Источник
теплопоступления
|
Теплый
период
|
Холодный
период
|
Gco2
|
|
Qя
|
Qп
|
W
|
Qя
|
Qп
|
W
|
|
От
людей
|
40000
|
64000
|
40
|
60000
|
80000
|
32
|
18400
|
От
искусственного освещения
|
5119,2
|
5119,2
|
-
|
5119,2
|
5119,2
|
-
|
-
|
От
установленного оборудования
|
50
|
50
|
-
|
50
|
50
|
-
|
-
|
От
мокрых поверхностей
|
-
|
-
|
0,0273
|
-
|
-
|
0,0222
|
-
|
От
солнечной радиации
|
26000
|
26000
|
|
|
|
|
|
Итого:
|
71169,2
|
95169,2
|
40,0273
|
65169,2
|
85169,2
|
32,0222
|
18400
|
4. Расчет продуктивности и выбор схемы обработки
воздуха в кондиционере
Продуктивность систем кондиционирования воздуха
общественных зданий, м3/год, следует принимать наибольшую,
рассчитанную для теплого и холодного периодов и переходных условий при
плотности 1,2 кг/м3:
Теплый период: Холодный период:
1) По избыткам явной теплоты:
2) По избыткам влаги:
3) По избыткам полной теплоты:
4) По нормируемому удельному расходу
воздуха:
По максимальному L=36419 Вт выбираем к
дальнейшему расчету тип кондиционера КТЦ3-40.
Приведем объемный расход в массовый
5. Расчет процессов
кондиционирования воздуха для схемы с первой рециркуляцией и построение в I-d
диаграмме
.1 Теплый период
При использовании этой схемы обработки воздуха
часть воздуха в количестве Gp, которая удаляется из помещения,
попадает в оросительную камеру кондиционера, где смешивается с наружным
воздухом в количестве Gн, который поступает через приемный клапан.
Полученная смесь внешнего и рециркуляционного воздуха состояния С в количестве
G=Gн+Gр попадает в оросительную камеру, где охлаждается и
осушается (состояние О), далее подогревается в воздухоподогревателе второго
подогрева (состояние П/), а также в вентиляторе и воздуховодах на
1…1,5 0С (состояние П), после чего попадает в помещение (рис.1).
Рис. 5.1. Построение процессов изменения
состояния воздуха для схемы с первой рециркуляцией (теплый период)
Как входные данные принимают: расчетные
параметры внешнего tн, ін м внутреннего tв, jв
воздуха; избытки полного тепла SQn и влаги SW;
значение углового коэффициента луча процесса изменения состояния воздуха в
помещении,
Построение процессов изменения
состояния воздуха в Id-диаграмме выполняют в такой последовательности.
Наносят точку В, которая
характеризует параметры внутреннего воздуха. Если высота помещения превышает
3,5 м, находим точку У по формуле:
Через точку В проводят луч процесса e. Точку У, которая
характеризует состояние удаляемого воздуха, находят на луче e по изотерме tу.
Устанавливают рабочую разницу температур Δtр, вычисляют
температуру приточного воздуха tп=tу-Δtр=30-7=23 оС
и находят положение точки П, которая характеризует состояние приточного
воздуха. Рассчитывают количество внешнего воздуха Gн по формуле:
Через точку П проводят линию dп=const
до пересечения с линией φ=95% в
точке О. Аналогично прямоточной схеме на линии ОП откладывают отрезок П/П,
соответствующий нагреванию воздуха на 1…1,5 0С в вентиляторе и
воздуховодах. ОП/ - нагревание воздуха в воздухонагревателе второго
подогрева.
Далее через точку У проводят линию dy=const
и по изотерме ty/=ty+(0,5…1 0С)
находят на ней точку У/, которая характеризует состояние
рециркуляционного воздуха, который поступает в кондиционер. (Тут 0,5…1 0С
- нагревание воздуха в рециркуляционных воздуховодах). Соединяют точки Н и У/
прямой, которая является линией смешивания внешнего и рециркуляционного
воздуха. Положение точки смеси С находят из соотношения:
.
Точки С и О соединяют прямой, которая является
линией изменения состояния воздуха в оросительной камере. Расход холода для
осуществления процесса охлаждения и осушки воздуха в оросительной камере и
тепла на подогрев воздуха в воздухонагревателе второго подогрева составляет:
.2 Холодный период
В этой схеме кондиционирования
воздуха возможны два варианта смешивания внешнего и рециркуляционного воздуха:
до и после воздухонагревателя первого подогрева.
Рассмотрим схему со смешиванием до
первого воздухонагревателя. Наружный воздух состояния Н, поступающий в
кондиционер, смешивается с рециркуляционным воздухом состояния У (рис. 5.2). В
результате смешивания воздуха приобретает состояние смеси С. Этот воздух
нагревается в воздухонагревателе первого подогрева (состояние после подогрева К
), далее изоентальпийно увлажняется в оросительной камере до состояния О,
подогревается во втором воздухонагревателе до состояния П и поступает в
помещение. ПВ - процесс изменения состояния воздуха в помещении. Удаляемый из
помещения воздух состояния У частично удаляется наружу, а частично подается на
кондиционер по рециркуляционным воздуховодам на смешивание с внешним.
Рис. 5.2. Построение процессов изменения
состояния воздуха для схемы с первой рециркуляцией (холодный период, смешивание
до первого подогрева)
В качестве исходных данных для построения и
расчета процессов являются: расчетные параметры наружного tн, iн
и внутреннего tв, φв
воздуха; поступления (или потери) тепла ΣQп
и влаги ΣW;
значение
углового коэффициента изменения состояния воздуха в помещении:
количества воздуха G, Gн і
Gр=G-Gн=43703-19200=24503(принимают из расчета теплого
периода).
Строят процессы изменения состояния
воздуха в направлении, обратном движению воздуха. Сначала наносят точку В,
характеризующая параметры внутреннего воздуха, и через нее проводят линию луча
процесса ε.
Если высота помещения превышает 3,5
м, находим точку У по формуле:
На луче ε по изотерме
tу находят положение точки У, характеризующей состояние удаляемого
воздуха. Положение точки П, характеризующей параметры приточного воздуха,
соответствует положению точки В.
Далее через точку П проводят линию dn=const
до пересечения с линией φ=95%
в
точке О. ОП-линия процесса нагрева воздуха в воздухонагревателе второго
подогрева. Через точку О проводят линию іо=const - луч изоентальпийного
процесса увлажнения воздуха в оросительной камере. Находят состояние смеси
наружного воздуха и рециркуляционного. С этой целью соединяют точки Н и У
прямой, которая является линией смешивания наружного воздуха и
рециркуляционного. Положение точки смеси С находят на линии НУ по отрезку НС в
мм, замеряя длину линии НУ тоже в мм.
Через точку С проводят линию dc=const
до пересечения с линией io=const в точке К. СК - линия процесса
нагрева воздуха первом в воздухонагревателе. КО - процесс изменения состояния
воздуха в оросительной камере.
Расходы тепла на первой и второй
ступенях нагревания составят:
Расход воды на увлажнение воздуха в
оросительной камере составляет:
W=G(do-dk)∙10-3=
43703∙(6,4-4,1)∙10-3=100,5 кг/час
6. Расчет секций центрального кондиционера
.1 Расчет камеры орошения
Теплый период
) Количество форсунок определяем по номинальной
производительности воздуха КТЦЗ-31,5 число форсунок - 180 шт.
) Определяем давление воды перед форсунками:
) Определяем расход воды через одну
форсунку:
) Определяем общий расход воды через
форсунки в камере орошения:
) Определяем коэффициент орошения:
) Определяем достижимое значение
энтальпии
7) Определяем энтальпию насыщенного воздуха,
которая соответствует температуре воды, поступающей в оросительную камеру:
8) Определяем начальную и конечную
температуру воды:
Холодный период
) Определяем температуру мокрого
термометра:
) Определяем показатель
эффективности режима изоэнтальпийного увлажнения воздуха:
) Определяем расход воды в камере
орошения:
) Определяем производительность
одной форсунки:
) Определяем давление воды перед
форсунками:
7. Расчет воздухонагревателей
) Исходя из допустимого перепада температур, по
горячей воде находим её расход:
) Определяем количество воды,
необходимое для воздухоподогревателя:
ступени:
II ступени:
8. Выбор холодильной машины (чиллера)
.1 Температура испарения холодильного агента в
кожухотрубчатом испарителе, где охлаждается вода
где tнач. - температура утепляемой
воды, которая попадает из кондиционера на испаритель (начальная температура
охлаждаемой воды), 0С;охл. - Температура охлажденной в
испарителе воды, 0С.
.2 Температура конденсации с использованием
обратного водоснабжения
, 0C
где tв.н. - температура воды на входе
в конденсатор (начальная температура), принимается на 4…6 0С выше
расчетной температуры по мокрому термометру для заданного района строительства,
0С
Так как и с помощью-
диаграммы определим температуру по мокрому термометру (180С),
следовательно, в.к. -
температура воды на выходе из конденсатора (конечная температура), 0С;
∆tв - подогрев воды
в конденсаторе (∆tв= 4…6) 0С
.3 Температура всасываемых компрессором паров
9. Построение цикла холодильной машины
Цикл холодильной машины строят в
термодинамической диаграмме i-lgp для принятого хладагента (R22) с помощью
характерных точек.
Точка 1/ состояние холодильного
агента на выходе из испарителя, находится на пересечении изотермы t0
(изобары Р0) с верхней пограничной кривой (х=1), i1/=557
кДж/кг
Точка 1 состояние холодильного агента перед
компрессором, находится на пересечении изобары Р0 с изотермой tвс,
i1=564 кДж/кг
Точка 2 состояние холодильного агента после
компрессора, находится на пересечении линии s-const, проведенной через т.1, с
изобарой Р. i2=572 кДж/кг
Точка 3/ состояние холодильного
агента после конденсатора, находится на пересечении изобары Р (изотермы t) с
нижней пограничной кривой (х=0). i3/=428 кДж/кг
Точка 3 состояние холодильного агента после
регенеративного теплообменника, находится на изобаре Р согласно значения і3,
рассчитанного в тепловом балансе теплообменника, кДж/кг:
і3 = і3/ - (і1
- і1/) = 428-(564-557)=421 кДж/кг
Точка 4 состояние холодильного агента на входе в
испаритель, находится на пересечении линий і=const и t0(P0)=const.
Определяем удельную холодопроизводительность
холодильного агента
- массовая
объемная,
где V1 - удельный объем
всасываемого компрессором пара, м3/кг.
Определяем теоретическую работу,
потраченную на сжатие 1 кг холодильного агента в компрессоре
Определяем тепло, отводимое от 1 кг
холодильного агента в конденсаторе:
Рассчитываем массовый расход
холодильного агента, циркулирующего в системе:
.
Определяем
теоретический объем пара, который всасывается компрессором за 1 час
(действительный объем):
=
Определяем необходимую производительность
компрессора:
где λ - коэффициент
подачи компрессора, ориентировочно можно принять λ1-0,005=1-0,005=0,99
Мощность компрессора на валу (эффективная
мощность), составляет:
где ηі -
индикаторный к.п.д. (для безкрейцкопфных компрессоров
ηі =
0,79...0,84, для крейцкопфных ηі =
0,74...0,82);
ηмех -
механический к.п.д. (для безкрейцкопфных компрессоров
ηмех =0,82...0,92,
для крейцкопфных ηмех = 0,8-0,9).
Тепловая нагрузка
На испаритель -
На конденсатор -
Выбираем оборудование ХМ-ФУ40/II
Выполняем проверочный расчет теплопередающих
поверхностей испарителя и компрессора:
м2
где Qі - тепловая
нагрузка испарителя (Q0), или конденсатора (Q=0,278Gx.a.q),
Вт;
Кі - коэффициент
теплопередачи испарителя или компрессора, Вт/(м2 0С);
Для компрессоров - Кк=1000…1400
Вт/(м2К)
Для испарителей - Кк=450…600
Вт/(м2К)
Δti - средне
логарифмическая разница температур, 0С:
;
Если
где Δtб и Δtм - большая и
меньшая разница температур, 0С.
Конденсатор:
По производительности компрессора:принимаем к
установке две холодильных машины типа 5ПБ50, с объемом, описывает поршень 124,0
м3/час.