Исходные данные (пример)

Температура воздуха, подаваемого в помещение t_п=23, 3⁰С; теплосодержание приточного воздуха, i_п=52, 5 кДж/кг; полные тепловыделения в помещении Q_п=22800 кДж/ч=6333 Вт; влаговыделения в помещении W=1, 78 кг/ч; объём помещения, V=108 м³; вертикальное растояние от пола до горизонтального отверстия всасывания вентилятора, Н=3, 5м.

Последовательность расчётов:

1. Определение температуры воздуха в помещении по выражению:

t_р.з.=t_п+(6…10⁰С)=23, 3+6, 7=30⁰С.

2. Определение удельных избытков тепла:

q= =6333/108=58, 6 Вт/м³

3. Определение температуры воздуха, удаляемого из помещения:

t_у=t_р.з.+Δ (Н-2),

где: Δ – градиент температуры, ⁰С/ м

при q< 16, 8 Вт/м³ – Δ =0…0, 3

q=16, 8…33, 6 – Δ =0, 3..1, 2

q> 33, 6 - Δ =0, 8…1, 5

Принимаем Δ =0, 9⁰С/м, т.к. q=58, 6> 33, 6 Вт/м³; тогда: t_у=30+0, 9(4-2)=31, 8⁰С.

4. Определение направления луча процесса изменения параметров приточного воздуха под воздействием тепло- и влагоизбытков:

а) вычисляем параметр: ε = =22800/1, 78=12809 кДж/кг

б) на i-d диаграмме (см. приложение 5) находим точку «Е» (ε =12809) и точку «А» (t₀=0⁰C и d=0, г/кг сухого воздуха). Соединим точку «А» с точкой «Е» примой линией на диаграмме i-d и получим луч «АЕ».

5. Определение направления луча процесса изменения параметров удаляемого воздуха.

а)на i-d диаграмме находим точку «В», характеризующуюся параметрами приточного воздуха t_п =23, 3⁰С и i_п =52, 5кДж/кг.

б) проводим из точки «В» луч параллельный линии «АЕ» до пересечения с линией t_у=31, 8⁰С и получаем точку «С» (т.е. линия ВС||АЕ).

6. Находим параметры приточного воздуха точке «В», а именно d_п г/кг сух. воздуха и φ _п %, и в точке «С» - i_у кДж/кг, d_у г/кг сух. воздуха. и φ _у%. d_п=11, 4 г/кг сух воздуха; φ _п=62%; d_у=12 г/кг сух. воздуха, i_у=622 кДж/кг, φ _у=42%/

7. Определяем плотность воздуха ρ кг/м³ при t градС, по выражению:

при температуре воздуха поступающего в помещение t_п: ρ _п= ,

при температуре наружного воздуха t_н: ρ _н= ; ρ _у= .

8. Вычисляем расход воздуха, необходимый для нейтрализации тепловыделений, м³/ч:

=22800/[(62, 2-52, 5)1, 2]=1958, 8 м³/ч

и влаговыделений:

=1000·1, 78/[(12-11, 4)1, 2]=2472, 2 м³/ч

В дальнейшем за расчётный принимается более высокий воздухообмен.

9. Определение кратности вентиляционного воздухообмена, 1/ч:

=2472, 2/108≈ 23 1/ч

где: L_max – максимальный расход воздуха, необходимый для нейтрализации тепло- и влаговыделений, м³/ч (т.е. L_max→ L_T или L_В).

10. Вычисляем теплоту, уносимую с вентилируемым воздухом, по выражению:

Q_В=с·ρ _у·V(t_П-t_H)K_ВВ

где: с – удельная теплоёмкость воздуха, с=0, 28 .

11. Вычисляем потери теплоты в Вт через ограждения (потолок, стены, двери и окна) помещения:

Q_О=(t_П-t_H)Σ K_ТF=(t_П-t_H)(K_ТПF_п+K_ТСF_C+K_ТОF_О+К_ТДF_Д),

где: F_П, F_C, F_О и F_Д – площади ограждений перекрытий, стен, окон и дверей, соответственно.

Значения коэффициента теплопередачи К_т 10

12. Расчётная теплоотдача калорифера, Вт:

Q_K= Q_В+Q_O.

13. Вычисляем мощность калорифера по формуле, Вт:

,

где: η _к – к.п.д. калорифера (при установке непосредственно в вентилируемом помещении η _к=1, а при установке в другом помещении η _к=0, 9).

14. Вычисляем суммарную поверхность нагрева калорифера по выражению, м²:

,

где: Δ t – разность между средней температурой теплоносителя теплообменника и температурой воздуха в помещении, т.е. Δ t=t_у-t_ср, где: t_ср= .

6.3. Подбор вентилятора и электродвигателя

Вентилятор подбирается в соответствии с подсчитанным общим расходом воздуха L, м3/ч и общей потерей давления Σ Рi, Па.

а) определение параметров вентилятора.

Наиболее современными и экономичными являются центробежные (радиальные) вентиляторы типа Ц4-70. Характеристики вентиляторов Ц4-70 различных типоразмеров представлены в приложении 6.

Для обеспечения воздухообмена сL=2500 м³/ч (0, 7 м³/с) возможно применение следующих вентиляторов, где η _в – частота вращения, мин^-1; Р – напор, Па и ν – окружная скорость колеса, м/с.

1. №5 при η _в=400 мин^-1, Р=80 Па, ν =13 м/с;

2. №4 при η _в=1200 мин^-1, Р=230 Па, ν =22 м/с;

3. №4 при η _в=1950 мин^-1, Р=750 Па, ν =34 м/с;

4. №3 при η _в=2000 мин^-1, Р=760 Па, ν =35 м/с;

Анализируя характеристики по к.п.д., можно сделать вывод, что из всех возможных вариантов лучшие параметры по к.п.д., Р, ν и η _в имеет вентилятор Ц4-70 №4;

б) Определение мощности электродвигателя для привода вентилятора.

Р_эд=L·Σ Р_i·К_з/(3600·1000·η _в·η _п·η _р), кВт

где: К_з – коэффициент запаса (для вентиляторов типа Ц4-70 – К_з=1, 25);

η _в – к.п.д. вентилятора (по характеристике η _в=0, 8…0, 9);

η _п – к.п.д., учитывающий механические потери в подшипниках вентилятора, η _п=0, 95;

η _р – к.п.д., учитывающий механические потери в передаче от вентилятора и двигателя (для клиноременной передачи η _р=0, 9, при непосредственном соединении η _р=1, 0.

При Σ Р_i=Р получим для выбранного вентилятора мощность электродвигателя: Р_эд= кВт.

Из приложения 7 выбираем электродвигатель типа А-32-4, Р=1, 0 кВт, η _д=1410 об/ми. При этом применяется клиноременная передача с передаточным отношением i_по=η _в/η _д=1950/1410=1, 38 или электродвигатель типа А-31-2, Р=1, 0 кВт, η _д=2850 об/мин, при этом i_по=1950/2850=0, 68.

6.4. Расчет надежности оборудования (системы)