Кондиционирование воздуха операционного зала банка в городе Владимир

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство Высшего образования РФ

Уральский Государственный Технический Университет

Кафедра «Теплогазоснабжения и вентиляции»

КУРСОВАЯ РАБОТА

Кондиционирование воздуха операционного зала банка в городе Владимир

Преподаватель: Комаров Е. А.

Студент: Исакова Л. В.

Группа: СЗ-500707-н

Екатеринбург 2013

Содержание

Исходные данные

Определение количества выделяющихся вредных веществ и расчёт необходимых воздухообменов

Построение процессов обработки воздуха на I -d диаграмме

Расчет основных рабочих элементов установки

Кондиционирования воздуха и подбор оборудования

Воздухонагреватель

Холодильная установка

Вентиляторный агрегат

Приёмный клапан

Компоновка и теплохолодоснабжение прямоточного кондиционера Библиографический список

кондиционирование воздух

Исходные данные

В данной курсовой работе проектируется система кондиционирования с первой рециркуляцией воздуха в городе Владимир. Количество - 72. Размеры помещения (операционный зал банка) : L=36м; В=12м; Н=4 м.

В помещение поступают следующие виды выделений:

теплопоступления от солнечной радиации - Qс. р = 24, 3 кВт;

теплопоступления от освещения - Qосв = 10, 8 кВт;

теплопоступления от оборудования- Qоб = 9, 6 кВт;

влаговыделения-W=2, 4 кг/ч

Расчетные значения параметров наружного и внутреннего воздуха приведены в таблице 1.

Таблица 1

	Наружный воздух	Внутренний воздух
Параметры	Холодный период	Теплый период	Холодный период	Теплый период
Влажность , %	-	-	40	50
Температура t, С	-28	27, 0	20	22
Энтальпия I, кДж/кг.	-27, 5	53, 8	-	-

Схема СКВ: 2б. В качестве теплоносителя для воздухонагревательных установок второй ступени принимается вода из системы теплоснабжения с параметрами t=70 C, t=50 C в теплый и холодный период.

Определение количества выделяющихся вредных веществ и расчет необходимых воздухообменов

Количество воздуха, подаваемого в помещение для обеспечения требуемых условий воздушной среды в рабочей или обслуживаемой зоне (полезную производительность СКВ), следует определять расчетом на основании количества избыточной теплоты, влаги и вредных веществ, поступающих в помещение, отдельно для теплого и холодного периодов года.

Необходимая величина воздухообмена при расчете по избыткам явной теплоты:

G1 = 3600 Qя / св (tв - tп), кг/ч, (1)

где Qя - избыточный поток явной теплоты в помещение, кВт;

tв - температура воздуха в рабочей или обслуживаемой зоне, С;

tп - температура приточного воздуха, С;

св - удельная теплоемкость воздуха, св = 1 кДж/кг С;

tп = tв -t, С, (2)

t - температурный перепад, зависит от назначения помещения, его геометрических размеров, места подачи и способа распределения приточного воздуха.

Для жилых и общественных зданий при расположении низа приточной решетки на высоте 2, 5-3, 5 м от пола Дt = 2-4 С. Принимаем Дt=5оC.

Проводим расчет теплоизбытков.

Теплый период года:

Величина Qя определяется следующим образом:

Qя = Q ял + Qс. р+ Qосв + Qоб, кВт, (3)

где Q ял - теплопоступления от людей Q ял = qя n, кВт;

qя - поток явной теплоты, выделяемого одним человеком, кВт,

принимается в зависимости от температуры и категории

работы по табл. 2. 1. [ 1 ]; лёгкая работа, t=22С

qя =0, 085 кВт;

n - число людей, одновременно находящихся в помещении; n=72 чел.

Получаем, Q ял = 0, 085 x 72 = 6, 12 кВт;

Qя = 6, 12+ 24, 3 +10, 8+9, 6 = 50, 82 кВт;

tп = 22 - 5 =17С;

G1 = 3600 x 50, 82 / 1 (22-17) =36590 кг/ч.

Холодный период года:

Qя = Q ял + Qосв+ Qоб, кВт, (4)

Принимаем для холодного периода: tв=20С qя =0, 099 кВт;

Получаем, Q ял = 0, 099 x 72= 7, 128 кВт;

Qя = 7, 128 + 10, 8+9, 6 = 27, 528кВт;

tп =20 - 5 =15С

G1 = 3600 x 27, 528 / 1 (20-15) = 19820 кг/ч.

Воздухообмен по ассимиляции выделяющейся влаги:

G2 = W / (dв - dп), кг/ч, (5)

где dв - влагосодержание удаляемого воздуха (соответствующее tв и в), г/кг с. в;

dп - влагосодержание приточного воздух (соответствующее tп и п; принимается по I-d диаграмме после построения в ней точки П), г/кг;

W - избыточные влаговыделения в помещении, подлежащие ассимиляции приточным воздухом:

W=gwn+1000Wоб, г/ч; (7)

gw - влаговыделения одним человеком, г/ч, принимаются в зависимости от температуры и категории работы по табл. 2. 1. [ 1 ];

Wоб - влаговыделения от оборудования, кг/ч, приведены в задании.

Теплый период:

tв = 22 С и в = 50% dв = 8, 5 г/кг;

dп = 8, 1 г/кг (см п 3. 1) ;

gw = 91 г/ч;

W = 91x 72+1000 x2, 4 = 8952 г/ч;

G2 =8952/ (8, 5-8, 1) = 22380 кг/ч;

Воздухообмен по борьбе с выделяющимися вредными парами и газами:

G3 = вZ / (zв - zп), кг/ч, (8)

где в - плотность воздуха, в = 1, 2 кг/м3;

zв - предельно допустимая концентрация вредных веществ в воздухе,

удаляемом из помещения zв = 3, 2 г/м3;

zп - концентрация вредных веществ в приточном воздухе; для малых городов zп = 0, 6 г/м3;

Z - количество вредных веществ, поступающих в воздух помещения

Z = zn, г/ч;

z - количество вредных веществ, поступающих в воздух помещения от одного человека, принимаем в зависимости от категории работ, г/ч, табл 2. 1[ 1 ];

Теплый и холодный период года:

Z = 60 x 72=4320 г/ч;

G3= 1, 2 x 4320 / (3, 2-0, 6) = 1994 кг/ч;

В качестве расчетного воздухообмена принимаем максимальный воздухообмен по избыткам явной теплоты G = 36590 кг/ч, по которому производим расчет для холодного периода года.

Определяем воздухообмен по ассимиляции выделяющейся влаги холодный период:

tв = 20С и в = 40% dв = 6, 0 г/кг;

qc = 0, 052 кВт;

gw = 75 г/ч;

W = 75 x 72+1000 x 2, 4= 7800г/ч;

dп= 5, 7 г/кг; (см. п 3. 1)

G2 =7800/ (6, 0-5, 7) = 26000 кг/ч;

Построение процессов обработки воздуха в I - d диаграмме

Исходными данными для построения процесса тепловлажностной обработки воздуха являются:

Для теплого периода:

tв = 22С и в = 50%

Tн = 27, 0С и Jн = 53, 8 кДж/кг

Для холодного периода:

tв = 20С и в = 40%

Tн = -28С и Jн = -27, 5 кДж/кг

Процессы обработки воздуха построены для теплого и холодного периодов на I - d диаграмме (рис. 1).

Независимо от заданной схемы обработки воздуха в кондиционере необходимо найти величину углового коэффициента луча процесса .

=3600Qп/w=3600 (Qя+ Qс), кДж/кг влаги (9)

Где Qя, Qп, Qс - избыточный поток соответственно явной, полной и скрытой теплоты в помещении, кВт;

W-избыточные влаговыделения в помещении, подлежащие ассимиляции приточным воздухом кг/ч.

Избыточный поток скрытой теплоты определим:

Qс =Wоб jвп /3600+qсn, кВт (10)

Где jвп=2500+1, 8 tв- энтальпия водяного пара при tв, кДж/кг;

qс- поток скрытой теплоты (принимается в зависимости от категории работы по таб. 2. 1 [ 1 ]).

Теплый период:

qс=0, 0636 кВт jвп=2500+1, 8х22=2539. 6 кДж/кг

Qс= (2, 4 х 2539, 6) /3600+0, 0636 х72=6, 27 кВт

Определим величину луча процесса: W=8, 9кг/ч (см. п. 2. 2), Qя=50, 82 кВт (см. п. 2. 1)

= 3600 (50, 82+6, 27) / 8, 9 = 23092, 6 кДж/кг влаги; dп = 5, 7 г/кг;

О - П процесс нагревания воздуха в воздухонагревателе второго подогрева

П' - П подогрев воздуха в вентиляторе и воздуховодах;

Н - О процесс изменения состояния воздуха в камере орошения

2. Холодный период:

qс=0, 052кВт jвп=2500+1, 8х20=2536 кДж/кг

Qс= (2, 4 х 2536) /3600+0, 052 х72=5, 44 кВт

Определим величину луча процесса: W=7, 8 кг/ч (см. п. 2. 2), Qя=27, 528 кВт (см. п. 2. 1)

 = 3600 (27, 528+5, 44) / 7, 8 = 15216кДж/кг влаги

Для определения параметров приточного воздуха найдем его ассимилирующую способность по влаге:

?d=W/G,

где W, G- были определены в п. 2. 1, 2. 2

?d=7800/26136=0, 3 г/кг сух. воз.

Для определения параметров приточного воздуха находим его ассимилирующую способность по полной теплоте ?I, кДж/кг:

? I= Qп/G= (33Ч3600) /26136=4, 5 кДж/кг.

И вычисляем энтальпию приточного воздуха Iп, кДж/кг:

Iп=Iв-?I=35, 2-4, 5=30, 7 кДж/кг

О - П процесс нагревания воздуха в воздухонагревателе второго подогрева;

К - О процесс адиабатического увлажнения.

Параметры всех точек также представлены на рис. 1.

Расчет основных рабочих элементов установки кондиционирования воздуха и подбор оборудования

Центральные кондиционеры имеют модульную структуру и набираются из функциональных блоков различного назначения. Подбор оборудования и компоновка кондиционера осуществляется в зависимости от количества обрабатываемого воздуха и принятой схемы обработки.

Типоразмер кондиционера.

Кондиционеры КЦКП имеют густой типоразмерный ряд по номинальной производительности по воздуху от 1600 до 100000м3/ч. Выбор типоразмера должен производиться по величине расчетного воздухообмена с учетом различных факторов: уровня шума, стоимости, наличия достаточных площадей для размещения оборудования, сопротивления сети воздуховодов и прочих. При этом режиму оптимальной работы соответствует скорость движения воздуха в проходных сечениях блоков в пределах 2-3, 5м/c.

Необходимый воздухообмен составляет 36590кг/ч = 36590/1, 2 = 30492 м3/ч

Принимаем к установке кондиционер марки КЦКП-31, 5, номинальной производительностью по воздуху L = 31500 м3/ч.

Воздухоприемные и смесительные блоки.

Служат для организации поступления наружного воздуха или его сме-шения с рециркуляционным в приточном агрегате. Оснащаются воздушными клапанами с электроприводом. В воздухозаборной секции используется один клапан, размещаемый либо вертикально на торцевой стенке блока, либо горизонтально - на верхней панели. В смесительных секциях к панелям корпуса блока крепятся два клапана. Вертикальный на торцевой стенке обычно используется для прохода наружного воздуха; верхний горизонтальный - для подачи рециркуляционного. Аэродинамическое сопротивление приемных и смесительных блоков определяется как:

?Pпс=bЧ (Gв/ (3600Ч свЧ Fфр) 2,

где b - коэффициент, принимаемый для воздухозаборных секций b = 2, 3; а для смесительных b = 3, 1;

св - плотность воздуха, св = 1, 2 кг/м3;

Fфр - площадь фронтального сечения, м2. Принимается по [2]. Fфр =2, 934 м2.

Аэродинамическое сопротивление приемного блока:

Аэродинамическое сопротивление смесительного блока:

Блоки фильтров.

В данной СКВ применим фильтры карманного типа грубой очистки G4

-площадь живого сечения - 2 м2;

- начальное сопротивление - 42 Па;

- конечное сопротивление - 250 Па;

- скорость фильтрации - 1, 5 м/с.

Блоки воздухонагревателей.

Предназначены для нагревания воздуха в секциях первого и второго подогрева и представляют собой многорядный пучок медных труб, оребренных гофрированными пластинами из алюминиевой фольги и заключенных в каркас из оцинкованной стали. В курсовой работе рассматриваются только водяные воздухонагреватели без обводного канала. Подвод теплоносителя осуществляется к нижнему патрубку теплообменника. Рекомендуемый диапазон скоростей в трубах хода 0, 5-2, 0 м/с.

В качестве исходных данных для расчета воздухонагревателя принимаются расход воздуха Gв=10, 2кг/с, начальная температура обрабатываемого воздуха tн=-28оС, конечная tк=21, 2оС. Фронтальная площадь сечения кондиционера КЦКП-31, 5 Fфр=2, 934 м2.. Расчет выполняется в следующем порядке.

1. По известной площади фронтального сечения принятого типоразмера кондиционера определяется действительная массовая скорость воздуха.

= G/ Fфр, кг/м2с

=10, 2/2, 934 = 3, 5 кг/м2с

2. Находится тепловая мощность воздухонагревателя.

QТ =GвЧсв Ч (tк - tн), кВт,

где

cв - массовая теплоемкость воздуха, принимаемая равной cв = 1 кДж/ (кг·оС) ;

tк, tн - конечная и начальная температуры обрабатываемого воздуха, С;

QТ =10, 2Ч1 Ч (21, 2+28) =502 кВт

Вычисляется массовый расход теплоносителя.

где twн, twк - температуры теплоносителя на входе и на выходе из воздухонагревателя, oC; twн=110оС; twк=70оС.

cw - массовая теплоемкость воды, cw = 4, 2 кДж / (кго·С).

Задаваясь скоростью движения теплоносителя в трубках хода, а также числом рядов трубок и шагом пластин определяем величину коэффициента теплопередачи К:

К=АЧ (сЧн) 0, 37Чw0, 18, Вт/ (м2 · оС),

где A - коэффициент, учитывающий конструктивные характеристики теплообменников. Его значение зависит от количества рядов трубок и шага пластин. Для воздухонагревателя с 4 рядами трубок и шагом пластин равным 1, 8 коэффициент А=20, 94;

w - скорость движения теплоносителя, м/с. Принимаем 1, 0 м/с.

К=20, 94Ч3, 50, 37Ч1, 0, 18= 33, 3 Вт/ (м2 · оС)

Вычисляется необходимая площадь поверхности теплообмена.

где tср - средняя температура теплоносителя, oC,

QТ - тепловая мощность воздухонагревателя, кВт.

Принимаем к установке воздухонагреватель с площадью нагрева 176, 7 м2

Находится величина избыточного теплового потока.

<10%

Определятся аэродинамическое сопротивление воздухонагревателя.

ДPв=БЧ (сн) m, Па

где Б, m - величины, характеризующие работу воздухонагревателя. Для выбранного воздухонагревателя Б=7, 962, m=1, 59.

ДPв=7, 962Ч3, 51, 59=58, 4 Па.

Находится гидравлическое сопротивление воздухонагревателя.

ДPw=3, 6Чw1, 69, Па

ДPw=3, 6Ч1, 0 1, 69=3, 6Па

Блоки воздухоохладителей.

Предназначены для охлаждения (осушения) воздуха в пластинчатых медно-алюминиевых теплообменниках, конструкция которых аналогична воздухонагревателям. Оснащаются поддоном, сепаратором-каплеуловителем и сифоном. Рекомендуемая скорость движения воздуха до 4 м/с. В качестве теплоносителя использется охлажденная вода или растворы этиленгликоля или пропиленгликоля. Рекомендуемая скорость движения теплоносителя 0, 6-1 м/с. Подвод холодоносителя осуществляется к нижнему патрубку.

В качестве начальных данных для расчета принимаются расход воздуха Gв=10, 2кг/с,. Начальная температура обрабатываемого воздуха tн=27оС, конечная tк=17оС. Начальная энтальпия обрабатываемого воздуха Iн=53, 8, конечная Iк=37, 0. Фронтальная площадь сечения кондиционера КЦКП-31, 5 Fфр=2, 934 м2.

1. Процесс обработки воздуха представлен на J-d диаграмме.

2. По известному значению L = 23275, 8 м3/ч (27931 кг/ч) выбираем камеру орошения со следующими характеристиками [ 2 ]:

диаметр форсунок d = 3, 5 мм;

площадь поперечного сечения F = 3, 34 м2;

число рядов - 2;

число форсунок на одном стояке:

I вариант-18шт. ; всего - 108шт. ;

II вариант-24 шт. ; всего - 144шт. ;

масса - 1534 кг.

габариты - 2003 х 1665 мм

2. Определяем массовую скорость в поперечном сечении камеры:

= G/ 3600 x F = 27931/3600 x3, 34 =2, 3 кг/м2с; (10)

Т. к. массовая скорость не превышает 3 кг/м2с введём поправочный множитель К=0, 935

3. Определяем значение коэффициента Е':

Е'= 1 - (tc2 - tм2) / (tc1 - tм1) ; (11)

где tc1, tc2, tм1, tм2 - начальная и конечная температуры воздуха по сухому и мокрому термометру (см. рис. 1.) ;

Е'теп= 1 - (14 -13, 5) / (27, 7-18, 8) =0, 94;

Е'хол= 1 - (5, 9 -5) / (19 - 5) =0, 935;

С учетом поправочного коэффициента:

Е'теп= 0, 94 х К=0, 94 х 0, 935=0, 88;

Е'хол= 0, 935 х К=0, 935 х 0, 935=0, 87

4. По известному значению d и Е' определяем коэффициенты орошения В и эффективности Е [ 3 ]:

d = 3, 5 мм и Е'теп= 0, 88 В = 1, 1 и Е = 0, 875;

d = 3, 5 мм и Е'хол= 0, 87 В = 1, 05 и Е = 0, 86;

5. Для теплого периода, подставляя значения Е и В в уравнения для нахождения начальной и конечной температуры получаем:

twн = tм1 - (tм2 - twк) / (1 - Е) = 18, 8 - (13, 5 - twк) / (1 - 0, 875) ; (12)

twк = twн + 0, 239 I / В = twн + 0, 239 x (53-38) /1, 1; (13)

Определяем twн, twк - начальную и конечную температуры воды:

twн = 9, 03 С и twк = 12, 3 С;

Для холодного периода: т. к. процесс обработки воздуха в данный период адиабатический, то из уравнений (12), (13)

twн = twк twн= tм1 - (tм2- twн) / (1- Е')

twн = twк= tм1= tм2=5 С;

6. Вычисляем массовый расход воды:

Gw = G В, кг/ч; (14)

Gwхол = (27931 x 1, 05) /3600= 8, 5 г/с;

Gwтеп = (27931x 1, 1) /3600 = 8, 14 г/с;

7. Определяем расход воды через одну форсунку:

gф = Gw / n, кг/ч; (15)

n - число форсунок для теплого и холодного периода

Iвариант- n=108gфхол = Gwхол / 108=8, 14/108= 0, 075 кг/с;

II вариант - n=108 gфтеп = Gwтеп / 108=8, 5/108= 0, 078 кг/с;

III вариант - n=144 gфхол = Gwхол / 144=8, 14/144= 0. 056 кг/с;

IV вариант - n=144 gфтеп = Gwтеп / 144=8, 5/144= 0, 059кг/с;

8. По известному d и gф определяем давление воды перед форсункой [ 3 ]:

Iвариант n=108, Рхол=1, 6 кгс/см2;

II вариант n=108, Ртеп=1, 7 кгс/см2;

III вариант n=144, Рхол=0, 7 кгс/см2;

IV вариант n=144, Ртеп=0, 9 кгс/см2;

Для нас наиболее подходит в хол. период вариантI, а для теплого- IV вариант

9. Вычисляем аэродинамическое сопротивление камеры орошения:

Р = 1, 44 x () 1, 81 = 1, 44 x (2, 3) 1, 81 = 6, 5 кгс/см=65 Па. (16)

Воздухонагреватель

Воздухонагреватель наружного воздуха работает как в холодный период, так и в теплый и нагревает наружный воздух (27931 кг/ч = 23275, 8 м3/ч), параметры теплоносителя - 70/50С. Воздухонагревательные установки собираются из одних и тех же базовых унифицированных теплообменников, число и размеры которых однозначно определяются производительностью кондиционера.

Для кондиционера КТ-30 (схемы присоединения №1, 2) выбираем воздухонагреватели со следующими характеристиками:

число базовых теплообменников высотой 2 м - 1 шт. ;

число рядов труб zтр - 1;

общее число труб 47 шт.

площадь фасадного сечения F ф - 3, 31 м2;

площадь теплоотдающей поверхности: при zтр = 1 F р = 55, 8 м2;

Вычисляем массовую скорость воздуха в фасадном сечении:

= G/ 3600 x F ф = 27931/3600 x 3, 31 = 2, 34 кг/м2с; (17)

Определяем температурные критерии и расход теплоносителя:

= (tк - tн) / (tг - tо) ; (18)

= 2 (tк - tн) / [ (tг + tо) - (tк + tн) ]; (19)

Gw = G / 4, 2, кг/ч, (20)

где tк, tн - конечная и начальная температуры обрабатываемого воздуха, С;

tг, tо - температура теплоносителя на входе и на выходе из

воздухонагревателя, С; для воздухонагревателя I ступени

tг = 150 С, tо = 70 С (хол. период), II ступени

tг = 70 С, tо = 50 С.

А) расчет ведем для воздухонагревателя первой ступени в холодный период:

tн=-43 С, tк=19, 8 С = (19, 8+43) / (150 -70) =0, 785;

= 2 (19, 8+43) / [ (150+ 70) - (19, 8 -43) ]=0, 52

Gw =0, 785х27931 / 4, 2=5221 кг/ч;

4. Для каждой схемы определяем общее число труб по глубине установки:

zу = Д () 0, 36 () -0, 11; (21)

где Д=7, 08;

I схема - =2267/ zу;

II схема - =2267;

I схема- zу = 7, 08 x 0, 52 (2, 34) 0, 36 (2267/ zу x 0, 785) - 0, 11 zу = 2, 36;

II схема zу = 7, 08 x 0, 52 (2, 34) 0, 36 (2267 x 0, 785) - 0, 11 zу = 2, 15;

Принимаем число труб z'у=3.

5. Для каждого варианта находим общую площадь поверхности теплообмена:

F у = F р z'у, м2; (22)

Вычисляем запас площади:

= (z'у - zу) 100/ zу; (23)

F у = 55, 8 х 3 =167, 4 м2;

I схема: = (3 - 2, 36) 100 / 2, 36= 27, 1%;

II схема : = (3 - 2, 15) 100 / 2, 15=39, 5%;

Выбираем теплообменник со схемой присоединения 2, т. к. у него больший запас в площади =39, 5%, F у = 167, 4 м2.

6. Определяем величину площади живого сечения для прохода теплоносителя

fжс =Fф/ ; (24)

fжс =3. 31/ 2267=0. 0015м2

Находим скорость движения воды в трубках хода и присоединительных патрубках:

= Gw / (3600 w fжс), м/с; (25)

пп= Gw / (3600 x 0, 785 d 2пп z'у x w), м/с; (26)

где w - средняя плотность воды в теплообменнике, кг/м;

для воздухонагревателя I ступени w = 951 кг/м3;

dпп - диаметр присоединительных патрубков dпп = 0, 041 м;

х - число параллельно присоединительных патрубков в ряду; x=1шт.

 =5221/ (3600 x 951 x 0, 0015) = 1, 02 м/с;

пп= 5221/ (3600 x 0, 785 x 0, 0412 x 3 x1 x 951) = 0, 39 м/с.

Вследствие моих расчетов скорость не превышает 2-2, 5м/с, то есть выбранная схема 2 верна.

Б) расчет ведем для воздухонагревателя второй ступени

Т. п. tн=14 С, tк=17, 5 С = (17, 5 - 14) / (70 -50) =0, 175;

= 2 (17, 5 -14) / [ (70 + 50) - (17, 5 + 14) ]=0, 079

Gw =0, 175х27931 / 4, 2=1163, 8 кг/ч;

Х. п. tн=5, 5 С, tк=14, 5 С = (14, 5 - 5, 5) / (70 -50) =0, 45;

= 2 (14, 5 -5, 5) / [ (70 + 50) - (14, 5 + 5, 5) ]=0, 18

Gw =0, 45х27931 / 4, 2=3026 кг/ч;

Принимаем для воздухонагревателя второго подогрева-холодный период- за расчетный, что и следовало из логических рассуждений, т. к. в холодный период необходимо нагреть на большую разницу температур. Таким образом принимаем температурные критерии:

= 0, 45; = 0, 18; Gw =3026 кг/ч;

4. Для каждой схемы определяем общее число труб по глубине установки:

zу = Д () 0, 36 () -0, 11; (21)

где Д=7, 08;

I схема - =2267/ zу;

II схема - =2267;

I схема- zу = 7, 08 x 0, 18 (2, 34) 0, 36 (2267/ zу x 0, 45) - 0, 11 zу = 0, 79;

II схема zу = 7, 08 x 0, 18 (2, 34) 0, 36 (2267 x 0, 45) - 0, 11 zу = 0, 81;

Принимаем число труб по глубине установки zу=1.

5. Для каждого варианта находим общую площадь поверхности теплообмена:

F у = F р z'у, м2; (22)

Вычисляем запас площади:

= (z'у - zу) 100/ zу; (23)

F у = 55, 8 х 1 =55, 8 м2;

I схема: = (1 - 0, 79) 100 / 0, 79= 26, 5%;

II схема : = (1 - 0, 81) 100 / 0, 81=23, 45%;

Выбираем однорядный теплообменник со схемой присоединения 1, т. к. у него больший запас в площади =26, 5%, F р = 55, 8 м2.

6. Определяем величину площади живого сечения для прохода теплоносителя

fжс =Fф/ ; (24)

fжс =3. 31/ 2267=0. 0015м2

Находим скорость движения воды в трубках хода и присоединительных патрубках:

= Gw / (3600 w fжс), м/с; (25)

пп= Gw / (3600 x 0, 785 d 2пп z'у x w), м/с; (26)

где w - средняя плотность воды в теплообменнике, кг/м;

для воздухонагревателя II ступени w = 988 кг/м3;

dпп - диаметр присоединительных патрубков dпп = 0, 041 м;

х - число параллельно присоединительных патрубков в ряду; x=1шт.

Получаем:

=3026/ (3600 x 988 x 0, 0015) = 0, 56 м/с;

пп= 3026/ (3600 x 0, 785 x 0, 0412 x 1 x1 x 988) = 0, 64 м/с.

7. Находим гидродинамическое сопротивление теплообменной установки:

Ну = А 2, кПа, (27)

где А - коэффициент, зависящий от количества труб в теплообменнике и его высоты табл. 4. 4 [ 1 ] А = 26, 683;

Получаем:

А) Ну = 26, 683 x 1, 02 2=27, 76 кПа;

Б) Ну = 26, 683 x 0, 56 2=8, 37 кПа;

8. Определяем аэродинамическое сопротивление установки:

Ру = 7, 5 () 1, 97R2 z'у, Па, (28)

где R-зависит от среднеарифметической температуры (tк+tн) / 2;

а) (tк+tн) / 2= (19, 8-43) /2=-11, 6 С R=0. 9;

Ру = 7, 5 x 2, 34 1, 97 0, 92 x3 =97, 3Па-воздухонагреватель первого подогрева.

Б) (tк+tн) / 2= (14, 5+5, 5) /2=10 С R=0. 97;

Ру = 7, 5 x 2, 34 1, 97 0, 972 x1 =38Па- воздухонагреватель второго подогрева.

Холодильная установка

1. Находим холодопроизводительность установки в рабочем режиме:

Qхр = Ах G (Iн - Iк) / 3600, кВт; (29)

где Ах - коэффициент запаса, учитывающий потери холода на тракте хладагента, А х=1, 15;

Iн, Iк- энтальпия воздуха на входе в камеру орошения и на выходе из нее

Iн=53 кДж/кг, Iк=38 кДж/кг

Qхр =1, 15 x 27931 (53-38) / 3600 = 133, 8 кВт;

Определяем основные температуры, характеризующие режим работы холодильной установки:

Температура кипения холодильного агента:

tu х = ((tкх + tнх) / 2) - 5 (30)

tкх = twк = 12, 3 С, tнх =twн = 9, 03 С - температура воды на входе в испаритель и на выходе из него (см. п. 3. 2. 1 и 3. 3. 1) ;

tu х = ((12, 3 + 9, 03) / 2) - 5=5, 7 С;

Температура переохлаждения хладогента:

tпх = tкн + 1 = 20 + 1 =21 С; (31)

tкн - температура охлаждающей воды перед конденсатором, ориентировочно принимаем tкн = 20 С;

Температура конденсации хладагента:

tконд= tкк + 3 = 24 + 3 = 27 С; (32)

tкк - температура воды на выходе из конденсатора, принимаем tкк = tкн + 4 = 20+4=24 С;

Холодопроизводительность установки, требуемая в рабочем режиме, приводится к стандартным условиям (tu х =5 С; tконд=35 С; tпх =30 С) :

Qхс = Qхр с qvc / р qvр, (33)

где Qхс - холодопроизводительность холодильной машины в стандартном режиме, кВт;

с, р - коэффициенты подачи компрессора при стандартном и рабочем режимах: принимаем с = 0, 76; р определяем по

табл. 4. 6. [ 1 ] в зависимости от соотношений давлений в

конденсаторе Рконд и в испарителе Рu х, значения которых

берем из табл. 4. 7. [ 1 ] по соответствующим температурам

Рконд / Рu х = 0, 701/0, 378 = 2 р = 0, 77;

qvc, qvр - объемная холодопроизводительность хладагента при стандартном и рабочем режимах: принимаем qvc = 2630 кДж/кг;

qvр = (i u - i пх) / Vu х; (34)

i u, i пх - энтальпии паровой и жидкой фазы хладагента, кДж/кг;

Vu х - удельный объем паров хладагента, м3/кг; значения этих

параметров берем по соответствующим температурам из

табл. 4. 7[ 1 ]:

qvр = (576 - 438, 8) / 0, 049 = 2800кДж/кг;

Qхс = 133, 8 x 0, 76 x 2630 / 0, 77x 2800= 124 кВт.

По табл. 4. 5[ 1 ] подбираем холодильную машину:

ХМ-ФУУ80/1 со следующими характеристиками:

холодопроизводительность - 186 кВт;

потребляемая мощность - 52 кВт;

температура холодоносителя на выходе из испарителя - 8 С;

температура охлаждающей воды на выходе из испарителя - 22 С;

расход холодоносителя - 60 м3/ч;

расход охлаждающей воды - 30 м3/ч;

габаритные размеры: длина- 1998 мм; ширина - 955 мм; высота - 1410 мм.

масса - 3300 кг.

Вентиляторный агрегат

Считаем аэродинамическое сопротивление системы кондиционирования:

Рскв = Рпк + Рф + Рвн + Рко + Рс, Па;

где Рпк, Рф, Рвн, Рко, Рс - аэродинамические сопротивления приемного клапана, фильтра, воздухонагревателей, камеры орошения, сети воздуховодов;

Рскв = 100+300+ (97, 3+38) +65+50 = 650, 3 Па

По полученному значению подбираем вентилятор Ц4 - 76 № 12:

развиваемое давление - 800Па;

производительность - 31, 5 тыс. м/ч;

скорость вращения - 640 об/мин;

тип электродвигателя А02-62-6:

скорость вращения - 640 об/мин;

мощность - 13кВт;

масса - 1210 кг.

Приёмный воздушный клапан

тип привода: электрический

сопротивление по воздуху 100Па;

площадь живого сечения канала 0, 6 м;

масса 95 кг.

Компоновка и теплохолодоснабжение прямоточного кондиционера

Схема компоновки и теплохолодоснабжения кондиционера c рециркуляцией воздуха.

КТ-30 приведена на рис. 2. Кондиционер собирается из типовых рабочих и вспомогательных секций.

Наружный воздух через приемный клапан 1 (регулирует количество наружного воздуха) поступает в фильтр 3, где очищается от пыли. Воздух подвергается тепловлажностной обработке в секции оросительной камеры 5 и нагревается в воздухонагревателе второго подогрева 6. Обработанный в кондиционере воздух подается в обслуживаемое помещение с помощью вентиляторного агрегата 8.

Рабочие секции (воздухонагреватель, фильтр, камера орошения) соединяются между собой с помощью секций обслуживания 2, а вентиляторный агрегат с кондиционером - с помощью присоединительной секции 7. Рабочие и вспомогательные секции устанавливаются на подставках 9.

Регулирование расхода теплоносителя через секцию воздухонагревателей производится регуляторами расхода 10. Удаление воздуха из системы теплоснабжения осуществляется через воздухосборники 11.

В теплый период года для охлаждения поступающей в камеру орошения воды используется холодильная установка, в состав которой входят: компрессор 12, конденсатор 13, испаритель 14 и регулирующий вентиль 15. Циркуляция холодоносителя обеспечивается насосной группой 16. Переключение камеры орошения с политропического режима на изоэнтальпийный производится трехходовым смесительным клапаном 17.

Библиографический список

Проектирование кондиционирования воздуха: Методические указания по выполнению курсовой работы по дисциплине «Кондиционирование воздуха и холодоснабжение»/ Ю. А. Иванов, Е. А. Комаров, С. П. Макаров. Свердловск: изд. УПИ им. Кирова, 1984. 32 с. ;

Справочник проектировщика. Внутренние санитарно - технические устройства. Ч. 2. Вентиляция и кондиционирование воздуха/ Под ред. И. Г. Староверова. 2-е изд., перераб. и доп. - М: Стройиздат, 1978. 502 с. ;

Баркалов Б. В., Карпис Е. Е. Кондиционирование воздуха в промышленных, общественных и жилых зданиях. 2-е изд., перераб. и доп. - М: Стройиздат, 1982. 312с.

Размещено на Allbest.ru

...