Кондиционирование универсама (condition-t)

Посмотреть архив целиком

20

Министерство образования Российской Федерации

Уральский государственный технический университет - УПИ

кафедра "Теплогазоснабжение и вентиляция"




Оценка_____________






КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ ПРОДОВОЛЬСТВЕННОГО МАГАЗИНА

в г.Саратове

Курсовая работа


2907.61127.005 ПЗ









Руководитель: Н.П.


Студент Т.А.

ТГВ-6

Екатеринбург







Екатеринбург 2004

СОДЕРЖАНИЕ

  1. Исходные данные…………………………………………………….……………………3


  1. Определение количества выделяющихся вредных веществ и расчет необходимых воздухообменов



    1. Необходимая величина воздухообмена при расчете по избыткам явной теплоты……………………………………………………………………………….4

    2. Воздухообмен по ассимиляции выделяющейся влаги….………………….…..5

    3. Воздухообмен по борьбе с выделяющимися в помещении вредными газами и парами……………………………………………….……………………...5

    4. Определение расчетного воздухообмена……………………………………….6

    5. Определение количества рециркуляционного воздуха……………………….6


  1. Построение процессов обработки воздуха на I-d диаграмме


    1. Определение величины углового коэффициента луча процесса.…..…...…7

    2. Построение на I-d диаграмме процессов обработки воздуха в кондиционере с первой рециркуляцией для теплого периода года ……….8

    3. Построение на I-d диаграмме процессов обработки воздуха в кондиционере с первой рециркуляцией для холодного периода года…..….8



  1. Расчет основных рабочих элементов установки кондиционирования воздуха и подбор оборудования

    1. Фильтр………………………………………………………………………………..10

    2. Камера орошения……………………………………………………………………10

    3. Воздухонагреватели и воздухоохладители…………………………………...12

    4. Холодильные установки…………………………………………………………..18

    5. Вентиляторные агрегаты……………………………………………………… 19


  1. Компоновка и теплохолодоснабжение центральных кондиционеров…………20


Библиографический список…………………………………………………………….…..23












  1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ


В данной работе расчетным объектом является помещение продовольственного магазина, расположенного в городе Саратове.

Размеры помещения – 42х12х4 м.

Число людей – 200.

Теплопоступления:

- от солнечной радиации Qс.р.=8,4 кВт;

- от освещения Qосв.=10,5 кВт;

- от оборудования Qоб=12,1 кВт.

Влаговыделения от оборудования Wоб =3,9 кг/ч.

Расчетный теплоносителя – вода, с параметрами:

  • для теплого периода – 70/50 °С;

  • для холодного периода – 150/70 °С.

Расчетные климатические параметры для г.Саратова при разработке системы кондиционирования приняты:

  • для теплого периода года (Приложение 8 [1]):

tБext=30,5°С; IБext=53,6 кДж/кг;

  • для холодного периода года (Приложение 8 [1]:)

tБext= -27°С; IБext= -26,3 кДж/кг.

Барометрическое давление 990 ГПа.

Расчетные параметры внутреннего воздуха помещения продовольственного магазина приняты:

  • для теплого периода года:

tв=24°С; Iв=43 кДж/кг; φ=40%;

  • для холодного периода года:

tв= 22°С; Iв= 39 кДж/кг; φ=40%.









  1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА ВЫДЕЛЯЮЩИХСЯ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ И РАСЧЕТ НЕОБХОДИМЫХ ВОЗДУХООБМЕНОВ.


    1. Необходимая величина воздухообмена при расчете

по избыткам явной теплоты.

, кг/ч, (2.1)

где: Qя – избыточный поток явной теплоты в помещение, кВт;

tв – температура в рабочей зоне, °С;

tп – температура приточного воздуха, °С;

св – удельная теплоемкость воздуха, св=1 кДж/(кг°С).

Температура приточного воздуха tп определяется по формуле:

tп = tв – Δt , °С (2.2)

где: Δt – температурный перепад, согласно [2] принимаем Δt = 3°С.


Расчет теплоизбытков производится следующим образом.


Т е п л ы й п е р и о д

Qя = Qял + Qс.р. + Qосв + Qоб , кВт, (2.3)

где: Qял – теплопоступления от людей, кВт;

Qял = qяn, (2.4)

qя – поток явной теплоты, выделяемой одним человеком, кВт.


Qял = 0,071х200=14,2 кВт

Qя = 14,2+8,4+10,5+12,1=45,2 кВт

tп = 24-3=21°С

кг/ч


Х о л о н ы й п е р и о д

Qя = Qял + Qосв + Qоб , кВт (2.5)


Qял = 0,085х200=17,0 кВт

Qя = 17,0+10,5+12,1=39,6 кВт

tп = 22-3=19°С

кг/ч

    1. Воздухообмен по ассимиляции выделяющейся влаги.


, кг/ч, (2.6)

где: dв – влагосодержание удаляемого воздуха, г/кг;

dп – влагосодержание приточного воздуха, г/кг;

W – избыточные влаговыделения в помещении, г/ч

W = gwn + 1000Wоб , (2.7)

где: dw – влаговыделение одним человеком, г/ч


Т е п л ы й п е р и о д

W =107х200 + 1000х3,9 = 25300 г/ч

кг/ч


Х о л о н ы й п е р и о д

W =91х200 + 1000х3,9 = 22100 г/ч

кг/ч


2.3 Воздухообмен по борьбе с выделяющимися в помещении

вредными газами и парами.


, кг/ч, (2.8)

где: ρв – плотность воздуха, ρв = 1,2 кг/м3;

zп – предельно допустимая концентрация вредных веществ в воздухе, удаляемом из помещения, г/м3;

zв – концентрация вредных веществ в приточном воздухе, г/м3;

Z – количество вредных веществ, поступающих в воздух помещения, г/ч.


, кг/ч

Результаты расчета воздухообменов сведены в таблицу 2.1.


Таблица2.1.

Воздухообмен для расчетного помещения.

Период года

Расход приточного воздуха, кг/ч

По

избыткам явной теплоты

G1

По

избыткам влаги


G2

По

избыткам вредных газов и паров

G3

Теплый период

54240

16867

6000

Холодный период

47520

17000

6000



2.4. Определение расчетного воздухообмена.


В качестве расчетного воздухообмена принимается максимальное значение из G1, G2 , G3.

G = 54240 кг/ч


2.5. Определение количества рециркуляционного воздуха


Gр = G – Gн , кг/ч (2.9)

где: Gн – количество наружного воздуха.

Для нахождения Gн определяется минимальное количество наружного воздуха, подаваемого в помещение:

Gminн =ρвnl, кг/ч, (2.10)

где: l – количество наружного воздуха на 1 человека, м3/ч.

Gminн =1,2х200х20 = 4800 кг/ч

Полученное значение Gminн сравнивается с величиной расчетного воздухообмена по борьбе с выделяющимися газами и парами G3:

Gminн < G3

4800 < 6000

Принимаем Gн = 6000 кг/ч

Gр = 54240 – 6000 =48240 кг/ч



  1. ПОСТРОЕНИЕ ПРОЦЕССОВ ОБРАБОТКИ ВОЗДУХА

НА I-d ДИАГРАММЕ.

Исходными данными для построения процесса тепловлажностной обработки воздуха являются расчетные параметры наружного воздуха – tн и Iн (точка Н), заданные параметры внутреннего воздуха – tв и Iв (точка В).


3.1. Определение величины углового коэффициента луча процесса.


, кДж/кг влаги, (3.1)

где: Qп – избыточный поток полной теплоты в помещении, кВт;

Qс – избыточный поток скрытой теплоты в помещении, кВт

, кВт, (3.2)

где: Iв.п – энтальпия водяного пара при температуре tв ,кДж/кг,

Iв.п =2500 + 1,8 tв , кДж/кг, (3.3)

qс – поток скрытой теплоты, выделяемой 1 человеком, кВт.


Т е п л ы й п е р и о д


Iв.п =2500 + 1,8 х 24 = 2543,2 кДж/кг

,кВт

кДж/кг влаги


Х о л о н ы й п е р и о д


Iв.п =2500 + 1,8 х 22 = 2539,6 кДж/кг

,кВт

кДж/кг влаги

Процесс обработки воздуха в кондиционере осуществляется по схеме с первой рециркуляцией.


3.2. Построение на I-d диаграмме процессов обработки воздуха в кондиционере с первой рециркуляцией для теплого периода года.


Исходными данными для построения процесса тепловлажностной обработки воздуха являются расчетные параметры наружного воздуха – tн и Iн (точка Н); заданные параметры внутреннего воздуха – tв и Iв (точка В); расчетный воздухообмен – G; количество рециркуляционного воздуха - Gр; количество наружного воздуха – Gн; величина углового коэффициента – .

Через точку В проводится луч процесса до пересечения с изотермой температуры приточного воздуха tп . Из точки П проводится линия dпonst до пересечения с кривой I=95% в точке О, параметры которой соответствуют состоянию обрабатываемого воздуха на выходе из камеры орошения. Отрезок ОП' характеризует процесс нагревания воздуха в воздухонагревателе второго подогрева, П'П – подогрев воздуха на 1÷1,5°С в вентиляторе и приточных воздуховодах.

Из точки В вверх по линии dвonst откладывается отрезок ВВ', соответствующий нагреванию воздуха, удаляемого из помещения рециркуляционной системой, в вентиляторе и воздуховоде. Отрезок В'Н характеризует процесс смешения наружного и рециркуляционного воздуха. Влагосодержание смеси находится из выражения:

, г/ч (3.4)


г/ч

Пересечение линий В'Н и dсonst определяет положение точки С, характеризующей параметры воздуха на входе в камеру орошения.


3.3. Построение на I-d диаграмме процессов обработки воздуха в кондиционере с первой рециркуляцией для холодного периода года.


Исходными данными для построения процесса тепловлажностной обработки воздуха являются расчетные параметры наружного воздуха – tн и Iн (точка Н); заданные параметры внутреннего воздуха – tв и Iв (точка В); расчетный воздухообмен – G; величина углового коэффициента – .

9Для определения параметров приточного воздуха находится его ассимилирущая способность по влаге:

,г/кг (3.5)

и вычисляется влагосодержание приточного воздуха:

dп = dв – Δd ,г/кг (3.6)


г/кг

dп = 6,8 – 0,4 =6,4,г/кг


Через точку В проводится луч процесса до пересечения с линией dпonst в точке П, которая характеризует состояние приточного воздуха при условии сохранения в холодный период года расчетного воздухообмена. Пересечение линии dпonst с кривой I = 95% определяет точку О, соответствующую параметрам воздуха на выходе из камеры орошения. Отрезок ОП характеризует процесс в воздухонагревателе второго подогрева. По аналогии с п.3.2 строится процесс смешения наружного и рециркуляционого воздуха (отрезок НВ) и определяются параметры смеси:

г/ч

Из точки С проводится луч процесса нагревания воздуха в воздухонагревателе первого подогрева до пересечения с адиабатой Iо=Const в точке К, соответствующей параметрам воздуха на входе в камеру орошения.










  1. РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ РАБОЧИХ ЭЛЕМЕНТОВ УСТАНОВКИ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА И ПОДБОР ОБОРУДОВАНИЯ.

4.1. Фильтр.

Для проектируемой системы центрального кондиционирования воздуха, с расходом 54240 кг/ч, выбираем кондиционер КТЦ60, с масляным самоочищающимся фильтром.

Характеристики фильтра:

  • площадь рабочего сечения - 6,31 м2

  • удельная воздушная нагрузка – 10000 м3 ч на 1м2

  • максимальное сопротивление по воздуху ~10 кгс/м2

  • количество заливаемого масла – 585 кг

  • электродвигатель АОЛ2-21-4, N=1,1 кВт, n=1400 об/мин



4.2. Камера орошения.

Расчет:

1. Выбор камеры орошения по производительности воздуха:

м3/ч (4.1)

Принимаем форсуночную двухрядную камеру орошения типа Кт длинной 1800мм.

Конструктивные характеристики:

  • номинальная производительность по воздуху 60 тыс. м3

  • высота и ширина сечения для прохода воздуха 2003х3405 мм

  • площадь поперечного сечения 6,81 м2

  • номинальная весовая скорость воздуха в поперечном сечении 2,94 кгс/(м2 °С)

  • общее число форсунок при плотности ряда 24шт/м2 ряд) – 312 шт./м2


2. Определяем массовую скорость воздуха в поперечном сечении камеры орошения:

, кг/(м2с) (4.2)


3. Определяем универсальный коэффициент эффективности:

(4.3)

  1. Согласно [3] выбираем коэффициент орошения В, коэффициент полного орошения Е и диаметр выпускного отверстия форсунок:

В=1,8

Е=0,95

Ø=3,5 мм

Так как (pv) < 3 кг/(м2 с), то для Е´ вводим поправочный коэффициент 0,96:

Е=0,96х0,95=0,91

5. Вычисляем начальную и конечную температуру воды twн twк , совместно решая систему уравнений:

twн = 6,1°С

twк = 8,5°С


6. Вычисляем массовый расход воды:

Gw = BxG = 1,8х54240 = 97632 кг/ч (4.4)


7. Определяем пропускную способность одной форсунки:

кг/ч (4.5)


8. По диаметру выпускного отверстия и пропускной способности форсунки определяем давление воды перед форсункой, согласно [3]:

Рф = 2,1 кгс/см2


9. Определяем аэродинамическое сопротивление форсуночной камеры орошения:


ΔР = 1,14 (pv)1,81 = 1,14 х 1,841,81 = 3,43 кгс/м2 (4.6)


4.3. Воздухонагреватели и воздухоохладители.

Воздухонагревательные и воздухоохладительные установки собираются из одних и тех же базовых унифицированных теплообменников, конструктивные характеристики представлены в [2]. Число и размеры теплообменников, размещаемых во фронтальном сечении установки, однозначно определяются производительностью кондиционера.

Базовые теплообменники могут присоединятся к трубопроводам тепло-холодоносителя по различным схемам согласно [2].


Расчет воздухонагревательных и воздухоохладительных установок состоит из следующих операций:


  1. По известной величине расчетного воздухообмена G, согласно [2], выбирается марка кондиционера и определяется площадь фасадного сечения Fф2.

  2. Вычисляется массовая скорость воздуха в фасадном сечении установки:

, кг/(м2с) (4.7)

  1. Определяются температурные критерии:

  • при нагревании воздуха

, (4.8)