Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

Исходные данные

Выбор расчетных параметров наружного воздуха

Выбор расчетных параметров внутреннего воздуха

1. Тепловой баланс

1.1 Теплопоступления от людей

1.2 Теплопоступления от искусственного освещения

1.3 Теплопоступления от системы отопления

1.4 Теплопоступления от людей

1.5 Теплопступления от солнечной радиации

2. Расчет влаго- и газовыделений

2.1 Влаговыделения от людей

2.2 Газовыделения от людей

3. Расчет воздушного баланса по избыткам тепла и влаги

3.1 I-d диаграмма обработки воздуха в ТП

3.2 I-d диаграмма обработки воздуха в ХП

4. Подбор оборудования ценрального кондиционера

4.1 Расчет оросительной камеры

4.2 Проверка оросительной камеры

4.3 Подбор и расчет воздухонагревателя

Заключение

Использованная литература



Введение

Комплекс технических средств, с помощью которых осуществляется кондиционирование воздуха, называется системой кондиционирования воздуха (СКВ). В СКВ входят оборудование для осуществления всевозможных процессов обработки воздуха, его перемещения и распределения, источники тепло- и холодоснабжения, средства автоматического регулирования, дистанционного управления и контроля, насосы и трубопроводы для тепло- и холодоносителя, местные подогреватели, охладители, осушители и увлажнители, а также вспомогательное электрооборудование.

Основное оборудование для приготовления и перемещения воздуха обычно агрегируется в аппарат, называемый кондиционером. В отдельных случаях все технические средства для кондиционирования воздуха агрегируются в кондиционере, и тогда понятия СКВ и кондиционер становятся однозначными. тепловой кондиционер воздух

Системы кондиционирования воздуха подразделяются на комфортные и технологические. Комфортные СКВ предназначены для создания и автоматического поддержания температуры, относительной влажности, чистоты и скорости движения воздуха, наиболее отвечающих санитарно-гигиеническим требованиям; технологические СКВ предназначены для обеспечения параметров воздуха, в максимальной степени отвечающих требованиям производства продукции. Технологическое кондиционирование в помещениях, где находятся люди, осуществляется с учетом санитарно-гигиенических требований.

Системы СКВ должны удовлетворять санитарно-гигиеническим, строительно-монтажным, архитектурным, эксплуатационным и экономическим требованиям.



Исходные данные

1. Район строительства г.Кострома

2. Тип помещения - Читальный зал

3. Конструкция оконных проемов - одинарное остекление, жалюзи светлые

4. Размеры здания: длина 30м, ширина 18м

5. Продолжительность рабочего дня 10-20 ч

6. Размеры оконных проемов 2000х2500мм

7. Кол-во людей 200 человек (М-65% Ж-35%)

8. Расчетные тепловые потери - 32,5кВт

9. Освещенность - 300Лк

10. Параметры теплоносителя для ВП-1: t₁=150°C,

t₂=70°C;

для ВП-2: t₁=70°C,

t₂=40°C.



Выбор расчетных параметров наружного воздуха

Район строительства - г. Кострома

Для системы кондиционирования воздуха принимаются параметры Б - оптимальные параметры Расчетные параметры наружного воздуха. Таблица 2.
Периоды года	Темп, С	уд. энт., кДж/кг	Влаго- содер, г/кг	Отн. вл., %	Барам. давл., Па	Геогр. широта, град	Скорость ветра, м/с
Теплый	21,1	49,8	11,2	70	101325	56	4,2
Холодный	-31	-30,7	0,1	95			4

Выбор расчетных параметров внутреннего воздуха.

Для систем кондиционирования воздуха принимаются оптимальные параметры воздушной среды, соответствующие комфортным условиям в помещении. Значение относительной влажности внутреннего воздуха для помещений общественного назначения выбирается в пределах 30-60%. С целью снижения энергопотребления в теплый период следует принимать более высокое значение относительной влажности, а в холодный - более низкое. Внутренние параметры воздуха приведены в таблице 3.

Расчетные параметры внутреннего воздуха.

Период года	Тем-ра, оС	Относительная влажность, %	Подвижность,м/с
Теплый Холодный	24 22	50 50	0,1 0,1



1. Тепловой баланс

Тепловой баланс составляют на основании расчета количества тепла, поступающего в помещение УQ_пост и теряемого помещением УQ_пот. В результате выявляют тепло избытки или тепло недостатки в помещении, которые должны быть ассимилированы или компенсированы СКВ.

ДQ=УQ_пост+УQ_пот (1)

В общественных зданиях теплопоступления ( Вт ):

УQ_пост=Q_1пост+Q_2пост+Q_3пост+Q_5пост+Q_6пост

1.1 Теплопоступления от людей

1. Явные - выделяются человеком в окружающую среду конвекцией и излучением.

2. Скрытые - испаряющиеся влаги

Q_япост=q_яn,

Q_ппост=q_nn,

где n - количество человек в помещении с определенной интенсивностью нагрузки;

q_n - полное тепловыделение одним человеком, принимаемое в зависимости от интенсивности работы, Вт;

Явные теплопоступления от людей:

ТП: Q_япост=96 *200 = 19200 Вт;

ХП: Q_япост=78 *200=15600 Вт

q_япост = 64+((99-64)/(25-20))*(24-20)=96 Вт

q_япост = 64+((99-64)/(25-20))*(22-20)=78 Вт

Полные теплопоступления от людей:

ТП: Q_ппост=150,4* 200= 30080 Вт;

q_ппост = 148+((151-148)/(25-20))*(24-20)=150,4 Вт

ХП: Q_ппост=149,2 *200=29840 Вт.

q_ппост = 148+((151-148)/(25-20))*(22-20)=149,2 Вт

1.2 Теплопоступления от искусственного освещения

Q_иосв =Е*q_осв*F_n*з_осв = 300*0,067*(30*18)*1=10854 Вт;

где Е - освещенность, принимаемая в зависимости от освещения, лк.;

q_осв- удельные тепловыделения, принимаемые в зависимости от типа светильников и размера помещения, для диффузионно-рассеянного света - 0,067 Вт/(м^2*лк);

F_n- площадь пола помещения, м²;

з_осв=1 - доля тепла при открыто расположенных лампах.

1.3 Теплопоступления от системы отопления

Необходимо полностью учитывать теплоотдачу отопительных приборов, так как при работе СКВ система водяного отопления не выключается. Поступление тепла от системы отопления, Вт:

Q_с.о. =Q_т.п.*((t_cp-t_в)/(t_cp-t_о))=32500*((82,5-24)/( 82,5-20))=30420 Вт,

где Q_т.п.=32500 Вт - величина теплопотерь помещения при расчетных условиях для отопления, Вт;

t_cp=82,5°С - средняя температура теплоносителя;

t_в = 24°С - температура внутреннего воздуха;

t_в =24-4=20°С - температура воздуха в помещении при расчете отопления.

1.4 Теплопоступления от людей

Q_люд = q_люд *n, Вт;

q_люд - удельные тепловыделения от людей;

n - количество человек в помещении с определенной интенсивностью нагрузки;

	Теплый период	Холодный период
Qлюд = qлюд *n	М: 150,4*130=19552 Ж: 150,4*70=10528	М: 149,2*130=19396 Ж: 149,2*70=10444
Qосв =Е*qосв*Fn*зосв	10854	10854
Qс.о =(Qп *(tcp - tв ))/( tcp - tо)	-	30420

1.5 Тепло, поступающее от солнечной радиации

Количество теплоты, Вт, поступающей в помещение в каждый час расчетных суток через заполнение световых проемов площадью F_п:

Q_ср = F_ост*q_ост*K_ост=203*25*0,53=2689,75 Вт

где F_ост -поверхность остекления;

К_ост. - коэффициент зависяший от характера остекления, принимаем равной 0,53;

q_ост - величина радиации через поверхности остекления.



2. Расчет влаго- и газовыделений

Количество влаги, поступающей в помещение определяют на основании анализа источников тепловыделений.

2.1 Влаговыделения от людей

ТП: УW = q_влага* n = 48*200=9600 л/ч

ХП: УW = q_влага* n = 44*200=8800 л/ч

q_влага = 40+((50-40)/(25-20))*(24-20)=48 л/ч

q_влага = 40+((50-40)/(25-20))*(22-20)=44 л/ч

n - количество человек в помещении с определенной интенсивностью нагрузки;

q_влага - количество влаги, выделяемое одним человеком, в зависимости от характера выполняемой работы в л/ч.

2.2 Газовыделения от людей

Основной газовой вредностью в помещениях общественных зданий является углекислый газ, выделяемый людьми:

М = М_чел *n=25*200=5000 л/ч,

где М_чел=25 - количество углекислого газа, выделяемое одним человеком, в зависимости от характера выполняемой работы в л/ч.

Все расчеты сведены в таблицу 4.



Тепловой баланс

Расчетный период года	Тв, С	Поступления тепла, Вт	Потери тепла, Вт	Баланс, Вт
		Qлюд	Qи.осв	Qср	Qс.о	всего	Qтп	изб. тепла	Всего
ТП	24	30080	10854	2689,75	-	43623,75	-	43623,75	-
ХП	22	29840	10854	-	30420	71114	32500	38614	32500

Количество вредных выделений в помещении

Период года	Тв, С	Количество вредных выделений	Угловой коэф. е, Дж/кг
		?Q, Вт	УW жен, г/ч	УW муж, г/ч	УW, г/ч	M, г/ч
теплый	24	43623,75	3360	6240	9600	5000	16358,91
холод	22	38614	3080	5720	8800	5000	15796,64



3. Расчет воздушного баланса по избыткам тепла и влаги

Построению процессов обработки воздуха предшествует определение углового коэффициента луча процесса в помещении Е, который характеризует процесс поглощения тепла и влаги вентиляционным воздухом (Вт):

Е = ?Q*3.6/ ?W_,

Е_т = (43623,75*3,6)/9,6= 16358,91 Дж/кг;

Е_х = (38614*3,6)/8,8 = 15796,64Дж/кг.

Строим точки процесса на J-d:

Н - соответствует параметрам наружного воздуха;

К - соответствует параметрам воздуха после первого воздухоподогревателя;

О - соответствует параметрам воздуха после камеры орошения;

П? - соответствует параметрам воздуха после второго воздухоподогревателя;

П - соответствует параметрам воздуха подаваемого в помещение;

В - соответствует параметрам внутреннего воздуха;

У - соответствует параметрам воздуха удаляемого из помещения.

3.1 I-d диаграмма обработки воздуха в ТП

1) Находим точки Н и В;

2) Проводим луч процесса е через точку В;

3) Находим точку



П: t_п = t_в - ?t_доп, t_п = 19°С t_п ? е > (?) П;

где t_п - температура воздуха подаваемого в помещение;

?t_доп - принимаем для всех периодов 5°С;

4) Находим точку

П?: t_п? = t_п - 1°С t_п? = 18°С t_п' ? d_п = const > (?) П';

где t_п? - температура воздуха после второго подогревателя;

1°С - температура нагрева воздуха, проходя через воздуховоды;

(?) О: d_п = const ? ц = 95% > (?) О;

(?) У: tу ? е > (?) У tу = tв + gradt · (H-hрз);

где tу - температура удаляемого из помещения воздуха;

gradt - учет распределения температуры по высоте помещения, принимаем 1,2;

H - высота помещения; hрз - высота рабочей зоны в помещении;

tу = 29°С

Рассчитываем расход тепла на нагрев воздуха во втором ВП после КО:

Gп - расход приточного воздуха;

Gп = 3,6·Qпизб/(Iу-Iп) = 3,6·43623,75/(55-42) = 12080,42 кг/ч;

Gп = ?W/(dу-dп) = 9600/(10-9) = 9600 кг/ч;

(Принимаем наибольший расход: Gп = 12080,42 кг/ч.

3.2 I-d диаграмма обработки воздуха в ХП

1) Находим точки Н и В;

2) Проводим луч процесса е через точку В;

3) Находим точку П :

t_п = t_в - ?t_доп,

где t_п - температура воздуха подаваемого в помещение;

?t_доп - принимаем для всех периодов 5°С

t_п = 17°С t_п ? е > (?) П

4) Находим точку П?:

t_п? = t_п - 1°С t_п? = 16°С t_п' ? d_п = const > (?) О

где t_п? - температура воздуха после второго подогревателя;

1°С - температура на которую нагревается воздух проходя через воздуховоды;

(?) О :d_п = const ? ц = 95% > (?) О

(?) К > dн = const ? Jо = const

(?) У: tу ? е > (?) У, tу =27°С

Рассчитываем расход тепла на нагрев воздуха в первом воздухоподогревателе:

QI = Gп·(Iк-Iн) =12080,42 * (11-(-30,7)) = 503753,5 кДж/ч

QII = Gп/(Iп-Iо) = 12080,42 * (38-32) =72480 кг/ч

Qохл = Gп·(Iн-Iо) =12080,42 * (-30,7-32) = - 757442,3 кДж/ч



4. Подбор оборудования центрального кондиционера

Объемная производительность СКВ:

L= G/с =12080,42 / 1,2 = 10067 м3/ч

Gп - расход приточного воздуха;

с - плотность воздуха, кг/м3.

Определение полной производительности:

L*1,25 = 10067 * 1,25=12583,8 м3/ч

При компоновке кондиционеров серии КТЦЗ в курсовой работе применяют камеры форсуночные ОКФ-З. Оросительная система ОКФ-З состоит из двух рядов стояков, оснащенных эксцентриситетными широко факельными форсунками ЭШФ 7/10 (диаметр входного отверстия 7 мм, соплового отверстия 10 мм) с равномерным распределением воды по окружности распыла. Камеры ОКФ-З изготовляются в двух исполнениях.

Исполнение 1 - первый по ходу воздуха ряд имеет большую плотность установки форсунок, второй меньшую.

Исполнение 2 - форсунки установлены с одинаковой плотностью в каждом ряду.

Подачу воды можно предусматривать в один или два ряда стояков:

– однородные прямоточные ОКФ при подаче воды в первый по ходу воздуха ряд;

– однородные противоточные ОКФ - во второй по ходу воздуха ряд;

– двухрядные ОКФ - в два ряда.

ОКФ-З могут быть использованы для реализации как адиабатных, так и политропных процессов обработки воздуха.

Целью расчета оросительной камеры является:

– выбор исполнения ОКФ-З;

– определение расхода охлаждающей воды W;

– определение начальной twh и конечной twk температуры воды.

4.1 Расчет оросительной камеры

1. По выбранному типоразмеру кондиционера КТЦ-10 определяется индекс и технические характеристики камеры ОКФ-З.

2. На J-d диаграмме изображается луч процесса обработки воздуха в камере орошения по теплому периоду. Точка пересечения луча процесса с кривой насыщения ц = 100% соответствует предельному состоянию воздуха в камере

3. Вычисляется коэффициент адиабатной эффективности Еа:

Еа = (I1-I2)/(I1-Iпр) = (-30,7-32)/(-30,7-32) = 1 кДж/кг

4. Находим коэффициент орошения м и коэффициент энтальпийной эффективности Еп для принятой камеры орошения: Еп = 0,52; м = 1,2;

5. Вычисляется относительный перепад температур воздуха и, °С:

и = 0,33*сw*м*(1/Еп-1/Еа) = 0,33*4,187 *1,2* (1/0,52-1/1) = 1,53°С

где сw - теплоемкость воды, сw = 4,187 кДж/(кг*°С);

0,33 - коэффициент апроксимации;

6. Вычисляется начальная температура воды:

tWH = to + и*( Io-IH )/ (сw*м)= 11+1,53*(32+30,7)/(4,187*1,2)=30,09°С

7. Вычисляется конечная температура воды:



tWК = tWH - ( Io-IH )/ (сw*м)=30,09 - (32+30,7)/(4,187*1,2)=17,61°С

8. Определяем расход разбрызгиваемой воды:

W = м·Gп = 1,2 * 12080,42 = 14496,5 кг/ч

где Gп - расход приточного воздуха, кг/ч;

Wхол.ст. =Qхол/сw*( twk - twхол)= 757442,3 /(4,187*(17,61-6))=15581,68 кг/ч

twхол -температура охладительной станции 6°С

4.2 Проверка оросительной камеры

В этот период оросительная камера работает в режиме адиабатного увлажнения.

Конструкция камеры, ее тип, исполнение и элементы оборудования остаются те же, что и для теплого периода.

Обеспечение меньшего расхода воды в холодный период возможно двумя способами:

- уменьшение давления воды перед форсунками;

- уменьшение числа работающих форсунок.

Рассмотрим расчет оросительной камеры по второму способу.

Исходные данные принимаются из построения процессов в J-d диаграмме для холодного периода и расчета камеры в теплый период:

- расход обрабатываемого в камере воздуха Gп ;

- параметры (I, t) воздуха на входе и выходе в оросительную камеру;

- тип оросительной камеры и технические характеристики ее элементов;

- давление воды перед форсунками ?Pw.

Находим коэффициент адиабатной эффективности:

Еа =1- (tвк-tмт)/(tвн-tмт)=1- (11-10)/(16-10)=0,83, кДж/кг

где tвк - конечная температура воздуха, равная температуре в т. О;

tвн - начальная температура воздуха, равна температуре в т. П';

tмт - температура по мокрому термометру.

Расход одной форсунки : gфорс = 480 кг/ч, ?Pw =20кПа

Число форсунок, работающих в холодный период:

nх.п. = W/gфорс = 14496,5 /480 = 30 шт

30 форсунок, работающих в холодных период.

4.3 Подбор и расчет воздухонагревателя

Центральные кондиционеры КТЦЗ комплектуются воздухонагревателями без обводного канала ВН и с обводными каналами ВНО для осуществления различных способов регулирования температуры обрабатываемого воздуха. В обводном канале устанавливается воздушный клапан с электрическим (КВЭ), пневматическим (КВП) или ручным (КВР) приводом. Необходимая поверхность нагрева набирается из базовых теплообменников высотой 1.0; 1.25; 1.5; 2.0 метра. Базовые теплообменники изготавливаются с одно-, двух и полуторорядным расположением трубок по ходу воздуха, за счет чего изменяется поверхность нагрева теплообменника.

Исходными данными для расчета воздухонагревателей являются:

· массовый расход воздуха, проходящего через ВН Gп = 12080,42 кг/ч;

· начальная и конечная температуры воздуха tн и tк, °С;

· параметры теплоносителя Т1, Т2, °С;

для ВП I: T1 = 150°С Т2 = 70°С;

Находим расход тепла на нагревание воздуха:

Qвозд = 0,278*с*Gп*(tк-tн) = 0,278*1,2*12080,42*(32+31) = 253891,2 Вт

где Gп, tк, tн - принимаются из расчета процессов обработки воздуха в ХП.

Находим количество тепла, отдаваемое теплоносителем:

Qт/н = 0,278*сw*W* (T1-T2) = 0,278*4,187*2727,94*(150-70) = 254022,7 Вт

где W - расход теплоносителя;

сw - удельная теплоемкость воды, сw = 4,187 кДж/(кг°С).

W = 3600·w·fт/н·сw = 3600·0,512·0,00148·1000 = 2727,94 кг/ч

где w - скорость движения теплоносителя по трубкам теплообменника;

fт/н - площадь сечения трубок для прохода теплоносителя; Для КТЗЦ -10: fт/н = 0,00148;пр1

сw - плотность теплоносителя, сw = 1000 кг/мі;

w=Qвозд /(3600*сw* fт/н* сw*(T1 - T2 )*0,278)

253891,2 /(3600*4,187*0,00148*1000*(150-70)*0,278)=0,512 м/с

Рекомендуется принимать w = 0.15 - 0.8 м/с;

Уравнение теплопередачи:



Q = k·F·?t = 14,37*120,8*141,5 = 245629,3 Вт

где k - коэффициент теплопередачи;

F - поверхность теплообменника;

?t - средняя разность температур

?t = (Т1+Т2)/2-(tн+tк)/2 = (150+70)/2-(-31-32)/2 = 141,5°С

k = а·(vс)0.49·w0.13 = 15,6·(1,01)0.49·(0,512)0.13 =14,37

vс = Gп/(3600*fв) =12080,42/(3600·3,315) = 1,01 кг/(мІ°С)

где а - опытный коэффициент;

а = 15,6 - для двухрядных и полуторорядных теплообменников;

Определяем процент запаса по теплопроизводительности:

%запаса = (Qвозд -Q) ·100%/Q = (253891,2 -245629,3)·100%/245629,3 = 3,4%?15%

Принимаем тип кондиционера КТЦ3-31,5.

КТЦ 3-31,5: fв = 3,315 м2; F = 120,8 мІ;



Заключение

Подобрана система кондиционирования для обеденного зала на 200 мест, находящегося в г. Кострома. Система отвечает следующим требованиям:

1) обеспечение в помещениях регламентируемых нормами метеорологических условий (температуры, отн.влажности, чистоты и скорости движения воздуха);

2) скорость и направление выпуска воздуха, а также разность температур между воздухом в помещении и подаваемым воздухом, расположение воздухораспределителей и вытяжных отверстий такие, что зоне пребывания людей отсутствуют местные вредные или неприятные токи воздуха и застойные места;

3) уровень шума в помещениях не беспокоит находящихся или работающих в нем людей;

4) предотвращены проникание и распространение вредностей, дурных запахов или шума из одних помещений в другие.

В данной работе мы расчитали тепловой баланс помещения и на его основании произвели расчет воздушного баланса для данного обеденного зала, обеспечивающий требуемые параметры, установленные нормы допускаемых условий воздушной среды.



Литература

1. Методические указания к курсовому проекту «Кондиционирование воздуха и холодоснабжение»

2. Титов В.П. Курсовое и дипломное проектирование по вентиляции гражданских и промышленных зданий.

3. СНиП 2.04.05-91^* Отопление, вентиляция и кондиционирование Минземстрой России.-М.: ГУП ЦПП, 1998.- 72с.

4. Внутренние санитарно-технические устройства. В 3 ч. Ч. 3. Вентиляция и кондиционирование воздуха Кн.1/В.Н. Богословский, А. И. Пирумов, В.Н. Посохин и др.; Под ред. Н.Н. Павлова и Ю.И. Шиллера. 4-е изд., перераб. и доп.-М.: Стройиздат, 1992.-319с. ил.- (Справочника проектировщика).

5. Внутренние санитарно-технические устройства. В 3 ч. Ч. 3. Вентиляция и кондиционирование воздуха Кн.2/Б.В. Баркалов, Н.Н. Павлов, С.С. Амирджанов идр.; Под ред. Н.Н. Павлова и Ю.И. Шиллера. 4-е изд., перераб. и доп.-М.: Стройиздат, 1992.-416с. ил.- (Справочника проектировщика).

6. Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей: Справочник/В.И. Манюк, Я.И. каплинский, Э.Б. Хиж идр.-3-е изд., перераб, и доп.-М.: Стройиздат, 1988.-432с.

7. Руководящий материал по центральным кондиционерам. Часть 2. Методические материалы по расчету и выбору оборудования центральных кондиционеров КТЦЗ. Альбом 1. Методика расчета камер орошения. ГПКиНИИ СантехНИИпроект. Москва: 1989, 71 с.

8. Руководящий материал по центральным кондиционерам. Часть 2. Методические материалы по расчету и выбору оборудования центральных кондиционеров КТЦЗ. Альбом 1. Методика расчета воздухонагревателей. СантехНИИпроект. Москва: 1991, 65 с.

кондиционирование воздуха и холодоснабжение./Под ред. В.Н. Богословского. М.: Стройиздат, 1985. 367 с.

Размещено на Allbest.ru

...