Исходные данные

Курсовая работа

«Система кондиционирования воздуха здания бытового обслуживания»

Факультет: ЛА Преподаватель:

Группа: ТС-11 Спарин В.А.

Студент: Кубанова М.В.

Вариант: 05

Новосибирск

2. Расчет необходимых воздухообменов

2.1. Воздухообмен по избыткам теплоты

2.2. Количество рециркуляционного воздуха

2.3. Определение нагрузки на основные элементы схемы обработки воздуха и расчет требуемой производительности системы кондиционирования

3. Построение процессов обработки воздуха на I-d диаграмме и их описание

Введение

Параметры окружающей среды в течение большего времени года не соответствуют физиологическим требованиям человека, поэтому в созданиях обслуживаемых помещениях необходимого микроклимата наряду с ограждающими конструкциями применяют системы кондиционирования воздуха.

В то время как отопительные системы обеспечивают только тепловой режим здания, а системы вентиляции требуемый воздухообмен, системы кондиционирования воздуха выполняют более широкие задачи по качеству воздуха обслуживаемых помещений, круглогодично поддерживая температуру и влажность, а также частоту. В то же время система кондиционирования воздуха может работать в здании совместно с системами отопления, вентиляции.

Основное оборудование систем кондиционирования воздуха для подготовки и перемещения воздуха устанавливаются в аппарате называемым кондиционером.

В данной работе была поставлена задача определения основных параметров СКВ для теплого и холодного периода года по заданным теплопоступлениям и влаговыделениям. В последствии чего осуществить подбор холодильного оборудования для заданного помещения: торгового комплекса г. Новосибирска.

Исходные данные

Схема СКВ

Место строительства г.Казань.

Помещение – Бытового обслуживания

Размеры помещения 25х15х6 м.

Число людей – n = 460 чел.

Теплопоступления

для ТПГ: Q_п = 85000Вт,

для ХПГ: Q_п =45000 Вт,

Влаговыделения

для ТПГ: W= 30кг/ч

для ХПГ: W=30 кг/ч

Теплоноситель – горячая вода для ХПГ t₁=150 ^оС, t₂=70 ^оС, для ТПГ t`<sub>1</sub>=70 <sup>о</sup>С, t`₂=50 ^оС.

Таблица1

Выбор параметров наружного воздуха производен по параметрам Б (прил. 8 [1]).

2. Расчет необходимых воздухообменов

Цель: определение массового и объемного расходов приточного воздуха, а также количества рециркуляционного воздуха

2.1. Воздухообмен по избыткам теплоты

Температура приточного воздуха для ТПГ:

t_п = t_в - Dt = 24 – 7 = 17 ^оС,

где Dt – температурный перепад в зависимости от помещения и подачи воздуха

Dt = 7 ^оС – для общественных зданий при высоте притока 6 м.

Требуемый расход приточного воздуха для ТПГ:

G_п= 3.6 • Q_п / (i_в – i_п) = 3.6 • 85000 / (47.8-38.1) = 31546 кг/ч

Расход приточного воздуха для ХПГ принимается по расчету летнего режима для обеспечения устойчивости работы системы воздухораспределения.

К расчету принимается наибольший воздухообмен по избыткам теплоты для теплого периода.

G_п = 31546 кг/ч

L = G_п/r =31546/1, 2 = 26288 м³/ч

где r – плотность воздуха, принимаем r=1, 2 кг/м³

2.2. Количество рециркуляционного воздуха

Минимально необходимое количество наружного воздуха:

G_н^min = r • n • l = 1, 2 • 460• 20 = 11040 кг/ч

где l – количество наружного воздуха на 1 чел, при кратковременном пребывании l = 20 м³/ч

Количество рециркуляционного воздуха

G_1р = G_п – G_н = 31546 – 11040 =20506кг/ч

2.3. Определение нагрузки на основные элементы схемы обработки воздуха и расчет требуемой производительности системы кондиционирования.

Расход теплоты в 1-ом воздухонагревателе

для ХПГ Q₁= 0.278•G_п • (i_к – i_н)=0.278•31546•(-19-(-31.1))=106.114 кВт

Тепловой поток во 2-ом воздухонагревателе

для ТПГ Q₂= 0.278•G_п • (i_п – i_о)=0.278•31546•(37.1-33.9)=28.063 кВт

для ХПГ Q₂= 0.278•G_п • (i_п – i_о)=0.278•31546•(33.5-24.6)=78.061 кВт

Расход холода для охлаждения и осушки воздуха в ОК

для ТПГ Q_хол= 0.278•G_п • (i_с – i_о)=0.278•31546•(51-33.9)=149.963 кВт

Влагосодержание смеси наружного и рециркуляционного воздуха для ТПГ

d_с = (G_н • d_н + G_1р • d_в) / G_п = (11040 • 10.3 + 20506 • 9, 3) / 31546 = 9.6 г/кг

Влагосодержание смеси наружного и рециркуляционного воздуха для ХПГ

d_с = (G_н • d_н + G_1р • d_в) / G_п = (11040 • 0, 1 + 20506 • 7, 3) / 31546 = 4.7 г/кг

Количество влаги, сконденсировавшейся из воздуха в камере

для ТПГ W_к= G_п • (d_с – d_о)=31546•(9.5-8.3) •10^-3=37.855 кг/ч

Расход воды на подпитку ОК

для ХПГ W_исп= G_п • (d_о – d_с)=31546•(6.3-5.6) •10^-3=22.082 кг/ч

3. Построение процессов обработки воздуха на I-d диаграмме и их описание

Угловой коэффициент луча процесса для ТПГ:

ε = 3.6 • Q_п / W= 3.6 • 85000/ 30 = 10200 кДж/кг

Угловой коэффициент луча процесса для ХПГ:

ε = 3.6 • Q_п/ W = 3.6 • 45000 / 30 = 5400 кДж/кг

После построения I-d диаграммы (рис.1 и 2), полученные данные сведены в табл.2

Таблица 2

Процессы, протекающие в СКВ в ТПГ: СО - процесс охлаждения воздуха в воздухоохладителе, ОП' — нагрев воздуха в воздухоподогревателе второй ступени, П'П — подогрев воздуха в вентиляторе и приточных воздуховодах, ПВУ — изменение состояния воздуха в ОП, У'Н – смешение наружного и рециркуляционного воздуха.

Процессы, протекающие в СКВ в ХПГ: СО - процесс адиабатного охлаждения и увлажнения воздуха в оросительной камере, ОП — нагрев воздуха в воздухоподогревателе второй ступени, НК - нагрев воздуха в воздухоподогревателе первой ступени, ПВУ — изменение состояния воздуха в ОП.

4. Расчет основных рабочих элементов кондиционера и подбор оборудования

Для обслуживания расчетных помещений рекомендуется применять центральные типовые секционные кондиционеры марки Веза – КЦКП (центральные кондиционеры каркасно-панельные). Кондиционеры КЦКП имеют размерный ряд по номинальной воздухопроизводительности от 1, 6 до 100 тыс. м³/ч. В соответствии с этим к установке принимаем центральный кондиционер КЦКП-50 с номинальной производительностью L = 50000 м³/ч.

Таблица 3

4.1. Расчет фильтра.

Для проектируемой системы центрального кондиционирования воздуха выбираемкарманный фильтр тонкой очистки класса F5 ФВК-XX-360-X-F5, расположенный за смесительной секцией.

Максимальная концентрация пыли в рабочей зоне общественных зданий z_wz = 0, 5 мг/м3

Содержание пыли в наружном воздухе непромышленного города z_ext = 0, 6 мг/м3

Степень очистки приточного воздуха

h_тр=100% • (z_ext - z_wz)/ z_ext = 100 • (0, 6- 0, 5)/0, 6 = 17%

класс фильтра по эффективности –II (предел эффективности 50%)

Фильтр подобран по табл. 4.2 [2]:

тип фильтра: волокнистый карманный ФяКП

фильтрующий материал- ФСВУ

номинальная воздушная нагрузка на входное сечение q = 7000м³/(ч•м²)

площадь ячейки f_я = 0, 37 м²

начальное сопротивление P_ф.н =55 Па

конечное сопротивление P_ф.к = 400 Па

удельная пылеемкость П = 1400 г/м²

способ регенерации –очистка и смена фильтрующего материала.

Требуемая площадь фильтрации:

F_ф^тр = L / q= 51466/7000=7, 352 м²,

Необходимое количество ячеек:

n_я = F_ф^тр / f_я= 7, 352 / 0, 37 = 19, 870

Кустановке принимаем 20 ячеек.

Действительная степень очистки

по номограмме 4.4 [2] 1-Е = 6% => h_д=94%

Количество пыли, осаждаемой на 1 м² площади фильтрации в течении 1 часа.

m_уд= L • z_ext • h_n / F_ф = 51466• 0, 6•10^-3 • 0, 94 /7, 352 = 3, 948 г/м²ч

Периодичность замены фильтрующей поверхности:

t_рег= П / m_уд=1400/ 3, 948 = 354, 610 ч = 15 сут.

4.2. Камера орошения

4.3. Воздухоохладитель

Принимаем воздухоохладитель ВОВ243.1-185-200-10-3-0.6-1

4.4. Воздухонагреватели.

Первый воздухонагреватель подбирается для ХПГ, второй – для ТПГ.

К установке принимается воздухонагреватели

площадь фасадного сечения F_ф = 3, 96 м².

Относительный перепад температур:

Q_В1 = (t_вн - t_вк) / (t_вн - t_жн) = (-39-(-19) / (-39-95) = 0, 149– для 1-го подогревателя

где t_жн – начальная температура теплоносителя t_жн =95 ^оС

t_вн, t_вк – начальная и конечная температура обрабатываемого воздуха

Q_В2 = (12.8-17) / (12.8-95) = 0, 05– для 2-го подогревателя

Относительный расход воздуха:

G` = G / G_ном = 61760 / 60000 = 1, 03

где G_ном – номинальный расход воздуха для данного кондиционера

По табл.15.18 [2] принимаем тип и схему обвязки базовых теплообменников:

6, параллельно.

По номограмме рис.15.41а [2] определяем:

Q_Ж1 = 0, 39 при количестве рядов n=1. – для 1-го подогревателя

Q_Ж2 = 0, 78 при количестве рядов n=1. – для 2-го подогревателя

Б = 6.23•10^-1 – коэф. гидравлического сопротивления нагревателя.

Расход теплоносителя

G_Ж1 = G•с_в•Q_В1/с_ж•Q_Ж1 = 61760 • 1, 005 •0, 149 / 4, 19 •0, 39 = 5659.538 кг/ч– для 1-го подогревателя

G_Ж2 = 61760 • 1, 005 •0, 05 / 4, 19 •0, 78 = 949.587 кг/ч– для 2-го подогревателя

теплоносителя:

t_жк1 = t_жн + Q_Ж1 • (t_вн – t_жн) = 95 + 0, 39 (-39 – 95) = 42.74 ^оС

t_жк2 = 95 + 0, 78 (12, 8 – 95) = 30.884 ^оС

Массовая скорость воздуха в фасадном сечении установки:

(rV) = G / 3600 • F_ф = 61760 / 3600 • 3, 96 = 4, 3 кг/(м²с)

Потери давления по воздуху:

DP_В = 51 Па – по номограмме рис. 15.43 [2].

Потери давления по воде:

DP_Ж1 = Б • (Q_В1 / Q_Ж1)² • G`² •98, 1 = 0, 623 • (0, 149 / 0, 39)² • 1, 03² • 98, 1 = 9, 46 кПа.

DP_Ж2 = 0, 623 • (0, 05 / 0, 78)² • 1, 03² • 98, 1 = 0, 27 кПа.

Принимаем воздухонагреватель 1 ВНВ243.1-185-200-01-3.5-04-2 и воздухонагреватель 2 ВНВ243.1-185-200-01-4-02-2