Назначение и расчеты систем кондиционирования воздуха

Так как влаговыделения в нерабочее время равны 0. то луч процесса равен бесконечности, процесс будет происходить по линии постоянного влагосодержания, равного d_ко. Поэтому точка «п» в нерабочее время сместится по изотерме влево до пересечения с линией d_ко . Точка, характеризующая параметры воздуха за калорифером II- го подогрева, находится из условия:

Энтальпия воздуха за калорифером Il-го подогрева определяется по формуле:

Точка «К_II^нрв» находится на пересечении линии J_kII^нрв и линии d_ko.

6.3 Расчётные нагрузки для подбора калориферов

Производительность холодильной установки:

Q_xy=G*(J_ко-J_см)= кДж/ч = кВт.

Производительность калориферов I-го подогрева(первый вариант):

Q_KI=G*(J_ko-J-_н ) = кДж/ч = кВт.

Производительность калориферовII-го подогрева:

Q_kII=G*(J_kII-J_ко)= кДж/ч = кВт.

Производительность калориферов II-го подогрева в нерабочее время:

Q_kII =G*(J_KlI^нрв-J_ко)= кДж/ч = кВт.

За расчётную производи тельность калориферов Il-го подогрева принимается максимальная, т.е. 189759 кДж ч.

6.4 Схема системы автоматического регулирования

Принципиальная схема

Узлы регулирования.

Для поддержания заданных параметров в помещении при изменении температуры наружного воздуха, т.е. в промежуточных значениях энтальпии. кондиционер оборудуется системой автоматизации, которая позволяет поддерживать заданные параметры в помещении. Схема СКВ ЦР-З имеет два узла регулирования.

1 - узел регулирования работает от терморегулятора Т-1. обеспечивает поддержание постоянной температуры за камерой орошения. Это достигается в Т.П. за счёт изменения холодопроизводительности камеры орошения.

2 - узел регулирования работает от терморегулятора Т-2. поддерживает в помещении заданную температур за счёт и подогрева.



7. АНАЛИЗ РЕЖИМОВ РАБОТЫ СКВ ЦН-1, ЦР-1, ЦР-3

Из диаграмм видно, что максимальная нагрузка на калориферы 1-го подогрева и холодильную установку приходится на СКВ ЦН-1. Нагрузки па ЦР-1 и ЦР-3 одинаковы, но продолжительности работы их холодильных установок различны. Продолжительность работу ХУ у ЦН-1 и ЦР-3 одинаковы, у ЦР-1 она больше. Нагрузка на калорифер 1-го подогрева уменьшается с увеличением доли рециркуляции, нагрузка на ХУ и продолжительность работы увеличивается. Продолжительность работы калорифера 1-го подогрева у ЦР-1 и ЦР-3 одинаковы, но меньше чем у системы ЦН-1. Система ЦН-1 применяется при необходимости поддержать постоянные параметры воздуха в помещении при отсутствии рециркуляции, а система ЦР-1 может быть рекомендована лишь при небольшой доли рециркуляции и при наличии на производстве потребности холода по технологии. При равной доле рециркуляции система ЦР-3 более экономична, чем ЦР-1. При одинаковых нагрузках на холодильные установки продолжительность их работы в системе 11Р-3 меньше, чем 11.1»-1.

Расчетные нагрузки для подбора оборудования: (у=у^max=0,3)

Система ЦН-1:

Производительность холодильной установки:

Q_xy=G*(J_ко-J_н)= кДж/ч = кВт.

Производительность калориферов I-го подогрева:

Q_KI=G*(J_ko-J-_н^/ ) = кДж/ч = кВт.

Производительность калориферовII-го подогрева:

Q_kII=G*(J_kII-J_в)= кДж/ч = кВт.

Производительность калориферов II-го подогрева в нерабочее время:

Q_kII=G*(J_KlI^нрв-J_в)= кДж/ч = кВт

Система ЦР-1:

Производительность холодильной установки:

Q_xy=G*(J_ко-J_н)= кДж/ч = кВт.

Производительность калориферов I-го подогрева:

Q_KI=G*(J_ko-J-_н^/ ) = кДж/ч = кВт.

Производительность калориферовII-го подогрева:

Q_kII=G*(J_kII-J_в)= кДж/ч = кВт.

Производительность калориферов II-го подогрева в нерабочее время:

Q_kII=G*(J_KlI^нрв-J_в)= кДж/ч = кВт.

Система ЦР-3:

Производительность холодильной установки:

Q_xy=G*(J_ко-J_см)= кДж/ч = кВт.

Производительность калориферов I-го подогрева(первый вариант):

Q_KI=G*(J_ko-J-_см^/ ) = кДж/ч = кВт.



Производительность калориферовII-го подогрева:

Q_kII=G*(J_kII-J_в)= кДж/ч = кВт.

Производительность калориферов II-го подогрева в нерабочее время:

Q_kII=G*(J_KlI^нрв-J_в)= кДж/ч = кВт.



8. ЦЕНТРАЛЬНАЯ СИСТЕМА КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА С КОЛИЧЕСТВЕННО-КАЧЕСТВЕННЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ СКВ ККР.

8.1 Назначение СКВ

Предназначена для круглогодичного кондиционирования одного помещения, в котором поддерживается постоянным один параметр воздуха температура, а относительная влажность меняется в небольших пределах от ф_min до ф_max. Система ККР имеет такую же конструкцию, что и ЦН-1. по работает на переменном расходе воздуха за счёт введения в схему устройства для регулирования.

8.2 Процессы обработки воздуха в i-d-диаграмме

Процесс обработки воздуха в расчётный тёплый период года.

Расчётный режим характеризуется максимальными теплопоступлениями при параметрах наружного воздуха, соответствующих классу кондиционирования.

Исходные данные:

Расчётные теплопоступления: Q_п^Т=45000 ккал/ч

Расчётные влаговыделения: W_п^T=12 кг/ч.

Доля рециркуляции: y=G_рец/G=0,2.

Расчётные параметры наружного воздуха: t_н=31 °С, ф_н=45 %, J_н=62.8 кДж/кг, d_н=12.6 г/кг. Расчётные параметры внутреннего воздуха: t_п=22 °С, ф_п=50 %, J_п=43 кДж/кг, d_п=8.3 г/кг.

1)Построение процесса в i-d-диаграмме начинается с нанесения точек «п» и «н».(Приложение 7).

2) Наносим точку «ко» (см. п. 1.2.1 данной записки ).

3) Наносим точку «в» с у четом нагрева воздуха в вентиляторе ??t_в=0,5ч1 °С:t_в= t_ко+??t_в

4) Точка, характеризующая параметры наружного воздуха «н», соединяется с точкой «ко»

Таким образом в расчётный тёплый период года наружный воздух политропно охлаждается и осушается в камере орошения до состояния, характеризующегося точкой «ко», затем нагревается в вентиляторе до точки «в» и подаётся в помещение, где ассимилируя теплоту и влагу, приобретает параметры точки «п». Расход приточного воздуха равен

Процесс обработки воздуха в расчётный холодный период года.

Исходные данные:

Расчётные теплопоступления: Q_п^Т=45000 ккал/ч

Расчётные влаговыделения: W_п^T=12 кг/ч.

Доля рециркуляции: y=G_рец/G=0,2.

Расчётные параметры наружного воздуха: t_н=31 °С, ф_н=45 %, J_н=62.8 кДж/кг, d_н=12.6 г/кг. Расчётные параметры внутреннего воздуха: t_п=22 °С, ф_п=50 %, J_п=43 кДж/кг, d_п=8.3 г/кг.

Воздухообмен в холодный период считается определённым из расчёта тёплого периода года.

1)Наносим точку «н^/».

2) Определяем G_min = 0.3*Gp кг/ч

3)Строим точку «п'». когда используется минимальное количество воздуха из условия:

Точка «п^/» находится на пересечении линий d_п и t_п. Так как точка «п^/» оказалась правее линии ф_max , то необходимо определить точку «п^ист|». которая будет лежать на ф_max. Затем определяем G_ист по формуле

4) Находим точку, характеризующую параметры воздуха за калорифером 1-го подогрева. Для этого через точку «ко» проводим энтальпию J_ко. Точка «К1» находится на пересечении линии J_KO и линии d_н^/. Отрезок н'-KI соответствует нагреву воздуха в калорифере 1-го подогрева.

5)Построение точки, характеризующей параметры воздуха за калорифером П-го подогрева. Для этого определим лу ч процесса в холодный период года:

Точка «КП» должна лежать на пересечении луча процесса и линии d_ко, поэтому проводим луч процесса через точку «п^ист» до пересечения с линией d_ko и фиксируем точку «КII». Отрезок ко-КII соответствует нагреву воздуха в калорифере II-го подогрева.

Таким образом в расчётный холодный период года наружный воздух сначала нагревается в калорифере I-го подогрева до точки -KI, затем адиабатически охлаждается в камере орошения до состояния, характеризующегося точкой «ко», затем нагревается в вентиляторе до точки «в» и в калорифере II-го подогрева до точки «кII», и, наконец, подаётся в помещение, где ассимилируя теплоту и влагу, приобретает параметры точки «п».

Процесс обработки воздуха в холодный период в нерабочее время.

Исходные данные:

Расчётные теплопоступления: Q_п^Т=45000 ккал/ч

Расчётные влаговыделения: W_п^T=12 кг/ч.

1)Так как влаговыделения в нерабочее время равны 0, то луч процесса равен бесконечности, процесс будет происходить по линии постоянного влагосодсржания, равного d_ко. Поэтому точка «п» в нерабочее время сместится по изотерме t_п влево до пересечения с линией d_KO, Точка, характеризующая параметры воздуха за калорифером II- го подогрева, находится иp условия:

Энтальпия воздуха за калорифером П-го подогрева определяется по формуле:

Точка «К_II^нрв» находится на пересечении липни J_kII^yhd и линии d_ko.

8.3 Расчётные нагрузки для подбора калориферов

Производительность холодильной установки:

Q_xy=G*(J_ко-J_н)= кДж/ч = кВт.

Производительность калориферов I-го подогрева:

Q_KI=G*(J_ko-J-_н^/ ) = кДж/ч = кВт.



Производительность калориферовII-го подогрева:

Q_kII=G*(J_kII-J_ko)= кДж/ч = кВт.

Производительность калориферов II-го подогрева в нерабочее время:

Q_kII=G*(J_KlI^нрв-J_ko)= кДж/ч = кВт

За расчётную производительность калориферов П-го подогрева принимается максимальная, т.е. 86325 кДж/ч.

8.4 Схема системы автоматического регулирования

Принципиальная схема.

1- Узел воздухозабора

2- Утеплённый клапан

3- Фильтр

4- Калорифер I-го подогрева

5- Камера орошения

6 - Вентилятор

7- Калорифер II-го подогрева

8- Рециркуляционный воздуховод

Т-1 терморегулятор I-го узла

Т-2 терморегулятор II-го узла

Узлы регулирования.

Для поддержания заданных параметров в помещении при изменении параметров наружного воздуха, т.е. в промежуточных значениях энтальпии. кондиционер оборудуется системой автоматизации. Схема имеет два узла регулирования и узел защиты калориферов оn замораживания.

1 - узел регулирования работает от терморегулятора Т-1. обеспечивает поддержание постоянной температуры за камерой орошения. Это достигается в Т.П. за счёт изменения холодопроизводительности камеры орошения, в Х.П. за счёт теплоотдачи калориферов I-го подогрева.

2 - узел регулирования работает от терморегулятора Т-2. поддерживает в помещении заданную температуру за счёт теплоотдачи калорифера II-го подогрева и последующего изменения количества подаваемого воздуха.

При уменьшении тепловой нагрузки вначале уменьшается расход подаваемого воздуха. Калорифер II-го подогрева включается только после достижения минимальной производительности по воздуху, равной 30 % от расчётной.

G_min> 0,3*G^ТП

Анализ работы узлов регулирования при изменении энтальпии наружного воздуха.

Терморегулятор Т-2. установленный в помещении связан с двумя исполнительными механизмами ИМ-3 и ИМ-3^/. Когда теплоизбытки в помещении начинают уменьшаться, отпадает необходимость в максимальной производительности. Т-2 даёт сигнал на ИМ-3^/. уменьшая расход воздуха. При достижении нижнего предела по производительности, в работу включается ИМ-3. и происходит догрев приточного воздуха до нужной температуры, при этом греется минимальное количество воздуха.

Способы регулирования расход воздуха:

1. дросселирование в качестве дроселирующего устройства используется многостворчатый клапан, позволяющий при любом положении уменьшать проходящий воздух. Этот способ является самым не экономичным. Поданным натур испытаний при полностью закрытом клапане и работающем вентиляторе расход воздуха составляет 30% от расчетного.

2. с помощью направляющего аппарата который перед всасом меняет угол входа воздуха в вентилятор, применяется при расходе воздуха 40-60 тыс.м³/ч. Но экономии направляющие аппараты занимают промежуточное положение между дросселированием и муфтами.

3. изменение числа оборотов осуществляемое электромуфтами или гидромуфтами. Применяются при производительности системы более 80 тыс.м³/ ч. Использование их дорого, работают в определенном диапазоне и дают ограниченную глубину регулирования.

8.5 Диаграмма изменения тепловой нагрузки в кондиционируемом помещении

Q_п^/=G_ист*(J_п^ист-J_в) кДж/ч



9. КОМБИНИРОВАННАЯ СИСТЕМА КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА С ЭЖЕКЦИОННЫМИ ДОВОДЧИКАМИ СКВ КС-1

9.1 Назначение СКВ

Применяется для большой группы мелких помещений, и которых peгулируется температура при допустимых колебаниях относительной влажности. Используется для кондиционирования воздуха многоэтажных и многокомнатных общественных и административных здании с централизованным снабжением первичным воздухом.

9.2 Процессы обработки воздуха в i-d-диаграмме

Исходные данные:

Расчётные теплопоступления: Q_п^Т=45000 ккал/ч

Расчётные влаговыделения: W_п^T=12 кг/ч.

Коэффициент эжекции: К_э =2.

Количество первичного воздуха: L_п =155 м/ч. G=186 кг/ч.

Количество рециркуляционного воздуха: G_p=K_э * G кг/ч.

Количество воздуха смеси: G_см=кг/ч.

Расчётные параметры внутреннего воздуха:

ТП: t_п=°С.

XП: t_п = °С.

ТП: t_ко =13°С, ф_ко=85 %, J_ko =33 кДж/кг, d_ко=7.8 г/кг.

ХП: t_ko =°С, ф_ко =85%, J_ko =24.3 кДж/кг, d_ko = г/кг.

1)Построение процесса начинается с нанесения точек «ко» и «ко^/».,

2)Определим параметры помещения «п» и «п^/». Для этого определим влагосодержание воздуха в помещении:

Точки «п»(«п^/») находятся на пересечении линий d_п(d_п^/) и t_п(t_п^/).

3)Строится точка «в»(«в^/») с учётом нагрева в вентиляторе 1 С.

4)Определяем лучи процесса в тёплый и холодный периоды.

g.- ²⁸⁵⁰ II' X 10' 0.13x10

5) Определяем энтальпии смеси:

На пересечении линии J_см и отрезка п-в лежит точка «см».

На пересечении линии J_см и луча процесса лежит точка «см^/».

6) На пересечении линии d_п и луча процесса, проведённого через точку «см» лежит точка «т».

На пересечении линии d_п и продолжении отрезка в^/-см^/ лежит точка «т^/».

7)Определяем теоретическую энтальпию гочки кондиционера-доводчика:



8) Графически определенные энтальпии:

J_T = кДж/кг

J_T^/= кДж/кг

9.3 Расчётные нагрузки для подбора кондиционеров-доводчиков в теплый период года

Производительность кондиционера-доводчика в холодный период года:

Q_T=G_P*(J_T-J_H)= кДж/ч

Производительность кондиционера-доводчика в холодный период года:

Q_T=G_P*(J_T-J_H)=

9.4 Процесс обработки воздуха в холодный период в нерабочее время

Исходные данные:

Расчётные теплопоступления: Q_п^{х нрв}=ккал/ч

Расчётные влаговыделения: W_п^{х нрв}= кг/ч.

Коэффициент эжекции: К_э =2.

Количество первичного воздуха: L_п =155 м³/ч. G=186 кг/ч.

Количество рециркуляционного воздуха: G_p=K_э * G кг/ч.

Количество воздуха смеси: G_см=кг/ч.

Расчётные параметры внутреннего воздуха:

t_п ^нрв= °С.

t_ко ^нрв=13°С, ф_ко=85 %, J_ko =33 кДж/кг, d_ко=7.8 г/кг.

1)Так как влаговыделения в нерабочее время равны 0. то луч процесса равен бесконечности, процесс будет происходить по линии постоянного влaгoсoдержания, равного d_ко. 1Поэтому точка «п» в нерабочее время сместится по изотерме t_п влево до пересечения с линией d_ко. Точка, характеризующая параметры воздуха за теплообменником, находится из условия:

Энтальпия возду ха за теплообменником определяется по формуле:

Точка «Т^нрв» находится на пересечении линии J_I^нрв и линии d_ко.

Энтальпия точки смеси в нерабочее время:

Точка «см^нрв» находится на пересечении линии d_KO и линии J_см^нрв

Производительность кондиционера-доводчика в холодный период года (не рабочее время)

Q_I^нрв= G_p * (J_I^нрв-J_н^нрв) кДж/ч (может быть ошибка в энтальпии!!!!)



9.5 Схема системы автоматического регулирования

Принципиальная схема.

Система состоит из центрального ЦП-1 обслуживающую большую группу малых помещений и установленных в этих помещениях местных не автономных кондиционеров. Местным не автономным кондиционером является эжекционный кондиционер доводчик ЭКД.

1- Узел воздухозабора

2 - Утеплённый клапан

3 - Фильтр

4 - Калорифер I-го подогрева

5 - Камера орошения

6- Вентилятор

7- Эжекционный кондиционер-доводчик

Узлы регулирования.

Поддержание постоянной температуры к помещении осуществляется за счёт действия терморегулятора Т-2. установленного в помещении, путем изменения количества тепло- или хладоносителя, проходящего через теплообменник ЭКД, таким образом. СКВ КС-1 имеет один узел регулирования Т-1, а количество вторых узлов регулирования равно количеству помещений и узел защиты калорифера от замораживания (см.п. 10 данной записки).

Анализ работы узлов регулирования при изменении энтальпии наружного воздуха.

Поскольку количество наружного воздуха, подаваемого в каждый из кондиционеров-доводчиков, постоянно, то при постоянном влаговыделении в помещение влагосодержание воздуха в помещении постоянно. При этом если луч процесса проходит через точку «в», то нет необходимости в подаче ни теплоты ни холода на теплообменник. В расчётный тёплый период года рециркуляционный воздух с параметрами точки «п» сухо охлаждается до параметров точки в», а затем смешивается с наружным воздухом, имеющим параметры точки «в», и приобретает параметры точки «см», с ними параметрами смесь подаётся в помещение где ассимилируя теплоту и влагу приобретает параметры точки «п» .

В расчётный холодный период года рециркуляционный воздух с параметрами точки «п^/» догревается до параметров точки «т^/», а затем смешивается с наружным воздухом, имеющим параметры точки «в'», и приобретает параметры точки «см^/», с этими параметрами смесь подаётся в помещение где ассимилируя теплоту и влагу приобретает параметры точки «и» .

Терморегулятор Т-1 работает как в СКВ ЦП-1.

Наружный воздух, пройдя через центральный кондиционер, подается в помещение с параметрами более низкими, чем требуется в помещении. Постоянство температур поддерживается за камерой орошения засчет первого узла регулирования. Воздух по воздуховодам поступает в эжекционный кондиционер доводчик через сопло с большой скоростью и под действием разряжения подсасывает воздух из помещения. Рециркуляционный воздух прежде чем смешаться с наружным, проходит через теплообменник и в зависимости от режима помещения либо нагревается, либо охлаждается.



10. УЗЕЛ ЗАЩИТЫ КАЛОРИФЕРОВ ОТ ЗАМОРАЖИВАНИЯ

В СКВ защита калориферов от замораживания осуществляется автоматически, для этого в систему включают отдельный узел, называемый узлом защиты калориферов от замораживания. Необходимо что бы защита калорифера от замораживания осуществлялась не для каждого элемента, а для установки в целом.

Замораживание калориферов исключается при правильном выборе скорости движения теплоносителя, по трубкам калорифера, правильной эксплуатации и применении многоходовых калориферов. Считается, что во избежании замораживания достаточно иметь температуру на внутренней поверхности трубок 5 С. Это достигается при температуре обратной воды в калорифере 25-30 С. Типовая схема узла защиты от замораживания предусматривает защиту воздухонагревателей в двух режимах: при работающей и выключенной СКВ.

При работающей СКВ.

Защита калорифера от замораживания осуществляется терморегулятором Т-3. установленном на обратном трубопроводе и настроенном на температуру 25 - 30 С. Если температура понижается го Т-3 подает сигнал па открытие клапана К-1. Увеличение расхода воды приводит к подогреванию калорифера. Если при полном открытии клапана температура обратной воды не повысилась, то Т-3 с выдержкой 2-3 мин даёт сигнал на аварийное отключение кондиционера. Для включения системы защиты при положительных температурах наружного воздуха в работу включается терморегулятор Т-3^/, играющий роль разрешающего терморегулятора и включает в работу Т-3. Если аварийного режима нет. то Т-3 не работает, т.е. если температура обратной воды более 25-30 С настройки Т -3. осуществляется общее регулирование от терморегулятора Т-1.

Недостаток типового узла - узел защиты калорифера от заморажевания не защищает калориферную установку при внезапном прекращении подачи теплоносителя. Для защиты в этом случае рекомендуется дополнительный контроль перепадов давлений на тепловом вводе.

При неработающей СКВ.

Необходимость защиты при остановке объясняется не плотностью приёмных клапанов на наружном воздухе. Поэтому даже при выключенном вентиляторе за счет сил гравитации проходит около 10 % расчетного расхода воздуха. Для предотвращения замораживания Т-3^/ устанавливают перед калорифером и настраивается на температуру +3°С. При понижении температуры ниже+3 С. Т-3^/ временно открывает клапан на проходе, и калорифер прогревается. Т-3^/ работает периодически, а Т-3 в этом режиме не работает.

Недостаток этого узла большой перерасход теплоносителя. Для избежания этого конструкцию узла усложняют: ставят два регулятора. Одни работает в режиме регулирования, другой в режиме защиты.

Размещено на Allbest.ru

...