Материал: Расчет холодильного оборудования и системы кондиционирования воздуха административного здания

Расчет СКВ административного здания

Исходные данные

Схема СКВ

Место строительства г.Барнаул.

Помещение - Административное помещение

Размеры помещения 25х15х6 м.

Число людей - n = 460 чел.

Теплопоступления

для ТПГ: Q_п = 65000Вт,

для ХПГ: Q_п =35000 Вт,

Влаговыделения

для ТПГ: W= 25кг/ч

для ХПГ: W=25кг/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.

Таблица 4.2.

Расчет необходимых воздухообменов

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

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 * 65000 / (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

Количество рециркуляционного воздуха

Минимально необходимое количество наружного воздуха:

Gнmin = 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

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

кондиционирование холодильный воздух тепловой

Построение процессов обработки воздуха на I-dдиаграмме и их описание

Угловой коэффициент луча процесса для ТПГ:

е = 3.6 * Q_п / W= 3.6 * 65000/ 30 = 7800 кДж/кг

Угловой коэффициент луча процесса для ХПГ:

е = 3.6 * Q_п/ W = 3.6 * 35000 / 30 = 4200 кДж/кг

После построения I-d диаграммы (рис.6.1 и 6.2), полученные данные сведены в табл.6:

Таблица 6

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.

Рис. 6.1. Процессы обработки воздуха вТПГ

Рис. 6.2. Процессы обработки воздуха в ХПГ

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.

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.

Область оптимальной работы приведена в табл.7.1:

Таблица 7.1. Область оптимальной работы, тыс. м³/ч

Расчет фильтра

Для проектируемой системы центрального кондиционирования воздуха выбираем карманный фильтр тонкой очистки класса F5ФВК-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 пылеемкостьП = 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.

Камера орошения

Расчет оросительной камеры:

Таблица 7.2 Политропный режим обработки воздуха. Обратная задача

Требуется определить: м, Tжк, Tвк, Iвк, ДРж, ДРаэрод

Решение:

коэффициент орошения:

скорость во фронтальном сечении камеры:

число единиц переноса NTU для КОП-50:

Адиабатная эффективность работы камеры (можно определить по графику по известному м)

Еа=0,65; 0,85; 0,95

Политропная эффективность камеры (определяется по графику по известному м)

F10 = 0.891

Tвнас = Tжн

dнас = 7,129

Энтальпия воздуха на выходе из камеры:

Твк = 8,771

Температура воды на выходе из камеры:

Tжк = 8.732

Аэродинамическое сопротивление камеры:

?Pаэрод = 19,4 ?Pаэрод = 238,642 Па

Гидравлическое сопротивление политропной камеры:

?P = А3 = 0,273?P = 1,338

Воздухоохладитель

Исходные данные:

- Расход воздуха через блок кондиционера, м3/с

- Фронтальное сечение блока кондиционера

- Начальная температура воздуха в воздухоохладителе

- Конечная температура воздуха в воздухоохладителе

- Начальная температура воды в воздухоохладителе

- Разность температур воды на входе и выходе из теплообменника