Теплогазоснабжение, вентиляция и охрана воздушного бассейн
Оценка энергетических затрат на кондиционирование помещения бассейна в холодный период года. Схема прямоточного кондиционера с рециркуляцией и утилизацией теплоты уходящего воздуха. Выбор калорифера, холодильной машины и основных блоков кондиционера.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 19.01.2020 |
| Размер файла | 429,5 K |
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.
Размещено на http://allbest.ru
БЕЛОРУССКИЙ НАЦИНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра «Теплогазоснабжение и вентиляция»
Курсовая работа
«Теплогазоснабжение, вентиляция и охрана воздушного бассейна»
Кондиционирование воздуха и холодоснабжение
Выполнил студент: Крейнина И.С.
Заочная форма обучения
Преподаватель: Дячек П.И.
Минск, 2019
Содержание
Введение
1. Исходные данные
2. Выбор расчётных параметров наружного и внутреннего воздуха
3. Определение производительности СКВ для теплого и холодного периода года. Определение объема рециркуляции, определение нормы подачи воздуха
4. Построение процессов кондиционирования воздуха для холодного периода года
4.1 Прямоточный кондиционер с двумя секциями подогрева
4.2 Прямоточный кондиционер с калорифером первого подогрева
4.3 Прямоточный кондиционер с рециркуляцией
4.4 Прямоточный кондиционер с утилизацией теплоты уходящего воздуха
4.5 Прямоточный кондиционер с применением пароувлажнителя
5. Анализ энергетических затрат на реализацию процессов кондиционирования воздуха в холодный период года с учётом применения различных способов его обработки
6. Построение процессов кондиционирования воздуха для теплого периода года
6.1 Прямоточный кондиционер с политропной камерой орошения
6.2 Прямоточный кондиционер с воздухоохладителем
6.3 Прямоточный кондиционер с рециркуляцией
7. Анализ энергетических затрат на реализацию процессов кондиционирования воздуха в тёплый период года с учётом применения различных способов его обработки
8. Выбор комплектации кондиционера для круглогодичного применения
9. Выбор функциональных блоков кондиционера
9.1 Выбор калорифера 1-го подогрева для зимнего периода
9.2 Выбор калорифера 2-го подогрева для зимнего периода
9.3 Расчёт оросительной камеры для зимнего периода года
10. Спецификация основного оборудования кондиционера
11. Подбор холодильной машины
Список использованной литературы
Введение
Системы кондиционирования воздуха (СКВ) представляют собой совокупность технических средств, служащих для приготовления, транспортирования и распределения воздуха. Комплекс СКВ в обязательном порядке включает средство автоматизации.
Существует множество методов обработки воздуха, причем каждый из методов отличается уровнем энергопотребления и уровнем инвестиций на устройство кондиционера, следовательно, при проектировании СКВ необходимо рассматривать несколько вариантов обработки воздуха и выбирать тот вариант, который технически реализуем, имеет минимум энергозатрат, минимальные инвестиции.
1. Исходные данные
Здание расположено в городе Владивосток.
Высота помещения 3 м. Назначение помещения: типографическое производство.
Расчетное значение полной избыточной теплоты для теплого периода года: 115 000 кДж/ч.
Расчетное значение полной избыточной теплоты для холодного периода года: 90 000 кДж/ч.
Расчетное значение избыточных влаговыделений в обслуживаемых СКВ помещениях: 16 кг/ч.
Разность температур между температурой воздуха в рабочей зоне и на выходе из воздухораспределителя: 30С.
2. Выбор расчётных параметров наружного и внутреннего воздуха
Выбор параметров осуществляется в соответствии с [1] и техническими условиями, выдаваемыми заказчиками.
В соответствии с п.7.2 [1] назначается класс зданий для систем кондиционирования воздуха.
Системы кондиционирования воздуха следует принимать:
1.первого класса - для обеспечения метеорологических условий, требуемых для технологического процесса;
2.второго класса - для обеспечения метеорологических условий в пределах оптимальных норм или требований технологического процесса;
3.третьего класса - для обеспечения параметров микроклимата в пределах допустимых норм, если они не могут быть обеспечены вентиляцией в теплый период года без применения искусственного охлаждения воздуха, или оптимальных норм - при экономическом обосновании или на основании задания на проектирование.
В данном случае необходимо проектировать систему кондиционирования воздуха 1-го класса.
Расчётные параметры наружного воздуха для жилых, общественных, административных, бытовых и производственных помещений в соответствии с [1, 5.14] следует принимать:
1. параметры А - для систем вентиляции, воздушного душирования и кондиционирования воздуха третьего класса для теплого периода года;
2. параметры Б - для систем отопления, вентиляции, воздушного душирования и кондиционирования воздуха для холодного периода года и для систем кондиционирования воздуха первого класса для теплого периода года. кондиционер калорифер рециркуляция
Обслуживаемые системой кондиционирования воздуха помещения относятся к типографическому производству (категория работ 1а). По ведомственным технологическим нормативам на одного работающего круглый год необходимо подавать 80 мі/ч.
Значения расчетных параметров воздуха сведены в таблицу 1.
Таблица 1 - Расчетные значения параметров наружного и внутреннего воздуха
|
Расчетные параметры воздуха для СКВ |
|||||
|
Период года |
наружного |
внутреннего |
|||
|
температура воздуха, °С |
удельная энтальпия, кДж/кг |
оптимальная температура воздуха, °С |
оптимальная относительная влажность, % |
||
|
холодный |
-24 |
-25,3 |
22-24 |
40-60 |
|
|
теплый |
23,4 |
61,5 |
23-25 |
40-60 |
3. Определение производительности СКВ для теплого и холодного периода года. Определение объема рециркуляции, определение нормы подачи воздуха
Определяем расчётную производительность проектируемого кондиционера для зимнего и летнего периодов года:
, м3/ч, (3.1)
где расчетное значение полной избыточной теплоты, кДж/ч;
разность энтальпий воздуха рабочей зоны и приточного воздуха, Дж/кг;
плотность воздуха; =1,2 кг/м3.
Для определения производительности кондиционера необходимо на h-d диаграмму нанести параметры наружного воздуха т. Н. Затем наносим луч процесса. Луч процесса для летнего периода
(3.2)
Затем проводим линию луча процесса и путем параллельного переноса накладываем на точку В. Находим положение точки П на пересечении луча процесса с изотермой t = 23 - Дt = 23 - 3 = 20°С.
Производительность системы кондиционирования воздуха:
м3/ч.
При переходе с летней производительности на зимнюю потребуется изменение режима работы вентилятора, неизбежно связанное с возможными энергетическими и материальными затратами.
Кроме того, изменение аэродинамического режима разветвленной сети воздуховодов неизбежно приведет к ее разрегулировке и потребители воздуха будут получать его в количествах, отличающихся от расчетных.
В этой связи целесообразно рассматривать режим работа кондиционера в зимний и летний период с одинаковой производительностью, т.е. Lл = Lз.
Исходя из этого, определим температуру приточного воздуха в зимний период:
кДж/кг.
Луч процесса
При температуре воздуха в рабочей зоне 23 єС и относительной влажности 50% энтальпия внутреннего воздуха hв = 46,3 кДж/кг. Тогда hпр= 46,3 - 2,9 = 42,4 кДж/кг.
Разность температур между температурой воздуха в рабочей зоне и на выходе из воздухораспределителя будет равна 2,98 єС, а температура приточного воздуха: tпр = = 23 - 2,98 = 20,02 єС.
СКВ должна обеспечить подачу санитарной нормы наружного воздуха, т. е. Lн должно быть равно или не меньше санитарной нормы подачи наружного воздуха в обслуживаемом помещении:
Lн ? 0,1 · L,
где L = Lл, м3/ч - производительность кондиционера;
Lн = Lуд • n, м3/ч,
где n = 140 человек - количество людей в помещении;
Lуд - норма подачи наружного воздуха на человека. Зависит от назначения помещения и характера деятельности человека в этом помещении. По ведомственным технологическим нормативам на одного работающего круглый год необходимо подавать Lуд = 80 мі/ч.
Lн= 80 • 140 = 11200 м3/ч,
Исходя из выше вышеперечисленных требований, принимаем Lн = 11200 м3/ч, тогда
4. Построение процессов кондиционирования воздуха для холодного периода года
4.1 Прямоточный кондиционер с двумя секциями подогрева
Построение процесса обработки воздуха начинается с определения тепловлажностного отношения при ассимиляции теплоты и влаги приточным воздухом в обслуживаемом помещении.
Далее наносим точку с параметрами наружного воздуха (т. Н) и точку с параметрами внутреннего воздуха (т. В). Путём параллельного переноса луч процесса проводится через т. В.
Перемещаясь из точки В по линии е = 5625 на величину tР = = 30С получаем точку П, характеризующую состояние расчетных параметров приточного воздуха.
В вентиляторе происходит подогрев воздуха на 1 - 1,5 0С. Подогрев воздуха осуществляется без изменения влагосодержания, поэтому от т. П по линии d = const спускаемся на 1 0С и находим положение т. 1, которое характеризует состояние воздуха перед вентилятором.
Процесс изменения состояния воздуха в калорифере 2-го подогрева также происходит по линии d = const. На выходе из оросительной камеры влажность воздуха составляет 95%.
Поэтому спускаемся от т. 1 по линии d = = const до = 95% и находим положение т. 2. Эта точка характеризует состояние воздуха на выходе из оросительной камеры.
В калорифере 1-го подогрева процесс будет идти по линии d = const, поэтому проводим через т. Н линию d = const. На пересечении её с h = const находим точку 3, которая характеризует состояние воздуха на выходе из калорифера 1-го подогрева.
Н-3 - подогрев воздуха в калорифере 1-го подогрева;
3-2 - тепловлажностная обработка воздуха в оросительной камере;
2-1 - подогрев воздуха в калорифере 2-го подогрева;
1-П - подогрев воздуха в вентиляторе;
П-В - изменение параметров воздуха внутри помещения (ассимиляция тепло-влагоизбытков в приточных струях);
W - температура мокрого термометра для т. 2.
Рис. 4.1 - Схема системы кондиционирования воздуха с двумя секциями подогрева
Расход теплоты в секции первого подогрева:
QI = Lсс · (t3 - tН) = Lс · (h3 - hН), (4.1)
где с = 1,005 кДж/(кг·0С), с = 1,2 кг/м3.
QI = 19170 · 1,005 · 1,2 · (31,4 - (- 24)) = 1280794 кДж/ч.
Расход теплоты в секции второго подогрева:
QII = Lсс · (t1 - t2) = Lс · (h1 - h2) (4.2)
QII = 19170 · 1,005 · 1,2 · (19 - 11) = 184952 кДж/ч
Суммарный расход теплоты:
УQ = QI + QII = 1280794 + 184952 = 1465746 кДж/ч. (4.3)
Коэффициент эффективности тепловлажностной обработки воздуха:
Стоимость теплоты на подогрев:
4.2 Прямоточный кондиционер с калорифером первого подогрева
В этом случае подогрев воздуха в калорифере первого подогрева осуществляется до точки 3' и далее воздух обрабатывается в изоэнтальпийном режиме в оросительной камере до точки 1.
Рис. 4.2 - Схема системы кондиционирования воздуха с калорифером первого подогрева
Н-3' - подогрев воздуха в калорифере 1-го подогрева;
3'-1 - тепловлажностная обработка воздуха в оросительной камере;
1-П - подогрев воздуха в вентиляторе;
П-В - изменение параметров воздуха внутри помещения (ассимиляция тепло-влагоизбытков в приточных струях);
W - температура мокрого термометра.
Расход теплоты на нагрев воздуха в калорифере:
Q = Lсс · (t3' - tН) (4.6)
Q = 19170 · 1,005 · 1,2 · (39,4 - (- 24)) = 1465746 кДж/ч.
Коэффициент эффективности тепловлажностной обработки воздуха:
Стоимость теплоты на подогрев:
Вывод: в случае применения только калорифера первого подогрева значительно снижается эффективность обработки воздуха в оросительной камере, а затраты на подогрев воздуха остаются прежними.
4.3 Прямоточный кондиционер с рециркуляцией
При смеси воздуха с различными параметрами точка смеси находится на линии соединения двух точек характеризующих состояние воздуха. Т.Cм (точка смеси) делит отрезок на участки обратно пропорциональные массе смешиваемых потоков.
Рис. 4.3 - Схема системы кондиционирования воздуха с рециркуляцией
Исходя из существующего распределения наружного и внутреннего воздуха определяем положение точки смеси.
Доля рециркуляционного воздуха в смеси составляет:
Температура уходящего воздуха определяется по формуле:
0С. (4.9)
При прохождении воздуха через вытяжной вентилятор также происходит его нагрев на 1 °С. Состояние воздуха на выходе из вентилятора обозначено точкой Р.
Находим точку смеси (т. См), она лежит на отрезке, соединяющем т. Н и т. Р. Находим температуру точки смеси:
Точка См* находится в зоне перенасыщенного состояния воздуха. Перемещаясь от точки См* по линии h = const до линии ц = 100% получаем точку См. Так как температура смеси рециркуляционного и вытяжного воздуха отрицательна, то в камере смешения будет происходить конденсация водяных паров и замерзание конденсата.
Таким образом, в данном случае недопустимо использование рециркуляции перед первой секцией подогрева.
Определим параметры точки Н1 после калорифера первого подогрева:
где энтальпия рециркуляционного воздуха, кДж/ч;
параметр изоэнтальпии, проходящей через точку 2, кДж/кг;
значение энтальпии после первой секции подогрева, кДж/кг.
Строим данные процессы на I-d диаграмме и находим энергозатраты:
Н-Н1 - подогрев воздуха в калорифере 1-го подогрева;
Н1-См1 - смешение наружного и рециркуляционного воздуха в камере смешения;
См1-2 - тепловлажностная обработка воздуха в оросительной камере;
2-1 - подогрев воздуха в калорифере 2-го подогрева;
1-П - подогрев воздуха в вентиляторе;
П-В - изменение параметров воздуха внутри помещения (ассимиляция тепло-влагоизбытков в приточных струях);
W - температура мокрого термометра для т. 2.
Определяем расход теплоты в секции первого подогрева:
QI = Lсс · (tH1 - tH) (4.12)
QI = 11200 · 1,005 · 1,2 · (7 - (- 24)) = 418723 кДж/ч.
Находим расход теплоты в секции второго подогрева:
QII = Lсс · (t1 - t2) (4.13)
QII = 19170 · 1,005 · 1,2 · (19 - 11) = 184952 кДж/ч.
Суммарный расход теплоты:
УQ = 418723 + 184952 = 603675 кДж/ч.
Требуемая эффективность в оросительной камере:
Стоимость теплоты на подогрев:
Вывод: рециркуляция в зависимости от доли внутреннего воздуха позволяет значительно снизить расходы энергии.
4.4 Прямоточный кондиционер с утилизацией теплоты уходящего воздуха
Построение процесса обработки воздуха при наличии процессов утилизации теплоты уходящего воздуха:
Н-Н1 - нагрев наружного воздуха в утилизаторе;
Н1-3- подогрев воздуха в камере 1-го подогрева;
3-2 - адиабатическое увлажнение воздуха в оросительной камере;
2-1 - подогрев воздуха в камере 2-го подогрева;
1-П - подогрев воздуха в вентиляторе;
П-В - изменение параметров воздуха внутри помещения (ассимиляция тепло- и влаго- избытков в приточных струях).
Рис. 4.4 - Схема системы кондиционирования воздуха с утилизацией теплоты уходящего воздуха
Температура точки Н1 находится из выражения:
Отсюда = 0,25°C.
Найдем температуру воздуха, выходящего после утилизатора наружу , °С.
Считаем, что и
Находим количество теплоты, которую воспринял наружный воздух в утилизаторе.
Qут = Lсс · (tH1 - tH) (4.16)
Qут = 11200 · 1,005 · 1,2 · (0,25 - (- 24)) = 327550 кДж/ч.
При этом энтальпия уходящего воздуха снизится до значения:
Процесс изменения состояния уходящего воздуха до начала конденсации водяных паров идет по линии dр = const (процесс Р-а) и далее с изменением влагосодержания (процесс а-Р1).
Точка Р1 находится в области положительных температур (tр1 = +7,3°С). Виду неравномерности температурного поля на теплообменных поверхностях в этом режиме при наружных температурах близких к расчетным может формироваться локальное обмерзание и перекрытие инеем проточных частей по тракту уходящего воздуха.
Снижение по этой причине расхода уходящего воздуха приводит к еще большему снижению его температуры и интенсификации процесса обмерзания.
При более высоких значениях коэффициента температурной эффективности эксплуатация утилизатора в обозначенных расчетных условиях обязательно сопровождалась бы обмерзанием.
Для исключения обмерзания на утилизаторах монтируются обводные клапана. Перепуск части наружного воздуха мимо утилизатора приводит к повышению tр1.
Расход теплоты в секции первого подогрева:
QI = Lсс · (t3 - tH1) (4.18)
QI = 19170 · 1,005 · 1,2 · (31,4 - 0,25) = 720158 кДж/ч.
Расход теплоты в секции второго подогрева:
QII = Lсс · (t1 - t2) (4.19)
QII = 19170 · 1,005 · 1,2 · (19 - 11) = 184952 кДж/ч.
Суммарный расход теплоты:
УQ = 720158 + 184952 = 905110 кДж/ч.
Коэффициент эффективности тепловлажностной обработки воздуха:
Стоимость теплоты на подогрев:
Вывод: использование утилизатора теплоты позволяет в той или иной мере снизить затраты на подогрев в первой секции.
4.5 Прямоточный кондиционер с применением пароувлажнителя
В этом случае происходит нагрев воздуха в калорифере первого подогрева до точки 3 и увлажнение воздуха паром до точки 1. Для дальнейшего расчета необходимо построить точку 3.
Это можно сделать исходя из того, что при введении в 1 кг воздуха 1 гр пара при температуре 100 єС и охлаждении его до температуры 20 єС воздух подогревается на 0,16 градуса.
Рис. 4.5 - Схема системы кондиционирования воздуха с применением пароувлажнителя
Из построений на h-d диаграмме получаем, что Дd = d1 - dн = 7,9 - 0 = 7,9 г/кг, тогда Дtn= 0,16 • 7,9 = 1,3 єС, т.е. получаем t3 = 19 - 1,3 = 17,7 єС.
Расход теплоты в секции первого подогрева:
Q = Lсс · (t3 - tH) (4.20)
Q = 19170 · 1,005 · 1,2 · (17,7 - (- 24)) = 964063 кДж/ч.
Стоимость теплоты на подогрев:
Мощность парогенератора:
Затраты на электрическую энергию, потребляемую парогенератором:
Зэ = N · Сэ = 120 · 0,25 = 30 руб/ч. (4.22)
Суммарные затраты:
УЗ = Зэ + Зm = 30 + 22,25 = 52,25 руб/ч. (4.23)
Вывод: использование пара увеличивает расходы, связанные с потреблением энергии, однако применение парового увлажнителя позволяет отказаться от использования в кондиционере двух функциональных блоков, т.е. оросительной камеры и калорифера второго подогрева.
5. Анализ энергетических затрат на реализацию процессов кондиционирования воздуха в холодный период года с учётом применения различных способов его обработки
Затраты на тепловую энергию, электроэнергию, энергию на охлаждения, а также суммарные затраты для каждого варианта обработки воздуха сводим в таблицу 2 для холодного периода.
Таблица 2 - Энергетические затраты на реализацию процессов кондиционирования воздуха в холодный период
|
№ |
Содержание процесса |
Затраты на теплоту |
Затраты на эл/энергию |
УС, руб/ч |
||||
|
QI · 10і, кДж/ч |
QII · 10і, кДж/ч |
Сm, руб/ч |
Qэн, кВт |
Сэ, руб/ч |
||||
|
1 |
К1-ОК-К2 |
1280794 |
184952 |
33,83 |
- |
- |
33,83 |
|
|
2 |
К1-ОК |
1465746 |
- |
33,83 |
- |
- |
33,83 |
|
|
3 |
К1-Р-ОК-К2 |
418723 |
184952 |
13,93 |
- |
- |
13,93 |
|
|
4 |
У-К1-ОК-К2 |
720158 |
184952 |
20,89 |
- |
- |
20,89 |
|
|
5 |
К1-ПУ |
964063 |
- |
22,25 |
120 |
30 |
52,25 |
Анализируя суммарные затраты на реализацию процессов кондиционирования воздуха, делаем вывод, что процесс №3 с применением рециркуляции является самым экономичным.
6. Построение процессов кондиционирования воздуха для теплого периода года
6.1 Прямоточный кондиционер с политропной камерой орошения
Политропические процессы в настоящее время не применяются вследствие высокой стоимости таких камер и больших эксплуатационных затрат.
6.2 Прямоточный кондиционер с воздухоохладителем
Рис. 6.1 - Схема системы кондиционирования с прямоточным кондиционером с воздухоохладителем
Построение процесса обработки воздуха начинается с определения тепловлажностного отношения при ассимиляции теплоты и влаги приточным воздухом в обслуживаемом помещении.
Наносим зону оптимальных параметров. Максимальная из оптимальных температур назначается исходя из условий экономии холода.
Расчетные параметры внутреннего воздуха для теплого периода назначаем на изотерме минимальной температуры 23°С при относительной влажности 40%.
Далее наносим точку с параметрами наружного воздуха (т. Н) и точку с параметрами внутреннего воздуха (т. В).
Путём параллельного переноса луч процесса проводится через т. В. Перемещаясь из точки В по линии е = 7190 на величину tР = 3єС получаем точку П, характеризующую состояние расчетных параметров приточного воздуха.
По линии d = const откладываем вниз 1 C (подогрев воздуха в вентиляторе) и получаем точку 1. На пересечении линии d = const c = 100 % получаем т. 2.
Н-2 - охлаждение и осушение наружного воздуха;
2-1 - подогрев воздуха в калорифере;
1-П - подогрев воздуха в вентиляторе. Подогрев воздуха осуществляется без изменения влагосодержания на 10С;
П-В - изменение параметров воздуха внутри помещения (ассимиляция тепло- и влагоизбытков в приточных струях).
Расход холода:
Qx = Lс · (hH - h2) = 19170 · 1,2 · (61,5 - 36) = 586602 кДж/ч. (6.1)
Стоимость холода:
6.3 Прямоточный кондиционер с рециркуляцией
Рис. 6.2 - Схема системы кондиционирования с прямоточным кондиционером с рециркуляцией
Определяем температуру уходящего воздуха:
На диаграмме на луче процесса находим точку с - это т. У. А т. Р имеет параметры .
При смешении воздуха с различными параметрами точка смеси находится на линии соединения двух точек характеризующих состояние воздуха. Точка смеси делит отрезок на участки обратно пропорциальные массе смешиваемых потоков.
Находим точку смеси (т. См), она лежит на отрезке, соединяющем т. Н и т. Р.
Р-См (Н-См) - смешение наружного и рециркуляционного воздуха;
См-2 - охлаждение смеси с осушкой в воздухоохладителе;
2-1 - нагрев воздуха в воздухоподогревателе;
1-П - подогрев воздуха в вентиляторе;
П-В - изменение параметров воздуха внутри помещения (ассимиляция тепло-влагоизбытков в приточных струях);
В-У - изменение параметров воздуха при перемещении его от рабочей зоны до приемного отверстия вытяжной системы;
У-Р - изменения параметров воздуха при перемещении от приемного отверстия вытяжной системы до камеры смешения кондиционера.
Расход теплоты на подогрев воздуха в калорифере
Qm = Lсс · (t1 - t2) (6.4)
Qm = 19170 · 1,005 · 1,2 · (19 - 12,5) = 150274 кДж/ч.
Стоимость теплоты на подогрев воздуха в калорифере:
Расход холода:
Qx = Lс · (hсм - h2) = 19170 · 1,2 · (57,2 - 36) = 487685 кДж/ч. (6.6)
Стоимость холода:
Суммарные затраты:
УЗ = Зх + Зm = 13,39 + 3,47 = 16,86 руб/ч. (6.8)
Вывод: в данном случае при применении рециркуляция появляется необходимость в калорифере и возрастают затраты на производство холода.
7. Анализ энергетических затрат на реализацию процессов кондиционирования воздуха в тёплый период года с учётом применения различных способов его обработки
Затраты на тепловую энергию, электроэнергию, энергию на охлаждения, а также суммарные затраты для каждого варианта обработки воздуха сводим в таблицу 3 для тёплого периода.
Таблица 3 - Энергетические затраты на реализацию процессов кондиционирования воздуха в тёплый период
|
№ процесса |
Содержание процесса |
Затраты на теплоту |
Затраты на холод |
УС, руб/ч |
|||
|
Qт · 10і, кДж/ч |
Сm, руб/ч |
Qх · 103, кДж/ч |
Сх, руб/ч |
||||
|
1 |
ВО-К2 |
- |
- |
586602 |
16,1 |
16,1 |
|
|
2 |
Р-ВО-К2 |
150274 |
3,47 |
487685 |
13,57 |
16,86 |
Анализируя суммарные затраты на реализацию процессов кондиционирования воздуха, делаем вывод, что процесс №1 является более экономичным.
8. Выбор комплектации кондиционера для круглогодичного применения
По результатам анализа различных режимов работы кондиционера для зимнего периода лучшей является схема: «наружный воздух» - «калорифер первого подогрева» - «камера смешения» - «оросительная камера» - «калорифер второго подогрева». С учетом требуемой комплектации для теплого периода года окончательная схема кондиционера имеет вид:
9. Выбор функциональных блоков кондиционера
9.1 Выбор калорифера 1-го подогрева для зимнего периода
Исходя из расхода воздуха в поперечном сечении кондиционера (19170 м3/ч) и допустимой массовой скорости vс ? 3 кг/(м2·с) выбираем кондиционер серии КТЦ3-20.
Находим расход теплоты при обработке воздуха в калорифере:
QI = Lсс · (tН1 - tH) (9.1)
QI = 11200 · 1,005 · 1,2 · (7 - (- 24)) = 418723 кДж/ч.
Находим расход теплоносителя на нагрев воздуха:
Расход теплоносителя, мі/с:
Задаёмся однорядным калорифером без обводного канала с площадью теплопередающей поверхности Fн = 37,3 мІ.
Массовая скорость во фронтальном сечении калорифера:
где FФ = 2,07 м2 - площадь фронтального сечения калорифера КТЦ3-20.
Скорость воды в трубках калорифера:
где fТР = 0,00146 м2 ? площадь поперечного сечения одного ряда трубок теплообменника.
Коэффициент теплопередачи:
k =А · (vс)0,49W0,13 = 16,2 · 1,80,49· 0,240,13 = 17,95 Вт/(м·К). (9.6)
Разность температур теплоносителя и воздуха:
Требуемая площадь нагрева калорифера:
Определим количество теплообменников:
Принимаем к установке два однорядных теплообменникабез обводного канала КТЦ3-20 (индекс 02.10114) с площадью поверхности теплообмена F = 37,3 м2, с одним базовым теплообменником высотой 1,25 м и массой 165 кг.
9.2 Выбор калорифера 2-го подогрева для зимнего периода
Находим расход теплоты при обработке воздуха в калорифере:
QII = Lсс · (t1 - t2) (9.10)
QII = 11200 · 1,005 · 1,2 · (19 - 11) = 108058 кДж/ч.
Находим расход теплоносителя на нагрев воздуха:
Расход теплоносителя, мі/с:
Задаёмся однорядным калорифером без обводного канала с площадью теплопередающей поверхности Fн = 37,3 мІ.
Массовая скорость во фронтальном сечении калорифера:
где FФ = 2,07 м2 - площадь фронтального сечения калорифера КТЦ3-20.
Скорость воды в трубках калорифера:
где fТР = 0,00146 м2 ? площадь поперечного сечения одного ряда трубок теплообменника.
Коэффициент теплопередачи:
k =А · (vс)0,49W0,13 = 16,2 · 1,80,49· 0,00620,13 = 11,16 Вт/(м·К).
Разность температур теплоносителя и воздуха:
Требуемая площадь нагрева калорифера:
Принимаем к установке однорядный теплообменник без обводного канала КТЦ3-20 (индекс 02.10114) с площадью поверхности теплообмена F = 37,3 м2, с одним базовым теплообменником высотой 1,25 м и массой 165 кг.
9.3 Расчёт оросительной камеры для зимнего периода года
Для тепловлажностной обработки воздуха используется камера орошения ОКФ-3, которой комплектуются центральные кондиционеры КТЦ3.Камеры орошения ОКФ-3 оснащены форсунками ЭШФ 7/10 (диаметр входного отверстия 7 мм, соплового - 10 мм) с равномерным распределением воды по окружности распыла. Оросительная система камер состоит из 2-х рядов стояков. Камеры изготовляют в двух исполнениях: 1- первый ряд по ходу воздуха имеет большую плотность установки форсунок (плотность - число форсунок на 1 м2), второй ряд меньшую; 2 - форсунки установлены с одинаковой плотностью в каждом ряду, равной плотности форсунок первого ряда камеры орошения исполнения 1. В камерах орошения ОКФ-3 процесс испарительного нагрева может применяться при температуре воздуха на входе в камеру орошения выше 0 С. Камеры орошения ОКФ-3 применяются в центральных кондиционерах КТЦ3 производительностью по воздуху 10;20;31,5;40;63;80;125;160;200;250 тыс. м3/ч.
Предназначены для осуществления политропических и адиабатических процессов тепловлажностной обработки воздуха.
Требуемая адиабатическая эффективность оросительной камеры в соответствии с h-d диаграммой:
Задаёмся исполнением 2 оросительной камеры кондиционера КТЦ3-20 индекс 02.01304 с количеством форсунок 48 шт.
Находим коэффициент орошения , используя один из графиков 15.27-31 [2]: = 2,1.
Расход разбрызгиваемой воды вычисляем по следующей формуле:
Gводы = м · Gвозд · с = 2,1 · 19170 · 1,2 = 48310 кг/ч. (9.11)
Находим расход воды на одну форсунку:
По рисунку 15.26 [2] находим давление перед форсунками PФ = 110 кПа.
10. Спецификация основного оборудования кондиционера
Таблица 4 - Спецификация основного оборудования
|
№ п/п |
Наименование и краткая характеристика |
Индекс |
Ед. изм. |
Кол-во |
Масса |
||
|
Ед |
Всего |
||||||
|
1 |
Клапан воздушный КЭ 0,5-3 с приводом типа МЭО-40/63-0,25-82 |
03.33304 |
шт |
1 |
75 |
75 |
|
|
2 |
Блок приемный прямоточный с электроприводом типа БПЭ-3 |
02.51134 |
шт |
1 |
230 |
230 |
|
|
3 |
Фильтр воздушный ФР1-3 с фильтрующим материалом ИФП-1 с одним полотном для заправки и одной панелью высотой 1,25 м |
02.21134 |
шт |
1 |
168 |
168 |
|
|
4 |
Камера обслуживания КО-3 |
02.50004 |
шт |
3 |
67 |
201 |
|
|
5 |
Воздухонагреватель 1-го подогрева: калорифер однорядный без обводного канала с площадью поверхности теплообмена 37,3 м2, одним базовым теплообменником высотой 1,25 м |
02.10114 |
шт |
1 |
165 |
165 |
|
|
6 |
Клапан рециркуляционный КЭ 0,5-3 с приводом типа МЭО-40/63-0,25-82 |
03.33304 |
шт |
1 |
75 |
75 |
|
|
7 |
Камера воздушная КВ 0,5-3 |
02.52104 |
шт |
1 |
65 |
65 |
|
|
8 |
Воздухоохладитель |
- |
шт |
1 |
|||
|
9 |
Оросительная камера ОКФ-3 втрого исполнения с форсунками ЭШФ 7/10 общим количеством n=48 |
02.01304 |
шт |
1 |
647 |
647 |
|
|
10 |
Воздухонагреватель 2-го подогрева: калорифер однорядный без обводного канала с площадью поверхности теплообмена 37,3 м2, одним базовым теплообменником высотой 1,25 м |
02.10114 |
шт |
1 |
165 |
165 |
|
|
11 |
Блок присоединительный БП1-3 |
- |
шт |
1 |
- |
- |
|
|
12 |
Вентагрегат с электроприводом направляющего аппарата, типом электродвигателя 4А132М4, производительностью 20000 м3/ч, полным расчетным давлением 1,2 кПа, частотой вращения 1140об/мин, мощностью 11 кВт и четырьмя виброизоляторами |
02.41334 |
шт |
1 |
655 |
655 |
БПЭ-3 - блок приемный прямоточный с электроприводом.
ФР1-3 - фильтры воздушные, предназначены для очистки воздуха, поступающего в кондиционер от атмосферной пыли при среднегодовой запыленности воздуха до 1 мг/м3. Фильтры не предназначены для очистки воздуха от волокнистой пыли.
КЭ 0,5-3 - клапан воздушный с электроприводом; предназначен для регулирования объёма наружного и рециркулирующего воздуха, поступающего в кондиционер.
КО-3 - предназначены для формирования воздушного потока и обслуживания соседнего оборудования в кондиционере (имеется сливной патрубок для конденсата).
КВ 0,5-3 - камера воздушная предназначена для смешения воздушных потоков и обслуживания соседнего оборудования.
ОКФ-3 - предназначена для осуществления политропных и адиабатных процессов тепловлажностной обработки воздуха.
11. Подбор холодильной машины
Наиболее широкое распространение для холодоснабжения СКВ имеют компрессионные холодильные машины. В качестве холодильных агентов используются жидкости, кипящие в испарителе при температуре, обеспечивающей охлаждение среды, от которой должна быть отведена теплота, до нужной температуры.
Отепленная в кондиционерах вода собирается в бак отепленной воды, из которого насосами холодильной установки подается в испарители холодильных машин. Из них охлажденная вода направляется в бак холодной воды. Являющийся аккумулятором холода, из которого по мере необходимости насосами кондиционеров подается в камеры орошения для обработки воздуха.
Выбор холодильной машины начинается с определения величины холодильной нагрузки.
Находим расход холода:
Qx = Lс · (hH - h2) = 19170 · 1,2 · (61,5 - 36) = 586602 кДж/ч. (11.1)
где - потери холода при транспорте его от холодильной машины к кондиционеру и далее к потребителю. Оценочно их можно принять равными 10…20% от объема потребности в холоде.
Принимаем
кДж/ч = 187,4 кВт.
Важным моментом при выборе холодильной машины является выбор хладагента, который будет циркулировать в проектируемом холодильном цикле. Основными величинами, ограничивающими температурный диапазон применения хладагента, является температура кипения и температура конденсации .
Температура воздуха на входе в воздухоохладитель 23,4°С, на выходе 19°С.
Температура кипения хладагента должна быть ниже конечной температуры охлаждаемого воздуха и на 10…20 °С ниже его средней температуры.
Средняя температура охлаждаемого воздуха:
Таким образом, принимаем, что температура кипения хладагента будет на 15°С ниже, чем средняя температура охлаждаемого воздуха. Получаем .
При холодоснабжении воздухоохладителя с помощью промежуточного теплоносителя рекомендуемая разность температур холодоносителя на входе и выходе из испарителя 4…5 °С. Тогда температура холодоносителя на выходе из испарителя должна быть 4,6…3,6 °С. Рекомендуемая разность температур между средней температурой холодоносителя (4,1 + 6,2)/2 = 5,15 °С и температурой кипения хладоагента должна составлять 5…8 °С. Т.е. температура кипения хладагента должна бытьпринята в интервале температур 1,4…-1,6 °С.
Задаемся температурой конденсации хладагента (на 15 °С выше, температуры наружного воздуха):
Исходные данные для подбора холодильной машины:
- потребность в холоде - 187,4 кВт;
- расход охлаждаемого воздуха - 19170 мі/ч;
- температура воздуха на входе в конденсатор - +23,4°С;
- температура воздуха на выходе из воздухоохладителя - +19°С.
По каталогу подбираем холодильную машину фирмы DAIKIN EWWD-J-SS210 со следующими техническими параметрами:
- холодопроизводительность - 207 кВт;
- потребляемая мощность - 50,5 кВт;
- количество контуров циркуляции хладагента - 1;
- спиральный компрессор;
- сеть питания 400/3/50;
- хладагент R134a.
Габаритные размеры 2684х913х1020(h).
Хладагент R134a представляет собой гидрофторуглерод. Предназначен для замены R12 для холодильного оборудования, работающего в среднем температурном диапазоне. В среднетемпературных холодильных установках и системах кондиционирования воздуха холодильный коэффициент R134a равен коэффициенту для R12 или выше его. Хладагент R134a не содержит хлора.
Таблица 5 - Основные физические свойства и эксплуатационные характеристики R134a
|
Потенциал разрушения озона ODP |
0 |
|
|
Потенциал глобального потепления GWP |
1300 |
|
|
Относительная молекулярная масса |
102,03 |
|
|
Температура кипения, °С |
-26,5 |
|
|
Критическая температура, °С |
101,5 |
|
|
Критическое давление, МПа |
4,067 |
Список использованной литературы
1. СНБ 4.02.01-03. Отопление, вентиляция и кондиционирование. - Мн.: Минстройархитектуры, 2004.
2. Справочник проектировщика. Внутренние санитарно-технические устройства Ч.3 Вентиляция и кондиционирование воздуха Кн1. Под ред. И.Г.Староверова.- М.:Стройиздат, 1992.
3. ГОСТ 30464-96. Здания жилые и общественные параметры микроклимата в помещениях. - Госстрой России, 1999.
4. Теплоснабжение и вентиляция. Курсовое и дипломное проектирование. /Под ред. проф. Б. П. Хрусталёва - М.: Изд-во АСВ,2007.-784 с., 183 ил.
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 15.07.2012Основные 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 23.03.2012Требования 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 03.05.2015Устройство 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 16.12.2014Расчет 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 19.12.2010Проектирование 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 08.04.2014Схема 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 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 04.03.2011Теплотехнический расчет воздухообмена, мощности систем отопления, калориферов воздушного отопления, систем вентиляции; выбор вентиляторов для приточной вентиляции. Составление и расчет тепловой схемы котельной, расхода теплоты на горячее водоснабжение.
курсовая работа [195,8 K], добавлен 05.10.2010Проект 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 19.12.2010Составление принципиальной схемы компрессорной установки и системы осушки. Технология производства сжатого воздуха. Расчёт участка магистрального трубопровода. Выбор и термодинамический расчет холодильной машины блока осушки. Оценка потери давления.
курсовая работа [97,1 K], добавлен 30.03.2014Краткие технические характеристики современных котельных агрегатов. Охрана воздушного бассейна от вредных выбросов. Топливо, объёмы и энтальпии воздуха и продуктов сгорания. Расчёт теплового баланса, определение КПД и расхода топлива, теплообмена в топке.
учебное пособие [3,3 M], добавлен 06.05.2014Параметры наружного и внутреннего воздуха, особенности технологии рассматриваемого помещения. Тепловые балансы по явному и полному теплу, их сравнение. Расчет поступлений газообразных вредностей, воздухообмена для теплого и холодного периода года.
курсовая работа [512,0 K], добавлен 29.12.2014Определение 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 19.12.2010Особенности при формировании функциональной схемы холодильной установки. Расчёт теплообменного оборудования. Выбор конденсатора. Кожухотрубные испарители. Расчёт толщины изоляции. Выбор градирни и насоса. Выбор оптимальных параметров режима работы.
курсовая работа [893,1 K], добавлен 14.01.2013Расчет теплопотерь через наружные ограждения, теплопоступлений в свинарнике, влаговыделений и газовыделений. Расходы вентиляционного воздуха в разные периоды года, тепловая мощность отопительно-вентиляционной системы, воздуховоды системы вентиляции.
курсовая работа [334,9 K], добавлен 18.09.2010Краткое описание котельного агрегата ДКВР-6,5-13. Выбор водоподготовительного оборудования. Теплообменники, сепараторы непрерывной продувки. Принципиальная схема газоснабжения котельной. Автоматика безопасности котла. Отопление и вентиляция помещения.
курсовая работа [3,3 M], добавлен 09.09.2014Расчет параметров камеры орошения, ее устройство и обвязка элементов. Определение показателей работы воздухоподогревателя и факторы, влияющие на его производительность. Проектирование системы рециркуляции и вытяжки, принципы регулирования вентиляторов.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 26.12.2015Оценка расхода теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение жилого и производственного секторов по удельным показателям. Выбор количества котлов в котельной. Расчет внутреннего диаметра трубопровода теплотрассы для отопления заданных объектов.
курсовая работа [215,3 K], добавлен 16.12.2010Характеристика тепловой нагрузки. Определение расчётной температуры воздуха, расходов теплоты. Гидравлический расчёт тепловой сети. Расчет тепловой изоляции. Расчет и выбор оборудования теплового пункта для одного из зданий. Экономия тепловой энергии.
курсовая работа [134,1 K], добавлен 01.02.2016
