Кондиционирование универсама

Кондиционирование универсама

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 = [pic] = 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 = [pic] = [pic]=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 = [pic] = [pic]=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 = [pic] = [pic] = 6 оС

где tпрв – предельная температура для данного процесса tпрв =13,8 оС

Температура воды конечная:

tжн = [pic] = [pic] = 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[pic]

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):

[pic] = [pic] = 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.

[pic]

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