Проектирование кондиционирования воздуха

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

 

1. ИСХОДНЫЕ  ДАННЫЕ

 

    

Город	Казань
Помещение	Зал ожидания вокзала
Параметры внутреннего  воздуха: - ТПГ - ХПГ	tВ = 250С,  φВ = 60% tВ = 190С,  φВ = 35%
Параметры наружного  воздуха: - ТПГ - ХПГ	tН = 27,20С,  IН = 54,8 кДж/кг tН = -320С,  IН = -31,5 кДж/кг
Размеры помещения	24×36×6 м
Число людей	480 чел.
Теплопоступления	QС.Р. =14,4 кВт QОСВ = 8,4 кВт QОБ = 2,7 кВт
Влаговыделения	нет
Схема СКВ	с первой рециркуляцией, с форсуночной камерой  орошения
Параметры теплоносителя - ТПГ - ХПГ	70/50 0С 110/70 0С

 

 

Расчетные значения параметров наружного воздуха принимаются  по параметрам Б [1]. В качестве теплоносителя  для воздухонагревательных установок  первой ступени принимается вода из системы централизованного теплоснабжения; для второй ступени и для теплого периода года –70/50 ⁰C.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ  КОЛИЧЕСТВА ВЫДЕЛЯЮЩИХСЯ ВРЕДНЫХ  ВЕЩЕСТВ 

И РАСЧЕТ НЕОБХОДИМЫХ ВОЗДУХООБМЕНОВ

 

Количество воздуха, подаваемого  в помещение для обеспечения  требуемых условий воздушной среды в рабочей или обслуживаемой зоне (полезную производительность СКВ), определяем расчетом на основании количества  избыточной теплоты, влаги и вредных веществ, поступающих в помещение, отдельно для теплого и холодного периода года.

 

2.1.     Величина воздухообмена по избыткам явной теплоты:

 

где       – избыточный поток явной теплоты в помещение, кВт;

               – температура воздуха в рабочей зоне, ⁰С;

               – температура приточного воздуха, ⁰С;

             – удельная теплоемкость воздуха, с_В = 1 кДж/кг.

В курсовой работе условно  принято, что параметры удаляемого из помещения воздуха, равны параметрам воздуха в обслуживаемой зоне.

Температура приточного воздуха определяется как:

где Dt – температурный  перепад,   зависит   от назначения помещения, его геометрических размеров,  места   подачи и способа распределения приточного воздуха; для общественных зданий при подаче  воздуха на высоте 4 ÷ 7м принимаем .

 

Расчет теплоизбытков  производится для теплого и холодного  периодов.

Теплый период года:

где      – явные теплопоступления от людей, кВт

 – поток явной  теплоты,    выделяемого   одним   человеком,  кВт, принимается   в зависимости   от температуры воздуха в помещении  и категории работы по табл.2.1.[7]; при спокойной работе и  ;

             n   – число людей, одновременно находящихся в помещении;  n=480 чел.

Холодный период года:

где      – явные теплопоступления от людей, кВт

 –  при спокойной работе  и  ;

 

 

 

 

 

 

 

3

2.2.  Воздухообмен по ассимиляции выделяющейся влаги

 

где      –  влагосодержание   удаляемого      воздуха    (соответствующее      и      в точке В по I-d диаграмме), г/кг с.в.;

               

  –  влагосодержание   удаляемого      воздуха    (соответствующее    и    в точке П по I-d диаграмме), г/кг с.в.;

W   –   избыточные влаговыделения в помещении, г/ч:

g_W  –   влаговыделения одним человеком, г/ч, принимаются в зависимости от температуры и категории работы по табл.2.1. [7];

W_ОБ – влаговыделения от оборудования, кг/ч, приведены в задании W_ОБ=0.

Для построения схемы  обработки воздуха в кондиционере необходимо найти величину углового коэффициента луча процесса  e, кДж/кг:

                                           

где     – избыточный поток скрытой тепловой энергии, кВт:

  – поток   скрытой   теплоты,   выделяемой   одним   человеком, кВт, принимаются в зависимости от температуры и категории работы по табл.2.1. [ 7 ];

 

Теплый период года:

 – при спокойной работе и ;

g_W  –   при спокойной работе и ;

, соответствующее      и      в точке В по I-d диаграмме ТПГ;

, полученное на луче  проведенном из точки В в точке пересечения П с изотермой по I-d диаграмме ТПГ;

 

Холодный период:

 – при спокойной работе и ;

g_W  –   при спокойной работе и ;

, соответствующее      и      в точке В по I-d диаграмме ХПГ;

Для определения  параметров приточного воздуха находим  его ассимилирующую способность  по влаге:

и вычисляем  влагосодержание приточного воздуха:

 

4

 

2.3.  Воздухообмен по борьбе с выделяющимися в помещение вредными парами и газами

 

Величина воздухообмена G₃ определяется из условия борьбы выделенным людьми углекислым газом СО₂, колличество которого заввисит от категории тяжести работ и принимается по табл. 2.1 [7].

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

z_В   – предельно    допустимая    концентрация вредных веществ в воздухе, удаляемом из помещения; ПДК СО₂ в удаляемом воздухе для помещений с кратковременным пребыванием людей z_В = 3,2 г/м³;

z_П   –   концентрация    вредных   веществ   в    приточном    воздухе; для больших городов z_П = 0,8 г/м³;

         Z     –   количество вредных веществ, поступающих в воздух помещения

z     – количество вредных веществ, поступающих в воздух помещения от одного человека , при спокойной работе .

 

 

2.4.  Расчетный воздухообмен

 

За расчетный воздухообмен G принимаем максимальное значение из вычисленных G₁, G₂, G₃ для теплого периода года. 

Таблица 1

Воздухообмен	ТПГ	ХПГ
1. По избыткам явной  теплоты, G1, кг/ч	24003	40133
2. По ассимиляции выделяющейся  влаги, G2 кг/ч	15272	24369
3. По борьбе с вредными  выделениями, G3, кг/ч	10600	10600

 

Принимаем за расчетный  воздухообмен по избыткам явной теплоты  для ТПГ:

 

 

2.5. Количество рециркуляционного воздуха

 

где   G    –   расчетный воздухообмен, кг/ч;

 G_Н  – количество наружного воздуха, кг/ч. Для нахождения G_Н определяется минимальное количество нужного воздуха, подаваемое в помещение:

где   l – количество наружного воздуха на 1 человека , м³/ч; для общественных зданий с кратковременным (до 2 часов)  пребыванием людей l=20 м³/ч.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

3. ПОСТРОЕНИЕ ПРОЦЕССОВ ОБРАБОТКИ ВОЗДУХА НА  I-D  ДИАГРАММЕ.

 

       

3.1. Построение на I-d диаграмме процессов обработки воздуха

в кондиционере с первой рециркуляцией для теплого  периода года.

 

1. т.Н – параметры наружного воздуха ( ), находим .
2. т.В – параметры внутреннего воздуха ( )
3. т.П – параметры приточного воздуха (через т.В проводим луч процесса (п.п. 2.2) до пересечения с изотермой температуры приточного воздуха ).
4. т.О – параметры обрабатываемого воздуха на выходе из поверхностного воздухоохладителя (из т.П проводим линию до пересечения с кривой )
5. Отрезок П’П –  подогрев воздуха на 1°С в вентиляторе и приточных воздуховодах.
6. Отрезок ОП^’ характеризует процесс нагревания воздуха в  воздухонагревателе второго подогрева.
7. Отрезок ВВ^’ – процесс нагревания воздуха, удаляемого из помещения рециркуляционной системой, в вентиляторе и воздуховодах (из т.В вверх по линии ).
8. Отрезок В^’Н  характеризует процесс смешения наружного и рециркуляционного воздуха.
9. Влагосодержание смеси находится из выражения:

10. т.С – параметры воздуха перед поверхностным воздухоохладителем (пересечение линии В^’Н и ).

Влагосодержание смеси приточного и рециркуляционного воздуха больше влагосодержания приточного воздуха , следовательно, смесь должна охлаждаться и осушаться.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

Рис. 3.1.  I-d диаграмма процессов обработки воздуха в кондиционере

 с рециркуляцией воздуха для ТПГ

7

 

3.2.  Построение на I-d диаграмме процессов обработки воздуха

в кондиционере с первой рециркуляцией для холодного  периода года.

 

 

1. т.Н – параметры наружного воздуха ( ) .
2. т.В – параметры внутреннего воздуха ( )
3.   (п.п. 2.2)
4. т.П – параметры приточного воздуха при условии сохранения в холодный период года расчётного воздухообмена . (пересечение изотермы t_П = 14°С (п.п.2.1) с линией )
5. т.О –  соответствует параметрам воздуха на выходе из форсуночной камеры орошения (пересечение линий с кривой ).
6. Отрезок ОП характеризует процесс в воздухонагревателе второго подогрева.
7. Влагосодержание смеси находится из выражения:

8. т.С – параметры воздуха перед входом в камеру орошения (пересечение линии  через т.В и ). Т.к. точка смеси, находящаяся на линии ВН находится ниже кривой , то наружный воздух перед смешением его с рециркуляционным предварительно нагреваем его в воздухонагревателе первого подогрева.
9. НК – процесс подогрева воздуха в подогревателе первой ступени.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

Рис. 3.2.  I-d диаграмма процессов обработки воздуха в кондиционере

 с рециркуляцией  воздуха для  ХПГ

9

 

4. РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ 

УСТАНОВКИ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ  ВОЗДУХА 

И ПОДБОР ОБОРУДОВАНИЯ

 

4.1 Типоразмер кондиционера

 

     К установке принимаем центральный кондиционер КЦКП-20 с номинальной производительностью по воздуху  20000 м³/ч.