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 Q_ср = 14,5 кВт,

от освещения Q_осв =12,6 кВт,

от оборудования Q_об = 0

Влаговыделения от оборудования W_об = 0

Теплоноситель – горячая вода для ХПГ ₁=150 ^оС, ₂=70 ^оС, для ТПГ `<sub>1</sub>=70 <sup>о</sup>С, `₂=50 ^оС.

табл. 1

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:

Q_л^яТ = q_я • n = 0,075 • 400 = 30 кВт,

где q_я – поток теплоты, выделяемый одним человеком,

q_я=0,075 кВт – при легкой работе и t=24^оС.

Теплопоступления от людей для ХПГ:

Q_л^яХ = q_я • n = 0,1 • 400 = 40 кВт,

где q_я = 0,1 кВт – при легкой работе и t=20^оС.

Теплоизбытки помещения для ТПГ:

Q_я^Т = Q_л^я + Q_ср + Q_осв + Q_об = 30 + 14,5 + 12,6 + 0 = 57,1 кВт

Теплоизбытки помещения для ХПГ:

Q_я^Х = Q_л^я + Q_осв + Q_об = 40 + 12,6 + 0 = 52,6 кВт

Температура приточного воздуха для ТПГ:

t_п = t_в - 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:

t_п = t_в - t = 20 – 6 = 14 ^оС,

Воздухообмен по избыткам явной теплоты для ТПГ:

G₁^Т = 3600 • Q_я / с_в (t_в – t_п) = 3600 • 57,1 / 1 • (24-18) = 34 260 кг/ч

где с_в – удельная теплоемкость воздуха с_в = 1 кДж/(кг ^оС)

Воздухообмен по избыткам явной теплоты для ХПГ:

G₁^Х = 3600 • Q_я / с_в (t_в – t_п) = 3600 • 52,6 / 1 • (20-14) = 31 560 кг/ч

2.2. Воздухообмен по ассимиляции выделяющейся влаги

Избыточные влаговыделения в помещении для ТПГ:

W^Т = g_w • n + 1000 • Wоб = 105 • 400 + 1000 • 0 = 42 000 г/ч

где g_w – влаговыделения одним человеком

g_w = 105 г/ч – при легкой работе и t=24^оС.

Избыточные влаговыделения в помещении для ХПГ:

W^Х = g_w • n + 1000 • Wоб = 75 • 400 + 1000 • 0 = 30 000 г/ч

где g_w = 75 г/ч – при легкой работе и t=20^оС.

Воздухообмен по ассимиляции выделяющейся влаги для ТПГ:

G₂^Т = W^Т / (d_в – d_п) = 42 000 / (11,2-6,2) = 8 400 кг/ч

Воздухообмен по ассимиляции выделяющейся влаги для ХПГ:

G₂^Х = W^Х / (d_в – d_п) = 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 СО<sub>2</sub> при легкой работе z` = 45 г/ч

Воздухообмен по вредным выделениям:

G₃ =  • Z / (z_в – z_п) = 1,2 • 24000 / (3,2 – 0,6) = 11 000 кг/ч

где z_в – ПДК СО₂ в удаляемом воздухе для помещений с кратковременным

пребыванием людей z_в =3,2 г/м³

z_п - концентрация СО₂ в приточном воздухе для малых городов z_п =0,6 г/м³

К расчету принимается наибольший воздухообмен по избыткам явной теплоты для теплого периода.

G = G₁^Т = 34 260 кг/ч

L = G/ =34260/1,2 = 28 550 м³/ч

2.4. Количество рециркуляционного воздуха

Минимально необходимое количество наружного воздуха:

G_н^min =  • 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:

G_н^min< G₃ принимаем G_н = G₃= 11 000 кг/ч

Количество рециркуляционного воздуха

G_р = G – G_н = 34 260 – 11 000 = 23 260 кг/ч

3. Построение процессов обработки воздуха на ID диаграмме

Избыточный поток скрытой теплоты от людей для ТПГ:

Q_с^Т = = q_с • n = 0,08 • 400 = 32 кВт,

где q_я – поток теплоты, выделяемый одним человеком,

q_с=0,08 кВт – при легкой работе и t=24^оС.

Теплопоступления от людей для ХПГ:

Q_с^Х = q_с • n = 0,05 • 400 = 20 кВт,

где q_с = 0,05 кВт – при легкой работе и t=20^оС.

Угловой коэффициент угла процесса для ТПГ:

E^Т = 3600 • (Q_я^Т + Q_с^Т) / W^Т = 3600 • (57,1 + 32) / 42 = 7600 кДж/кг влаги

Угловой коэффициент угла процесса для ХПГ:

E^Х = 3600 • (Q_я^Х + Q_с^Т) / W^Х = 3600 • (52,6 + 20) / 30 = 8700 кДж/кг влаги

Влагосодержание смеси наружного и рециркуляционного воздуха для ТПГ

d_с = (G_н • d_н + G_р • d_в) / G = (11 000 • 13,2 + 23260 • 11,2) / 34260 = 12 г/кг

Влагосодержание смеси наружного и рециркуляционного воздуха для ХПГ

d_с = (G_н • d_н + G_р • d_в) / 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

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 z_wz = 0,5 мг/м3

Содержание пыли в наружном воздухе непромышленного города z_ext = 0,6 мг/м3

Степень очистки приточного воздуха

_тр= 100% • (z_ext - z_wz) / z_ext = 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 f_я = 0,22 м²

начальное сопротивление P_ф.н =40 Па

конечное сопротивление P_ф.к = 150 Па

удельная пылемкость П = 570 г/м²

способ регенерации – замена фильтрующего материала.

Требуемая площадь фильтрации:

F_ф^тр = L/ q = 28550/7000=4,01 м²,

Необходимое количество ячеек:

n_я = F_ф^тр / f_я = 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.

m_уд = L • z_ext• _n/ F_ф = 28550 • 0,6•10^-3 • 0,82 / 4,01 = 3,4 г/м²ч

Периодичность замены фильтрующей поверхности:

_рег = П / m_уд=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:

Е_А = = =0,96

где t_вк – температура воздуха конечная (после камеры орошения) t_вк =11 ^оС

t_вн – температура воздуха начальная (до камеры орошения) t_вк =16,3 ^оС

t_мвн – температура по мокрому термометру t_мвн =10,8 ^оС

Коэффициент орошения =2,0 – по графику на рис. 15.27 (2).

Расход воды на орошение:

G_ж =  • G = 2,0 • 34260 = 68 520 кг/с

Давление воды перед форсункой:

p_ж = 80 кПа – по графику на рис. 15.32 (2).

4.2.2. ТПГ

процесс обработки воздуха – политропный – охлаждение и осушение.

Коэффициент адиабатной эффективности:

Е_А = = =0,38

где I_вк – энтальпия воздуха конечная (после камеры орошения) I_вк =39,5 кДж/кг

t_вн – энтальпия воздуха начальная (до камеры орошения) I_вк =59 кДж/кг

I^пр_в – предельная энтальпия для данного процесса I^пр_в =38,5 кДж/кг

I^пр_вн – предельная энтальпия для начального состояния I^пр_вн =90 кДж/кг

Коэффициент орошения =0,7 – по графику на рис. 15.27 (2).

Коэффициент политропной эффективности Е_П = 0,25 – по номограмме на рис. 15.27 (2).

Расход воды на орошение:

G_ж =  • G = 0,7 • 34260 = 23980 кг/с

Относительная разность температур воздуха:

 = b • c •  • (1/Е_П – 1/Е_А) = 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;

с_ж – удельная теплоемкость воды с=4,19 кДж/(кг•^оС)

Температура воды начальная:

t_жн = = = 6 ^оС

где t^пр_в – предельная температура для данного процесса t^пр_в =13,8 ^оС

Температура воды конечная:

t_жн = = = 11,6 ^оС

Давление воды перед форсункой:

p_ж = 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 F_ф = 3,31 м².

Относительный перепад температур:

_В1 = (t_вн - t_вк) / (t_вн - t_жн) = (11-16,3) / (11-95) = 0,06– для 1-го подогревателя

где t_жн – начальная температура теплоносителя t_жн =95 ^оС

t_вн , t_вк – начальная и конечная температура обрабатываемого воздуха

_В2 = (14,8-18) / (14,8-95) = 0,04– для 2-го подогревателя

Относительный расход воздуха:

G` = G / G_ном = 34260 / 37800 = 0,9

где G_ном – 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

G_Ж1 = G•с_в•_В1/с_ж•_Ж1 = 34260 • 1,005 •0,06 / 4,19 •0,75 = 687 кг/ч– для 1-го подогревателя

G_Ж2 = 34260 • 1,005 •0,04 / 4,19 •0,8 = 411 кг/ч– для 2-го подогревателя

Конечная температура теплоносителя:

t_жк1 = t_жн + _Ж1 • (t_вн – t_жн) = 95 + 0,75 (11 – 95) = 32 ^оС

t_жк2 = 95 + 0,8 (14,8 – 95) = 31 ^оС

Массовая скорость воздуха в фасадном сечении установки:

V) = G / 3600 • F_ф = 34260 / 3600 • 3,31 = 2,9 кг/(м²с)

Потери давления по воздуху:

P_В = 25 Па – по номограмме рис. 15.43 (2).

Потери давления по воде:

P_Ж1 = Б • (_В1 / _Ж1)² • G`² •98,1 = 0,623 • (0,06 / 0,75)² • 0,9² • 98,1 = 0,32 кПа.

P_Ж2 = 0,623 • (0,04 / 0,75)² • 0,9² • 98,1 = 0,14 кПа.

4.4. Холодильные установки.

Холодопроизводительность установки в рабочем режиме:

Q_хр = А_х • G • (I_н – I_к) / 3600 = 1,2 • 34260 • (59-39,5) / 3600 = 213 кВт

где: А_х – коэффициент запаса, учитывающий потери холода на тракте хладагента,

холодоносителя и вследствие нагревании воды в насосах, А_х = 1,12 ч 1,15;

I_н , I_к – энтальпия воздуха на входе в камеру орошения и выходе из неё.

Температура кипения хладагента:

t_их = (t_жк + t_жн)/2-(4ч6) = (6+11,6) / 2 - 5 = 3,3 °С

температура конденсации хладагента:

t_конд = t_к.к + (3ч4) = 24 + 4 = 28 °С

температура переохлаждения холодильного агента

t_п.х = t_к.н + (1ч2) = 20 + 2 = 22 °С

где: t_к.н – температура охлаждающей воды перед конденсатором,

ориентировочно принимаемая t_к.н = 20°С;

t_к.к – температура воды на выходе из конденсатора,

принимаемая на 3ч4°С больше t_к.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:

q_vр =(i_их – i_пх) / V_их = (574,6-420,6)/0,053 = 2905 кДж/м³

где: i_и.х – энтальпия паровой фазы хладагента при t_и.х , кДж/кг;

i_п.х – энтальпия жидкой фазы хладагента при t_п.х , кДж/кг;

v_и.х – удельный объем паров хладагента при t_и.х , кг/м³.

Холодопроизводительность холодильной машины в стандартном режиме

(t_н.х =5°C, t_конд=35°С, t_п.х =30°С):

= = 190 кВт

где: λ_с – коэффициенты подачи компрессора при стандартном режиме λ_с=0,76

λ_р – коэффициенты подачи компрессора при рабочем режиме по табл. 4.6 (3).

q_vc – объемная холодопроизводительность при стандартном режиме,

q_vc=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 = Р_маг + Р_к + Р_ф + Р_ко +2 • Р_вн = 100 + 50 + 150 + 50 + 2• 25 = 400 Па

где Р_маг –сопротивление магистрального воздуховода принимаем 100 Па

Р_к – сопротивление приемного клапана принимаем 50 Па

Р_ф – сопротивление с фильтра Р_ф =150 Па

Р_ко – сопротивление камеры орошения принимаем 50 Па

Р_вн – сопротивление воздухонагревателя Р_вн = 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 D_ном

Двигатель 4А132М8; m=438 кг

Литература

1. СНиП 2.04.05-91* Отопление, вентиляция и кондиционирование. М.: ГУП ЦПП, 2001. 74с.

2. Справочник проектировщика. Под ред. Павлова Н.Н. Внутренние санитарно-технические устройства. Часть 3. Вентиляция и кондиционирование воздуха. М.: Стройиздат. 1985.

3. Иванов Ю.А., Комаров Е.А., Макаров С.П. Методические указания по выполнению курсовой работы "Проектирование кондиционирования воздуха и холодоснабжение". Свердловск: УПИ, 1984. 32 с.

Министерство образования РФ

Уральский государственный технический университет

кафедра "Теплогазоснабжение и вентиляция"

КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ ВОЗДУХА

И ХОЛОДОСНАБЖЕНИЕ

КУРСОВАЯ РАБОТА

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

преподаватель: Н.П.

студент: С.Ю.

1851929

группа: ТГВ-6 (Екатеринбург)

Екатеринбург

2004