Расчет системы кондиционирования воздуха
Основные источники тепловыделений в производственных помещениях. Поступление тепла от солнечной радиации. Люди как источники влаговыделений в общественных зданиях. Характерные случаи изменения состояния воздуха. Понятие прямоточной обработки воздуха.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | лекция |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 18.03.2018 |
| Размер файла | 2,0 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
25
Размещено на http://www.allbest.ru/
Расчет системы кондиционирования воздуха
1. Определение тепловыделений
Источниками тепловыделений в общественных зданиях являются электросветильники и люди, находящиеся в помещении. Источниками тепловыделений в производственных помещениях могут быть:
люди, работающие в помещении;
наружные ограждения - стены, окна, двери, полы, кровля;
солнечная радиация;
производственные оборудования;
электросветильники и электронагревательные приборы;
нагретое производственное оборудование;
остывающие материалы и полуфабрикаты;
продукты сгорания и химических реакций;
теплопоступления от инфильтрации;
теплопоступления при конденсации водяных паров.
Количество тепла, выделяемого людьми, находящимися в помещении, определяется по формуле:
Qпом = q. n кДж/кг, (1)
где: q - количество тепла, выделяемого одним человеком, обычно q = 125 580 кДж/чел,
n - количество людей в помещении.
Поступление тепла от солнечной радиации
Для общественных зданий тепло солнечной радиации составляет до 30% в общем балансе теплопоступлений. Расчетное количество тепла от солнечной радиации через остекленные поверхности равны q Р = 250-700 кДж/м 2 час. Поступление тепла в помещение через 1 м 2 чердачного перекрытия можно принимать в среднем 21 кдж/час.
Поступление тепла при работе электродвигателей и другого оборудования определяется по формуле:
QЭ = 860 N УСТ 1 2 3 4, (2)
где: N УСТ - установленная мощность электродвигателей, кВт
1 - коэффициент одновременности работы оборудования равен 0,5-1,0;
2 - коэффициент загрузки оборудования равен 0,50,8
3 - коэффициент использования установленной мощности равен 0,7-0,8
4 - коэффициент ассимиляции тепла воздухом помещения, учитывающий ту часть фактически затрачиваемой механической энергии, которая передается в виде тепла воздуху. Для текстильных цехов он равен 1,0, а для насосных станций равен 0,1.
Если считать, что ОБЩ = 1 2 3 4, то можно принимать для механических цехов ОБЩ = 0,25 и для текстильных фабрик ОБЩ = 0,9.
Тепловыделения от электрического освещения и электронагревательных приборов определяются по формуле:
QЭ. О = 860 N, ккал/час (3)
где: N - установленная мощность осветительной и нагревательной аппаратуры, кВт.
Тепловыделения от нагретого производственного оборудования
определяются по следующей формуле:
QОБЩ = К F (t ВН - t ПОМ) кДж/час (4)
где: К - общий коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции,
кДж/м 2 час. град; F - теплоотдающая поверхность, м 2; t ВН - температура внутри агрегата, град; t ПОМ - температура в помещении, град.
Если известны средние температуры наружных теплоотдающих поверхностей агрегата, то, зная материал наружной поверхности, а следовательно, и коэффициент его теплоотдачи, путем лучеиспускания и конвекции тепловыделения в воздух помещения можно определить по формуле:
QОБЩ = F {КК (tПОВ-tНОМ) 1,25 + СЛ (ТПОВ / 100) 4 - (ТПОМ / 100) 4] } (5)
где: F - теплоотдающая поверхность, м 2; К - коэффициент конвекции
(10 12 кДж/м2. час. град.); t ПОВ - температура нагретой поверхности, град;
tПОМ - температура воздуха помещения, град; СЛ - коэффициент лучеиспускания.
Тепловыделения от остывающих материалов и полуфабрикатов.
Тепло, выделяемое материалом при переходе его из жидкого в твердое состояние, определяется по формуле:
QМ = G. в. СЖ (t НАЧ - t ПЛ) + i + CТ (t ПЛ - t К) кДж/час (6)
где: G - вес материала, кг; в - коэффициент, учитывающий интенсивность выделения тепла по времени, зависящий от веса материала; i - теплота плавления материала, кДж/кг;
tК - конечная температура остывания материала, град.
Расход тепла на нагревание мелких предметов, поступающих в помещение, определяется по формуле:
QМ' = 0,5 G С (t ПОМ - t М), кДж/час
где: G - вес поступившего в течение часа материала, кг;
t М - температура поступающего материала, град.
Тепловыделения от продуктов сгорания и химических реакций
определяются по формуле:
Q Х = G. QРН. Х, кДж/час (7)
где: G - расход горючего, кг/час; QРН - теплотворная способность горючего, кДж/кг;
Х - коэффициент неполноты сгорания горючего, принимаемый равным 0,90 - 0,97.
Тепловыделения от нагретых поверхностей укрытий, воздуховодов и турбопроводов определяются по формуле:
QУКР = КF (t СР - tПОМ), кДж/час (8)
где: tСР - температура среды под укрытием в воздуховоде, в турбопроводе, град.
Тепловыделения от поверхности нагретой воды определяются по формуле:
QВОДЫ = (4,9 + 3,5 ) (tВОДЫ - tВОЗД) F, кДж/час (9)
где:
- скорость движения воздуха над водой, м / сек; tВОЗД. - температура воздуха, град;
tВОДЫ - температура воды, град, F - поверхность воды, м 2.
Тепловыделения от электросварочных машин определяются по формуле:
QСВ = 860.0,25 N , кДж / час; (10)
где: N - средняя используемая мощность машины, кВт/час; - коэффициент одновременности работы машин (при количестве более 10 машин =0,6)
0,25 - коэффициент, учитывающий водяное охлаждение сварочных машин.
Определение влаговыделений
Источниками влаговыделений в общественных зданиях являются люди, находящиеся в помещении.
Источниками влаговыделений в производственных помещениях могут быть люди, открытые водные поверхности, материалы высыхающие, процесс глажения белья и др., прорыв пара через неплотности; влажные поверхности оборудования и полов.
Влаговыделения от людей определяются по формуле:
WЛ = d n, кг/час (11)
где:
d - количество влаги, выделяемое одним человеком, кг/час (обычно d = 0,03 - 0,07 кг/час);
n - количество людей, находящихся в помещении.
Влаговыделения с открытых водных поверхностей определяются по формуле Дальтона:
WОТ = F (a + 0,0174 ) (РНАС - РП) 760/Рб (12)
где: F - площадь испарения, м2; a - коэффициент, учитывающий подвижность воздуха (обычно а = 0,022 - 0,05); - скорость воздуха над испаряющейся поверхностью, м / сек;
РНАС - давление насыщенного водяного пара при температуре поверхности воды, мм. рт. ст;
РП - парциальное давление водяного пара воздуха, в котором происходит испарение влаги, мм. рт. ст. Рб - барометрическое давление, мм. рт. ст.
Влаговыделения от влажных материалов в процессе их сушки определяются весовым методом (опытным путем), т.е. путем взвешивания их до и после сушки.
Количество влаги, вносимое с инфильтрирующимся воздухом, определяется по формуле:
WИНФ = G (d Н - d В), кг/час (13)
где: G - количество инфильтрирующегося воздуха, кг/час;
d Н и d В - влагосодержание наружного и внутреннего воздуха, кг/кг
Влаговыделения от химических реакций, например, процессов горения, определяются по данным этих реакций. При этом выделяется влаги, кг:
При сгорании 1 кг ацетилена - ------------------------- - 0,7
То же бензина - -------------------------------------------- - 1,4
То же водорода - ------------------------------------------ - 9,0
То же природного газа - --------------------------------- - 1,3
Прорыв пара через неплотности производственного оборудования и коммуникаций при правильной их эксплуатации сводится к минимуму, которым можно пренебречь. Но в некоторых случаях прорыв пара через неплотности соединений оценивается в 2 % от количества протекающего пара в данном оборудовании.
Влаговыделения со смоченной поверхности оборудования и полов при адиабатическом испарении могут быть определены по формуле:
WП = 0,006 F (t В - t М. Т), кг/час (14)
где: F - смоченная поверхность оборудования и пола, м 2;
t В - температура воздуха помещения по сухому термометру, град.
t М.Т. - температура воздуха помещения по мокрому термометру, град.
Количество влаги, испаряющееся от металлообрабатывающих станков при работе с эмульсией, определяется по формуле:
WЭ = 0,15 N, кг/час (15)
где: N - мощность установленного металлообрабатывающего оборудования, кВт.
Количество испаряющейся жидкости, кроме воды, определяется по формуле:
GЖ = m (0,000352 + 0,000786 ). Р F, кг/час (16)
где: m - молекулярный вес жидкости; - скорость движения воздуха над источником испарения, м / сек; Р - упругость паров жидкости, насыщающих воздух при температуре жидкости, мм. рт. ст.; F - поверхность испарения, м 2.
При испарении с поверхности водных растворов мине-ральных солей при концентрации последних до 25% по весу упругость паров можно принимать как упругость водяного пара.
Кроме влаговыделений, в помещении могут быть и влагопоглощения, как, например: поглощение влаги гигроскопическими материалами с химическими веществами, находящимися в помещении, которое определяется опытным путем, следовательно, баланс влаги в помещении выразится формулой:
WИЗБ = WВЫД - W ПОГ, кг / час (17)
Очевидно, что в зависимости от конкретных условий баланс влаги в помещении может быть как положительный, так и отрицательный.
h - d диаграмма и ее применение в расчетах кондиционирования воздуха
Некоторые характерные точки на h - d диаграмме.
h - d диаграмма, разработанная проф.Л.К. Рамзиным в 1918 г., представляет собой графическую зависимость параметров влажного воздуха I; d; t; и PП для заданного барометрического давления.
Постоянные значения (const) этих параметров на диаграмме представлены линиями. На h-d диаграмме любая точка обозначает вполне определенное физическое состояние воздуха.
Рис. 1. Некоторые характерные точки на h-d диаграмме.
Так, для воздуха, имеющего физическое состояние, характеризуемое точкой А (рис. 1) легко на h-d диаграмме прочитать все остальные параметры tА; dА; hА; А; PА.
Если через точку А провести линию АБ постоянного влагосодержания (d = соnst) до пересечения ее с линией = 100 %, то получим точку Б, которая представляет измененное состояние воздуха в точке А при его охлаждении до температуры tБ. Точка Б называется точкой росы для воздуха, имеющего состояние, характеризуемое точкой А, а температура tБ - температурой точки росы.
Если этот же воздух состояния в точке А подвергнуть насыщению водяными парами при tА = сonst, то его состояние при полном насыщении находится на пересечении линии tА с линией = 100 % в точке В (рис. 1). Точка В называется точкой насыщения для воздуха состояния в точке А при температуре tА. В точке “В” также легко прочитать все параметры воздуха в новом его состоянии.
Если воздух состояния А охлаждать, увлажняя его без подвода и отвода тепла, то это изменение будет происходить при постоянном теплосодержании (h = const). Если провести через точку “А”линию hА = сonst до пересечения с линией насыщения = 100%, то получим точку “ Г ” и проходящую через нее линию температуры tГ. Эта точка называется точкой мокрого термометра, а температура tГ называется температурой мокрого термометра t М. Т или предельной температурой адиабатического охлаждения воздуха. Все точки, лежащие на одной линии h = соnst, имеют одну и ту же постоянную tМ.Т. Парциальное давление водяных паров для воздуха в точке “А” определяется точкой РА, лежащей на пересечении линии dA с линией парциального давления.
Характерные случаи изменения состояния воздуха и их изображение на h - d диаграмме
В практике процессы изменения состояния воздуха протекают при постоянном выделении или отнятии тепла или влаги, а также при одновременном их выделении.
Пусть, например, воздух с начальным состоянием, характеризующимся точкой А с параметрами tА; dА hА; А. требуется довести до состояния, характеризующегося точкой Б с параметрами tБ; dБ; Б; и hБ; (рис. 2.).
Количество тепла, необходимое для процесса, будет:
Q = G (I Б - h А), кДж/час (18)
где: G - количество воздуха кг / час; а количество влаги
W = G (d Б - d А) кг/час (19)
Разделив уравнение (4-18) на уравнение (4-19), получим:
G hБ - hА I
= ______ = ______________ = _____________ кДж/кг (20)
W 0,001 (dБ-dА) 0,001d
Такой процесс изменения состояния воздуха называется тепловлажностным процессом. Он показывает, какое количество тепла подводится или отводится к 1кг воздуха на 1кг влаги. Графически на h-d диаграмме он выражается отношением приращения ординат h к приращению абсцисс d. Это отношение определяет собой угол наклона прямой, изображающей процесс , к оси абсцисс. Эту прямую называют лучом тепловлажностного процесса или угловым масштабом h-d диаграммы.
Рис. 2. Тепловлажностные процессы воздуха.
Рассмотрим (рис. 2.) некоторые случаи изменения состояния воздуха.
Первый случай. Воздух, характеризуемый точкой А, доводится до состояния, характеризуемого точкой Б. При этом воздухом поглощается одновременно тепло и влага, причем h > hА и dБ > dА.
В этом случае направление искомого луча процесса будет характеризоваться отношением:
hБ - hА
1 = ____________.1000 > 0
d Б - d А
и соответствовать нагреванию и увлажнению воздуха.
Второй случай. Воздух переводится из состояния А в состояние В с параметрами hВ = hА и dВ > dА.
Так как процесс увлажнения воздуха проходит при постоянном теплосодержании, то величина луча процесса будет
0
2 = __________.1000 = 0
dВ - dА
и соответствует адиабатическому увлажнению воздуха.
Третий случай. Воздух переводится из состояния в точке А в состояние в точке Г с параметрами hГ > hА и dГ = dА, т.е. процесс проходит при постоянном влагосодержании с направлением вниз от точки А, причем hА > hГ.
Выражение луча процесса в этом случае будет;
hГ - hА
3 = __________ 1000 = - .
0
Четвертый случай. Воздух (точка Д) отдает тепло hД < hА и влагу dД < dA, т.е. проходит процесс охлаждения и осушения воздуха. Направление луча процесса будет:
hД - hА -I
4 = __________ 1000 = ________.1000 > 0
dД - dА -d
Так как приращения тепло- и влагосодержания имеют отрицательные значения, то направление луча процесса будет от точки А к точке Д.
Пятый случай. Воздух (точка Е) отдает влагу d Е < dА при постоянном теплосодержании hЕ = hА = const, т.е. протекает процесс осушки воздуха при помощи абсорбентов. Направление луча процесса будет:
5
Однако, так как приращение влагосодержания будет отрицательным, то направление луча процесса будет от точки А к точке Е.
Шестой случай. Воздух (точка Ж) подвергается нагреванию в калориферах при постоянном влагосодержании dЖ = dА = const. Так как hЖ > hА, то направление процесса будет:
6 = + .
Так как приращение теплосодержания будет положительным, то направление луча процесса будет вверх от точки А.
Следовательно, лучи процессов наглядно характеризуют тепло-влажностные процессы, протекающие в кондиционируемом помещении или камере кондиционера.
тепловыделение общественная здание тепло
Прямоточная обработка воздуха
При прямоточной обработке наружный воздух в количестве GН = GК = GПР кг / час поступает в кондиционер, где обрабатывается в зависимости от периода года (теплый, холодный) и подается в помещение. Из помещения воздух в полном количестве (GПР) удаляется системой вытяжной вентиляции наружу.
Расчет для теплого периода. В теплый период наружный воздух с температурой t обычно более высокой, чем температура воздуха в помещении t, характеризуемый на h-d диаграмме точкой Н (рис XII.3.), поступает в промывную камеру кондиционера, где вступает в контакт с разбрызгиваемой водой, имеющей температуру ниже температуры воздуха в помещении.
Рис. 3. Построение на h-d диаграмме процесса кондиционирования в летнее время.
В результате тепло-, влагообмена воздух при выходе из промывной камеры приобретает = 90 - 95 %.
Чтобы получить h-d диаграмму данного процесса проводим из точки Н луч процесса НК до пересечения с кривой = 95 % (точка К). Далее воздух, пройдя вентилятор, нагреется и будет характеризоваться точкой К1. Процесс в помещении может закончиться в точке В, характеризующей заданные параметры воздуха в помещении. Температура воды в поддоне промывной камеры, т.е. температура воды (t WК), участвующей в процессе обработки воздуха, находится на кривой = 100 % на продолжении линии НК.
Производительность камеры по холоду в данном процессе обработки воздуха определяется по формуле:
QX = GК.10 (t Н - t К), кДж/час (21)
а расход тепла на нагревание воздуха составит:
QИЗБ = GПР (hB - hК'), кД/ж/час
Количество испарившейся воды в камере в обрабатываемый воздух составит:
WИСП = GПР (d K - d H) кг/час
Расчет прямоточного процесса обработки воздуха в кондиционере
Построить на h-d диаграмме процесс обработки воздуха в прямоточном кондиционере, определить потребный воздухообмен в помещении, производительность камеры по холоду и расход тепла на нагревание воздуха, если даны:
параметры наружного воздуха:
t Н = 30 0; hН = 13,8; dН =10,8;
параметры внутреннего воздуха:
tВ = 26-270 и В = 63 - 67 %;
теплоизбытки в помещении
QИЗБ = 10000 Ккал / час = 41900 кДж/час;
Производим построение процесса на h-d диаграмме, согласно которому получаем:
параметры воздуха, выходящего из камеры (точка К):
tK = 20,5 0; K = 95 %; hK = 13,8; dK = 14,6.
параметры воздуха, поступающего в помещение:
tK' = 22 0; K' = 85 %; hK' = 14,2; dK' = 14,6.
Процесс может быть закончен в точке В, имеющей параметры:
tB = 2 6,5 0; B 65 %; hB = 15,2; dB = 14,6,
так как они отвечают заданным.
Процесс проходит по h = const и является наиболее рациональным. Перепад температур в помещении t = = 26,5 - 22 = 4,5 0. Температура разбрызгиваемой воды tWK = =19,8 0.
На основании полученных данных определяем:
потребный воздухообмен в помещении:
10000
GПР = ___________ = 10000 кг/час
15,2 - 14,2
Производительность камеры по холоду:
QХ = 10000.0,24 (30-20,5) = 22800 Ккал / час 95760 кДж / час
Расхода тепла на нагревание воздуха нет. В данном случае он будет покрываться теплоизбытками в помещении.
Q = GПР (hB - hK') = 10000 (15,2 - 14,2) = 10000 ккал / час=
= 41900 кДж / час.
Количество испаряющейся влаги воды в камере составит:
WИСП = 10000 (14,6 - 10,8).0,001 = 38 кг / час.
Из приведенного примера видно, что за счет адиабатического увлажнения воздуха (испарения воды) наружный воздух снизил свою температуру на 9,5 0.
Выбор процесса обработки воздуха в прямоточном кондиционере в летнее время
Не всегда в практике построение процесса в помещении может быть закончено в точке В (рис XII.3), и часты случаи, когда заданные параметры воздуха в помещении (tB и B) могут быть обеспечены воздухом, выходящим из камеры (точка К) по d = const при адиабатическом процессе его обработки.
Пусть точками Н и В характеризуются соответственно параметры наружного и внутреннего воздуха (рис. XII.4.)
Из точки Н аналогично рис. XII.3 проводим по h-соnst процесс НК1 и из точки К1 по d = const поднимаемся в точку В1 до B, характеризующую заданную влажность в помещении. При этом температура воздуха в точке В1 не будет совпадать с заданной, а будет выше. Ниже заданной температуры она быть не может, так как тогда не будет выдержана заданная влажность воздуха (B).
Далее из точки В1 по кривой B опускаемся в точку В, характеризующую заданные параметры воздуха и по d = const опускаемся в точку К на кривой = 95%.
Процесс обработки воздуха в камере характеризуется политропной НК; это свидетельствует, что адиабатическая обработка воздуха в камере в данном случае невозможна.
На продолжении прямой НК с кривой = 100 % находим конечную температуру воды (точку t WК), участвующей в процессе обработки воздуха в камере. Потребный воздухообмен в помещении, производительность камеры по холоду и прочее определяют аналогично предыдущему.
Рис. 4 h-d диаграмма процесса обработки воздуха в прямоточном кондиционере в летнее время.
Пример расчета. Построить на h-d диаграмме процесс обработкам воздуха и др. аналогично предыдущему примеру, если заданные параметры внутреннего воздуха t В = 250 и В = 55 %.
Построение процесса на h - d диаграмме приведено на рис. XII.4. Согласно вышеприведенному описанию находим параметры точек.
Точка В1 имеет В = 55%, tВ = 29,9, т.е. заданную влажность, но температура не соответствует заданной.
Точка В имеет заданные:
tВ = 250; В = 55%; hB = 12,9; dB = 11,3.
Точка К характеризуется:
tК = 16,50; К = 95%; hК = 10,7; dК = 11,3.
Точка К' имеет заданные:
tК' = 180; K' = 85%; hK' = 11,2; dK' = 11,3.
Точка tWK = 15,6 0.
На основании полученных данных определяем:
потребный воздухообмен в помещении:
10000
GПР = ____________ = 5880 кг / час;
12,9 - 11,2
Производительность камеры по холоду:
QX = 5880 (13,8 - 10,7) = 18230 ккал / час = 75500 кДж / час.
Политропный процесс обработки воздуха
Общий случай построения политропического процесса обработки воздуха в камере кондиционера при условии, что в кондиционируемом помещении нет влаговыделений, приведен на рис. 5.
Рис. 5. Построение на h-d диаграмме процесса обработки воздуха в летнее время в прямоточном кондиционере при политропическом процессе и отсутствии влаговыделений в помещении.
Точками В и Н характеризуются соответственно параметры внутреннего и наружного воздуха. Поскольку в помещении нет влаговыделений, то процесс ассимиляции тепла в нем будет проходить по d = const. Поэтому из точки В по d = const опускаемся до = 95% и находим параметры воздуха, выходящего из камеры кондиционера (точку К).
Для построения процесса соединяем точки Н и К. В данном случае прямая НК - политропа. На продолжении прямой НК с кривой = 100% находим точку t WK.
Потребный воздухообмен, производительность по холоду и прочее определяются аналогично предыдущему.
Пример расчета. Построить на h-d диаграмме процесс обработки воздуха и др. аналогично предыдущим примерам, если заданные параметры воздуха в помещении t B = 24 0 и B = 50 %. Построение процесса приведено на рис.4.5.
Из точки В, имеющей параметры tВ = 24 0; В = 50%; hB = 11,5; dB = 9,5, опускаясь по d = const, находим точку К и её параметры: tK = 140; K = 95%; hK = 9,1; dK = 9,5. Затем строим линию процесса в камере, для чего соединяем точку Н с точкой К. На продолжении НК с = 100 % находим точку tWK = 12,8. На линии ВК находим точку К' и её параметры: tK' = 15 0; K' = 92 %; hK' = 9,3; dK' = 9,5.
На основании полученных данных определяем потребный воздухообмен и прочее аналогично предыдущему примеру:
10000
GПР = - ---------- - = 4550 кг / час;
11,5 - 9,3
QX = 4550 (13,8 - 9,1) = 21385 ккал / час = 89700 кДж / час;
Q = 4550 (11,5 - 9,3) = 10000 ккал / час = 41900 кДж / час;
WИСП = 4550 (10,8 - 9,5).0,001 = 5,9 кг / час
Процесс обработки воздуха при выделении в помещении тепла и влаги
В практике часто встречаются случаи, когда в помещении выделяются одновременно тепло и влага. В этом случае требуется подогрев воздуха после выхода его из промывной камеры в калорифере второго подогрева (рис. XII.6.)
Предварительно определяем направление луча процесса в помещении, т.е. = Q ИЗБ / W. Далее через точку В, характеризующую заданные параметры воздуха в помещении, проводится луч процесса ВП до пересечения с изотермой принятой температуры приточного воздуха tПР, которая определяется из санитарно-гигиенических условий (допустимого перепада t).
Затем из точки П, опускаясь по d = соnst, находится точка К на пересечении с = 95 %, параметры которой соответствуют состоянию воздуха при выходе из промывной камеры, а прямая ПК является лучом процесса подогрева воздуха во втором калорифере кондиционера.
Рис. 6. Построение на h-d диаграмме процесса обработки воздуха в летнее время в прямоточном кондиционере при выделении в помещении тепла и влаги.
Далее находят точку Н, соответствующую параметрам наружного воздуха, проводя луч процесса в промывной камере НК и на продолжении ее с = 100% находят точку t WK. Остальные величины находятся аналогично предыдущему.
Пример расчета. Построить на h-d диаграмме процесс обработки воздуха и др. по данным предыдущего примера, но при условии, что кроме теплоизбытков Q ИЗБ = 10000 ккал / час = 41900 кДж / час, в помещении выделяется влага в количестве W = 8 кг/час.
Определяем направление луча процесса в помещении = 10000/8 = 1250 ккал/кг= 5250 кДж/кг и, найдя на h-d диаграмме точку В, проводим из нее луч = 1250 (или 5250).
Далее принимая допустимый перепад между температурой внутреннего и приточного воздуха, например, t = 50, находим точку П на изотерме t ПР = 24 - 5 = 190. Параметры точки П будут: t ПР = 19 0; ПР = 55%; hПР = 9,2; dПР = 7,7.
Затем из точки П по d = const определяем параметры воздуха, выходящего из камеры (точку К): tK = 10,5; K = 95%; hK = 7,1; dK = =7,7.
Находим на диаграмме точку Н и далее определяем точку t WK = 9,5 0.
Затем находим точку П' на луче процесса подогрева воздуха во втором калорифере, которая будет на 0,5 - 1,5 0 ниже температуры приточного воздуха (tПР), следовательно, tП ' = 19 - 1 = 18 0.
Потребный воздухообмен в помещении:
8.1000 10000
GПР = - --------- - = - ---------- - = 4400 кг/час.
9,5 - 7,7 11,5 - 9,2
Производительность промывной камеры по холоду:
QX = 4400 (13,8 - 7,1) = 29840 ккал / час = 125300 кДж/час.
Расход тепла для калорифера второго подогрева:
QII = 4400 (9,0-7,1) = 8360 ккал/час = 35100 кДж/час.
Расчет для холодного периода
В холодный период наружный воздух в количестве GН = GПР кг/час поступает в калориферы первого подогрева, где он подогревается до температуры, при которой его теплосодержание будет равно расчетному теплосодержанию адиабатического процесса увлажнения. После подогрева поступает в промывную камеру, где происходит его адиабатическое увлажнение, в результате которого воздух приобретает заданное влагосодержание при = 95%. Так как при увлажнении температура воздуха становится ниже необходимой температуры приточного воздуха, то воздух требуется нагревать.
Построение на h - d диаграмме процесса обработки воздуха в зимнее время при условии отсутствия в помещении влаговыделений приведено на рис.4.7.
Процесс в помещении протекает по d = сопst. Находим на h - d диаграмме точку В и по d = const опускаем до =95 % и находим точку К, характеризующую параметры воздуха, выходящего из промывной камеры.
Увлажнение воздуха рационально проводить по h=const. Перед увлажнением наружный воздух подвергается нагреванию в калориферах первого подогрева, где процесс проходит до d = const. Поэтому температура, до которой необходимо подогревать наружный воздух, определится на диаграмме точкой пересечения прямой из точки К по h = =const с прямой из точки Н по d = const. Воздух может нагреваться в калорифере второго подогрева, если теплоизбытков в помещении нет или их недостаточно. Подогревом воздуха в вентиляторах в зимнее время можно пренебречь.
расход тепла для калорифера первого подогрева:
Q I = GПР (h1 - h H) ккал / час или кДж / час;
расход тепла для калорифера второго подогрева:
Согласно вышеприведенному построению находят:
Q I I = GПР (h ПР - hK) ккал / час или кДж / час;
где: GПР - количество нагреваемого воздуха, кг / час;
h1 - конечное теплосодержание воздуха, нагреваемого в калорифер первого подогрева, т.е. до температуры t1;
hПР - конечное теплосодержание воздуха, нагреваемого в калориферах второго подогрева.
Пример расчета. Построить на h - d диаграмме процесс обработки воздуха в прямоточном кондиционере и определить расход тепла для калориферов первого и второго подогрева воздуха и количество испарившейся воды в камере, если дано: расчетные параметры воздуха (tН = - 200; Н = 80%; hН= - 4,5; dН =0,5); расчетные параметры внутреннего воздуха (tВ= - 240; В = 50%; hВ=11,5; dВ=9,5); воздухообмен в помещении согласно расчету летнего периода GПР= 4550 кг/час. Влаговыделений в помещении нет. На систему кондиционирования воздуха возлагается и отопление помещения. Недостача тепла согласно тепловому балансу Q НЕД = 5000 ккал / час (или 21 000 кДж / час).
Рис. 7. Построение на h - d диаграмме процесса обработки воздуха в зимнее время в прямоточном кондиционере при отсутствии влаговыделений в помещении.
Построение процесса показано на рис.4.7 Находим на диаграмме точки Н и В. Далее из точки В, опускаясь по d = const, находим точку К и её параметры: tK=140; К = 95%; hК = 9,1; dК = 9,5. Затем строим линию процесса Нt1 первого подогрева воздуха и находим её параметры: t1=36,40; h1 = 9,1; d1 = 0,5. На продолжении линии Кt1 на кривой 1 =100% находим точку t WK = 13,40.
Затем определяем температуру приточного воздуха с учетом покрытия недостачи тепла в помещении:
5000
t ПР = 24 + - ------------ - = 28,60
0,24.4550
из точки К по d = const находим точку П и её параметры: t ПР = 28,6 0; ПР = 38%; hПР = 12,6; dПР=9,5.
Расход тепла для калориферов первого подогрева:
Q I = 4550 [9,5 - (-4,5)] = 61750 ккал / час = 259550 кДж / час.
Расход тепла для калориферов второго подогрева:
Q II = 4550 (12,6 - 9,1) = 15950 ккал / час = 66980 кДж / час.
Количество испарившейся воды в камере:
W ИСП = 4550 (9,5 - 0,5) 0,001 = 41 кг / час.
Если бы по условию на систему кондиционирования воздуха не возлагалась задача отопления помещения (не было бы QНЕД = 5000 ккал/час = 21000 кДж/час), то температура приточного воздуха в этом случае была бы равна заданной температуре воздуха в помещении, т.е. в нашем примере tПР = tВ= 240С.
Пример расчета. Построить процесс обработки воздуха в прямоточном кондиционере и определить расход тепла, если в помещении имеется избыточное тепло влаги в количестве W = 8 кг/час, следовательно, = 1250 ккал/кг (или 5245 кДж/кг).
Расчетные параметры наружного и внутреннего воздуха аналогичны предыдущему примеру. Воздухообмен в помещении GПР = 4400 кг/час. Построение процесса приведено на рис.4.8.
Определение параметров воздуха в точках В, П и К производим аналогично предыдущим примерам. Затем определяем параметры точки t1: h1 = 7,1; t1 = 28,5 0С; d1=0,5; tWk = 100С.
Расход тепла для калориферов первого подогрева:
QI = 4400 [7,1 - ( - 4,5)] = 51040 ккал / час = 214350 кДж / час
для калориферов второго подогрева:
QII = 4400 (9,2 - 7,1) = 9240 ккал / час = 38800 кДж / час.
В практике расчетов системы кондиционирования воздуха при одновременном выделении в помещении тепла и влаги для определения температуры приточного воздуха (точки tПР) можно пользоваться не только допустимым перепадом температур (t), но и ассимилирующей способностью приточного воздуха по влаге, т.е. d = dВ - dПР. Однако в этом случае должен быть известен потребный воздухообмен в помещении, например, по летнему периоду или другим способом.
Рис. 8. Построение на h - d диаграмме процесса обработки воздуха в зимнее время в прямоточном кондиционере при выделении в помещении тепла и влаги.
В этом случае ход построения процесса производится следующим образом: для определения параметров приточного воздуха находят d, в последнем примере это составит: d = 8000: 4400 = 1,8 г / кг воздуха;
следовательно, влагосодержание приточного воздуха должно быть равно:
dПР = dВ - d = 9,5 - 1,8 = 7,7 г/кг.
Затем проводят через точку В соответствующую заданному состоянию внутреннего воздуха луч процесса () в помещении до пересечения с линиeй dПР = соnst и находят точку П, определяющую необходимое состояние приточного воздуха (в нашем примере tПР = 190; ПР= 55%; hПР = 9,2; dПР = 7,7).
Они полностью соответствуют ранее полученным значениям.
Литература
1. Андреевский А.К. Отопление Минск. Вышейшая школа, 1982.
2. Богословский В.И. Тепловой Режим здания М: Строй издат., 1979.
3. Отопление и вентиляция В.Н. Богословсий, В.П. Щеглов, Н.Н. Разумов.М. 1980.
4. Пеклов А.А. Кондиционирование воздуха - Киев. Издат "Будивельник" 1987.
5. Сканави А.Н. Конструирование и расчет систем водяного и воздушного отопления зданий. М. Стройиздат, 1983.
6. Шекин Р.В., Березовский В.А., Потапов В.А. Расчет систем центрального отопления. Киев: Вищ. Школа. 1975.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Расчет тепловыделений и влаговыделений внутри каждого помещения для теплого и холодного периода года. Определение количества воздуха, необходимого для удаления избыточной влаги и тепла. Расчет секций центрального кондиционера и сечений воздуховодов.
дипломная работа [1,7 M], добавлен 15.07.2012Определение расчетных параметров наружного и внутреннего воздуха для теплого и холодного периодов. Теплопоступления от искусственного освещения и солнечной радиации. Выбор схемы распределения воздуха в кондиционируемом помещении, подбор калориферов.
курсовая работа [155,4 K], добавлен 19.12.2010Основные требования к системам кондиционирования воздуха производственного помещения. Местные автономные системы кондиционирования воздуха. Расчет системы кондиционирования воздуха предприятия пошива верхней одежды для теплого и холодного периодов года.
курсовая работа [923,0 K], добавлен 23.03.2012Проектирование системы кондиционирования воздуха в зрительном зале клуба на 400 мест. Выбор расчетных параметров наружного, внутреннего воздуха. Температура уходящего воздуха, угловые коэффициенты луча процесса в помещении. Подбор вентиляторного агрегата.
курсовая работа [134,8 K], добавлен 08.04.2014Определение расчетных параметров наружного и внутреннего воздуха. Тепловыделения в производственных помещениях. Выделения газов в помещении. Расчет и выбор оборудования кондиционеров. Необходимый воздухообмен в помещении. Расчет воздушных фильтров.
курсовая работа [143,6 K], добавлен 09.10.2012Устройство систем кондиционирования воздуха в помещениях, его использование для создания комфортных условий пребывания. Анализ схем обработки воздуха, подаваемого в помещение для выбора более экономичной. Расчет кондиционера цеха ротационного печатания.
курсовая работа [282,3 K], добавлен 16.12.2014Требования к судовым системам вентиляции и вентиляторам. Оборудование для очистки воздуха. Осуществление хладоснабжения судовых систем кондиционирования воздуха. Двухканальная система кондиционирования воздуха. Описание работы кондиционера типа "Нептун".
контрольная работа [4,2 M], добавлен 03.05.2015Расчет количества вредных для организма человека веществ, поступающих в рабочую зону производственного помещения, на основе которых проектируется система кондиционирования. Возможность использования системы кондиционирования воздуха для отопления.
курсовая работа [116,3 K], добавлен 04.03.2011Сравнительная характеристика централизированной и децентрализированной систем воздухоснабжения. Управление системой сжатого воздуха и политика повышения эффективности её использования. Неправильное использование и основные случаи потерь сжатого воздуха.
реферат [528,8 K], добавлен 12.03.2016Схема опытной установки и описание принципа её действия. Порядок выполнения опыта и составление диаграммы влажного воздуха. Расчёт плотности воздуха на выходе из калорифера, массового расхода воздуха, проходящего через установку, расхода сухого воздуха.
контрольная работа [1,1 M], добавлен 23.01.2014Расчет теплопоступлений от станков, от людей, от солнечной радиации для теплого и холодного периодов года, от искусственного освещения. Тепловые потери через стены и окна в теплый и в холодный периоды года. Построение процессов кондиционирования воздуха.
контрольная работа [116,3 K], добавлен 19.12.2010Проект системы кондиционирования воздуха ткацкого цеха с расчетными параметрами внутреннего и наружного воздуха. Определение теплопоступлений, теплопотерь и теплоизбытков для разных периодов года; аэродинамический расчет приточных и вытяжных воздуховодов.
курсовая работа [891,7 K], добавлен 19.12.2010Статистика атмосферы и простейшее приложение. Уравнение состояние сухого воздуха и его использования для расчёта плотности воздуха. Виртуальная температура и запись уравнения влажного воздуха в компактной универсальной форме. Основные const термодинамики.
краткое изложение [43,8 K], добавлен 19.11.2010Забор воздуха для подачи в котлы. Мероприятия по подогреву воздуха в зимний период. Проектирование воздухонагревательных установок. Аэродинамический расчет диффузора и конфузора. Система подогрева входящего воздуха. Расчет и выбор теплообменного аппарата.
дипломная работа [2,2 M], добавлен 23.06.2011Изучение различных изопроцессов, протекающих в газах. Экспериментальное определение СP/СV для воздуха. Расчет массы газа, переходящего в различные состояния. Протекание изотермических процессов, определение состояния газа как термодинамической системы.
контрольная работа [28,0 K], добавлен 17.11.2010Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания котельной установки. Определение коэффициентов избытка воздуха, объемных долей трехатомных газов и концентрации золовых частиц. Расчет энтальпий воздуха и продуктов сгорания. Расчет поверхностей нагрева котла.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 04.05.2015Выбор температуры уходящих газов и коэффициента избытка воздуха. Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания, а также энтальпии воздуха. Тепловой баланс теплового котла. Расчет теплообменов в топке, в газоходе парового котла. Тепловой расчет экономайзера.
курсовая работа [242,4 K], добавлен 21.10.2014Выполнение расчетов параметров воздуха, теплопотерь через стены, пол, перекрытие, расходов тепла на нагревание инфильтрующегося воздуха через ограждения помещений, вентиляцию, горячее водоснабжение с целью проектирования системы теплоснабжения завода.
курсовая работа [810,6 K], добавлен 18.04.2010Понятие абсолютной, относительной влажности воздуха и влагоемкости. Давление водяного пара атмосферы при различных температурах. Краткая характеристика основных методов оценки влажности и температуры воздуха. Аспирационный и простой психрометры.
лабораторная работа [331,0 K], добавлен 19.11.2011Расчёт состояния и параметров пара в начале и конце процесса, коэффициента теплоотдачи у поверхности панели. Расчёт газовой постоянной воздуха, молекулярной массы и количества теплоты. H-d-диаграмма влажного воздуха. Понятие конвективного теплообмена.
контрольная работа [336,5 K], добавлен 02.03.2014
