Размещено на http://www.allbest.ru/

CОДЕРЖАНИЕ

• 1. Климатологические данные
• 2. Расчет теплопритоков
• 3. Расчет теплопотерь
• 4. Краткое описание системы кондиционирования руфтоп
• 5. Подбор оборудования
• 6. Построение процесса обработки воздуха в летний период
• 7. Построение процесса обработки воздуха в зимний период
• 8. Расчёт системы воздухораспределения
• 8.1 Расчет и подбор воздухораспределителей
• 8.2 Аэродинамический расчет системы кондиционирования воздуха


1. КЛИМАТОЛОГИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ

г. Кривой Рог

Параметр Б

Теплый период:

Температура наружного воздуха = 31 ??

Удельная энтальпия = 57, 4 кДж/кг

Скорость ветра = 1 м/с

Холодный период:

Температура наружного воздуха = -23 ??

Удельная энтальпия = 22 кДж/кг

Скорость ветра = 5,7 м/с

теплоприток кондиционирование воздухораспределение аэродинамический



2. РАСЧЕТ ТЕПЛОПРИТОКОВ

Теплоприток -- это тепловой поток, который поступает в помещение из окружающей среды за счет теплопроводности. В природе не существует абсолютной изоляции и, поэтому, когда температура в помещении ниже, чем температура окружающей среды, всегда имеется некоторый приток теплоты.

Основные теплопритоки в помещение складываются из следующих составляющих:

1. Теплопритоки от людей

Обычно для расчетов принимается на одного человека:

a) 85 ккал/ч - когда человек находится в состоянии покоя (театры, клубы, залы собрания и д.р.)

b) 100 ккал/ч - при лёгкой работе (для офисных помещений, учреждения, ВУЗы, швейное производство и д.р.)

c) 115 ккал/ч - при средней физической работе (механосборочные, ткацко-прядильное производство, цехи и д.р.)

d) 140 ккал/ч - при тяжелой физической работе.

2. Теплопоступления от оборудования:

Для торгового зала площадью 2462, 8 и находящимися в нем 3 за прилавочных зоны принимаем:

3 холодильных машины мощностью 5 кВт

4 холодильных машины мощностью 5 кВт

3 холодильных машины мощностью 5 кВт

5 открытых холодильных установок мощностью 10 кВт

4 закрытых холодильных установки мощностью 7 кВт

3. Теплопоступления от приточного воздуха

Когда открывают дверь кондиционируемого помещения, теплый наружный воздух поступает в нее, замещая более плотный холодный воздух, который выходит через дверь. Теплота, которую необходимо отвести от теплого наружного воздуха для снижения его температуры и влагосодержания до расчетных параметров в охлаждаемом пространстве, составляет часть общей тепловой нагрузки на оборудование.

Величина отношения тепловой нагрузки в результате воздухообмена к общей тепловой нагрузке зависит от конкретных условий. В некоторых случаях тепловая нагрузка от воздухообмена ничтожно мала, а в других составляет значительную часть общей нагрузки. Например, при использовании жидкостных охладителей нет дверей или других не плотностей, через которые может поступать теплый воздух, следовательно, нет и воздухообмена.

4. Теплопоступления от инсталляции

Рассчитываются по формуле, кВт:

где - площадь помещения,

0,03 - теплопоступления в помещение от осветительных приборов, кВт

5. Теплопоступления от кровли

Эти теплопоступления рассчитываются по формуле, кВт:

где - площадь кровли помещения,

- коэффициент теплопроводности кровли здания,

- разница температур

Результаты расчетов всех теплопритоков помещения 1 - Торгового зала заносим в таблицу 1.



Таблица 1 - Расчёт теплопритоков помещения 1

№ помещения	Название	Площадь	Qинс, кВт	Qкр, кВт	Qлюд, кВт	Qоб, кВт	Qпр возд, кВт	?Q, кВт
1	Торговый зал	2462,80	8,37	9,85	112,26	104,51	8,55	243,78



3. РАСЧЕТ ТЕПЛОПОТЕРЬ

Теплопотери - это количество энергии (тепла) которую теряет помещение за единицу времени. Величина этих потерь не является постоянной. Наибольшее её значение наступает в период наиболее низких температур воздуха.

Определение теплопотерь помещений производится в соответствии с теплотехническим расчётом ограждающих конструкций.. Потери теплоты помещением определяются суммированием потерь через отдельные ограждающие конструкции (пол, потолок, стены, окна, двери). Расчитываем по формуле:

где А_i - площадь рассматриваемого ограждения, м²;

R_{q min} - минимально допустимое значение сопротивления теплопередаче ограждения м² * К/Вт;

t_в - температура внутреннего воздуха помещения, ⁰С;

t_н - расчетная температура наружного воздуха для холодного периода года, ⁰С.

Последовательность расчёта:

1. Рассчитывают площадь рассматриваемого ограждения;

2. Принимают расчетные температуры внутреннего и наружного воздуха, t_в и t_н.

3. Выписывают значения R_q.min из ДБН В.2.6-31 (Зміна від 1 липня 2013 року) .

4. Проводят суммирование теплопотерь.

Результаты расчётов заносят в Таблицу 2.



Таблица 2 - Расчёт теплопотерь помещения 1

№ помещения	Название	Площадь	Qпола, Вт	Qпотолка, Вт	Qстен, Вт	Qокон, Вт	Qдверей, Вт	?Q, Вт	W	E
1	Торговый зал	2462,80	9522,83	7214,26	6210,10	4640,00	959,23	28546,42	53.08	14599.21

Угловой коэфициент рассчитывается по формуле:



4. КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ СИСТЕМЫ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ РУФТОП

Крышный кондиционер или, как его еще называют - руфтоп - это холодильный моноагрегат, устанавливаемый на крыше обслуживаемого помещения. Помимо этого, такой кондиционер может быть установлен рядом с помещением на специальной площадке.

Руфтопы обычно применяют там, где возникает необходимость в кондиционировании больших площадей - в ресторанах, супермаркетах, складских помещениях, крытых концертных и спортивных сооружениях.

Принцип работы крышного кондиционера РУФТОПА

Рисунок 1 - Руфтоп (Разрез. Схема работы)

Свежий воздух с улицы забирается через заборную решетку кондиционера.

Рециркуляционный воздух забирается из помещения по системе воздуховодов и подается в смесительную камеру 1, где смешивается со свежим воздухом.

Необходимое соотношение свежего и рециркуляционного воздуха обеспечивается изменением положения заслонок 4.

В крышных кондиционерах малой мощности может отсутствовать смесительная камера с жалюзийными заслонками, поэтому смешение в этом случае необходимо выполнять в подводящем воздуховоде.

Из смесительной камеры воздух проходит через фильтр 2 и подается к теплообменнику (испарителю 3 или конденсатору 6) холодильной машины, где он охлаждается или нагревается (в крышных кондиционерах с тепловым насосом). Для подогрева воздуха в кондиционер может встраиваться дополнительный электрический, водяной или газовый нагреватель 5.

После теплообменников воздух с требуемой температурой подается центробежным вентилятором в систему распределительных воздуховодов.

Воздух для охлаждения конденсатора 6 холодильного цикла забирается из атмосферы специальным вентилятором, также входящим в конструкцию крышного кондиционера, и затем выбрасывается на улицу.

Руфтоп (rooftop) представляет собой крышной кондиционер, конструктивно и технологически выполненный в виде агрегатированной холодильной машины с конденсатором для воздушного охлаждения. Исходя из определения, руфтопы предусматривают монтаж на крыше или кровле зданий. Руфтопы используют для кондиционирования и вентиляции воздуха в больших торговых залах, спортивных сооружениях, конференц-залах, то есть в помещениях большого объема с одной общей крышей.

Руфтопы предназначены для вентиляции, охлаждения и нагрева воздуха в помещении. Кроме того, с их помощью можно значительно повысить качество воздуха: система фильтрации позволяет очистить поступающий воздух, а вспомогательное оборудование способно обеспечить приток свежего воздуха с улицы.

Принцип работы руфтопа при нагреве и охлаждении воздуха

Как правило, большинство современных крышных кондиционеров относятся к рекуперационному типу систем кондиционирования. Следовательно, кондиционер работает на смеси свежего воздуха и воздуха из помещения. Уличный воздух поступает в руфтоп через заборную решетку. По системе воздуховодов рециркуляционный воздух (из помещения) подается в смесительную камеру, где он смешивается с уличным.

Процентное соотношение свежего и рециркуляционного воздуха регулируется заслонками руфтопа, которые могут менять свое положение. Чаще всего крышные кондиционеры небольшой мощности не оснащаются смесительной камерой с заслонками. В таком случае смешивание воздушных масс осуществляется в подводящем воздуховоде. После смесительной камеры воздух поступает в систему фильтрации, где очищается от примесей и пыли, и далее, в теплообменник для охлаждения.

Если в холодильной машине предусмотрен тепловой насос, то воздух в руфтопе также может нагреваться. В качестве подогрева воздуха альтернативой тепловому насосу может выступить электрический или водяной нагреватель.

Существуют модели крышных кондиционеров и с газовым нагревателем. После «температурной» обработки теплом или холодом воздух выбрасывается в систему распределительных воздуховодов с помощью центробежных вентиляторов. Для охлаждения конденсатора за один холодильный цикл также используется воздух, забираемый с улицы спиральным вентилятором, и вновь выбрасываемый в окружающую среду после охлаждения блока. 

Конструктивные особенности

Руфтоп оснащается бесшумным герметичным компрессором, который может комплектоваться подогревом картера и защитой от тепловых перегрузок. Компрессор дополнительно теплоизолирован и размещен в отдельном корпусе.

Электрическая цепь управления кондиционера расположена над корпусом компрессора. Она также защищена от атмосферных воздействий и оснащена жалюзи для свободной циркуляции воздуха. Контроль и управление за крышным кондиционером осуществляется либо с помощью электромеханических средств на основе релейной схемы, либо с использованием микропроцессорных модулей.

Следует сказать, что для руфтопов с тепловым насосом микропроцессорное управление считается стандартным. Каркас крышного кондиционера изготавливается из оцинкованной стали или другого прочного и долговечного материала. 

Дополнительное оборудование руфтопа

Аксессуары и дополнительное оборудование позволяет наилучшим образом адаптировать руфтоп к конкретным требованиям и условиям эксплуатации. Наиболее распространенным дополнительным оборудованием является: 

· электронагреватели, повышающие эффективность функционирования кондиционера при обогреве помещений зимой

· водяные нагреватели, объединяющие руфтоп с системой центрального водоснабжения, и снижающие эксплуатационные расходы

· противодождевые козырьки

· электродвигатели с повышенной мощностью работы для организации высокого статического напора выдуваемого воздуха

· манометры различного давления для более точного контроля функционирования руфтопа

· система управления скоростью вентилятора для повышения эффективности функционирования кондиционера при низких температурах окружающего воздуха

· система защиты дверцы, исключающая несанкционированный доступ во время работы холодильной машины

· сигнальный блок регистрации загрязненности системы фильтрации

Достоинства

· оснащаются надежными спиральными или поршневыми компрессорами

· представляют собой единую моноблочную конструкцию

· забор и раздача воздуха в помещение может производиться как в горизонтальном, так и в вертикальном направлении

· направление воздушного потока может быть изменено переустановкой вентилятора кондиционера

· имеется возможность регулировки расхода воздуха и статического напора вентилятора, что предоставляет определенную свободу при подгоне системы кондиционирования под конкретные требования

· контроль функционирования осуществляется проводной микропроцессорной системой управления



5. ПОДБОР ОБОРУДОВАНИЯ

Оборудование подбирают по рассчитанным теплопоступлениям.

Принимаем 3 Руфтопа фирмы York - ARG 090 AB

Мощностью 84, 0 кВт

Расходом 16 000 м3/ч.



6. ПОСТРОЕНИЕ ПРОЦЕССА ОБРАБОТКИ ВОЗДУХА В ЛЕТНИЙ ПЕРИОД

I-d диаграмма влажного воздуха для данного барометрического давления строится в косоугольной системе координат с углом между осями I и d, равным 135є. Такой выбор системы координат позволят наглядно разместить на диаграмме все необходимые линии:

· d = const -линии постоянных влагосодержаний, характеризующие процессы изменения состояния влажного воздуха без изменения количества влаги в воздухе;

· I = const - линии постоянных теплосодержаний (энтальпий), или адиабаты, характеризующие процессы изменения состояния влажного воздуха без подвода тепла;

· t = const - линии постоянных температур, или изотермы, характеризующие процессы изменения состояния влажного воздуха при постоянной температуре;

· ц = const - линии постоянных относительных влажностей.

Линия ц = 100% называется линией насыщения и делит диаграмму на две зоны. Зона, лежащая выше кривой насыщения, соответствует ненасыщенному состоянию воздуха (ц < 100%). Зона, лежащая ниже кривой, называется зоной тумана, так как в воздух в этой зоне не только насыщен, но и содержит туман (мельчайшие капельки сконденсированной влаги). Любая точка на диаграмме определяет состояние влажного воздуха и позволяет определить все его параметры. Точки, лежащие на линии насыщения, называются точками росы.

Последовательность построения процесса обработки воздуха в летний период:

1. Ставят точку В на пересечении линии температуры помещения (+24??) и кривой относительной влажность 40%.

2. Ставят точку Н на пересечении линии температуры наружного воздуха (+31??) и линии энтальпии (57,4) - параметры наружного воздуха для города, в котором находится помещение;

3. Соединяют точку В и Н;

4. Откладывают на прямой ВН от точки В 30 % всей прямой (поскольку наружного воздуха для работы руфтопа в летний период берется 30%) и ставят точку С - точка смешения;

5. Ставят точку на пересечении линии температуры +2 ?? (работа вентилятора дает прирост 2 ??) и относительной влажности 100%;

6. От точки С вниз по энтальпии откладываем расчитанную величину - точка 1 (;

7. По рассчитанной Е=14 599 (таблица 2) и точке 1 ставим точку 2.



7. ПОСТРОЕНИЕ ПРОЦЕССА ОБРАБОТКИ ВОЗДУХА В ЗИМНИЙ ПЕРИОД

Последовательность построения процесса обработки воздуха в летний период:

1. Ставят точку Н на пересечении линии наружной температуры (-23??) - параметры наружного воздуха для города, в котором находится помещение и кривой относительной влажность 40%;

2. Ставят точку В на пересечении линии температуры воздуха в помещении (20??) и кривой относительной влажность 40%;

3. Соединяют точку В и Н;

4. Откладывают на прямой ВН от точки В 30 % всей прямой (поскольку наружного воздуха для работы руфтопа в летний период берется 30%) и ставят точку С - точка смешения;

5. От точки С вверх по расчетной энтальпии () откладывают расчитанную величину - точка 1;

6. Соединяют и точку 1;

7. По Е и точке 1 откладывают точку на прямой температуры 20 ??;

8. Соединяют и точку 1;

9. Соединяют и точку В - процесс пароувлажнения.



8. РАСЧЁТ СИСТЕМЫ ВОЗДУХОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ

8.1 Расчет и подбор воздухораспределителей

Определение необходимого количества воздухораспределителей производится по формуле:

где - количество воздуха, которое необходимо подать в помещение, ;

- площадь живого сечения воздухораспределителя,

для воздухораспределителя прямоугольного сечения:

0,6 - коэффициент, учитывающий относительную площадь живого сечения воздухораспределителя.

- максимальная скорость воздуха в живом сечении воздухораспредилителя (для притока v=2м/с).

Для помещения 1 - Торговый зал с подобранными тремя руфтопами, в которых расход воздуха подаваемый в это помещение в сумме составляет 48000 , количество воздухораспредилителей в торговом зале будет равно:

Принимаем для помещения 1 - Торговый зал - 57 жалюзийных решёток, размером 400*500мм.



8.2 Аэродинамический расчет системы кондиционирования воздуха

Целью аэродинамического расчета является: определение оптималь-ных соотношений капитальных затрат и эксплуатационных расходов путем обоснованного выбора оптимальных диаметров и сечений воздуховодов и скоростей потока воздуха. В результате аэродинамического расчета опреде-ляются потери давления при расчетных расходах воздуха, и обеспечивается увязка потерь давления.

Для выполнения аэродинамического расчета необходимо:

8. Определить воздухообмен по помещениям.

9. Вибрать схему вентиляции. На плане этажей нанести трассу воздуховода.

Последовательность аэродинамического расчета:

o Вычертить аксонометрическую схему системы вентиляции. На аксонометрическую схему нанести: номера участков; длины расчетных участков; расход воздуха на участке.

Расходы воздуха на концевых участках определяется на основании

расчета воздухообмена. На сборных участках - сумма расходов соответствующих концевых участков.

o Выбрать расчетное направление.

Расчетное направление - направление последовательно соединенных

участков, суммарная длина которых максимальна или максимален расход воздуха.

o Расчетные участки нумеруются, начиная от самого удаленного

концевого участка в сторону увеличения расхода по главной магистрали. А затем нумеруются общие участки ответвлений и остальные концевые участки ответвлений так, чтобы номера участков ответвлений возрастали от конца ответвления к магистрали.

За расчетный участок принимается участок воздуховода, на котором не меняется расход воздуха, длина, размер и форма поперечного сечения, а также материал, из которого изготовлен воздуховод или построен (смонти-рован) канал.

Длины горизонтальных участков принимаются по плану здания, а вертикальных участков по размерам здания.

o Задается скорость воздуха. По величине расхода (L, м³ ) и по

скорости находим в таблице «Данные для расчета воздуховодов» ближайшее значение расхода и выписываем значения диаметра (d), удельные потери давления (R, Па/м), динамическое давление (Р_дин, ПА)

o Рассчитываются потери давления по длине R*?mn, (Па)

o Определяется сумма местных сопротивлений (? ). К местным

сопротивлениям относятся отводы, тройники, внезапное расширение/сужение технологическое вентиляционное оборудование.

o Рассчитываются потери давления на преодоление местных сопротивлений .

o Рассчитываются общие потери давления на расчетном участке.

Для расчета потерь давления в ответвлениях применяется способ после

довательного подбора диаметров воздуховода. Относительная невязка потерь давления не должна превышать 10%. Если невязка превышает 10%, то необхо димо произвести увязку потерь давления путем изменения диаметров на ответвлении.

Таблица 3 - Аэродинамический расчёт системы кондиционирования К-1, К-2, К-3.

№ участка	L, м3/ч	l, м	v, м/с	dэ, м	a*b, мм	Pд, кг/м2	m	n	?ж	R, кг/м2	Rlmn	Z=P*?ж	?P=Rlmn+Z	Примечание
1	800	3,1	1,6	450	d 500	0,1563	1,13	1	1,1	0,023	0,026	0,172	0,198	1 L 90 -1,1
2	1600	3,5	2,4	450	d 500	0,4128	1,13	1	2,6	0,023	0,026	1,073	1,099	1 тр. пр.- 1,3 1 L 90 -1,1
3	3200	11	2,9	630	d 800	0,5135	1,4	1	2	0,015	0,021	1,027	1,048	1 тр.отв.-2
4	6400	11,5	3,5	800	d 800	0,7483	1,13	1	1,38	0,016	0,018	1,033	1,051	1 тр. пр.- 1,3 1перех.-0,08
5	9600	11	4,2	900	d 1000	1,078	1,41	1	1,38	0,019	0,027	1,488	1,514	1 тр. пр.- 1,3 1перех.-0,08
6	12800	11,5	4,6	1000	d 1000	1,292	1,13	1	1,38	0,02	0,023	1,783	1,806	1 тр. пр.- 1,3 1перех.-0,08
7	16000	13,5	4,6	1120	d 1200	1,292	1,41	1	1,38	0,0176	0,025	1,783	1,808	1 тр. пр.- 1,3 1перех.-0,08
Расчёт ответвлений воздуховода
1	800	3,1	1,6	450	d 500	0,1563	1,13	1	1,1	0,023	0,026	0,172	0,198	1 L 90 -1,1
2	1600	3,5	2,4	450	d 500	0,4128	1,13	1	2,6	0,023	0,026	1,073	1,099	1 тр. пр.- 1,3 1 L 90 -1,1
3	800	3,1	1,6	450	d 500	0,1563	1,13	1	1,1	0,023	0,026	0,172	0,198	1 L 90 -1,1
4	1600	3,5	2,4	450	d 500	0,4128	1,13	1	2,6	0,023	0,026	1,073	1,099	1 тр. пр.- 1,3 1 L 90 -1,1
5	800	3,1	1,6	450	d 500	0,1563	1,13	1	1,1	0,023	0,026	0,172	0,198	1 L 90 -1,1
6	1600	3,5	2,4	450	d 500	0,4128	1,13	1	2,6	0,023	0,026	1,073	1,099	1 тр. пр.- 1,3 1 L 90 -1,1
7	800	3,1	1,6	450	d 500	0,1563	1,13	1	1,1	0,023	0,026	0,172	0,198	1 L 90 -1,1
8	1600	3,5	2,4	450	d 500	0,4128	1,13	1	2,6	0,023	0,026	1,073	1,099	1 тр. пр.- 1,3 1 L 90 -1,1
9	800	3,1	1,6	450	d 500	0,1563	1,13	1	1,1	0,023	0,026	0,172	0,198	1 L 90 -1,1
10	1600	3,5	2,4	450	d 500	0,4128	1,13	1	2,6	0,023	0,026	1,073	1,099	1 тр. пр.- 1,3 1 L 90 -1,1
11	800	3,1	1,6	450	d 500	0,1563	1,13	1	1,1	0,023	0,026	0,172	0,198	1 L 90 -1,1
12	1600	3,5	2,4	450	d 500	0,4128	1,13	1	2,6	0,023	0,026	1,073	1,099	1 тр. пр.- 1,3 1 L 90 -1,1
13	1600	2,5	2,8	450	d 500	0,4788	1,13	1	3,28	0,022	0,025	1,570	1,595	6 диф.-0 1 L 90 -1,1 1 тр.-2,1 1 перех.-0,08
14	800	3,1	1,6	450	d 500	0,1563	1,13	1	1,1	0,023	0,026	0,172	0,198	1 L 90 -1,1
15	1600	3,5	2,4	450	d 500	0,4128	1,13	1	2,6	0,023	0,026	1,073	1,099	1 тр. пр.- 1,3 1 L 90 -1,1
16	800	3,1	1,6	450	d 500	0,1563	1,13	1	1,1	0,023	0,026	0,172	0,198	1 L 90 -1,1
17	1600	3,5	2,4	450	d 500	0,4128	1,13	1	2,6	0,023	0,026	1,073	1,099	1 тр. пр.- 1,3 1 L 90 -1,1

Размещено на Allbest.ru