Кондиционирование общественного здания

     Содержание

     Введение

          1. Исходные данные 

     2.Выбор  расчетных параметров наружного  и внутреннего воздуха

        2.2 Выбор расчетных  параметров наружного  воздуха

        2.3 Выбор расчетных  параметров внутреннего  воздуха

     3. Расчет избыточных поступлений  теплоты и влаги

        3.1 Тепловыделения  от людей

        3.2 Теплопоступления от источников искусственного  освещения

   3.3 Теплопоступления за счет солнечной радиации и от технологического оборудования

        3.4 Избытки теплоты

        3.5 Расчет влаговыделений в помещении

     4. Расчет процессов обработки воздуха

        4.1 Теплый период

        4.2 Холодный период

     5. Расчет камеры орошения

     6. Расчет воздухонагревателя

     7. Расчет и подбор оборудования  холодильной установки

8. Список используемой  литературы. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Введение

     Система кондиционирования воздуха –  это комплекс устройств, осуществляющих обработку и подготовку воздуха  в соответствии с определенными  условиями, его транспортирование, раздачу в обслуживаемые помещения  и автоматическое поддержание показателей  микроклимата на строго заданном уровне независимо от изменения внешних и внутренних факторов.

     Система кондиционирования воздуха обеспечивает комфортные или оптимальные параметры  воздушной среды, к которым относят  температуру, влажность, чистота состава  и скорость движения.

     Основой систем кондиционирования воздуха  являются агрегаты, в которых осуществляется очистка и термовлажностная обработка  воздуха, подаваемого в обслуживаемые  помещения, согласно технологическим  или санитарно-гигиеническим условиям. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

1. Исходные данные

1. Город Винница.
2. Спортзал на 50 человек.
3. 1720 Вт – солнечная радиация.
4. Размеры зала 10*12*5.

 

2. Выбор расчетных  параметров наружного  и внутреннего  воздуха 

     2.1 Выбор расчетных  параметров наружного  воздуха

     Расчетные параметры наружного воздуха принимаются  в зависимости от положения объекта строительства в соответствии с п.2.14 [1], а также в зависимости от класса системы кондиционирования (в данном проекте система кондиционирования 2 класса, п. 4.2 [1]). Выбор расчетных параметров наружного воздуха ведется для теплого и холодного периодов года по прил.7 [1]:

• теплый период:

     °C;

          кДж/кг;

• холодный период:

     °C;

            кДж/кг. 

     2.2 Выбор расчетных  параметров внутреннего  воздуха

     Расчетные параметры воздуха в обслуживаемой  зоне помещений принимаются в  соответствии с пунктом 2.8 [1] по прил. 4 в пределах оптимальных норм:

• теплый период:

     °C;

         %;

• холодный период:

     °C;

           %; 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3. Расчет избыточных  поступлений теплоты  и влаги 

    3.1 Тепловыделения от  людей

     Учитываем, что в помещении находятся 50 человек (мужчины), которые занимаются работой средней тяжести. В расчете учитываем полное тепловыделение от людей и определяем полное теплопоступление по формуле:

где  q_п – полное тепловыделение от одного человека (мужчины) в зависимости от категории работы и температуры внутреннего воздуха, принимаем по табл. 2.24 [5];

 n – количество людей, чел.

• для теплого периода:

• для холодного  периода:

    3.2 Теплопоступления от источников искусственного  освещения

     Определяем по формуле:

где Е  – удельная освещенность, лк, принимаем  источник освещения – светильник диффузионного рассеянного света, по табл.2.3 [2], Е=75 лк;

F – площадь освещенной поверхности, м², F=120 м²;

q_осв - удельные выделения тепла от освещения, Вт/(м²/лк), определяется по табл. 2.4.[2], q_осв=0,079 Вт/(м²/лк);

η_осв - коэффициент использования теплоты для освещения, принимаем по табл. 2.4.[2], η_осв=0,45.

Подставим данные в формулу:

Q_осв=

Вт.

    3.3 Теплопоступления за счет солнечной радиации и от технологического оборудования

По заданию: Вт, Q_техн=0 Вт. 

    3.4 Избытки теплоты

Количество избыточного  тепла, выделяющегося в помещение  определяется:

• для теплого периода:

     Вт;

• для холодного периода:

     Вт. 

    3.5 Расчет влаговыделений в помещении

    Поступление влаги от людей, W_вл, г/ч, определяется по формуле:

где: n_л – количество людей, выполняющих работу данной тяжести;

g_вл – количество влаги, выделяемое одним человеком, принимаем по табл. 2.24 [5].

• для холодного периода года:

    W_вл=

г/ч;

• для тёплого периода года:

    W_вл=

г/ч. 

    Расчет  вредных выделений сводим в таблицу1.

    Таблица 1 – Вредные выделения.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

4. Расчет процессов обработки воздуха 

     В кондиционируемых помещениях воздухообмен в теплый и холодный периоды рассчитывается с помощью Id-диаграммы влажного воздуха, для чего на ней строится процесс обработки воздуха. При построении процессов обработки воздуха выбираем схемы с первой рециркуляцией как наиболее экономичные. 

     4.1 Теплый период

1. По исходным данным на Id-диаграмму наносятся точки Н и В.
2. Определяется угловой коэффициент луча процесса изменения состояния воздуха в помещении :

 кДж/кг.

3. Принимается рабочая разность температур внутреннего и приточного воздуха в помещении Dt_р=5°C и определяется температура приточного воздуха:

°C.

4. Через т.В с использованием величины проводится луч процеса изменения состояния воздуха в помещении до пересечения с изотермой t_п, в результате чего получаем положение т.П.
5. Определяется необходимый расход приточного воздуха:

кг/ч;

 кг/ч.

В качестве расчетной  принимается максимальная величина:

 кг/ч.

6. Определяется необходимый расход наружного воздуха, исходя из условия обеспечения санитарных норм помещения и из условия компенсации количества воздуха, удаляемого общеобменной вентиляцией и потерь воздуха в напорных воздуховодах:

 кг/ч;

 кг/ч.

В качестве расчетной принимается максимальная величина:

кг/ч.

7. Определяется производительность кондиционера:

G_п=G_н=

кг/ч.

8. На пересечении луча процесса обработки воздуха в оросительной камере с кривой j=100% определяется положение т.О¢, характеризующей предельное состояние воздуха при его полной обработке.
9. Определяется холодильная мощность оросительной камеры:

 Вт.

10. Определяется количество сконденсировавшейся влаги:

 кг/ч. 

4.2 Холодный период

1. По исходным данным на Id-диаграмму наносятся точки Н и В.
2. Определяется угловой коэффициент луча процесса изменения    

    состояния  воздуха в помещении  :

 кДж/кг.

3. Определяется изменение влагосодержания воздуха в помещении Dd и влагосодержание приточного воздуха:

 г/кг;

d_п=d_в-Dd=4,5-2,27=2,23 г/кг.

4. Через т.В с использованием величины проводится луч процесса изменения состояния воздуха в помещении до пересечения с линией d_п=const.
5. Определяется расход теплоты в воздухонагревателе первого подогрева:

     

 Вт.

6. Определяется количество испарившейся влаги:

 кг/ч.

     Схема обработки воздуха принята прямоточной. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     5. Расчет камеры  орошения 

1. Исходя  из производительности кондиционера определяется его типоразмер.

          Объемная производительность кондиционера:

     

 тыс.м³/ч.

          Принимаем КТЦ 3-10, L=10000 м³/ч, камера орошения типа ОКФ.

2. Определяется адиабатический коэффициент эффективности тепломассообмена в камере орошения:

3. Определяется  коэффициент орошения из зависимости:

где здесь  и далее А₁, a₁, с, b – аппроксимационные коэффициенты, определяемые в зависимости от типоразмера и конструкции камеры: камера двухрядная, второе исполнение.

 кг/кг.

4. Определяется значение параметра Ф:

5. Определяется  политропный коэффициент эффективности тепломассообмена в оросительной камере:

6. Определяется  относительный температурный перепад  в камере орошения:

7. Определяется  начальная температура воды на входе  в оросительную камеру:

°С

8. Определяется конечная температура воды на выходе из оросительной камеры:

°С

9. Определяется расход воды, подаваемый в оросительную камеру:

 кг/ч.

10. Определяется расход воды, подаваемый на одну форсунку:

 кг/ч,

      где n_ф – общее количество форсунок в оросительной камере,      

      которое определяется в зависимости  от ее конструкции.

11. Определяется необходимый перепад давлений воды перед форсунками:

 кПа. 
 
 

 
 

     6. Расчет воздухонагревателя

     Принимаем ВНО КТЦ 3, однорядный два параллельно. Выписываем по нему необходимые данные для расчета:

     F_т.о.=14,55 м² – площадь поверхности нагрева;

     F_тр=0,00148 м² – площадь живого сечения трубок для прохода воды;

     F_ф=0,83 м² – площадь фронтального сечения воздухонагревателя;

      А=27,5

     m=0,46

     q=0,12         - коэффициенты, зависящие от конструкции    

     а=3,03                     воздухонагревателя

     р=2

     t_н=95°С, t_к=70°С – соответственно начальная и конечная температуры           

                                       теплоносителя;

     t_н= -21°С, t_к=21°С - соответственно начальная и конечная температуры           

                                        нагреваемого воздуха. 

1. Определим расход воды из уравнения теплового  баланса:

 кг/ч

где Q – расход теплоты на подогрев воздуха, принимаем из расчета процессов.

2. Определяем  массовую скорость воздуха:

 кг/м² °С.

3. Скорость воды в трубках водонагревателя:

 м/с.

4. Коэффициент теплопередачи определяется на основании массовой скорости и скорости движения воды в трубках:

 Вт/м²°С.

5. Определяем средний логарифмический температурный напор:

6. Определяем  действительную теплопроизводительность:

Вт.

7. Невязка:

8. Вычисляем аэродинамическое сопротивление воздухонагревателей:

 Па

 

7. Расчет и подбор оборудования холодильной установки

     Принимаем 2 холодильные машины, работающие параллельно.

     Исходными данными для расчета являются:

• охлаждающая мощность камеры орошения:

Q_охл =

Вт;

• начальная и конечная температуры воды, которые принимаются из расчета камеры орошения, t_wн=4,788°С   , t_wк=7,478 °С.

Расчет производится в следующей последовательности.

     Определяются  значения температур:  t_и – испарения, t_к  - конденсации холодильного агента, t_вс  - всасывания паров хладоагента в цилиндр компрессора (температура перегрева),  t_п - переохлаждения жидкого холодильного агента перед регулирующим вентилем. Температура испарения обусловлена заданным процессом термовлажностной обработки воздуха в кондиционере и определяется по формуле:

     

°С.

     Температура всасывания паров хладоагента в  цилиндр компрессора принимается из выражения:

     

°С.

     Температура конденсации фреона, которая для  обеспечения теплопередачи в конденсаторе должна быть на 3…5°С выше средней температуры среды, охлаждающей конденсатор:

     

°С 

     где t_н, t_к - температуры воды, охлаждающей конденсатор на входе и выходе, принимаемые t_н=20…22°С, t_к=25…27°С.

     Температура переохлаждения жидкого холодильного агента перед регулирующим вентилем принимается на 3…5°С ниже температуры конденсации и определяется по формуле:

     

°С.

     Коэффициент подачи компрессора l определяется по формуле:

     

     где l₁ -объемный коэффициент, учитывающий влияние объема мертвого пространства и степень сжатия паров в цилиндре, который определяется по формуле:

     

     где с - коэффициент вредного пространства, который принимается для крупных компрессоров 0,02 и для мелких 0,05;

     m - показатель политропы, который принимается для хладоновых компрессоров 0,9-1,1 ;

     Р_к - давление конденсации, Па:

     

 Па;

     Р_и - давление испарения, Па:

     

 Па;

     

.

     l₂ - коэффициент подогрева, характеризующий взаимодействие теплообмена паров хладоагента со стенками цилиндра. Для вертикальных и      V-образных компрессоров он определяется по формуле:

     

     l₃ - коэффициент дросселирования, учитывающий уменьшение количества засасываемых паров вследствие сопротивления при всасывании и нагнетании. Для температур испарения до - 30°С его принимают 0,94-0,97;

     l₄ - коэффициент плотности, учитывающий утечки паров через неплотности в поршневых кольцах и клапанах, его принимают 0,96-0,98.

     

.

     Теоретический холодильный коэффициент определяется по формуле:

     

     где i₁ - энтальпия при t_и и для парообразной фазы:

     

 кДж/кг;

               i₂ - энтальпия при t_к для парообразной фазы:

     

 кДж/кг;

           i₄ - энтальпия при t_и для жидкой фазы:

     

 кДж/кг;

     

.

     Объемная  холодопроизводительность хладоагента  определяется по формуле:

     

     где  u₁ - удельный объем хладоагента:

     

кг/м³;

     

 Вт/м³.

     Часовой объем компрессора определяется из выражения:

     

м³/ч

     где Q_охл - холодопроизводительность, Вт.

     Стандартная холодопроизводительность:

     

 Вт,

     где q_vст, l_ст  - принимаются по [3], стр.

     Q_ст= ккал/ч.

     Выбирается  тип компрессора по V_h и Q_ст  по прил. 26-30 [3]:

     Принимается ФУ-12, Q=9300 ккал/ч, n=960 об/мин.

     Теоретическая мощность компрессора определяется по формуле:

     

 Вт.

     Индикаторный  к. п. д. компрессора:

     

     Тепловая  нагрузка на конденсатор:

     

     где N_i – действительная индикаторная мощность компрессора, определяемая из выражения:

     

 Вт,

     

 Вт.

     Расчет  конденсаторов сводится к определению  их теплопередающей поверхности  и количества охлаждающей воды.

     Требуемая поверхность конденсатора, м², определяется по формуле:

     

     где  К_к - коэффициент теплопередачи конденсатора, Вт /(м² °С);

     Dt_л - средняя логарифмическая разность температур между паром хладоагента и охлаждающей водой:

     

     где   Dt₁=t_к-t_н=27,5-21=6,5°С, Dt₂=t_к-t_к=27,5-26=1,5°С;

     

°С;