Расчет аспирационных систем

1. Расчет тепловых нагрузок в помещении

1.1 Наружные тепловые нагрузки

1.2 Внутренние тепловые нагрузки

2. Расчет теплового баланса помещения

3. Выбор кондиционера. Схема расположения

Заключение

Список литературы

Исходные данные

1. Выбрать номер варианта по заданию преподавателя.

2. Рассчитать тепловые нагрузки в помещении: внутренние и наружные.

3. Рассчитать количество воздуха, необходимое для подачи в помещение.

4. По найденному значению количества воздуха подобрать соответствующую модель кондиционера.

5. Привести основные характеристики выбранного кондиционера.

6. Привести схему расположения кондиционера в помещении и схему подачи воздуха.

Город:                                                                         Тараз;

Параметры помещения (Д x Ш x В), м:                    4 x 3,5 x 2,8;

Данные по оборудованию:   кол-во                           11 шт.;

мощность Р_об, кВт/ч1,8;

КПД η                           0.95;

Данные по ист. света:            мощ. N ос.уст., Вт/м²     75;

                                               вид ист. св. люминисц. лампы

Число сотрудников, из них: мужчины                      7

                                               женщины                      5

Окна:                                               кол-во                           3/3

                                               площадь 1 окна, м²      1,5

                                               расположение              З/В

вид    остекление в двой-х метал. переплет, загрязнение умеренное

Расчетное время суток, ч.:                                         11-12

Температура в помещении, ⁰С:      летом                            26

                                                        зимой                  19

Вид положения работы        :                                              сидя

Введение

Технологические системы кондиционирования предназначены для обеспечения параметров воздуха (температуры, влажности и подвижности), в максимальной степени отвечающих требованиям определенного производственного или технологического процесса, а также обеспечивающих работоспособность радиоэлектронного оборудования, высокочастотных станков, приборов и т. п. Определенное состояние воздуха является необходимым, часто решающим условием для осуществления многих, особенно новейших технологических процессов.

Значение кондиционирования воздуха из года в год возрастает и находит все большее применение. Наряду с пищевой, текстильной, бумажной промышленностью выделяют производство различных электронных приборов, продукции точного машиностроения, а также создание в медицинских учреждениях чистой, стерильной воздушной среды с заданными температурными и влажностными условиями, поддержание специальных условий для хранения культурных и исторических ценностей и многое другое.

1. Расчет тепловых нагрузок в помещении

В помещениях различного назначения действуют в основном тепловые нагрузки, возникающие снаружи помещения (наружные); а также тепловые нагрузки, возникающие внутри зданий (внутренние).

1.1 Наружные тепловые нагрузки

Данные нагрузки представлены следующими составляющими:

- теплопоступления или теплопотери в результате разности температур снаружи и внутри здания через стены, потолки, полы, окна и двери.

- разность температур снаружи здания и внутри него летом является положительной, в результате чего имеет место приток тепла снаружи во внутрь помещения; и наоборот – зимой эта разность отрицательна и направление потока тепла меняется;

- теплопоступления от солнечного излучения через застекленные площади; данная нагрузка проявляется в форме ощущаемого тепла;

- теплопоступления от инфильтрации.

В зависимости от времени года и времени суток наружные тепловые нагрузки могут быть положительными.

Теплопоступления и теплопотери в результате разности температур определяются по формуле (1) (1):

                       (1.1)

где V_пом – объем помещения, м³:

;

X_o – удельная тепловая характеристика, Вт/м^{3 0}С:

;

t_Нрасч – наружная температура (параметр А). Для холодного периода – средняя температура самого холодного месяца в 13 часов, для теплого периода – средней температуре самого жаркого месяца в 13 часов.

t_Врасч – внутренняя температура, выбирается с учетом комфортных условий или технологических требований, предъявляемых к производственным процессам.

Для теплого времени года

t_Нрасч = 29,4 ⁰С

t_Врасч = 26 ⁰С

Для холодного времени года

t_Нрасч = -9 ⁰С

t_Врасч = 19 ⁰С

Избыточная теплота солнечного излучения в зависимости от типа стекла почти до 90% поглощается средой помещения, остальная часть отражается. Максимальная тепловая нагрузка достигается при максимальном уровне излучения, которое имеет прямую и рассеянную составляющие. Интенсивность излучения зависит от ширины местности, времени года и времени суток.

Теплопоступление от солнечного излучения через остекление определяется по формуле (2) (1):

                                     (1.2)

где    q^I, q^II – тепловые потоки от прямой и рассеянной солнечной радиации, Вт/м²;

F^I_o, F^II_o – площади светового проема, облучаемые и необлучаемые прямой солнечной радиацией, м³;

β_с.з. – коэффициент теплопропускания. По таблице 4 (1):

β_с.з. = 0.15

При отсутствии наружных затеняющих козырьков, ребер и т. д. для периода облучения остекления солнцем, когда его лучи проникают через окно в помещение F^I_o=F_o; F^II_o=0, (3) (1):

     (1.3)

q_вп; q_вр – тепловые потоки от прямой рассеянной радиации, Вт/м². По таблице 5 (1) для широты в 44⁰СШ до полудня в 11-12 ч. при расположении З:

q_вп = 73 Вт/м²; q_вр = 77 Вт/м²;

F_o = nS_o = 3∙1,5=4,5 м² – площадь светового проема (n – число окон; S_o – площадь 1 окна);

K₁ – коэффициент затемнения остекления переплетами (K^C₁ – для облученных проемов). По таблице 6 (1):

K^C₁= 0.72;

К₂ – коэффициент загрязнения остекления. По таблице 7 (1):

К₂ = 0.9.

Тогда:

По таблице 5 (1) для широты в 44⁰СШ до полудня в 11-12 ч. при расположении В:

q_вп = 214 Вт/м²; q_вр = 79 Вт/м²;

F_o = nS_o = 3∙1,5=4,5 м² – площадь светового проема (n – число окон; S_o – площадь 1 окна);

Тогда:

Тогда общее теплопоступление солнечного излучения с обеих окон равно:

1.2 Внутренние тепловые нагрузки

Внутренние нагрузки в жилых, офисных или относящихся к сфере обслуживания помещениях слагаются в основном из тепла:

- выделяемого людьми;

- выделяемого лампами и осветительными, электробытовыми приборами;

- выделяемого компьютерами, печатающими устройствами фотокопировальными машинами пр.;

В производственных и технологических помещениях различного назначения дополнительными источниками тепловыделений могут быть: нагретое производственное оборудование, горячие материалы, в том числе жидкости и различного рода полуфабрикаты, продукты сгорания и химических реакций.

Теплопоступления от людей зависит от интенсивности выполняемой работы и параметров окружающего воздуха. Тепло, выделяемое человеком, складывается из ощутимого (явного), то есть передаваемого в воздух помещения путем конвекции и лучеиспусканий, и скрытого тепла, затрачиваемого на испарение влаги с поверхности кожи и из легких.

По таблице 8 (1) летом при 26 ⁰С один мужчина выделяет явного тепла 61 Вт, а общего – 102 Вт. Женщина выделяет 85% от нормы тепловыделений взрослого мужчины. Тогда выделение явного тепла в помещении составит:

.

А выделение общего тепла:

По таблице 8 (1) зимой при 20 ⁰С один мужчина выделяет явного тепла 82 Вт, а общего – 103 Вт. Женщина выделяет 85% от нормы тепловыделений взрослого мужчины. Тогда выделение явного тепла в помещении составит:

.

А выделение общего тепла:

аспирационный тепловой кондиционер

Теплопоступление от осветительных приборов, оргтехники и оборудования рассчитывается следующим образом. Теплопоступление от ламп определяется по формуле (5) (1):

                              (1.4)

где η – коэффициент перехода электрической энергии в тепловую (для люминесцентных ламп η=0.5-0.6);

N_осв – установленная мощность ламп (N=75 Вт/м²);

Fпол – площадь пола:

Тогда:

.

Тепло, выделяемое производственным оборудованием, определяется по формуле (6) (1):

                                             (1.5)

.

Теплопритоки, возникающие за счет находящейся оргтехники, - это 30% мощности оборудования:

.

2. Расчет теплового баланса помещения

На основании выполненных расчетов составим баланс теплопоступлений в помещении:

Лето:

Зима:

Так как тепловой баланс для лета больше зимнего теплового баланса, то рассчитаем теплонапряженность воздуха по формуле:

 ккал/м³.

При >20ккал/м³, =8 °C,

Определение количества воздуха, необходимое для поступления в помещение:

 м³/час

где С=0,24 ккал/(кг°C) – теплоемкость воздуха,

γ=1,206 кг/м³ – удельная масса приточного воздуха.

Определение кратности воздухообмена:

час^-1.

3. Выбор кондиционера. Схема расположения

Исходя из полученных данных, выберем кондиционер сплит-системы настенного типа.

Таблица 2 – Основные технические характеристики настенного кондиционера серии CP фирмы DELONGHI (Италия), 230/50. Модель СP40.

Эл. питание, В/Гн	Произв по холоду, Вт	Потр эл мощн, Вт	Потребл ток, А	Удален влаги, л/4	Произв по теплу, Вт	Расход воздуха (внутр блок), м3/ч	Размер, мм	Расход воздуха (внешн блок), м3/ч	Размер, мм
230/1/50	5073	1603	6,9	2,2	5542	640	L 967 H 300 B 195	2200	L 800 H 640 B 280

Во внешнем блоке находятся компрессор, конденсатор и вентилятор. Внешний блок можно установить на стене здания, на крыше или на чердаке, в подсобном помещении или на балконе, то есть в таком месте, где горячий конденсатор может продуваться атмосферным воздухом более низкой температуры.

Внутренний блок устанавливается непосредственно в кондиционируемом помещении и предназначен для охлаждения или нагревания воздуха, фильтрации его и создания необходимой подвижности воздуха в помещении. Внутренние блоки поддерживают заданную температуру, обеспечивают равномерное распределение воздуха в помещении и работают практически бесшумно (уровень шума 35-38 дБ).

Управление работой настенного кондиционера производится с дистанционного пульта, который позволяет задать режим работы кондиционера: обогрев, охлаждение, осушку, вентиляцию, ночной режим; задать требуемую температуру, которую должен поддерживать автоматически; выбрать режим работы вентилятора: настроить таймер, который включит или выключит кондиционер в заданное время; автоматически регулировать положение направляющих шторок и изменить таким образом направление воздушного потока.

Рисунок 3.1 – Схема расположения кондиционера в производственном помещении

Заключение

Выполнив данную курсовую работу, были рассчитаны тепловые нагрузки в помещении, наружные и внутренние. По расчетам была выбрана модель кондиционера с подходящими характеристиками. Из расчетов видно, что при достаточно маленьком пространстве и большом количестве человек и оборудования, количество избыточного тепла очень высоко, что предполагает установку достаточно мощной системы кондиционирования.

Обеспечение воздушного комфорта в жилых и производственных помещениях зависит от систем аспирации, вентиляции, отопления и кондиционирования воздуха. Задача кондиционирования воздуха состоит в выполнении вентиляции и отопления, а также в поддержании таких параметров воздушной среды, при которых каждый человек благодаря своей индивидуальной системе автоматической терморегуляции организма чувствовал бы себя комфортно, не замечая влияния этой среды.

Список литературы

1. Хакимжанов Т.Е. Расчет аспирационных систем. Дипломное проектирование. Для студентов всех форм обучения всех специальностей. – Алматы: АИЭС, 2002. – 30 с.

2. СНиП РК 2.04-01-2001. Общие строительные нормы и правила устройства систем вентиляции и кондиционирования воздуха. Административные и бытовые здания.

3. Ананьев В.А., Балуева Л.Н., Гальперин А.Д. и др. Системы вентиляции и кондиционирования. Теория и практика: Учебное пособие. – Москва: Евроклимат Изд-во «Арина», 2000. – 416 с.

4. Хакимжанов Т.Е. Охрана труда: Учебное пособие для ВУЗов. – Алматы: Эверо, 2006. – 264 с.

5. Калинушкин М.П. Вентиляторные установки: Учебное пособие. – Москва: Высшая школа, 1979. – 223 с.