,211* (0,0089-0,001) - 0,648 = 5,94 м³/ч.

По графику зависимости расхода пара через увлажнитель от давления пара выбираем увлажнитель типа УВП-12.

t_пара=135ч150 °С.

Р_пара=0.3192ч0.4855 МПа.

с_пара=1,715ч2,543 кг/м³.

5.6 Воздушные фильтры

Одной из функцией судовых СКВ является очистка воздуха от пыли различного происхождения.

Фильтр подбираем по номинальному расходу воздуха:

L_пр ^общ = 1133,98 м³/ч.

Выбираем фильтр - ФГМ 20.

Количество - 1 шт.

Производительность по воздуху - (1000-2300) м³/ч.



5.7 Вентилятор

Вентилятор кондиционера подбирается по подаче и напору. Подача вентилятора равна расходу приточного воздуха при работе СКВ в летнем режиме: L_пр ^общ = L^т = 1133,98 м³/ч.

Для одноканальных центрльноместных с эжекционным воздухораспределителями СКВ(высоконапорная): p_в = (2,5ч4,8) кПа.

По полученным данным выбираем вентилятор 16/6,3 ЦСУ-44А.

Характеристика вентилятора:

Производительность - 1470 м³/ч.

Напор - 3 кПа.

Мощность - 0,7 кВт.

Частота вращения - 1385 об /мин.

5.8 Каплеотделитель

Для отделения капель влаги от воздуха, ее сбора и дренирования применяют специальные сепараторы капельной влаги, называемые каплеотделителями или элиминаторами. в судовых СКВ применяют каплеотделители инерционного типа, в которых воздух вместе с каплями влаги движется в извилистых каналах, образованных рядами изогнутых пластин.

Влагоотделители подбираются по номинальному расходу воздуха СКВ .

5.9 Воздухораспределитель

Средний расход приточного воздуха, поступающего в каждое помещение:

L_пр ^ср = L_пр ^общ / N = 1133,98 /6 = 189 м³/ч.

где N - количество кондиционируемых помещений.

N = 6.

Выбираем воздухораспределитель - ВДЭЭ-1,2,3-80.

Характеристики воздухораспределителя:

Расход воздуха:

- наружного 80 м³/ч;

- рециркуляционного 160 м³/ч;

- смешанного 240 м³/ч

6. Энергоемкость СКВ

КПД всех электродвигателей, кроме герметичных КМ, лежит в интервале: з_эд = (0,8ч0,9).

КПД передачи: з_эд = (0,96ч0,98).

6.1 Электродвигатель компрессора

Мощность электродвигателя компрессора, потребляемая из сети:

N_км = N _{е км} / (з_эд * з_п) = 3,1 / (0,8 * 0,96) = 4,04 кВт.

6.2 Электродвигатель насоса забортной воды

Объемный расход забортной воды: V = V_нв = 0,0022 м³/с.

Необходимое давление для насоса: р = 180 кПа.

КПД насоса забортной воды: з_нв = 0.55.

Эффективная мощность насоса забортной воды:

N_{е нв} = V * p / з_нв = 0.0022 * 180 / 0.55 = 0,72 кВт.

Мощность, потребляемая из сети, для насоса забортной воды:

N_нв = N_{е нв} / (з_п * з_эд) = 0,72 / (0,8 * 0,96) = 0,94 кВт.

6.3 Электродвигатель насоса горячей воды

Объемный расход горячей воды: V_г = V_нвг = 0,0022 м³/с.

Необходимое давление для насоса: р = 180 кПа.