close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

716.Кондиционирование воздуха и холодоснабжение общественных зданий

код для вставкиСкачать
Министерство науки и образования РФ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Воронежский государственный архитектурно-строительный университет
М. Н. Жерлыкина
К О НД ИЦИО НИР О ВАНИЕ
ВО З Д У ХА
И ХО ЛО Д О СНАБЖ ЕНИЕ
О БЩЕС Т ВЕННЫХ З Д АНИЙ
Учебно-методическое пособие
Рекомендовано редакционно-издательским советом
Воронежского государственного архитектурно-строительного
университета в качестве учебно-методического пособия
для студентов, обучающихся по специальности
270109 «Теплогазоснабжение и вентиляция»,
и магистрантов направления 270100 (550100) «Строительство»
Воронеж 2011
УДК 697.9
ББК 38.762
Ж598
Рецензенты:
Н.Е. Семичева
кафедра теплогазоснабжения и вентиляции
доцент кафедры теплогазоснабжения и вентиляции
Юго-Западного государственного университета,
канд. техн. наук
А.Н. Белоусов
инженер по подбору вентиляционного оборудования
ЗАО «Электроагрегат»
Ж598
Жерлыкина, М.Н.
Кондиционирование
воздуха
и
холодоснабжение
общественных зданий: учеб.-метод. пособие / М. Н. Жерлыкина;
Воронеж. гос. арх.-строит. ун-т. – Воронеж, 2011. – 124 с.
Изложены в достаточном объеме методики расчета и сведения нормативного характера, необходимые для выполнения курсовой работы по дисциплине «Кондиционирование воздуха и холодоснабжение». Приведены примеры решения отдельных задач проектирования.
Предназначено для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности 270109 «Теплогазоснабжение и вентиляция» направления 653500 «Строительство» всех форм обучения и магистрантов направления 270100 (550100) «Строительство».
Ил. 25. Табл. 44. Библиогр.: 25 назв.
УДК 697.9
ББК 38.762
ISBN 978-5-89040-331-5
© Жерлыкина М.Н., 2011
© Воронежский государственный
архитектурно-строительный
университет, 2011
ВВЕДЕНИЕ
Учебное пособие составлено в соответствии с программой дисциплины
«Кондиционирование воздуха и холодоснабжение» по специальности 270109
«Теплогазоснабжение и вентиляция».
Основой для успешного изучения дисциплины являются полученные
знания по теоретическим основам создания микроклимата, вентиляции, аэродинамике, численным методам расчета и программированию на ЭВМ.
В учебно-методическом пособии приводятся в достаточном объеме
нормативные и методические сведения, позволяющие самостоятельно выполнить основные расчеты и конструктивно разработать системы кондиционирования воздуха и холодоснабжения общественных зданий – театров, кинотеатров, клубов. Приложения содержат необходимые данные для выбора
варианта задания и последующей курсовой работы.
Целью курсовой работы является приобретение знаний и навыков
освоения методов расчета и проектирования систем кондиционирования во здуха и холодоснабжения с учетом достижения современных экономических и
санитарно-гигиенических нормируемых показателей и технических решений.
Тема курсовой работы – разработать систему кондиционирования воздуха и холодоснабжения общественного здания (театр, кинотеатр, клуб). Исходным материалом может служить архитектурно-строительный проект сооружения, выполненный студентом по курсу «Архитектура зданий», что указывает на важность своевременно увязывать архитектурно-планировочные
решения с инженерными системами, в том числе кондиционирования воздуха и холодоснабжения.
Последовательность изложения материала в учебном пособии соответствует очередности выполнения курсовой работы.
Район строительства принимается по прил. А по двум последним цифрам шифра зачетной книжки студента или магистранта, характеристики объекта строительства и кондиционируемого помещения выдаются преподавателем по прил. Б.
В учебном пособии приняты следующие сокращения: ТПГ – тёплый
период года; ХПГ – холодный период года; СКВ – система кондиционирования воздуха; РРНП – решетка с регулируемым направлением потока воздуха
типа; РВ – регулируемая вентиляционная решетка; ВН – воздухонагреватель;
ВО – воздухоохладитель; ВОВ – водяной воздухоохладитель.
3
1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
1.1. Характеристика объекта строительства
1.1.1. Объект строительства – общественное здание:
− театр;
− кинотеатр;
− клуб;
− школа.
1.1.2. Размеры объекта строительства: длина – Азд, ширина – Bзд,
высота – Hзд, м.
1.1.3. Ориентация фасада объекта строительства по сторонам света.
1.1.4. Наименование кондиционируемого помещения:
− зрительный зал;
− зал-аудитория.
1.1.5. Классификация кондиционируемого помещения:
− помещения 1-й категории – помещения, в которых люди в положении
лежа или сидя находятся в состоянии покоя и отдыха;
− помещения 2-й категории – помещения, в которых люди заняты умственным трудом, учебой;
− помещения 3-й «а» категории – помещения с массовым пребыванием
людей, в которых люди находятся преимущественно в положении сидя без
уличной одежды;
− помещения 3-й «б» категории – помещения с массовым пребыванием
людей, в которых люди находятся преимущественно в положении сидя в
уличной одежде;
− помещения 3-й «в» категории – помещения с массовым пребыванием
людей, в которых люди находятся преимущественно в положении стоя без
уличной одежды;
− помещения 4-й категории – помещения для занятий подвижными видами спорта;
− помещения 5-й категории – помещения, в которых люди находятся в полураздетом виде (раздевалки, процедурные кабинеты, кабинеты врачей и т.п.);
− помещения 6-й категории – помещения с временным пребыванием
людей (вестибюли, гардеробные, коридоры, лестницы, санузлы, курительные, кладовые).
1.1.6. Размеры кондиционируемого помещения: длина – а, м; ширина –
b, м; высота – h, м.
1.1.7. Количество окон в кондиционируемом помещении; их размеры, м;
ориентация по сторонам света.
1.1.8. Количество человек в кондиционируемом помещении – N, чел.
4
Объекты строительства по критериям проводимых мероприятий делятся на следующие группы:
− крупнейшие – свыше 3000 зрителей;
− крупные – 1201 … 3000 зрителей;
− средние – 601 … 1200 зрителей;
− малые – до 600 зрителей;
− камерные – менее 200 зрителей.
Установлена площадь помещения на одного человека – fуд, м2/чел.:
− исходя из рекомендаций, изложенных в «Рекомендации по проектированию концертных залов», ГУПМНИИП «Моспроект-4» и ЗАОЦНИИЭ
Пим.Б.С. Мезенцева, 2004:
 в зрительном зале театра, клуба вместимостью до 300 мест – 0,8 м2;
 в зрительном зале театра, клуба вместимостью свыше 300 мест –
2
0,6 м ;
 в зрительном зале видеокомплекса, согласно ППБ-151"В"-88.
ГУКиК – 1,5 м2;
− исходя из рекомендаций, изложенных в справочнике «Коммунальная
гигиена» под ред. К.И. Акулова и К.А. Буштуевой:
 в зрительных залах кинотеатров – 0,7…1 м2 ;
 в читальном зале – 2,4 м2;
 в лекционном зале – аудитории – 0,8 м2;
 в лекционных залах высших учебных заведений по – 0,9…1,5 м2.
1.1.9. Класс кондиционирования воздуха, согласно [2], по степени обеспечения метеорологических условий:
− первый класс – обеспечение требуемых для технологического процесса параметров в соответствии с нормативными документами; для обеспечения параметров микроклимата в узкой части оптимальных норм в сочетании с обеспечением других показателей качества воздуха;
− второй класс – обеспечение требуемых для технологического процесса, т.е. при комфортном кондиционировании воздуха, оптимальных параметров микроклимата. Скорость движения воздуха допускается принимать в
обслуживаемой или рабочей зоне помещений на постоянных и непостоянных
рабочих местах в пределах допустимых норм;
− третий класс – обеспечение необходимых параметров микроклимата
в пределах допустимых норм периодически, когда они не могут быть обеспечены вентиляцией в теплый период года без применения искусственного
охлаждения, или промежуточных значений между оптимальными и допустимыми параметрами при экономическом обосновании.
Удельная площадь кондиционируемого помещения на одного человека
2
fуд, м /чел, определяется по формуле
f уд
a b
N .
5
(1.1)
В результате по величине fуд, м2/чел, определяется класс кондиционируемого помещения:
− при кондиционировании воздуха первого класса fуд = 0,8…1,2 м2/чел;
− при кондиционировании воздуха второго класса fуд = 0,6…0,9 м2/чел.
Характеристика объекта строительства может быть представлена в виде таблицы, приведенной в прил. А.
Пример. Охарактеризовать объект строительства.
Объект строительства – кинотеатр. Размеры: Азд = 48 м, Bзд = 24 м,
Hзд = 8 м. Ориентация фасада по сторонам света – север.
Наименование кондиционируемого помещения – зрительный зал. Размеры помещения: а = 24 м, b = 12 м, h = 8 м. Количество человек в помещении, согласно п. 1.1.8, N = 450 чел.
С учетом назначения помещения, формулы (1.1) класс кондиционирования воздуха помещения – второй.
1.2. Расчетная часть работы
Расчетная часть курсовой работы включает следующие разделы:
− введение;
− определение расчетных параметров внутреннего и наружного воздуха;
− расчет тепло- и влагопоступлений в помещения в ТПГ и ХПГ;
− построение на J-d–диаграмме луча процесса ε изменения состояния
воздуха в кондиционируемом помещении. Расчет производительности СКВ
для ТПГ и ХПГ фактического воздухообмена в помещении;
− выбор и анализ технологических схем кондиционирования воздуха.
При выборе расчетного варианта технологической схемы необходимо обеспечить:
 надежное поддержание параметров внутреннего воздуха при любых
изменениях параметров наружного воздуха с заданной обеспеченностью;
 надежность работы оборудования, исключая аварийный режим;
 экономичность, т.е. минимальное годовое потребление энергоресурсов;
− построение и расчет процессов тепловлажностной обработки воздуха
по J-d–диаграмме для СКВ в ТПГ и ХПГ;
- подбор оборудования центральных СКВ:
 камеры орошения;
 воздухонагревателя;
 воздухоохладителя;
 вентиляционного агрегата;
 воздушного фильтра;
 воздушного клапана;
 вспомогательного оборудования;
 оборудования системы холодоснабжения (испарители, конденсаторы).
6
1.3. Графическая часть работы
Графическая часть курсовой работы включает:
− принципиальную схему теплохолодоснабжения со спецификацией
оборудования;
− компоновочный план центра кондиционирования воздуха с нанесением на него кондиционеров, насосов охлажденной и технической воды, б аков отепленной и охлажденной воды, испарителей, переохладителей, ко мпрессоров, конденсаторов и другого оборудования;
− разрезы центра кондиционирования воздуха.
1.4. Расчетные параметры наружного воздуха
Для заданного района строительства параметрами наружного воздуха
являются:
− расчетная географическая широта, с.ш.;
− барометрическое давление – Рбар , ГПа;
− температура наружного воздуха – tн, С;
− удельная энтальпия – Jн, кДж/кг;
− скорость ветра – υ н, м/с.
Согласно [2] параметры наружного воздуха для общественных помещений следует принимать:
− параметры А – для систем кондиционирования третьего класса
для ТПГ;
− параметры Б – для систем кондиционирования для ХПГ и для систем
кондиционирования первого класса для ТПГ. Для систем кондиционирования
второго класса следует принимать температуру наружного воздуха для ТПГ
на 2 ºС и удельную энтальпию на 2 кДж/кг ниже установленных для параметров Б.
Для СКВ, не используемых с 13 до 16 ч, параметры наружного воздуха
для ТПГ допускается принимать ниже указанных выше.
Расчетные параметры наружного воздуха принимаются по прил. Б.
Номер варианта климатического района строительства определяется по двум последним цифрам шифра зачетной книжки студента.
Пример. Принять параметры наружного воздуха для заданного района
строительства – город Ялта.
Расчетная географическая широта – 44 с.ш.; барометрическое давление Рбар = 1010 ГПа; для системы кондиционирования второго класса:
− для ТПГ:
tнрасчет tн
J нрасчет
Jн
2С
2 кДж
30,5 2 С
64,5 2 кДж
кг
7
32,5 С ;
кг
62,5 кДж
кг ;
н
1 м
− для ХПГ:
t нрасчет
J нрасчет
2,5 кДж
с
6 С;
кг ;
н
8,7 м .
с
1.5. Расчетные параметры внутреннего воздуха
В помещениях общественных зданий следует обеспечивать оптимальные или допустимые нормы микроклимата в обслуживаемой зоне.
Требуемые параметры микроклимата (оптимальные, допустимые или
их сочетания) следует устанавливать в нормативных документах в зависимости от назначения помещения и периода года.
Обслуживаемая зона помещения – это пространство в помещении,
ограниченное плоскостями, параллельными полу и стенам: на высоте 0,1 и
2,0 над уровнем пола, на расстоянии 0,5 м от внутренних поверхностей
наружных и внутренних стен, окон и отопительных приборов.
Помещение с постоянным пребыванием людей – это помещение, в котором люди находятся не менее 2 ч непрерывно или 6 ч суммарно в течение
суток.
Микроклимат помещения – это состояние внутренней среды помещения, оказывающее воздействие на человека, характеризуемое показателями
температуры воздуха и ограждающих конструкций, влажностью и подвижностью воздуха.
Оптимальные параметры микроклимата – это сочетание значений показателей микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивают нормальное тепловое состояние организма при минимальном напряжении механизмов терморегуляции и ощущение комфорта не менее чем у 80 % людей, находящихся в помещении.
Допустимые параметры микроклимата – это сочетания значений показателей микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека могут вызвать общее и локальное ощущение дискомфорта, ухудшение самочувствия и понижение работоспособности при усиленном напряжении механизмов терморегуляции и не вызывают повреждений или ухудшения состояния здоровья.
Параметры, характеризующие микроклимат помещений: температура
воздуха – tв, ºС; скорость движения воздуха – υ, м/с; относительная влажность воздуха – φ, %, определяются по табл. 1.1 в соответствии с требованиями [2] согласно назначению проектируемой системы.
В общественных зданиях в нерабочее время допускается снижать показатели микроклимата при условии обеспечения требуемых параметров к
началу рабочего времени.
8
Таблица 1.1
Оптимальные и допустимые нормы температуры, относительной
влажности и скорости движения воздуха в обслуживаемой зоне
общественных зданий
Период
года
ХПГ
ТПГ
Наименование
помещения
или
категория
1-я категория
2-я категория
3-я «а» категория
3-я «б» категория
3-я «в» категория
4-я категория
5-я категория
6-я категория
Помещения
с постоянным
пребыванием
людей
t в, ºС
оптимальная
допустимая
20 … 22
19 … 21
20 … 21
14 … 16
18 … 20
17 … 19
20 … 22
16 … 18
18 … 24
18 … 23
19 … 23
12 … 17
16 … 22
15 … 21
20 … 24
14 … 20
φ, %
υ, м/с
допусти- оптималь- допуоптимая,
ная,
стимая,
мальная
не более не более не более
45 … 30
60
0,2
0,3
45 … 30
60
0,2
0,3
45 … 30
60
0,2
0,3
45 … 30
60
0,2
0,3
45 … 30
60
0,2
0,3
45 … 30
60
0,2
0,3
45 … 30
60
0,15
0,2
-
23 … 25 18 … 28 60 … 30
65
0,3
0,5
Если температура наружного воздуха в ТПГ tн, ºС, устойчиво превышает
30 ºС, то температуру помещения определяют по формуле
tв
tв
0,5 t н 30 .
(1.2)
Вместе с тем необходимо учитывать длительность пребывания людей в
помещениях, при этом внутренняя температура помещения определяется по
формуле
tв tв 0,5 С tн 30 ,
(1.3)
где С – численный коэффициент, принимаемый равным: при продолжительности пребывания людей в помещении до 1 ч С равен 0,3; при продолжительности пребывания людей в помещении до 3 ч С равен 0,1.
Пример. Принять параметры внутреннего воздуха для кондиционируемого помещения.
Оптимальные параметры, характеризующие микроклимат помещений
3-й «а» категории, для проектирования СКВ второго класса:
− в ТПГ:
 tв = 25 ºС, т.к. температура наружного воздуха в ТПГ tн = 32,5 ºС
устойчиво превышает 30 ºС, а продолжительность пребывания людей в помещении до 3 ч, то по формуле (1.3)
tв 25 0,5 0,3 32,5 30 27 С ;
 скорость движения воздуха υ = 0,3 м/с;
 относительная влажность воздуха φ = 30 %;
− в ХПГ: температура воздуха tв = 20 ºС; скорость движения воздуха
υ = 0,2 м/с; относительная влажность воздуха φ = 45 %.
9
2. РАСЧЕТ ПОТОКОВ ВРЕДНЫХ ВЫДЕЛЕНИЙ
В ПОМЕЩЕНИЯХ ГРАЖДАНСКИХ ЗДАНИЙ
Составление теплового и влажностного баланса для кондиционируемого помещения производится общеизвестными методами, принятыми в отопительно-вентиляционной технике. Здесь должны быть уточнены все факторы,
влияющие на изменение состояния воздушной среды помещения. Для составного теплового баланса помещения необходимо определить все поступления и потери теплоты в помещении.
В помещениях различного назначения действуют две основные категории основных нагрузок:
− тепловые нагрузки, возникающие снаружи помещения (наружные);
− тепловые нагрузки, возникающие внутри зданий (внутренние).
Наружные тепловые нагрузки представлены следующими составляющими:
− теплопоступления или теплопотери в результате разности температур
снаружи и внутри здания через стены, потолки, полы, окна и двери. Разность
температур снаружи здания и внутри его в ТПГ является положительной, в
результате чего имеет место приток теплоты снаружи во внутрь помещения;
и наоборот – в ХПГ эта разность является отрицательной и направление потока теплоты меняется;
− теплопоступления от солнечного излучения через застекленные площади; данная нагрузка проявляется в форме ощущаемой теплоты; солнечное излучение всегда создает положительную нагрузку как в ТПГ, так и в ХПГ. В ТПГ
эта нагрузка должна быть компенсирована, а в ХПГ она не значительна и интегрируется с теплом, вырабатываемым установкой искусственного климата;
− наружный вентиляционный воздух и проникающий в помещения
воздух (за счет инфильтрации) может иметь также различные свойства, которые, однако, почти всегда контрастируют с метеорологическими требованиями помещений: в ТПГ горячий и влажный (в некоторых широтах наоборот –
сухой) наружный воздух существенно влияет на работу установки, охлаждающей и осушающей воздух; в ХПГ холодный и сухой (или наоборот – влажный) наружный воздух должен быть нагрет и увлажнен.
Следует отметить, что наружные тепловые нагрузки могут обладать
различными свойствами, т.е. могут быть положительными и отрицательными
в зависимости от времени года и времени суток.
Внутренние тепловые нагрузки в помещениях общественных зданий
слагаются в основном из:
− теплоты, выделяемой людьми;
− теплоты выделяемой лампами и осветительными приборами;
Все перечисленные внутренние тепловые нагрузки являются всегда положительными, и поэтому в ТПГ они должны быть устранены, а в ХПГ за их
счет снижается нагрузка на установки обогрева.
10
2.1. Теплопоступления от людей
Теплопоступления от людей определяют по таблицам или графикам,
приведенным в [4, 5, 6] с учетом температуры внутреннего воздуха в помещении и интенсивности физической нагрузки людей.
В табл. 2.1 приведены данные о тепловыделениях взрослого мужчины
в легкой одежде при различных температурах воздуха в помещении. Теплопоступления от женщин считаются равными 85 % от величины, указанной
в табл. 1.3, от детей до 10 лет – 85 %. Теплопоступления от людей в верхней
одежде рассчитываются с коэффициентом 0,75.
Физические нагрузки зрителей в досуговых клубах, театрах, кинотеатрах, ожидающих посетителей различных учреждений можно отнести к категории «состояние покоя».
Таблица 2.1
Количество теплоты и влаги, выделяемых взрослым человеком
Температура воздуха
в помещении t в, ºС
15
20
25
30
35
Количество теплоты, Вт
явной qлюд.я
скрытой qлюд.скр
Состояние покоя
120
25
90
30
60
35
40
55
10
85
полной qлюд.п
145
120
95
95
95
Избытки явной теплоты Qлюд.я., Вт, определяются по формуле
Qлюд. я q люд. я N ,
(2.1)
где qлюд.я – количество явной теплоты, выделяемой человеком в покое,
Вт/(ч∙чел) по табл. 2.1; N – число людей, находящихся в помещении.
Избытки полной теплоты Qлюд.п., Вт, определяются по формуле
Qлюд.п
q люд.п N пок ,
(2.2)
где qлюд.п – количество полной теплоты, выделяемой человеком в покое,
Вт/(ч∙чел), по табл. 2.1.
Пример. Определить количество теплоты, поступающей в объём кондиционируемого помещения от людей.
Количество теплоты, выделяемой одним человеком, определяются по
табл. 2.1:
при tв = 27 ºС
q люд. я
60
27 25
при tв = 20 ºС q люд. я
40 60
30 25
52 Вт ; q люд.п
90Вт ; q люд.п
11
95
120Вт .
27 25
95 95
30 25
95 Вт ;
По формулам (2.1) и (2.2) рассчитываются избытки явной и полной теплоты:
− в ТПГ Qлюд. я 52 450 23400Вт ; Qлюд.п 95 450 42750Вт ;
− в ХПГ Qлюд. я 90 450 40500Вт ; Qлюд.п 120 450 54000Вт .
2.2. Теплопоступления от источников искусственного освещения
Теплопоступления от источников искусственного освещения Qосв, Вт,
могут быть определены по величине нормируемой освещенности помещения
и площади пола по формуле
Qосв Eосв Fп qосв осв ,
(2.3)
где Еосв – нормативная освещенность, лк, определяемая по табл. 2.2.
Таблица 2.2
Уровень общего
освещения помещений
Общая освещенность
помещения, Лк
600
300
Помещения
Проектные залы
Читальные залы, аудитории
Залы заседаний, спортивные, актовые,
зрительные залы клубов, фойе театров
Фойе клубов и кинотеатров
Зрительные залы кинотеатров
200
150
75
Fп – площадь пола помещения, м2; qосв – удельные тепловыделения
от светильников, Вт/(лк×м2), определяемая по табл. 2.4.
Таблица 2.4
Удельные тепловыделения
от светильников с люминесцентными лампами
(числитель) и лампами накаливания (знаменатель)
Тип светильника
1
Прямого света
Средние удельные тепловыделения qосв, Вт/(м2 ×лк),
для помещений площадью, м2
менее 50
50 … 200
более 200
при высоте помещения, м
≤ 3,6
≥ 4,2
≤ 3,6
≥ 4,2
≤ 3,6
≥ 4,2
2
3
4
5
6
7
0,077
0,202
0,058
0,074
0,056
0,067
0,212
0,280
0,160
0,204
0,154
0,187
12
Окончание табл. 2.4
Тип светильника
1
Диффузионного
света
Отраженного света
Средние удельные тепловыделения qосв, Вт/(м2 ×лк),
для помещений площадью, м2
менее 50
50…200
более 200
при высоте помещения, м
≤ 3,6
≥ 4,2
≤ 3,6
≥ 4,2
≤ 3,6
≥ 4,2
2
3
4
5
6
7
0,116
0,166
0,079
0,102
0,077
0,094
0,319
0,456
0,217
0,280
0,212
0,268
0,161
0,264
0,154
0,264
0,108
0,145
0,443
0,726
0,424
0,726
0,297
0,399
ηосв – доля теплоты, поступающая от светильника в различные зоны
помещения, определяется по табл. 2.5.
Если в помещение предусматривается подача приточного воздуха,
не возмущающая верхнюю зону помещения, из которой осуществляется вытяжка, то ηосв можно определить по графе 3 табл. 2.5. В противном случае
следует считать всю теплоту, поступающую в помещение (ηосв определяется
по графе 2 табл. 2.5.). Если светильник расположен в пределах вентилируемого подшивного потолка или чердака, ηосв определяется по графе 4 табл. 2.5
вне зависимости от схемы подачи и удаления воздуха из помещения.
Таблица 2.5
Доли тепла ηосв, излучаемого источником света, поступающие в рабочую
(числитель) и верхнюю (знаменатель) зоны помещения
Способ установки светильника
менее 0,5 м
за подшивным
у потолка
от потолка
потолком
Лампы накаливания
1/0
0,9/0,1
0,85/0,15*
Люминесцентные лампы
1/0
0,7/0,3
0,6/0,4*
Примечание: * в знаменателе приводится доля теплоты, поступающая в пространство подшивного потолка.
Тип источника освещения
Пример. Определить количество теплоты, поступающей в объём кондиционируемого помещения от источников искусственного освещения.
В зрительном зале площадью 288 м и высотой 6 м установлены светильники с люминесцентными лампами прямого света. В помещение предусматривается подача приточного воздуха, не возмущающая верхнюю зону, из
которой осуществляется вытяжка.
Определяются теплопоступления от источников искусственного освещения по формуле (2.3)
Qосв
75 24 12 0,067 0,7 1013 Вт .
13
2.3. Теплопоступления от солнечной радиации
Максимальные теплопоступления от солнечной радиации через окна,
фонари, витражи, остекленные части балконных и входных дверей в здание
Qостс.р., Вт, происходят в периоды максимального солнечного облучения
наружной поверхности соответствующего ограждения. Эти поступления теплоты складываются из теплоты солнечной радиации, непосредственно пр ошедшей через остекленную часть конструкции ограждения Qпр , и из теплового потока за счет теплопередачи через заполнения Qт.п по формуле
Qост
с.р. Q пр
Q т.п. ;
(2.4)
Q пр q пс К инс q р К обл аост hост 1 2 3 ,
(2.5)
где qпс, qр – максимальная интенсивность прямой и рассеянной солнечной радиации, падающей на светопроем, Вт/м 2. В зависимости от географической
широты района строительства и ориентации ограждения определяется
по табл. 2.6.
Таблица 2.6
Максимальная солнечная радиация (прямая qпс / рассеянная qр )
на горизонтальную и различно ориентированные вертикальные поверхнос ти
при безоблачном небе в июле, Вт/м 2
qпс / qр на вертикальной поверхности
при ориентации по сторонам света
Географическая
широта,
ºс.ш.
qпс / qр
на горизонтальной
поверхности
южная
40
44
48
52
56
60
64
68
788/140
761/133
733/133
719/133
691/126
663/105
628/91
607/91
257/110
314/114
370/120
424/123
479/124
534/123
582/121
637/121
юговосточная
и югозападная
425/146
467/148
497/151
521/154
551/154
579/137
622/135
663/134
северовосточная
восточная
и западсеверная
и североная
западная
428/154
428/154
104/95
424/149
424/149
125/80
437/133
437/133
141/75
449/131
449/131
155/73
460/125
460/125
159/71
469/116
469/116
165/68
490/101
490/101
170/65
5541/106
541/106
186/60
β1 – коэффициент теплопропускания окон с учетом затенения непрозрачной частью (переплетами) заполнения светопроема, определяется по
табл. 2.7.
14
Таблица 2.7
Коэффициенты теплопропускания окна β1 с учетом затенения непрозрачной
частью заполнения светопроема
β1
Конструкция переплета
1. Одинарный переплет
2. Однокамерный стеклопакет
3. Двухкамерный стеклопакет
4. Спаренный переплет
5. Однокамерный стеклопакет и раздельный
переплет
6. Двухкамерный стеклопакет и раздельный
переплет
7. Раздельный переплет двойного остекления
8. Раздельно-спаренный переплет
9. Два однокамерных стеклопакета в спаренных переплетах
10. Два однокамерных стеклопакета в раздельных переплетах
11. Два спаренных переплета в раздельных
переплетах
для деревянного
и ПВХ переплета
0,8
0,8
0,78
0,75
для металлического
переплета
0,9
0,9
0,85
–
0,75
–
0,73
–
0,65
0,8
0,5
0,7
0,7
–
0,6
–
0,5
–
β2 – коэффициент теплопропускания прозрачной частью заполнения
светопроема, определяется по табл.2.8.
Таблица 2.8
Коэффициент теплопропускания β2 прозрачной частью заполнения
светопроема
Заполнение проема
1. Одинарное остекление:
из обыкновенного стекла:
толщиной 2,5…3,5 мм
толщиной 4…6 мм
толщиной 8…12 мм
из стекла толщиной 2,5…3,5 мм с твердым или мягким селективным
покрытием
2. Двойное остекление:
из обыкновенного стекла:
толщиной 2,5…3,5 мм
толщиной 4…6 мм
из стекла толщиной 2,5…3,5 мм с твердым или мягким селективным
покрытием
15
β2
0,95
0,9
0,855
0,6
0,85
0,76
0,57
Окончание табл. 2.8
Заполнение проема
β2
3. Тройное остекление:
из обыкновенного стекла:
толщиной 2,5…3,5 мм
толщиной 4…6 мм
из стекла толщиной 2,5…3,5 мм с твердым или мягким селективным
покрытием
4. Двойное остекление:
из обыкновенного стекла:
толщиной 2,5…3,5 мм
из стекла толщиной 2,5…3,5 мм с твердым или мягким селективным
покрытием
5. Профильное стекло коробчатого сечения
6. Блоки стеклянные пустотные с шириной швов 6 мм:
размером 194 × 194 × 98
244 × 244 × 98
0,76
0,66
0,51
0,72
0,48
0,75
0,65
0,7
β3 – коэффициент теплопропускания нестационарными солнцезащитными устройствами, определяется по табл. 2.9.
Таблица 2.9
Коэффициенты теплопропускания β3 солнцезащитными устройствами
Солнцезащитное устройство
β3
А. Наружные:
штора или маркиза из светлой ткани
штора или маркиза из темной ткани
ставни-жалюзи с деревянными пластинками
шторы-жалюзи с металлическими пластинками
0,15
0,20
0,10/0,15
0,15/0,20
шторы-жалюзи с металлическими пластинками
штора из светлой ткани
штора из темной ткани
0,30/0,35
0,25
0,40
шторы-жалюзи с металлическими пластинками
штора из светлой ткани
штора из темной ткани
0,60/0,70
0,40
0,80
Б. Межстекольные
непроветриваемые:
В. Внутренние:
Примечания:
1. Коэффициенты теплопропускания даны дробью: в числители – для жалюзи с
пластинами под углом 45º, в знаменателе – для жалюзи с пластинами под углом 90º к
плоскости проема.
2. Коэффициенты теплопропускания межстекольными проветриваемыми солнцезащитными устройствами в два раза ниже приведенных коэффициентов для межст екольных непроветриваемых устройств.
16
Кинс – коэффициент инсоляции, учитывающий долю прошедшего потока падающей на вертикальный световой проем прямой солнечной радиации
после затенения наружными козырьками или вертикальными ребрами; для
периода максимальной солнечной радиации определяется по формуле
L р k2 сот к
Lк k1 aк
1
,
(2.6)
hост
aост
где Lк – вылет козырька, м; ак – расстояние от козырька до верха окна, м;
Lр – вылет ребра, м; сотк – расстояние от ребра до ближайшего откоса окна, м;
k1, k2 – коэффициенты, определяемые по табл. 2.10.
Кинс
1
Таблица 2.10
Значение коэффициентов k1 и k2
Ориентация
светового
проема
Географическая широта, с.ш.
40
44
48
Ю
ЮВ, ЮЗ
В, З
СВ, СЗ
С
3,01
1,02
0,74
0,58
0,84
2,43
0,96
0,72
0,56
0,83
2,02
0,90
0,68
0,54
0,82
Ю
ЮВ, ЮЗ
В, З
СВ, СЗ
С
0,00
0,96
0,02
0,75
3,30
0,00
0,94
0,03
0,75
3,15
0,00
0,92
0,04
0,75
3,00
52
k1
1,71
0,84
0,62
0,53
0,80
k2
0,00
0,90
0,05
0,75
2,90
56
60
64
68
1,46
0,79
0,57
0,51
0,78
1,26
0,70
0,53
0,49
0,76
1,10
0,66
0,50
0,47
0,73
0,95
0,62
0,48
0,45
0,70
0,00
0,88
0,06
0,75
2,80
0,00
0,86
0,07
0,74
2,70
0,00
0,84
0,08
0,74
2,60
0,00
0,83
0,09
0,74
2,50
Если расчетное значение Кинс отрицательное, это означает, что окно
полностью затенено от прямых солнечных лучей и в расчете теплопоступлений от солнечной радиации следует принять равным нулю.
Кобл – коэффициент облучения поверхности светопроема рассеянной
радиацией; для светопроемов, не затененных козырьками и ребрами, К обл равен 0,85, при наличии козырьков Кобл = Кобл. г, при наличии ребер К обл = Кобл.в.
Если применяются и козырьки и ребра, то
К обл
К обл.г
К обл.в .
(2.7)
При отношении вылета козырька к расстоянию от козырька до низа окна 0,5 Кобл.г равен 0,6; при отношении вылета козырька к расстоянию от козырька до низа окна 1,0 Кобл.г равен 0,3; при отношении вылета ребра к ширине окна 0,5 Кобл. в равен 0,8; при отношении вылета ребра к ширине окна 1,0
Кобл. в равен 0,6.
17
Теплопоступления через заполнение светопроемов за счет теплопередачи в результате разности температур и нагрева стекол солнцем определяют
по формуле
Qт.п.
tн
qп К инс qп К обл Р
н
tв
aост hост K ,
(2.8)
где Р – коэффициент поглощения солнечной радиации заполнением светопроема: для обычного стекла − 0,06; для теплоотражающего − 0,04; для теплопоглощающего − 0,2; К – коэффициент теплопередачи заполнения светопроема, Вт/(м2∙оС); αн – коэффициент теплоотдачи наружной поверхностью
остекления, Вт/м2, определяется по формуле
αн
1,16 (5 10
н
),
(2.9)
где υ н – расчетная скорость ветра, м/с, для ТПГ.
Для ориентировочных расчетов теплопоступлений от солнечной радиации могут быть использованы формулы
ост
− для остекленных поверхностей Q рад , Вт:
Qост
рад
aост hост q ост Bост ;
(2.10)
покр
− для покрытий Q рад , Вт:
Qпокр
a b q покр К огр ,
рад
(2.11)
2
где Когр – коэффициент теплопередачи покрытия, Вт/(м ∙ºС), определяется
в результате теплотехнического расчета наружного ограждения. В курсовой
работе рекомендуется ориентировочно принять значение коэффициента теплопередачи покрытия в пределах от 0,2 до 0,4 Вт/(м 2∙ºС); qпокр – величина радиации через 1 м2 поверхности покрытия, зависящая от ориентации по сторонам света, определяемая по табл. 2.11.
Таблица 2.11
Теплопоступления через покрытия
Солнечная радиация через покрытие
При плоском (бесчердачном) покрытии:
для широты 35 с.ш.
для широты 45 с.ш.
для широты 55 с.ш.
для широты 65 с.ш.
При покрытии с чердаком, для всех широт
qпокр , Вт/м2
20
18
15
12
5
qост – величина радиации через 1 м2 поверхности остекления, определяемая по табл. 2.12.
18
Таблица 2.12
Удельная радиация qост через остекление поверхности, Вт/м 2
65 с.ш.
90
90
90
100
100
100
78
78
78
70
55 с.ш.
90
186
185
168
100
186
185
168
78
210
200
174
210
210
200
174
210
160
160
145
185
130
130
116
210
210
200
174
210
186
185
170
185
186
185
170
75
45 с.ш.
17
75
35 с.ш.
16
75
65 с.ш.
15
168
55 с.ш.
14
168
45 с.ш.
13
145
35 с.ш.
12
145
65 с.ш.
11
168
55 с.ш.
10
145
45 с.ш.
9
128
35 с.ш.
8
98
65 с.ш.
7
168
55 с.ш.
6
145
45 с.ш.
5
145
35 с.ш.
4
127
3
160
То же, с деревянными переплетами
2
150
1
Окна с
двойным
остеклением
с деревянными переплетами
То же,
с металлическими переплетами
Фонарь
с двойным
вертикальным остеклением с металлическими переплетами
140
Характеристика остекленной поверхности
qост в зависимости от стороны света и широты
юго-восток
северо-восток
север и юг
восток и запад
и юго-запад
и северо-запад
Примечание: для поверхностей, ориентированных на север, qост равно нулю.
Вост – коэффициент, зависящий от характеристики остекления, определяемая по табл. 2.13.
Таблица 2.13
Значения коэффициента Вост
Остекление
Двойное остекление в одной раме
Одинарное остекление
Обычное загрязнение
Сильное загрязнение
Забелка окон
Остекление с матовыми стеклами
Внешнее зашторивание окон
19
Вост
1,15
1,45
0,8
0,7
0,6
0,7
0,25
Теплопоступления от солнечной радиации через стены не учитываются.
Пример. Определить количество теплоты, поступающей в объём кондиционируемого помещения от солнечной радиации.
В зрительном зале отсутствуют оконные проемы, поэтому теплопоступления от солнечной радиации для остекленных поверхностей
Q ост
рад
0 Вт .
Рассчитываются теплопоступления от солнечной радиации для покрыпокр
тий Q рад , Вт: по табл. 2.11 определяется величина радиации через 1 м 2 поверхности покрытия, зависящая от ориентации по сторонам света,
q покр
Q покр
рад
20
44 35
18 20
18,2 Вт 2
45 35
м
12 24 18,2 0,4
.
По
формуле
(2.11)
находим,
что
2097 Вт .
2.4. Теплопотери через наружные ограждения здания
Определение потерь теплоты через ограждающие поверхности необходимо произвести ориентировочно, используя укрупненный измеритель,
удельную тепловую характеристику здания – q0зд, Вт/(м3׺С), представляющую собой тепловой поток, Вт, приходящийся на 1 м 3 здания (по наружному обмеру) при разности температур внутреннего и наружного воздуха 1 ºС,
по формуле
Qтп q0зд Vн tв.от tн kt ,
(2.12)
3
где Vн – объём помещения по наружному обмеру, м ; tв.от – температура воздуха в помещении при расчете отопления, ºС, принимается для залов театров,
школ и клубов, где люди находятся без верхней одежды, равной 16 ºС, а для
кинотеатров, 14 ºС; kt – коэффициент, учитывающий дополнительные потери
через участки наружных ограждений, расположенные за отопительными
приборами, а также в результате остывания теплоносителя в трубопроводах,
проложенных в неотапливаемых помещениях (принимают равным 1,07).
Значение удельной тепловой характеристики здания зависит от назначения, объема и формы здания и представлено в табл. 2.14.
Таблица 2.14.
Удельные тепловые характеристики отапливаемых зданий
Здания и сооружения
Административные здания,
главные конторы
Бытовые и административновспомогательные помещения
Объем помещения
по наружному обмеру Vн, тыс. м3
менее 5
5...15
0,5...1
2...5
20
q0 , Вт/(м3 ׺С)
0,51
0,41
0,7...0,52
0,47...0,38
10...20
0,35...0,29
Пример. Определить теплопотери в объеме кондиционируемого помещения через наружные ограждения здания.
По табл. 2.14 находим для административного здания кинотеатра при
объеме кондиционируемого помещения по наружному обмеру 1728 м 3,
т.е. менее 5000 м3, q0 = 0,51 Вт/(м3׺С).
По формуле (2.12) ориентировочно определяются потери теплоты через
ограждающие поверхности, используя укрупненный измеритель:
Qтп 0,51 1728 14 6 1,07 18860 Вт .
2.5. Теплопоступления от системы отопления
Теплопоступления в помещение от нагревательных приборов Qсо, Вт,
установленных в нем, при расчете общеобменной вентиляции
или кондиционирования воздуха в ХПГ определяют по формуле
tв t н
Qсо Qт п
(2.13)
tв.от tн ,
где Qтп – расчетная величина теплопотерь помещения, Вт; tв – температура
воздуха в помещении при расчете системы кондиционирования воздуха, ºС.
Пример. Определить количество теплоты, поступающей в объём кондиционируемого помещения от системы отопления.
По формуле (2.13) рассчитываются теплопоступления в помещение
зрительного зала от нагревательных приборов в ХПГ:
Qсо
18860
20 6
14 6
24518 Вт.
2.6. Влаговыделения в помещении
Влаговыделения от людей W, г/ч, определяют, учитывая интенсивность
физической нагрузки, либо по нижеприведенной формуле
W wч N ,
(2.14)
где wч – удельные выделения влаги одним человеком, г/(час×чел), определяются по табл. 2.15.
Таблица 2.15
Удельные влаговыделения от людей, находящихся в состоянии покоя
Показатели
Единица
измерения
Влага
г/(час×чел)
Удельные выделения вредностей одним человеком
при температуре воздуха в помещении, ºС
10
15
20
25
30
35
30
33
40
50
75
115
21
Примечание: для детей до 12 лет выделения влаги рассчитывать
с коэффициентом 0,5; для женщин выделения влаги рассчитывать с коэффициентом 0,75.
Пример. Определить количество влаги, поступающей в объём кондиционируемого помещения от людей.
По табл. 2.15 удельные выделения влаги одним человеком равны:
75 50
w
50
27
25
60 Вт 2 ;
ч
в ТПГ
30 25
м
Вт
в ХПГ wч 40
м2 .
По формуле (2.14) рассчитываются влаговыделения от людей:
в ТПГ W
60 450 27000 г / ч 27 кг / ч ;
в ХПГ W
40 450 18000 г / ч 18 кг / ч .
2.7. Газовые выделения в помещении
Выделение в помещение диоксида углерода, выдыхаемого людьми,
МСО2, г/ч, определяется по формуле
М СО2 mСО2 N ,
(2.15)
где mCO2 – выделение диоксида углерода при дыхании одного человека, г/ч:
принимать при состоянии покоя равным 45 г/ч.
Причем, расчет количества выделения диоксида углерода для детей до
12 лет и женщин следует вести с коэффициентами, аналогичными при определении влаговыделений в помещении.
Пример. Определить количество диоксида углерода, выдыхаемого
людьми в объём кондиционируемого помещения.
По формуле (2.15) М СО2
45 450 20250 г / ч 20,25 кг / ч .
2.8. Тепловой баланс помещения
Разность теплопоступлений в помещение и теплопотерь помещения
называется теплоизбытками (если разность больше нуля) или теплонедостатками (если разность отрицательна).
Расчетные величины потоков вредных выделений в помещениях общественных зданий сводятся по общей форме в табл. 2.16.
Тепловой баланс кондиционируемого помещения Q, Вт, определяется
по формулам
− для ТПГ:
Q Qпост Qт п Qл
− для ХПГ:
22
Q покр
Q ост
рад
рад Qосв ;
(2.16)
Q
Qпост Qт п
Qл
23
Qосв Qт п .
(2.17)
Таблица 2.16
23
ТПГ
27
42750
23400
2097
0
1013
−
20
54000
40500
−
по формуле
(2.16)
−
−
1013
24518
по формуле
79513 18860
(2.17)
36153
22653
Газовые выделения МСО2, г/ч
Влаговыделения
от людей W, г/ч
27000
45860
26510
1728
ХПГ
45860
Тепловой баланс, Вт
(при учете полной / явной
теплоты)
Q ост
рад
Теплопотери помещения Qтп, Вт
Q покр
рад
через остекленные поверхности
всего Qпост, Вт
через покрытие
от системы отопления Qсо
от солнечной радиации
от источников искусственного
освещения Qосв
Теплопоступления в помещение, Вт
от людей Qлюд.п / Qлюд.я
Температура воздуха в помещении tв, ºС
Период года
Объем помещения Vн, м3
Расчет потоков вредных выделений в помещениях общественных зданий
20250
18000
3. ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА
3.1. Требования к системам кондиционирования воздуха
На начальном этапе проектирования системы обеспечения микроклимата необходимо решить задачу выбора принципиального решения СКВ, основное назначение которой – создавать и поддерживать заданные параметры
микроклимата в объеме помещений здания. При этом СКВ должна быть характеризоваться следующими особенностями: комфортные и технологические, технические, конструктивные, экономические, эксплуатационные, производственно-монтажные. Нет идеальных систем, которые в равной степени
отвечали бы всем перечисленным требованиям. Приоритеты заказчика, опр еделяемые собственными целями, чаще всего конструктивные, экономические
и производственно-монтажные требования, не всегда совпадают с приоритетами потребителей (людей и производства) – комфортными и технологическими условиями, а также и техническими требованиями. Техническое решение будет хорошим, если учтен максимум требований.
Комфортные и технологические условия микроклимата предполагают
постоянное поддержание в зоне пребывания людей определенных сочетаний
температуры и относительной влажности воздуха; отсутствие дутья, сквозняков, холодных токов воздуха; низкий уровень шума (согласно требованиям в
зависимости от назначения помещения); подачу свежего обработанного во здуха в размере необходимом для обеспечения в помещении качественной
воздушной среды, свободной от пыли, запахов и т.д.
Технические требования состоят в том, чтобы СКВ соответствовала
требуемой производительности по воздуху, холоду, теплоте согласно заданному уровню требований к обеспеченности параметров микроклимата, в с огласованной работе СКВ с системами, определяющими ее функционирование, источниками холода, теплоты, воды, электроэнергии; с другими системами инженерного оборудования – освещение, отопление, горячего водоснабжения, в безопасности для жизнедеятельности. Производительность с истемы в значительной степени зависит от уровня требований к поддержанию
параметров микроклимата, она может быть снижена при менее жестких требованиях к параметрам микроклимата или повышена при возрастании этих
требований.
Производительность системы должна быть определена точным расч етом при максимальных нагрузках. Сама система и ее подсистемы (тепло- и
холодоснабжения, водоснабжения, электроснабжения) должны предусматривать возможность гибкого произведения производительности при изменяющихся нагрузках в каждом конкретном помещении или отдельной зоне. При
выборе СКВ и определении ее производительности очень важно учитывать
ее нагрузку на отопление и расход вентиляционного воздуха, определяющий
24
чистоту воздуха в помещении, возможность увеличения производительности
при расширении производства или достройке отдельных частей здания. Тр ебования по экологии и пожаробезопасности должны быть учтены при выборе
типа системы.
Архитектурно-строительные требования, связанные с размещением в
здании основных и вспомогательных элементов СКВ, необходимо учитывать
при планировке здания, разработке интерьеров и оформлении фасадов. СКВ
и ее подсистемы в большей или меньшей степени требуют места для установки оборудования и прокладки инженерных коммуникаций (воздуховодов,
трубопроводов, электрических проводок) и, таким образом, занимают стро ительный объем и должны предусматривать возможность обслуживания. Это
могут быть отдельные помещения для размещения центральных установок в
подвале, на техническом этаже под крышей или между этажами, площадки
на крыше или во дворе здания, пространство подшивного потолка, фальшпола. Отдельные элементы СКВ (воздухораспределители, внутренние блоки и
т.д.) всегда будут видимыми в помещении. Эти элементы должны гармонировать с интерьером, не должны быть источником шума в помещении и мешать размещению мебели. Часть элементов (конденсаторы, воздухозаборы,
наружные блоки, охладители конденсаторов и т.д.) оказываются видимыми
снаружи здания, влияют на его облик. Конструктивные требования состоят в
том, чтобы статические и динамические нагрузки от оборудования СКВ не
превышали максимально допустимой нагрузки для несущих конструкций перекрытия, фундаментов или отдельных площадок для размещения оборудования, габариты оборудования должны быть согласованы с размерами мо нтажных проемов.
Экономические требования состоят в разумных затратах средств на создание и функционирование СКВ. Затраты складываются из единовременных
и эксплуатационных затрат. Единовременные затраты включают стоимость
самой СКВ, источников теплоты, холода, систем водоподготовки, системы
тепло-холодоснабжения, электроснабжения, автоматического регулирования,
строительного объема, занимаемого основным оборудованием и вспомогательными элементами. Эксплуатационные затраты состоят из стоимости
электрической и тепловой энергии, стоимости топлива, воды и водоподготовки, стоимости ремонта и межремонтного обслуживания, амортизации
оборудования, непосредственно связанной с ожидаемым сроком службы системы, заменой оборудования или отдельных ее компонентов, стоимостью
обслуживания.
Производственно-монтажные требования непосредственно связаны с
долей единовременных затрат на монтаж системы, а также долей эксплуатационных затрат на обслуживание и ремонт всей системы и ее элементов. Использование моноблоков, изготовленных в заводских условиях, может значительно снизить трудоемкость, сроки и стоимость монтажа системы кондици-
25
онирования воздуха и ее подсистем, равно как и использование всего набора
оборудования одного производителя.
Эксплуатационные требования состоят в надежности и управляемости
системы. Надежность работы СКВ особенно важна при технологическом
кондиционировании воздуха, когда не допустимы отказы по условиям протекания технологического процесса. Надежность зависит от типа системы и ее
подсистем. Надежность – это свойство объекта, выполняющее заданные
функции, сохраняя во времени свои эксплуатационные показатели в заданных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям использования.
Надежность системы, состоящая из отдельных групп элементов (центральный кондиционер, холодильная машина, теплогенератор, теплообменники и т.д.), можно рассматривать как в целом, так и ее отдельные элементы
(вентиляторы, фильтры, компрессоры и др.).
Отказ даже небольшого элемента может привести к полному отказу системы. Для повышения надежности следует предусматривать резервирование
оборудования или отдельных его элементов: электродвигателей, компрессоров, что связано с увеличением единовременных затрат. Под управляемостью
понимают свойство системы обеспечивать в автоматическом режиме заданные параметры микроклимата при внутренних и внешних возмущающих
воздействиях.
3.2. Системы комфортного кондиционирования воздуха
Основное назначение систем комфортного кондиционирования воздуха –
обеспечить чистоту воздуха и условия теплового комфорта в помещениях
здания.
Современные большие театры имеют от 2 до 5 тысяч мест. В театре
имеются: зрительный зал, вестибюль, фойе, комнаты отдыха, курительные,
санитарные узлы, а также артистические, административные, служебные и
подсобные помещения. Кондиционирование воздуха устраивается в зрительном зале, кулуарах, фойе, комнатах для отдыха, артистических и административных помещениях.
В зрительных залах театров особое внимание следует уделить выбору
системы воздухораспределения. Система воздухораспределения помещения
должна сочетаться с архитектурно-композиционным решением зала и его декором. Высокое качество этого решения является синтезом архитектурных,
технологических и инженерных решений и средств их реализации.
При кондиционировании воздуха в помещениях театров, кинотеатров,
клубов предпочтение отдано схемам распределения воздуха «сверху – вниз»,
«сверху – вверх» и «сверху – вниз и вверх», которые рекомендованы для театров с круглогодичным функционированием в северных и центральных
районах и для летних театров, если применялось искусственное охлаждение
26
воздуха. Схема «сверху – вниз» применяется в зрительных залах с нависающими балконами, «сверху – вверх» и «сверху – вниз и вверх» – в зрительных
залах партерно-амфитеатрового типа без балконов или с одним, двумя балконами, имеющими до пяти рядов. В многоярусных залах (не менее трех ярусов) рекомендуется применять многозональную схему воздухораспределения
с подачей приточного воздуха зонами в ярусы и удалением воздуха через потолочные решетки, частично из нижней зоны, если туда по конструктивным
ограничениям не удается подать приточный воздух.
Во всех перечисленных театрах раздача воздуха в обслуживаемую зону
зала осуществляется или с помощью перфорированных (с диаметром отверстий 4,0 мм) воздухораспределителей, расположенных под креслами зрителей, а порой встроенных в конструкцию кресел.
В других случаях раздача воздуха осуществляется посредством решеток, установленных в вертикальных плоскостях ступеней каждого ряда амфитеатра. Это устройство, принцип действия которого основан на явлении
эжекции, размещено в спинке каждого кресла. Оно имеет камеру первичного
воздуха с соплом, рециркуляционное отверстие с регулируемой решеткой
(ближе к полу с обратной стороны спинки кресла), камеру смешения воздуха,
изолированную шумопоглощающей облицовкой, и выпускные щели с регулируемыми решетками в верхней горизонтальной плоскости спинки кресла.
Струя первичного воздуха, поступающего из камеры статического давления,
выходит из сопла с очень большой начальной скоростью и вовлекает рециркуляционный воздух из обслуживаемой зоны зала, смешиваясь с ним. Смесь
первичного и рециркуляционного воздуха поступает в вертикальном направлении со скоростью около 0,7…0,8 м/с. На расстоянии примерно
600…700 мм от верхней плоскости спинки кресла в направлении распространения струи затухают скорость и избыточная температура в струе до значений, не превышающих нормируемые. Использование явления эжекции позволяет увеличить рабочую разность температур сверх 2 ºС без нарушения
комфортных условий, сокращая при этом расход приточного воздуха, а также
подавать приточный воздух непосредственно в зону дыхания.
Выбор схемы должен основываться на учете индивидуальных особенностей объемно-планировочного решения зрительного зала, дизайнерских
требований, на технико-экономическом обосновании.
3.3. Воздухораспределение в помещениях общественных зданий
Схема распределения воздуха в помещениях общественных зданий
должна приниматься на основании расчета возможных способов воздухораспределения с учетом объемно-планировочного и конструктивного решений и
технико-экономических показателей.
В зрительных залах высотой более 5…6 м рекомендуется подавать воздух наклонными компактными или плоскими струями, направленными на
27
экран (сцену) из воздухораспределителей, которые расположены выше о бслуживаемой зоны.
Допускается подавать воздух компактными или плоскими струями из
воздухораспределителей, установленных в боковых стенах.
В помещениях или отдельных зонах высотой менее 5…6 м, имеющие
подшивной потолок (балконы зрительных залов), воздух рекомендуется подавать веерными струями, настилающимися на гладкий потолок.
При наличии выступающих конструкций на потолке (балки, ригели,
ребра), а также светильников с большими тепловыделениями воздух рекомендуется подавать коническими струями из воздухораспределителей, устанавливаемых на высоте 3…6 м.
В зрительных залах кинотеатров вместимостью более 800 мест рекомендуются следующие способы организации воздухообмена, представленные на рис. 3.1 и 3.2.
Схема I «сверху – вниз – вверх»
Подача приточного воздуха проводится через регулируемые веерные
решетки РРНП или РВ установленные в каждой из продольных стен зала с
относительным расстоянием между ними b0 bп b0 1,8 на высоте 2,5…3,5 м
от пола, где b0 – ширина приточного отверстия или присоединительного патрубка воздухораспределителя, мм; bп – ширина участка помещения, обслуживаемая одной струей, м.
Удаление воздуха осуществляется сочетанием работы механической
вытяжки в объеме 50 % от притока через решетки, установленными под
креслами задних рядов партера, с естественной вытяжкой.
Схема II «сверху – вниз – вверх»
Подача приточного воздуха осуществляется через регулируемые веерные решетки РРНП или РВ со стороны кинопроекционной с относительным
расстоянием между ними b0 bп b0 1,8 на относительной высоте от пола
hп h 0,75 , где hп – высота расположения воздухораспределителя, м; h – высота помещения, м.
Удаление воздуха осуществляется сочетанием механической вытяжки в
количестве 50 % от притока через решетки, установленные под сценой с
естественной вытяжкой.
Схема III «сверху – вниз – вверх»
Подача приточного воздуха производится через регулируемые веерные
решетки РРНП или РВ, установленные в центре потолка и на торцевой стене
со стороны кинопроекционной под потолком с относительным расстоянием
между ними b0 bп b0 1,85 .
Удаление воздуха осуществляется сочетанием механической вытяжки в
объеме 50 % от притока через решетки, установленными под креслами задних рядов партера и под сценой, с естественной вытяжкой.
28
Рис. 3.1. Схема воздухообмена для зрительного зала кинотеатра
29
Рис. 3.2. Схема воздухообмена для зрительного зала театра и клуба
Схема IV «сверху – вниз» или «сверху – вниз – вверх»
Подача приточного воздуха производится через потолочные воздухораспределители типа ПРМ и ВК.
Воздухораспределители типа ПРМ устанавливаются в центре строительного модуля 6×6 м2, ВК – 12×12 м2.
Удаление воздуха – механическое через решетки, установленные под
креслами задних рядов партера и под сценой, или сочетание механической
вытяжки с естественной.
30
Схема V «снизу – вниз»
Подача приточного воздуха осуществляется через напольные тумбо чки, устанавливаемые вдоль продольных стен с относительным шагом
b0 bп b0 0,38 .
Тумбочки снабжены веерными регулируемыми решетками РРНП или
РВ, установленными на высоте 1 м от пола.
Вытяжка механическая через решетки, устанавливаемые под сценой и в
задних рядах партера.
Схемы II, V могут применяться только для вентиляции в ТПГ. В ХПГ
отопление зала должно производиться системой центрального водяного
отопления.
4. ПОСТРОЕНИЕ ПРОЦЕССОВ
СИСТЕМЫ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА
НА J-d-ДИАГРАММЕ ВЛАЖНОГО ВОЗДУХА
4.1. J-d-диаграмма влажного воздуха
В J-d-диаграмме графически связаны все параметры тепловлажностного состояния воздуха: температура, t, ºС, энтальпия (теплосодержание),
J, кДж/кг, влагосодержание, d, г/(кг сухого воздуха), относительная влажность, φ, %, парциальное давление водяных паров, Рп, кПа.
J-d-диаграмм, приведенная на рис. 4.1, построена в косоугольной системе координат. Для удобства графических построений на вертикальной оси
отложены значения энтальпии, J, кДж/кг, сухой части влажного воздуха, а по
оси, составляющей с ординатой 135º, отложены значения влагосодержания,
d, г/(кг сухого воздуха), таким образом, расширена по сравнению с перпендикулярным положением осей область ненасыщенного влажного воздуха.
Значения J, кДж/кг, отмечены на прямых линиях постоянных энтальпий, проведенных параллельно наклонной оси абсцисс. Значения d, г/(кг сухого воздуха), показаны на горизонтальной шкале диаграммы. Линии постоянных влагосодержаний проходят вертикально.
Кривые постоянных значений φ, %, проведены с интервалом в 5 %.
Кривая φ, равная 100 %, соответствующая состоянию полного насыщения
воздуха водяным паром, называется пограничной линией. Она делит поле
диаграммы на две части: выше нее расположена область ненасыщенного водяным паром влажного воздуха, а ниже – область пересыщенного влагой
воздуха.
На область ненасыщенного водяным паром влажного воздуха нанесены
изотермы (линии постоянных значений температуры). Шкала температур
находится на оси ординат. Изотермы являются прямыми линиями, они не параллельны друг другу, что особенно проявляется при высоких температурах.
31
Рис. 4.1. J-d-диаграмма влажного воздуха
32
Соответствие между значениями влагосодержания d, г/(кг сухого воздуха), и парциального давления водяных паров – Рп, кПа, в диаграмме устанавливается с помощью линии парциальных давлений водяного пара, проведенной через все линии постоянных влагосодержаний в нижней части диаграммы. От точек пересечения линии d = const с линией парциальных давлений проведены горизонтальные прямые постоянных парциальных давлений
водяного пара. В правой части диаграммы на линии, параллельной оси ординат, имеется шкала Рп, кПа.
Таким образом, по любым двум параметрам тепловлажностного состояния воздуха можно найти все остальные. На диаграмме изображаются процессы изменения состояния воздуха. Для этого достаточно соединить точки,
соответствующие параметрам начала и конца процесса линией, по которой
протекает процесс.
Температура точки росы – tр , ºС, соответствующая заданному тепловлажностному состоянию воздуха, определяется в результате пересечения
линий влагосодержания – d, г/(кг сухого воздуха) и относительной влажности
φ = 100 %. Соответственно, температура мокрого термометра – tм, ºС, определяется в результате пересечения линий энтальпии – J, кДж/кг и относительной влажности φ = 100 %.
4.2. Построение луча процесса
Положение луча процесса в J-d-диаграмме определяют угловым коэффициентом – ε, кДж/кг. Этот параметр называют также тепловлажностным
отношением, т.к. он показывает величину приращения количества теплоты
на 1 кг полученной (или отданной) воздухом влаги.
По границам диаграммы нанесены деления с указанием направлений
лучей процессов – ε, кДж/кг. Для определения положения какого-либо луча
процесса найти деление с соответствующим численным значением ε, кДж/кг,
соединить с нулем отсчета на оси ординат и через точку начала процесса
провести линию, параллельную полученному направлению.
Коэффициент ε, кДж/кг, определяется по формуле
J2
d2
J1
10 3
d1
3,6
Q
W ,
(4.1)
где Q – поток полной теплоты, Вт; W – влаговыделения в помещении, кг/ч;
J1, J2 – значения энтальпии воздуха в начале и конце процесса тепловлажностной обработки воздуха, кДж/кг; d1, d2 – значения влагосодержания воздуха, г/(кг сухого воздуха), соответственно.
Если начальные параметры воздуха различны, а значения ε, кДж/кг,
одинаковы, то линии, характеризующие изменение состояния воздуха, будут
параллельными прямыми.
33
При построении процессов обработки воздуха в СКВ луч процесса следует проводить через точку на J-d-диаграмме влажного воздуха, характеризующую параметры внутреннего воздуха в помещении.
Пример. Определить величину углового коэффициента, определяющую положение луча процесса в J-d-диаграмме.
По формуле (4.1) находим, что
45860
3,6
6115кДж / кг ;
в ТПГ:
27
36153
3
,
6
7231кДж/ кг .
в ХПГ:
18
4.3. Определение параметров приточного воздуха
Температура приточного воздуха tп, ºC, определяется по формуле
tп
tв
t доп ,
(4.2)
где Δtдоп – допустимый перепад температур, °С, зависящий от выбора принципиальной схемы воздухораспределения, назначения помещения, определяется по [2, прил. Д]:
− 3…3,5 °С – при восполнении недостатков теплоты в помещении;
− 1,5…2 °С – при ассимиляции избытков теплоты в помещении.
Параметры приточного воздуха определяются по J-d-диаграмме влажного воздуха, местоположение соответствующей точки – это пересечение луча процесса с изотермой приточного воздуха.
Пример. Определить температуру приточного воздуха при работе СКВ.
По формуле (4.2) при наличии избытков теплоты в объеме помещения
находится:
в ТПГ t п 1
в ХПГ tп1
27 1,5
25,5 С или t п
2
20 1,5 18,5 С или tп2
27 2,0
25,0 С ;
20 2,0 18,0 С .
4.4 Определение параметров удаляемого воздуха
Если высота помещения менее или равна 4 м, принимают температуру
воздуха обслуживаемой зоны и удаляемого из помещения одинаковыми, т.е.
tу равна tв.
Температура воздуха, удаляемого системами вентиляции, для помещения высотой более 4 м tу , ºC, определяется по формуле
t у tв gradt h hвозд ,
(4.3)
где hвозд – высота обслуживаемой зоны, м; grad t – градиент температуры по
высоте помещения, °С/м, определяется в зависимости от удельных избытков
явной теплоты в помещении по табл. 4.1.
34
Таблица 4.1
Зависимость градиента температуры по высоте помещения
от удельных выделений явной теплоты
Удельные
выделения
явной теплоты
qя, Вт/м3
более 23,2
11,6…23,2
менее 11,6
Градиент
температуры
по высоте
grad t, °С/м
0,8…1,5
0,3…1,2
0…0,5
Примечание
Меньшие значения принимают для
ХПГ, большие – для ТПГ.
Параметры удаляемого воздуха определяются по J-d-диаграмме влажного воздуха, местоположение соответствующей точки – это пересечение луча процесса с изотермой удаляемого воздуха.
Пример. Определить температуру удаляемого воздуха при работе СКВ.
Градиент температуры по высоте помещения grad t, °С/м, определяется
по табл. 4.1 при величине удельных выделений явной теплоты в кондиционируемом помещении:
− в ТПГ q я
26510 2304 11,51 Вт / м3 , следовательно,
grad t = 0,5 °С/м, по формуле (4.3) t у
− в ХПГ q я
27
0,5 8
1,5
30,3
С;
41513 2304 18,02 Вт / м3 , следовательно,
grad t = 0,3 °С/м, по формуле (4.3) t у
20 0,3 8 1,5
22 С .
4.5. Определение производительности системы
кондиционирования воздуха
Производительность СКВ, кг/ч, для частных случаев, когда воздух из
помещений не удаляется местными отсосами и не забирается на технологические нужды, определяется по формулам
− по условию удаления полной теплоты
3,6 Qп
G
(4.4)
J у Jп ;
− по условию удаления явной теплоты
G
3,6 Q я
св (t у tп ) ,
где св – удельная теплоёмкость воздуха, равная 1,005 кДж/(кг/ºС);
35
(4.5)
− для удаления избыточной влаги
W 103
G
;
d у dп
− для удаления вредных веществ (паров, газов, например, СО 2)
G
М
С2 С1
в
,
(4.6)
(4.7)
где М – количество газа (пара), выделяющегося в помещении, мг/ч; ρв –
плотность воздуха в рабочей зоне помещения, кг/м 3; С2 – концентрация данного газа в удаляемом воздухе, мг/м 3 (если удаление из рабочей зоны С2 равна предельно допустимому значению); С1 – концентрация газа в приточном
воздухе, мг/м3 (С1 равна 30 % от предельно-допустимого значения концентрации).
Плотность воздуха ρ, кг/м3, определяется по формуле
353
273 t
.
(4.8)
Минимальный расход наружного воздуха Gн.min, кг/ч, определяется по
формуле
Gн. min
в N Lн. уд. ,
(4.9)
3
где Lн.уд. – минимальный расход наружного воздуха на 1 человека, м /ч, помещений общественного назначения определяется по [2, прил. М]:
− с естественным проветриванием – 40 м3/ч на 1 человека;
− без естественного проветривания для помещений, в которых люди
находятся:
 не более двух часов непрерывно – 20 м3/ч на 1 человека;
 более двух часов непрерывно – 60 м3/ч на 1 человека.
Количество рециркуляционного воздуха Gр, кг/ч, определяется по формуле
Gр
G Gн.min .
(4.10)
Фактический
в кондиционируемом помещении
обеспечивается суммарной воздухопроизводительностью выбранных проектировщиком кондиционеров. При этом величина фактического воздухообмена должна быть не менее любой из величин, полученной по формулам
(4.4)…(4.7) и (4.9), и обязательно выполнение неравенства
воздухообмен Gпф, кг/ч,
Gп1
Gпф
Gп2 .
При расчете фактического воздухообмена Gфп, кг/ч, коэффициент запа-
са рекомендуется принимать равным при длине воздуховодов не более 10 м – 1,
не более 50 м – 1,1 и более 50 м – 1,15.
Количество кондиционеров рекомендуется принимать с учетом требуемой надежности работы СКВ (обычно не менее двух или трёх). Суммарная
36
производительность выбранных кондиционеров должна быть равна их суммарной номинальной производительности.
Для центральных кондиционеров КТЦ-3 номинальная воздухопроизводительность принимается равной 12000; 24000; 37800; 48000; 75600; 96000;
150000; 192000; 240000 и 300000 кг/ч.
Пример. Определить производительность СКВ для зрительного зала
кинотеатра, находящегося в городе Ялта.
По J-d-диаграмме влажного воздуха определяются параметры воздуха:
− в ТПГ ε = 6115 кДж/кг;
tв = 27 ºС, φв = 30 %, Jв = 44,2 кДж/кг, dв = 6,8 г/(кг сухого воздуха);
tу = 30,3 ºС, Jу = 49,8 кДж/кг, dу = 7,6 г/(кг сухого воздуха), φу = 27 %;
tП1 = 25,5 ºС, dП1 = 6,3 г/(кг сухого воздуха), φП1 = 30 %, JП1 = 43,6 кДж/кг;
tП2 = 25 ºС, JП2 = 42 кДж/кг, dП2 = 6,1 г/(кг сухого воздуха), φП2 = 30 %;
− в ХПГ ε = 7231 кДж/кг;
tв = 20 ºС, φв = 45 %, dв = 6,6 г/(кг сухого воздуха), Jв = 36,8 кДж/кг;
tу = 22 ºС, Jу = 39,8 кДж/кг, φу = 43 %, dу = 7,0 г/(кг сухого воздуха);
tП1 = 18,5 ºС, JП1 = 34,9 кДж/кг, dП1 = 6,2 г/(кг сухого воздуха), φП1 = 46,5 %;
tП2 = 18 ºС, JП2 = 34,0 кДж/кг, φП2 = 34 %, dП2 = 6,1 г/(кг сухого воздуха).
По условию удаления полной теплоты (формула (4.4))
− в ТПГ: G1
3,6 45860
49,8 43,6
26628,4 кг / ч
и G2
3,6 36153
3,6 45860
21166,2 кг / ч ;
49,8 42,0
3,6 36153
22440 кг / ч .
39,8 34,0
не
− в ХПГ: G1 39,8 34,9 26561 кг / ч и G2
Таким образом, с учетом коэффициента запаса при длине воздуховодов
более 50 м фактическая воздухопроизводительность равна
Gп
24000 1,1 26400 кг / ч . При этом выполнено требование, при котором
Gп1
21166,2 кг / ч Gпф
26400 кг / ч Gп2
26628,4 кг / ч .
Из формулы (4.4) получим зависимость для определения величины энтальпии приточного воздуха:
− в ТПГ: J п
Jу
3,6 Qп
Gп
49,8
3,6 45860
26400
43,5 кДж / кг .
По J-d-диаграмме влажного воздуха определяется параметр воздуха tП
= 25,2 ºС, dП = 6,5 г/(кг сухого воздуха):
− в ХПГ: J п
39,8
3,6 36153
26400
34,9 кДж / кг .
По J-d-диаграмме влажного воздуха определяется параметр воздуха tП
= 18,3 ºС, dП = 6,2 г/(кг сухого воздуха).
Проверим на соответствие действительности полученное решение
Gпф
26400кг / ч по условию удаления явной теплоты (формула (4.5))
37
3,6 26510
18619,8 кг / ч
− в ТПГ: G 1,005 30,3 25,2
Gпф
26400 кг / ч ;
3,6 22653
ф
− в ХПГ: G 1,005 22 18,3 21844 кг / ч Gп 26400 кг / ч .
Проверим на соответствие действительности полученное решение
Gпф
26400 кг / ч для удаления избыточной влаги (формула (4.6)):
− в ТПГ: G
27000
15428,6 кг / ч Gпф
7,9 6,15
− в ХПГ: G
18000
7,0 6,2
22500 кг / ч
Gпф
26400 кг / ч ;
26400 кг / ч .
Плотность воздуха определяется по формуле (4.8)
27 С
353
273 27
1,18 кг / м3
и
20 С
353
273 20
1,205 кг / м 3 .
По формуле (4.9) определяется:
− в ТПГ: Gн. min
1,18 450 20 10620 кг / ч ;
− в ХПГ: Gн. min 1,205 450 20 10843 кг / ч .
По формуле (4.10) определяется:
− в ТПГ: G р
26400 10620 15780 кг / ч ;
− в ХПГ: G р
26400 10843 15557 кг / ч .
4.6. Построение процессов обработки воздуха в системе
кондиционирования воздуха для теплого периода года
4.6.1. Прямоточное охлаждение воздуха с применением
нерегулируемого процесса в камере орошения
Для тепловлажностной обработки воздуха используются оросительные
камеры. В них испаряется до 3 % воды, а её восполнение не приводит к заметному изменению температуры воды в оросительной камере. Некоторое
изменение температуры воды происходит вследствие поступления теплоты
от циркуляционного насоса, а также через стенки трубопроводов, подвод ящих воду к форсункам и отводящих её из поддона оросительной камеры.
Тонкий слой воды при контакте с воздухом приобретает температуру, равную температуре мокрого термометра. При контакте воздуха с водой, имеющей такую температуру, происходит процесс адиабатного (изоэнтальпийного) увлажнения воздуха.
Если влагосодержание наружного воздуха более влагосодержания приточного воздуха dн>dп (рис. 4.2, а), то в поверхностном воздухоохладителе
38
необходимо осуществить процесс одновременного охлаждения и осушения
(или сухого охлаждения при dн=dп).
а
б
Рис. 4.2. Построение в J-d–диаграмме процесса прямоточного
охлаждения воздуха с применением нерегулируемого процесса
в камере орошения:
а – при dн > dп; б – при dн < dп
Построение процесса обработки воздуха осуществляется по следующей
последовательности:
− на J-d-диаграмму наносятся точки Н (наружный воздух), В (внутренний воздух);
− через точку В проводят линию, характеризующую величину луча
процесса εТПГ;
− на пересечении луча процесса εТПГ и изотермы приточного воздуха tп
определяется местоположение точки П;
− на пересечении луча процесса εТПГ и изотермы уходящего воздуха tу
определяется местоположение точки У;
− из точки П проводится линия dп = const до пересечения с кривой
φ = 90…95 %. Параметры точки О соответствуют состоянию обрабатываемого воздуха на выходе из поверхностного воздухоохладителя;
− отрезок ОП' характеризует процесс нагревания воздуха в воздухонагревателе второго подогрева. Отрезок П'П – это подогрев воздуха на 1…1,5
ºС в вентиляторе и воздуховодах;
− соединяются точки Н и О отрезком НО, который характеризует процесс изменения состояния воздуха в воздухоохладителе.
Если влагосодержание наружного воздуха менее влагосодержания приточного воздуха dн < dп (рис. 4.2, б), необходимо перед подачей в воздухонагреватель второго подогрева наружный воздух охладить и увлажнить. Для
этого в поверхностном воздухоохладителе осуществляется процесс сухого
охлаждения, а увлажнение в оросительной камере или сотовом увлажнителе.
39
Построение процесса обработки воздуха осуществляется по следующей
последовательности:
− на J-d-диаграмму наносятся точки Н, В, через В проводят луч процесса εТПГ ;
− на пересечении луча процесса εТПГ и изотермы приточного воздуха tп
определяется местоположение точки П, уходящего воздуха tу – точки У;
− из точки П проводится линия dп = const до пересечения с кривой
φ = 90…95 %. Параметры точки О соответствуют состоянию обрабатываемого воздуха на выходе из камеры орошения (сотового увлажнителя);
− на пересечении линии Jо = const и dн = const наносится точка О', которая характеризует состояние наружного воздуха после воздухоохладителя;
− отрезок ОП' характеризует процесс нагревания воздуха в воздухонагревателе второго подогрева. Отрезок П'П – это подогрев воздуха на 1…1,5
ºС в вентиляторе и воздуховодах;
− соединяются точки Н и О’ отрезком НО’, который характеризует
процесс изменения состояния воздуха в воздухоохладителе.
Минимальный неизбежный расход холода на осуществление процесса
min
обработки воздуха определяется Qх , Вт, по формуле
Qхmin
Gн. min J в
3600
Jн
ТПГ .
Qизб
(4.11)
Расход холода на охлаждение и осушку воздуха Qх, кВт, определяется
по формуле
G Jн Jо
.
Qх
(4.12)
3600
Коэффициент перерасхода холода δх, %, определяется по формуле
х
Qх
Qхmin
Qхmin
100 .
(4.13)
4.6.2. Прямоточное изоэнтальпическое охлаждение
с применением регулируемого процесса в камере орошения
На рис. 4.3 показан процесс обработки воздуха в системе кондиционирования воздуха на основе использования прямого изоэнтальпийного охлаждения с применением регулируемого процесса в оросительной камере. З аданная влажность воздуха на выходе из камеры достигается изменением количества воды, подаваемой в оросительное пространство, и применением
форсунок, обеспечивающих необходимое распыление воды в широком диапазоне изменения давления перед ними. В ТПГ работает только оросительная
камера, а воздухонагреватели первой и второй ступеней не функционируют и
не влияют на изменение состояния обрабатываемого воздуха.
40
Рис. 4.3. Построение в J-d-диаграмме процесса прямоточного
охлаждения воздуха с применением регулируемого процесса
в оросительной камере
Построение процесса обработки воздуха осуществляется по следующей
последовательности:
− на J-d-диаграмму наносятся точки Н, В, через В проводят луч процесса εТПГ;
− на пересечении луча процесса εТПГ и изотермы приточного воздуха tп
определяется местоположение точки П, уходящего воздуха tу – точки У;
− от точки В вниз по линии dв = const откладывается отрезок ВВ', соответствующий 1…1,5 ºС;
− через точку В' проводится луч процесса изменения состояния воздуха
в помещении εТПГ до пересечения с линией Jн = const в точке Ор;
− через точку Ор проводится линия dОр = const, на которой вверх от точки Ор откладывается отрезок, соответствующий 1…1,5 ºС, наносится
точка П;
− если линия, на которой расположены точки Н и Ор не пересекает линию φ = 100 %, то процесс при заданных условиях осуществить невозможно.
Соединяем базовые точки прямыми и получаем ломаную линию
Н-Ор-П-В-У.
Расход холода на осуществление процесса тепловлажностной обработки воздуха Qх, кВт, определяется по формуле
G Jп Jор
Qх
.
(4.14)
3600
41
4.6.3. Прямое изоэнтальпическое охлаждение воздуха с применением
нерегулируемого процесса в камере орошения и первой рециркуляцией
При осуществлении процесса прямого изоэнтальпического охлаждения
воздуха с первой рециркуляцией наружный воздух в определенном количестве подвергается обработке в оросительной камере кондиционера, в то вр емя как другая его часть проходит по байпасному каналу без обработки, после
чего происходит смешения.
На рис. 4.4 показан процесс обработки воздуха в системе кондиционирования воздуха на основе использования прямого изоэнтальпическое охлаждение воздуха с применением нерегулируемого процесса в камере орошения и первой рециркуляцией.
Рис. 4.4. Построение в J-d-диаграмме процесса прямоточного
охлаждения воздуха с применением нерегулируемого процесса
в оросительной камере и первой рециркуляцией
Построение процесса обработки воздуха осуществляется по следующей
последовательности:
− определение положения точек Н, В, П, П', О, У;
42
− определение положения точки У' (т.е. состояния рециркуляционного
воздуха перед его смешиванием с наружным воздухом), для чего от точки У
по линии d=const откладывают вверх отрезок в 0,5 °С (отрезок УУ’ характеризует нагрев уходящего воздуха в вентиляторе);
− точка С (т.е. состояния воздуха после смешивания рециркуляционного воздуха с наружным воздухом). Точки У и Н соединяют прямой.
Отрезок У’Н характеризует процесс смешивания рециркуляционного и
наружного воздуха. Точка С находится на прямой У'Н (на пересечении c JС).
Удельная энтальпия JС, кДж/кг, точки С определяется по формуле
GН J Н G1P J У
JС
,
(4.15)
G
где G1P – расход воздуха первой рециркуляции, кг/ч, определяемый по
формуле
G1P G GН .
(4.16)
Точки С и О соединяют прямой. Получившийся отрезок СО характеризует политропический процесс тепловлажностной обработки воздуха в ор осительной камере.
Расход холода на осуществление процесса тепловлажностной обработки воздуха − Qх, кВт, определяется по формуле
Qх
G Jс Jо
.
3600
(4.17)
4.6.4. Прямое изоэнтальпическое охлаждение воздуха
с применением регулируемого процесса в камере орошения
и первой рециркуляцией
Для изоэнтальпийного охлаждения воздух направляют в оросительную
камеру, работающую на рециркуляционной воде. Получение необходимых
параметров воздуха обеспечивает применение регулируемого процесса в
оросительной камере и с байпасированием воздуха. При регулируемом процессе заданная влажность воздуха на выходе из камеры орошения достигается изменением количества воды, подаваемой в дождевое пространство, и
применением форсунок, обеспечивающих необходимое распыление воды в
широком диапазоне изменения давления перед ними. В схемах с байпасиро ванием в оросительное пространство подается часть общего расхода наружного воздуха, в то время как другая его часть проходит по обводному
(байпасному) каналу без обработки, после чего происходит их смешивание.
На рис. 4.5 показан процесс обработки воздуха в системе кондиционирования воздуха на основе использования прямого изоэнтальпического
охлаждения воздуха с применением регулируемого процесса в камере ор ошения и первой рециркуляцией.
43
Рис. 4.5. Построение в J-d-диаграмме процесса прямого
изоэнтальпического охлаждения воздуха с применением
регулируемого процесса в камере орошения и первой рециркуляцией
Построение процесса обработки воздуха осуществляется по следующей
последовательности:
− нахождение точек Н и В, характеризующих состояние наружного и
внутреннего воздуха, через точку В проводят луч процесса εТПГ ;
− определение положения точки О, находящейся на пересечении изоэнтальпии JН с линией φ = 90 % (характеризует состояние воздуха на выходе
из оросительной камеры);
− определение положения точки С (т.е. состояния воздуха после смешения наружного (байпасированного) воздуха с воздухом из оросительной
камеры). Для этого от точки В вниз по линии dо=сonst откладывают отрезок
ВВ', соответствующий 1…1,5 °С. Через точку В' проводят прямую, параллельную лучу процесса в помещении (в соответствии с εПОМ ), до пересечения
с линией JH = const в точке С;
− нанесение точки П (т.е. состояния приточного воздуха). Через
точку С по линии dC=const вверх откладывают отрезок 1…1,5 °С, получая
при этом точку П;
− положение точки У (т.е. состояния воздуха, удаляемого из помещения) находится на пересечении линии εПОМ с изотермой tУ.
44
Таким образом, прямая НО – процесс смешения наружного воздуха с
воздухом из оросительной камеры, СП – процесс нагрева воздуха в вентиляторе, ПВУ – процесс изменения параметров воздуха в помещении.
Расход холода на осуществление процесса тепловлажностной обработки воздуха Qх, кВт, определяется по формуле
Qх
G J П JС
.
3600
(4.18)
4.7. Построение процессов обработки воздуха
в системе кондиционирования воздуха для холодного периода года
4.7.1. Прямоточная схема системы кондиционирования воздуха
с применением нерегулируемого процесса в камере орошения
Данная схема приведена на рис. 4.6.
Предлагается следующий порядок построения на J-d-диаграмме влажного воздуха:
− нахождение на J-d-диаграмме положения базовых точек В и Н, характеризующих состояние наружного и внутреннего воздуха;
− через точку В проводят луч процесса εХПГ ;
− определение положения точек П, У, О, К:
 точки У, расположенной на пересечении εХПГ и изотермы tУ;
 точки П, расположенной на пересечении изоэнтальпы JП с лучом процесса εХПГ. Численное значение удельной энтальпии JП приточного воздуха для
холодного периода года, кДж/кг, вычисляют предварительно из уравнения
JП
Jу
ХПГ
Qизб
0,287G ,
(4.19)
где G – производительность СКВ, кг/ч; JУ – удельная энтальпия воздуха, уходящего из помещения в ХПГ, кДж/кг; ΣQизбХПГ – суммарные полные теплоизбытки в помещении в ХПГ, Вт;
 точки О (т.е. состояния воздуха на выходе из оросительной камеры),
расположенной на пересечении линии dП с линией φ равной 90 %;
 точки К (т.е. состояния воздуха на выходе из воздухонагревателя
первой ступени), расположенной на пересечении линии dH с изоэнтальпой JО.
Соединяем базовые точки прямыми и получаем ломаную линию
Н-К-О-П-В-У. Физический смысл отрезков следующий: НК – нагрев воздуха
в воздухонагревателе первой ступени, КО – адиабатическое (изоэнтальпийное) охлаждение воздуха, ОП – нагрев воздуха в воздухонагревателе второй
ступени, ПВУ – процесс в помещении.
45
Рис. 4.6. Прямоточная схема СКВ для ХПГ
Следует учитывать, что критическая температура в камере орошения,
при которой возможно осуществить процесс обработки воздуха в ХПГ, не
должна быть ниже 4 ºС.
Расход теплоты в первом воздухонагревателе QВН1, Вт, определяют по
формуле
G JК JН
QВН1
,
(4.20)
3600
Расход теплоты во втором воздухонагревателе QВН2, Вт, определяют по
формуле
G J П JО
.
3600
QВН 2
(4.21)
Таким образом, расход теплоты в воздухонагревателях обоих ступеней
подогрева QТ , Вт, определяют по формуле
QТ QВН1 QВН 2 .
(4.22)
Минимальный неизбежный расход теплоты на осуществление процесса
обработки воздуха QТ min, кВт, определяется по формуле
Gн. min J в
3600
QТmin
Jн
ХПГ
Qизб
.
(4.23)
Коэффициент перерасхода теплоты δт, %, определяется по формуле
Т
QТmin
QТ
QТmin
46
100.
(4.24)
Количество воды, испарившейся при адиабатическом увлажнении воздуха в камере орошения Gw, кг/ч, определяется по формуле
Gw G dO d К 10 3 .
(4.25)
Минимальный неизбежный расход воды на осуществление процесса
обработки воздуха Gwmin, кг/ч, определяется по формуле
Gwmin
Gнmin d В d К 10
3
W.
(4.26)
Коэффициент перерасхода воды δw, %, определяется по формуле
Т
Gw Gwmin
Gwmin
100.
(4.27)
4.7.2. Прямоточная схема системы кондиционирования воздуха
с применением регулируемого процесса в камере орошения
Данная схема приведена на рис. 4.7.
Построение процесса обработки воздуха осуществляется по следующей
последовательности:
− на J-d-диаграмму наносятся точки Н, В, через В проводят луч процесса εХПГ ;
− на пересечении луча процесса εХПГ и изотермы приточного воздуха tп
определяется местоположение точки П, уходящего воздуха tу – точки У;
− от точки В вниз по линии dв=const откладывается отрезок ВВ', соответствующий 1…1,5 ºС;
Рис. 4.7. Прямоточная схема СКВ с применением
регулируемого процесса в камере орошения для ХПГ
47
− через точку В' проводится луч процесса изменения состояния воздуха
в помещении εТПГ до пересечения с линией Jн = const в точке Ор;
− через точку Ор проводится линия dОр = const, на которой вверх от точки Ор откладывается отрезок , соответствующий 1…1,5 ºС, наносится
точка П;
− если линия, на которой расположены точки Н и Ор не пересекает линию φ = 100 %, то процесс при заданных условиях осуществить невозможно;
− точки Кр (т.е. состояния воздуха на выходе из воздухонагревателя
первой ступени), расположенной на пересечении линии dH с изоэнтальпой JОр .
Соединяем базовые точки прямыми и получаем ломаную линию
Н-Кр-Ор-П-В-У.
Расход теплоты в первом воздухонагревателе QВН1, Вт, определяют по
формуле
QВН1
G JКр
JН
.
3600
(4.28)
Расход теплоты во втором воздухонагревателе QВН2, Вт, определяют по
формуле
QВН 2
G JП
JОр
3600
.
(4.29)
Таким образом, расход теплоты в воздухонагревателях обоих ступеней
подогрева, Вт, определяют по формуле (4.22).
Количество воды, испарившейся при адиабатическом увлажнении воздуха в камере орошения, Gw, кг/ч, определяется по формуле
Gw
G dO р
d К р 10
3
.
(4.30)
Минимальный неизбежный расход воды на осуществление процесса
обработки воздуха Gwmin, кг/ч, определяется по формуле
Gwmin
Gнmin d В
d К р 10
3
W.
(4.31)
Коэффициенты перерасхода теплоты − δт, %, и воды − δw, %, определяются по формулам (4.24) и (4.27).
4.7.3. Прямоточная схема системы кондиционирования воздуха
с применением нерегулируемого процесса в камере орошения
и первой рециркуляцией
При построении схемы СКВ с применением нерегулируемого процесса
в камере орошения и первой рециркуляцией возможны два варианта:
I вариант – смешивание наружного и рециркуляционного воздуха производят до первого воздухонагревателя (рис. 4.8, а);
II вариант – смешивание наружного и рециркуляционного воздуха производят после первого воздухонагревателя (рис. 4.8, б).
48
Рис. 4.8. Схемы СКВ для ХПГ с первой рециркуляцией:
а – смешивание наружного и рециркуляционного
воздуха осуществляется до первого воздухонагревателя;
б – смешивание наружного и рециркуляционного воздуха
осуществляется после первого воздухонагревателя
Рассмотрим I вариант. Предлагается следующий порядок построения
на J-d-диаграмме влажного воздуха:
− определение положения точек Н, В, У, П, О;
− определение положения точки С (т.е. состояния воздуха после смешивания наружного воздуха с рециркуляционным).
Точки Н и У соединяют прямой. Отрезок НУ характеризует процесс
смешивания рециркуляционного и наружного воздуха. Точка С находится на
пересечении прямой НУ и изоэнтальпы JC, значение которой определяется
по формуле
GН J Н G1P J У
;
JС
(4.32)
G
− определение положения точки К, характеризующей состояние воздуха на выходе из первого воздухонагревателя ВН1 и находящейся на пересечении линии dС с изоэнтальпой JО.
Таким образом, НУ – процесс смешивания наружного и рециркуляционного воздуха; СК – нагрев воздуха в воздухонагревателе первой ступени;
КО – обработка воздуха в оросительной камере; ОП – нагрев воздуха в воздухонагревателе второй ступени; ПВУ – процесс изменения состояния воздуха в помещении.
49
Рассмотрим II вариант (наружный и рециркуляционный воздух смешиваются после первого воздухонагревателя). Предлагается следующий порядок построения процессов на J-d-диаграмме влажного воздуха:
− определение положения точек Н, В, У, П, О;
− определение положения точки С (т.е. состояния воздуха после смешивания наружного воздуха, прошедшего нагрев в первом воздухонагревателе ВН1 с уходящим из помещения воздухом), расположенной на пересечении изоэнтальпы JО с линией dС; численное значение dС вычисляют по
формуле
GН d Н G1Pd У
;
dС
(4.33)
G
− определение положения точки К, характеризующей состояние воздуха на выходе из первого воздухонагревателя ВН1 и находящейся на пересечении линии dH (влагосодержание наружного воздуха) с продолжением
прямой УС.
Таким образом, НК – процесс нагрева наружного воздуха в первом
воздухонагревателе; КУ – процесс смешивания нагретого наружного и рециркуляционного воздуха; СО – процесс адиабатического увлажнения воздуха в оросительной камере; ОП – процесс нагрева воздуха во втором воздухонагревателе; ПВУ – процесс в помещении.
Следует отметить, что при равных условиях расходы теплоты на I ступени подогрева оказываются одинаковыми независимо от того, где происходит смешивание наружного и рециркуляционного воздуха: до или после во здухонагревателя I ступени.
Минимальный неизбежный расход воздуха Gнmin, кг/ч, определяется по
формуле
Gнmin
G J В JС
JВ JН
.
(4.34)
Коэффициенты перерасхода теплоты − δт, %, и воды − δw, %, определяются по формулам (4.24) и (4.27).
4.7.4. Прямоточная схема системы кондиционирования воздуха
с применением регулируемого процесса в камере орошения
и первой рециркуляцией
Данная схема приведена на рис. 4.9.
Предлагается следующий порядок построения на J-d-диаграмме влажного воздуха:
− нахождение на J-d-диаграмме положения базовых точек В и Н, характеризующих состояние наружного и внутреннего воздуха;
− через точку В проводят луч процесса εХПГ ;
− определение положения точек П, У:
50
Рис. 4.9. Схема обработки воздуха в СКВ
с первой рециркуляцией и регулируемой камерой орошения
 точки У, расположенной на пересечении εХПГ и изотермы tУ;
 точки П, расположенной на пересечении изоэнтальпы JП с лучом
процесса εХПГ;
− определение положения точки Кр2 (т.е. состояния воздуха на выходе
из воздухонагревателя первой ступени), расположенной на пересечении линии dН с линией JКр2, кДж/кг, значение которой определяется по формуле
J Кр2
JВ
G JВ JП
GН
.
(4.35)
− местоположение точки Ор находится на пересечении линий dН и JКр2;
− точка С (т.е. состояния воздуха после смешения) находится на пересечении линий КР2У и JП.
Соединяем базовые точки прямыми и получаем ломаную линию
Н- КР2-С-П-В-У.
Расход теплоты в первом воздухонагревателе QВН1, Вт, определяют по
формуле
QВН1
G J Кр 2
JН
.
3600
(4.36)
Расход теплоты во втором воздухонагревателе QВН2, Вт, определяют по
формуле
QВН 2
G JП
JОр
3600
51
.
(4.37)
Количество воды, испарившейся при адиабатическом увлажнении воздуха в камере орошения Gw, кг/ч, определяется по формуле
Gw
G dO р
d Кр2 10
3.
(4.38)
Минимальный неизбежный расход воды на осуществление процесса
обработки воздуха, кг/ч, определяется по формуле
Gwmin Gнmin d В d Кр2 10 3 W .
(4.39)
Коэффициенты перерасхода теплоты – δт, %, и воды – δw, %, определяются по формулам (4.24) и (4.27).
В результате выбирается схема кондиционирования воздуха исходя из
соображения энергосбережения: экономии количества затрачиваемого холода и теплоты.
5. ЭЛЕМЕНТНАЯ БАЗА КЛИМАТИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ
5.1. Общие сведения об оборудовании центральных систем
кондиционирования воздуха
Центральные системы кондиционирования воздуха бывают с постоянным или переменным расходом воздуха, при этом регулирование параметров
воздуха в помещении осуществляется изменением температуры или расхода
приточного воздуха.
В общественных зданиях большого объема (зрительные залы, конференц-залы, торговые залы, аудитории) с постоянной или переменной нагрузкой по тепловыделениям применяются центральные однозональные.
В центральных СКВ кондиционеры компонуются из отдельных конструктивных и функциональных блоков. Функциональные блоки служат для
реализации процессов обработки, смешения потоков, изменения расхода, перемещения воздуха. Для доведения наружного воздуха до состояния приточного в зависимости от периода года его необходимо очистить от пыли,
нагреть или охладить, увлажнить или осушить, при необходимости смешать
в определенном соотношении с рециркуляционным воздухом, обеспечить
перемещение по сети воздуховодов. Функциональные технологические блоки состоят из воздушных клапанов, фильтров, воздухонагревателей, воздухоохладителей, теплообменников для регенерации теплоты удаляемого воздуха, блоков увлажнения, блоков тепломассообмена, вентиляционных агрегатов и шумоглушителей. Конструктивные блоки или камеры обслуживания
необходимы для монтажа, обслуживания и ремонта технологических блоков.
Центральные кондиционеры выполняются в корпусе с несущим каркасом и панелями. Корпус кондиционера обычно изготавливается из несущих
алюминиевых профилей. При установке кондиционера внутри здания панели
корпуса изготавливают из оцинкованной стали. Если устанавливать конди-
52
ционер снаружи здания, то к нему предусматривается дополнительный навес
сверху и поддон снизу из алюминия.
Типоразмер центрального кондиционера, определяемый размерами
фронтального сечения для прохода воздуха, выбирают по рекомендуемому
значению скорости воздуха в этом сечении и по специальным диаграммам из
каталогов фирм-производителей.
В работе необходимо подобрать центральный кондиционер типа КТЦ3,
схемы компоновки которого в зависимости от номинальной производительности от 10000 до 40000 м3/ч, представлены на рис. 5.1−5.3; габаритные размеры функциональных и конструктивных блоков КТЦ3 – в табл. 5.1.
Рис. 5.1. Конструктивная схема центральных кондиционеров КТЦ3-10 и КТЦ3-20:
1 – камера орошения; 2 – камера обслуживания;
3 – воздухонагреватели; 4 – воздушный фильтр; 5 – блок приемный;
6 – блок присоединительный; 7 – вентиляционный агрегат
Рис. 5.2. Конструктивная схема центральных кондиционеров КТЦ3-31,5:
1 – камера орошения; 2 – камера обслуживания;
3 – воздухонагреватели; 4 – воздушный фильтр; 5 – блок приемный;
6 – блок присоединительный; 7 – вентиляционный агрегат
53
Рис. 5.3. Конструктивная схема центральных кондиционеров КТЦ3-40:
1 – камера орошения; 2 – камера обслуживания;
3 – воздухонагреватели; 4 – воздушный фильтр; 5 – блок приемный;
6 – блок присоединительный; 7 – вентиляционный агрегат
Производительность кондиционера определяется по воздухообмену –
объемному расходу Lп, м3/ч, приточного воздуха, необходимого для кондиционирования зрительного зала клуба или кинотеатра.
Таблица 5.1
Габаритные размеры, мм, кондиционеров КТЦ3 [8]
Тип кондиционера
КТЦ3-10
КТЦ3-20
КТЦ3-31,5
КТЦ3-40
КТЦ3-63
КТЦ3-80
КТЦ3-125
L
L1
L2
L3
L4
H
h
6955
7560
8125
8690
9740
10305
11125
1440
1440
1440
2005
1440
2005
2520
740
770
810
810
810
1020
−
1250
1825
1850
1850
2900
2900
3510
580
705
725
725
950
950
1120
1952
1952
2845
3345
2845
3345
4845
217
217
530
530
255
255
530
По найденному Lп определяется индекс кондиционера КТЦ3 (табл. 5.2).
При этом производительность СКВ не должна превышать каталожную более
чем на 10…15 %.
После определения индекса производится предварительная компоновка
кондиционера. Исходной информацией для этого служит схема процессов
обработки воздуха на J-d-диаграмме во все периоды года.
В предварительной компоновке кондиционера устанавливают место
основных блоков или секций, определяемое последовательностью схемы о бработки воздуха на J-d-диаграмме. При этом следует отметить, что один из
54
важнейших процессов обработки − очистка воздуха от пыли на
J-d-диаграмме отсутствует. Однако воздушный фильтр должен обязательно
входить в состав кондиционера. Конструкция фильтра определяется конкретными условиями применения.
Таблица 5.2
Количество форсунок по рядам в оросительной камере ОКФ-3 [8]
Индекс
Кондиционер
01.01304
КТЦ3-10
02.01304
КТЦ3-20
03.01304
КТЦ3-31,5
04.01304
КТЦ3-40
06.01304
КТЦ3-63
08.01304
КТЦ3-80
12.01304
КТЦ3-125
16.01304
КТЦ3-160
20.01304
КТЦ3-200
25.01304
КТЦ3-250
Исполнение
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
Количество форсунок в ряду
стояков по ходу воздуха
первом
втором
всего
12
12
24
24
36
36
48
48
81
81
108
108
162
162
216
216
234
234
312
312
6
12
18
24
27
36
36
48
63
81
84
108
126
162
168
216
180
234
240
312
18
24
42
48
63
72
84
96
144
162
192
216
288
324
384
432
414
468
552
624
Место установки фильтра следует принимать из следующих соображений:
− размещать фильтры для очистки воздуха от пыли, как правило, в
начале процесса обработки воздуха;
− в местностях с расчетной температурой наружного воздуха в холодный период года -25 °С и ниже (расчетные параметры Б) следует предусматривать подогрев воздуха, подводимого к масляным фильтрам.
Учитывая вышесказанное, фильтры устанавливают:
− сразу после блока смешения наружного воздуха с рециркуляционным;
− после ВН, если рециркуляция отсутствует и расчетная температура
воздуха ниже -25 °С.
55
5.2. Камера орошения
5.2.1. Характеристика камеры орошения
В современных центральных кондиционерах камеры орошения используют для реализации политропных и адиабатных процессов обработки воздуха.
При подборе форсуночной камеры следует уделить внимание выбору
диаметра выходного отверстия форсунок. При этом необходимо учитывать,
что камеры орошения, как правило, предназначаются для круглогодичной
обработки воздуха, в том числе и для наиболее ответственных режимов
охлаждения и осушки.
Процесс охлаждения и осушки рекомендуется осуществлять форсунками грубого распыла с диаметром выходного отверстия 4,5…5,5 мм. Давление
воды перед форсунками рекомендуется принимать более 98 кПа, т.к. при
меньшем давлении не достигается достаточное раскрытие факела распыла и
не обеспечивается перекрытие каплями воды всего сечения оросительного
пространства камеры. Верхний предел давления воды перед форсунками рекомендуется ограничивать 245 кПа.
При круглогодичном использовании камер орошения для работы в р ежимах адиабатического увлажнения воздуха целесообразно применять фо рсунки тонкого распыла с диаметром выходного отверстия 3…3,5 мм, которые
обеспечивают наиболее эффективное адиабатическое увлажнение при меньших коэффициентах орошения.
Камеры орошения могут быть укомплектованы обводным каналом,
обеспечивающим снижение расходов холода и позволяющим отказаться от
подогрева воздуха в летний период после охлаждения и осушки его в форс уночной камере. Недостатком обработки воздуха в камере орошения с обво дным каналом является сложность автоматизации процесса поддержания постоянных параметров приточного воздуха.
В курсовой работе для приготовления воздуха с заданными температурой и влажностью необходимо подобрать и рассчитать форсуночную камеру
типа ОКФ-3.
Двухрядные камеры орошения ОКФ-3 применяются в центральных
кондиционерах КТЦ3 производительностью по воздуху 10; 20; 31,5; 40; 63;
80; 125; 160; 200 и 250 тысяч м³/ч и предназначены для осуществления политропических и адиабатических процессов тепловлажностной обработки
воздуха. Камеры орошения изготавливаются в двух исполнениях, отличающихся друг от друга плотностью форсунок. Внешний вид форсуночной камеры и ее основные размеры представлены на рис. 5.4 и в табл. 5.3.
Расчет форсуночной камеры производят для ТПГ. Его цель – выбор типа камеры и определения режимных параметров (расхода и давления воды
перед форсунками, температуры воды на входе и выходе из камеры).
56
Таблица 5.3
Основные размеры форсуночных камер ОКФ-3 [8]
Кондиционер
индекс
тип
57
01.01304
КТЦ3-10
02.01304
КТЦ3-20
03.01304
КТЦ3-31,5
04.01304
КТЦ-40
06.01304
КТЦ-63
08.01304
КТЦ-80
12.01304
КТЦ-125
Исполнение
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
n ф,
шт.
42
54
70
90
85
135
130
180
209
297
286
396
447
619
А
А1
А2
Размеры, мм
А3
А4
Н
825
750
876
905
63
1652
1625
1703
1732
1652
1625
1703
1652
1625
3402
Н1
Н2
Н3
m
n
1250
1125
1301
1747
6
9
39
1250
1125
1301
1747
13
9
1732
39
2000
1875
2051
2640
13 15
1703
1732
39
2500
2375
2551
3140
13 19
3375
3453
3482
39
2000
1875
2051
2640
27 15
3402
3375
3453
3482
39
2500
2375
2551
3140
27 19
3402
3375
3453
3482
39
4000
3875
4051
4640
27 31
Рис. 5.4. Камера орошения ОКФ-3:
1 – бак; 2 – стенка передняя; 3 – воздухораспределитель; 4 – поток;
5 – коллекторный ряд; 6 – дверка; 7 – каплеуловитель; 8 – стенка;
9 – светильник; 10 – муфта
Для проведения расчета форсуночной камеры необходимо знать расход
приточного воздуха Gп, кг/ч, его параметры до и после обработки в камере, а
также индекс кондиционера.
5.2.2. Расчет камеры орошения
1. Определяем начальные параметры охлаждаемого воздуха. Это параметры точки Н в ТПГ: tн , φн , Jн , dн .
2. Определяем конечные параметры охлаждаемого воздуха. Это пар аметры точки О в ТПГ: tо , φо, Jо, dо.
3. Процесс изменения состояния воздуха в оросительной камере идет
ф
на конечную температуру воды t wk
, которая определяется по J-d-диаграмме.
Для определения конечной температуры воды используем отрезок НК, который продолжаем до пересечения с линией φ равной 100 %. Полученная
точка W пересечения указывает на конечную температуру воды в форсуночф
ной камере − t wк , ºС.
4. По величине производительности приточной камеры − Gп, кг/ч,
определяется требуемый типоразмер камеры орошения, используя параметрический ряд кондиционеров (табл. 5.3).
5. Находим универсальный коэффициент эффективности теплообмена
в камере ЕП, по формуле
EП
tН
tО
tН
ф
t wk
.
(5.1)
6. По индексу кондиционера, используя табл. 5.3, подбираем двухрядную типовую камеру орошения ОКФ-3. Площадь оросительной камеры Fк,
м2, определяется по индексу кондиционера (вторая цифра).
58
7. Определяем весовую скорость воздуха ωρ, кг/(м2×с), по формуле
Gп
.
(5.2)
3600FК
8. Задаемся коэффициентом орошения µ, минимальное значение которого не должно быть меньше 1, а максимальное – не больше 3.
9. Находим общее количество распыляемой воды Gw , кг/ч, по формуле
Gw Gn .
(5.3)
10. По рис. 5.5, с учетом индекса и исполнения кондиционера, находим
давление воды перед форсунками Pф, кПа.
Рис. 5.5. Зависимость давления воды перед форсунками Рф от расхода
Gw для двухрядных камер орошения ОКФ-3:
1 и 2 – ОКФ-3 01.01304, исп. 1 и 2;
3 и 4 – ОКФ-3 02.01304, исп. 1 и 2;
5 и 6 – ОКФ-3 03.01304, исп. 1 и 2;
7 и 8 – ОКФ-3 04.01304, исп. 1 и 2;
9 и 10 – ОКФ-3 06.01304, исп. 1 и 2;
11 и 12 – ОКФ-3 08.01304, исп. 1 и 2;
13 и 14 – ОКФ-3 12.01304, исп. 1 и 2;
15 и 16 – ОКФ-3 16.01304, исп. 1 и 2;
17 и 18 – ОКФ-3 20.01304, исп. 1 и 2;
19 и 20 – ОКФ-3 25.01304, исп. 1 и 2
59
Для устойчивой работы форсунок необходимо, чтобы давление перед
форсунками было в пределах от 20 до 250 кПа. В результате расчета устанавливаем номер исполнения ОКФ.
ф
t wн
, °С, из уравнения теп-
11. Находим начальную температуру воды
лового баланса
ф
t wн
JН
ф
t wк
JО
сw
,
(5.4)
где сw – теплоемкость воды, равная 4,19 кДж/(кг×°С).
12. Определяем пропускную способность одной форсунки gw , кг/ч, по
формуле
gw
Gw
nф ,
(5.5)
где nф – число форсунок, шт., определяется по табл. 5.3.
Для ХПГ необходимо провести проверочный расчет камеры орошения
типа ОКФ. Определить расход воды, разбрызгиваемой в форсунках камеры
орошения, Gw, кг/ч, и давление воды перед форсунками − Рф, кПа, при известном расходе воздуха − Gп, кг/ч, и заданных начальном и конечном состояниях воздуха в условиях адиабатного увлажнения (энтальпии воздуха в обоих состояниях равны).
Пример. Подобрать и рассчитать форсуночную камеру типа ОКФ-3В
для приготовления воздуха с заданными температурой и относительной
влажностью.
Начальные параметры охлаждаемого воздуха в ТПГ составляют
tн = 32,5 ºС, φн = 39 %, Jн = 62,5 кДж/кг, dн = 11,8 г/кг сухого воздуха.
Конечные параметры охлаждаемого воздуха составляют tо = 10 ºС,
φо = 90 %, Jо = 27,1 кДж/кг, dо = 6,5 г/кг сухого воздуха.
ф
Конечная температура воды в форсуночной камере равна t wк
=7 ºС.
По табл. 5.3 при Gп = 12000 кг/ч, кондиционер КТЦ3-10 определен требуемый типоразмер камеры орошения – 01.01304.
По формуле (5.1) получим
EП
32,5 10
32,5 7
0,882.
По индексу кондиционера, используя табл. 5.3, подбираем двухрядную
типовую камеру орошения ОКФ-3, Fк = 1 м2.
По формуле (5.2) получим:
12000
3600 1,0
3,3
кг
м2 с
.
Задаем коэффициентом µ, равным 3.
По формуле (5.3) получим
Gw 12000 3 36000 кг / ч .
По рис. 5.5 определили ОКФ-3 01.01304, 2 исполнение, Pф=245 кПа.
60
Из уравнения теплового баланса (5.4) определили
ф
t wн
7
62,5 27,1
3 4,19
4,2 С .
По формуле (5.5) определили
gw
36000
54
667 кг / ч .
5.3. Воздухонагреватель
5.3.1. Характеристика воздухонагревателя
Воздухонагреватели предназначены для тепловой обработки воздуха до
заданных параметров. Теплоносителем служит горячая или перегретая вода с
температурой от 70 до 180 °С и давлением до 1,2 МПа.
Массовая скорость воздуха должна быть в пределах 4…10 кг/м2×с.
Скорость воды в трубках 0,2…1,0 м/с.
Воздухонагревателями комплектуются центральные кондиционеры
КТЦ3 производительностью по воздуху 10000…250000 м3/ч всех базовых
схем и модификаций.
Изготавливаются ВН с обводным каналом и без него. Устанавливаемый в обводном канале клапан многостворчатого типа служит для регулирования температуры воздуха после ВН. Регулировочная способность обводного воздушного клапана зависит от глубины базовых теплообменников и
степени открытия створок клапана.
Следует заметить, что не всегда возможно применение воды непосредственно из тепловой сети, особенно в однорядных теплообменниках. Поэтому необходимо провести расчет начальной и конечной температуры воды для
ВН и подобрать оборудование для получения воды с необходимыми параметрами.
Расчет ВН осуществляют для холодного периода года. Раздельно производят расчет ВН первого и второго подогрева (ВН второго подогрева рассчитывают на температуру воды 60…40 °С).
Целью расчета ВН является определение требуемой и располагаемой
поверхности теплоотдачи и режима их работы.
Исходной информацией для проведения расчетов являются: массовый
расход воздуха, начальные и конечные параметры воздуха до и пос ле ВН,
начальная и конечная температура горячего теплоносителя (перегретой воды).
При поверочном расчете задаются типом и числом базовых воздухонагревателей исходя из марки центрального кондиционера, т.е. вначале
принимается стандартная компоновка, а затем расчетом ее уточняют.
Внешний вид воздухонагревателей без обводного канала для центральных кондиционеров КТЦ3-10...КТЦ3-40 и их технические характеристики представлены на рис. 5.6 и в табл. 5.4. В табл. 5.5 представлены
аэродинамические сопротивления воздухонагревателей.
61
Таблица 5.4
Технические характеристики воздухонагревателей [8]
Индекс
Количество
рядов
Тип кондиционера
1
2
3
01.10114
01.10314
01.10214
01.10114
01.10314
01.10214
01.10114
01.10314
01.10214
01.10114
01.10314
01.10214
01.10114
01.10314
01.10214
01.10114
01.10314
01.10214
01.10114
01.10314
01.10214
1
1,5
2
1
1,5
2
1
1,5
2
1
1,5
2
1
1,5
2
1
1,5
2
1
1,5
2
Количество базовых
теплообменников
при высоте
4
5
6
7
Без обводного канала
КТЦ3-10
-
1
-
-
КТЦ3-20
-
1
-
-
КТЦ3-31,5
-
-
-
1
КТЦ3-40
-
2
-
-
КТЦ3-63
-
-
-
2
КТЦ3-80
-
4
-
-
КТЦ3-125
-
-
-
4
Площадь поверхности
теплообмена
Fp , м2
8
18,4
27,2
36,8
37,3
55,25
74,6
60,4
88,7
120,8
74,6
110,5
149,2
120,8
177,4
241,6
149,2
221
298,4
241,6
354,8
483,2
Площадь
фронтального
сечения
2
в, м
9
1,03
2,07
3,315
4,14
6,63
8,28
13,25
С обводным каналом или клапаном
01.10114
01.10314
01.10214
01.10114
01.10314
01.10214
01.10114
01.10114
01.10314
01.10214
01.10114
01.10314
01.10214
01.10114
01.10314
01.10214
1
1,5
2
1
1,5
2
1
1
1,5
2
1
1,5
2
1
1,5
2
КТЦ3-10
1
-
-
-
КТЦ3-20
1
-
-
-
КТЦ3-31,5
-
-
1
-
КТЦ3-40
_
_
_
1
КТЦ3-63
_
_
2
_
КТЦ3-80
_
_
_
2
62
14,55
20,9
29,1
29,6
42,4
59,2
45
60,4
88,7
120,8
90
131
180
120,8
177,4
241,6
0,83
1,66
2,49
3,315
4,975
6,63
Окончание табл. 5.4
Индекс
Количество
рядов
1
01.10114
01.10314
01.10214
2
1
1,5
2
Количество базовых
теплообменников
при высоте
Тип кондиционера
3
4
5
6
7
КТЦ3-125
_
_
4
_
Площадь поверхности
теплообмена
Fp , м2
Площадь
фронтального
сечения
2
в, м
8
180
262
360
9
9,96
Примечание. Площадь сечения для прохода воды w принимают равной 0,00148 м 2 для однорядных (одно-, полутора-, двухметровых), 0,00296 м 2 – для двухрядных (одно-, полутора-, двухметровых) теплообменников и 0,00215 м 2 – для полуторарядного теплообменника.
Таблица 5.5
Аэродинамическое сопротивление воздухонагревателей
для кондиционеров КТЦ3 [8]
Аэродинамическое сопротивление, Па, не более
без обводного канала
1-рядный
1,5-рядный
2-рядный
1-рядный
1,5-рядный
2-рядный
номинальная
37
44,2
63
55
72,9
93
максимальная
Производительность по воздуху:
Режим работы кондиционера
с обводным каналом
или клапаном
49
67,1
83
79
110,7
133
63
Рис. 5.6. Воздухонагреватели без обводного канала для центральных
кондиционеров КТЦ3-10…КТЦ3-40:
1 – базовые теплообменники; 2 – стенки; 3 – опоры
64
5.3.2. Расчет воздухонагревателя
1. По индексу кондиционера предварительно выбираем воздухонагреватель с обводным клапаном или без него (табл. 5.4).
2. Из табл. 5.4 находим площадь теплоотдающей поверхности − Fp , м2,
и площадь фронтального сечения для прохода воздуха в ВН − в, м2.
3. Вычисляем теплоту, необходимую для нагрева воздуха Qв, Вт,
по формуле
0,278 Gп c В t КХПГ
QВ
t НХПГ ,
(5.6)
где св = 1,005 кДж/(кг × °С) – удельная теплоемкость воздуха;
t КХПГ t НХПГ − параметры воздуха, нагреваемого в ВН первого подогрева в ХПГ.
4. Количество воды GwВН, кг/ч, проходящей через ВН, определяется
по формуле
GwВН
3,6 QВ
c w Tг To
,
(5.7)
где сw = 4,19 кДж/(кг×°С) – теплоемкость воды; Tг и Tо – температуры воды на
входе в ВН и на выходе из него, принимаемые 150 и 70 ºС соответственно.
5. Массовая скорость движения воздуха в живом сечении ВН
,
2
кг/(м ×с), определяется по формуле
Gп
3600 f В
.
(5.8)
6. Коэффициент теплоотдачи воздухонагревателя КВН, Вт/(м2×оС),
определяется по формуле
qвн
ВН r ,
K ВН
(5.9)
ВН
где ω − скорость движения воды в трубках воздухонагревателя, м/с;
νρ − массовая скорость движения воздуха в живом сечении ВН, кг/(м2×с);
α, qвн, r – коэффициенты, численные значения которых приведены в табл. 5.6.
Таблица 5.6
Расчетные коэффициенты [12]
Количество рядов
теплообменника
1
1,5
2
α
qвн
r
bвн
т
28,0
25,3
25,5
0,448
0,47
0,485
0,129
0,087
0,127
4,16
3,92
3,94
1,707
1,761
1,716
7. Находим скорость движения воды в трубках ВН ωВН, м/с, по формуле
ВН
GwВН
3600 f w
65
w
,
(5.10)
где fw − площадь сечения для прохода воды, м 2 (см. примечание к табл. 5.4);
ρw − плотность воды при ее средней температуре, кг/м 3, определяемая по зависимости
(5.11)
w 1000,3 0,06 t T 1 0.06 t T ,
о
где t T − средняя температура воды на входе в ВН и на выходе из него, С.
8. Определяем среднюю разность температур tcp , оС, между теплоносителями по формуле
tcp
t КХПГ t НХПГ
.
2
Т г Тo
2
(5.12)
9. Определяем требуемую площадь теплообмена воздухоподогревателя
2
ВН
FТP , м , по формуле
ВН
FТP
QВ
К ВН
t cp .
(5.13)
При этом необходимо выполнить следующее условие: между площадью теплоотдающей поверхности FPВН предварительно подобранного ВН и
требуемой поверхностью FТPВН запас поверхности теплообмена не должен
превышать 10 %, т.к. при большем запасе по теплопроизводительности возможно замерзание воды в трубках [10]:
FpВН FТРВН
100 10%.
(5.14)
FТРВН
При большем чем на 10 % расхождении величин, FPВН больше FТPВН , рекомендуется уменьшить скорость движения воды до ν min равному 0,15 м/с,
откорректировать расход воды и ее конечную температуру, и повторно произвести расчет требуемой поверхности ВН.
При наличии двух и более ВН на каждой ступени подогрева условие
(5.14) может быть выполнено путем изменения схемы обвязки ВН.
Снизить FPВН можно также уменьшением рядности теплообменника.
10. Определяем аэродинамическое сопротивление воздухонагревателя
ВН
P , Па, по формуле
Р
ВН
bвн
ВН
m
N1 ,
(5.15)
где bвн, m − коэффициенты, определяемые по табл. 5.6; N1 − число теплообменников, установленных последовательно по ходу воздуха.
Значение P ВН должно быть не больше номинального, указанного в
табл. 5.5.
Расчет ВН второго подогрева осуществляется по той же методике, что
и расчет ВН первого подогрева, при этом tОХПГ tПХПГ – параметры воздуха,
нагреваемого ВН второго подогрева (формула (5.6)). При этом необходимо
учитывать, что тепловыделения в зале есть не всегда, поэтому ВН второго
ХПГ
подогрева рассчитываются по параметрам ( tО
66
t ПХПГ ).
Пример. Подобрать и рассчитать воздухонагреватель для тепловой обработки воздуха до заданных параметров.
Начальные параметры воздуха в ХПГ составляют tн = -6 ºС, φн = 60 %,
Jн = -2,5 кДж/кг, dн = 1,2 г/кг сухого воздуха.
Конечные параметры воздуха составляют tк = 21,4 ºС, Jк = 36,9 кДж/кг,
φк = 45 %.
Параметры внутреннего воздуха равны tв = 20 ºС, Jв = 24,9 кДж/кг,
φв = 8 %, dв = 6,6 г/кг сухого воздуха.
По табл. 5.4 выбираем воздухонагреватель с обводным клапаном: индекс 01.10114, Fp = 14,55 м2, в = 0,83 м2, w = 0,00148 м2.
По формуле (5.6) получим
QВ
91863,4 Вт .
0,278 12000 1,005 21,4 6
3,6 91863,4
986,6 кг
ч
4,19 150 70
12000
кг
4,02
.
3600 0,83
м2 с
ВН
По формуле (5.7) определим Gw
По формуле (5.8) получим
По формуле (5.11) определим
150 70
150 70
1 0.06
w 1000,3 0,06
2
2
ВН
По формуле (5.10) определим
По формуле (5.9) получим K ВН
По формуле (5.12) получим
150 70
2
t cp
950,14 кг
986,6
3600 0,00148 950,14
28 4,02
0,448
0,19
0,129
21,4 6
2
117,7 С .
91863,4
42,3 117,7
18,5 м 2 .
.
м3 .
0,19 м .
с
42,3 Вт м 2
с
.
По формуле (5.13) определим
ВН
FТP
ВН
2
2
Однако FТP 18,5 м FP 14,55м , следовательно, применение воздухонагревателя с обводным клапаном (индекс 01.10114) невозможно.
Повторим расчет, выбрав по табл. 5.4 воздухонагреватель с обводным
клапаном: индекс 01.10314, Fp = 20,9 м2, в = 0,83 м2, w = 0,00215 м2.
Из предыдущего расчета имеем
QВ
t cp
91863,4 Вт ,
GwВН
986,6 кг ,
ч
кг
4,02
м
2
,
с
w
950,14 кг
м3 ,
117,7 С .
По формуле (5.10) определим
ВН
986,6
3600 0,00215 950,14
По формуле (5.9) получим
K ВН
25,3 4,02
67
0,47
0,13 м .
с
0,13 0,087
38,5 Вт м 2
с
.
По формуле (5.13) определим
ВН
FТP
91863,4
38,5 117,7
20,3 м 2 .
По формуле (5.14) определим
20,9 20,3
100 %
20,3
3 % 10 %.
Условие выполнено, замерзания воды в трубках ВН не будет.
По формуле (5.14) получим
Р ВН
3,92 4,02 1,761 1 45,4 Па
Рном
72,9 Па .
5.4. Воздухоохладитель
5.4.1. Характеристика воздухоохладителей
В качестве ВО в СКВ могут применяться поверхностные теплообменники с наружным оребрением и циркуляцией холодной воды в трубном пр остранстве.
Охлаждение воздуха может осуществляться при постоянном влагосодержании (сухое охлаждение), а также при уменьшении влагосодержания,
т.е. охлаждение сопровождается его осушением.
Конструктивная схема и основные размеры блока водяных воздухоохладителей для центральных кондиционеров каркасно-панельного типа
КЦКП приведены на рис. 5.6 и в табл. 5.7.
Рис. 5.6. Конструктивная схема блоков воздухоохладителей КЦКП:
1 – воздухоохладитель; 2 – сепаратор; 3 – поддон;
4 – дренажное устройство
68
Таблица 5.7
Основные размеры блоков воздухоохладителей для кондиционеров КЦКП
Размер,
мм
1,6 3,15
5
6,3 8-1
1000 1300 1600
В
700
Н
450
800
L
660
H1
80
H2
275
625
H3
87,5
l1
8-2
10
1300
1015 1090
КЦКП
12,5 16
1600
1400
20
25 31,5 40
2200
1900
1700
2000
50
63
80
100
2300
2600
3200
3800
700
100
775
120
875
107,5
150
1175
1475
1775
112,5
В зависимости от количества рядов трубок
69
25
Pраб,
МПа
Масса,
кг
2600
740
200
1975
312,5
50
1,6
32
62
79
98
123
139
145
188
216
246
275
317
356
390
460 485
32
Технические характеристики ВОВ приведены в табл. 5.8.
Типоразмер
кондиционера
Таблица 5.8
Технические характеристики водяных воздухоохладителей (ВОВ)
для центральных кондиционеров КЦКП [10]
Обозначение
ВОВ
площадь
фронтального
сечения
2
в, м
Размеры, мм
Площадь теплообмена однорядного теплообменника
Fр , м2 , при шаге
пластин, мм
КЦКП-5
243.1-073-065
0,475
730
Высота
трубной
решетки
650
КЦКП-6,5
243.1-103-065
0,67
1030
650
18,3
13,8
КЦКП-8
243.1-072-085
0,865
720
850
23,6
17,9
КЦКП-10
243.1-102-085
0,927
1020
850
25,3
19,1
КЦКП-12.5
КЦКП-16
243.1-102-115
243.1-133-115
1,236
1,596
1020
1330
1150
1150
33,8
43,6
25,5
33,0
КЦКП-20
КЦКП-25
243.1-133-145
243 1-166-145
1,956
2,445
1330
1660
1450
1450
53,5
66,9
40,4
50,5
КЦКП-31,5
243.1-166-175
2,934
1660
1750
80,2
60,6
Длина
трубок
1,8
2,5
12.4
9,8
КЦКП-45
243.1-196-205
3,474
1960
2050
95
71,7
КЦКП-50
243.1-185-200
3,96
1850
2000
108,3
81,8
Примечание: ВНВ 243.1 изготавливаются с числом рядов трубок по ходу воздуха
от 1 до 4 с расстоянием между пластинами (шагом) от 1,8 до 4,2; ВОВ 243.1 − с числом
рядов трубок но ходу воздуха от 1 до 16, с шагом пластин от 2,5 до 4.2.
5.4.2. Расчет воздухоохладителей при сухом охлаждении
1. Определяем параметры охлаждаемого воздуха в ТПГ: Gп, tн, dн, Jн, to.
ВО
2. Определяем начальную температуру воды на входе в BOB t wн
, оС,
ВО
tТ .Р , t o tТ .Р , где tТ.Р − температура точки росы
исходя из условия: t wн
воздуха, оС.
Для этого отрезок НК продолжают до пересечения с φ равной 100 %,
ВО
определяют температуру полученной точки с температурой t wн , ºС.
3. Задаем показатель отношения теплоемкости потоков (водяных эквивалентов) W равный 0,l...0,6.
70
4. Определяем расход холодной воды GwВО , кг/ч, по формуле
GwВО
Gп c В 10
W cw
2
.
(5.16)
5. Определяем и уточняем конечную температуру воды на выходе из
BOB twкВО , ºС, по формуле
ВО
t wк
ВО
t wн
W tн
to .
(5.17)
ВО
ВО
t wн
При этом ограничивают t w t wк
равную от 2 до 6 °С путем изВО
менения W и соответственно Gw по формуле (5.16).
6. В соответствии с расходом охлаждаемого воздуха Gп выбирается тип
ВО по табл. 5.8.
В зависимости от конструктивных размеров блока ВОВ, схем обвязки
определяются скорости движения воздуха − νρ, кг/(м2×с), воды − ωВО, м/с, по
формулам (5.8) и (5.10).
Следует учесть, что площадь сечения для прохода воды ВОВ при внутреннем диаметре трубки 11,8 мм для кондиционеров КЦКП составляет
0,0001108 м2.
Согласно рекомендациям [10], оптимальная скорость воды по трубкам
теплообменника ωВО равна 0,6...1,0 м/с. Минимальная скорость воды не
должна быть ниже 0,3 м/с, а максимальная – 1,5 м/с.
7. Определяем показатель теплотехнической эффективности t , по
формуле
t
tH
ВО
t wк
tH
ВО
t wн
.
(5.18)
8. По графику (рис. 5.7) при известных t и W находится значение числа единиц переноса Nt.
Рекомендуемые рациональные предельные значения Nt соответствуют
1,5...1,8 [17].
ВО
9. Определяется общее количество трубок BOB NТР
, шт., по формуле
ВО
NТР
р НТР
hво ,
(5.19)
где р – число рядов трубок по ходу движения воздуха, шт., задается предварительно для ВО центральных кондиционеров КЦКП от 1 до 16; Нтр – высота
трубной решетки, м, принимается по табл. 5.8; hво – шаг труб по высоте, м,
для КЦКП hво=0,05 м.
10. Определяем число ходов nВО, шт., которое может быть равным 2, 4,
6, 8, 12 и 16:
ВО
N ТР
n ВО
,
(5.20)
m ВО
71
где mВО – число трубок, подключаемых к подающему коллектору, шт., определяется по формуле
m ВО
GwВО
3600 p f wВО
ВО
,
(5.21)
где f wВО – площадь сечения для прохода воды ВОВ, м2; при внутреннем диаметре трубки 11,8 мм для кондиционеров КЦКП составляет 0,0001108 м 2.
Рис. 5.7. Графическая зависимость
t
f W , Nt
11. Определяется требуемая площадь поверхности воздухоохладителя
2
F , м , по формуле
ВО
ТР
ВО
FТР
N t Gп c В
3,6 p К ВО
72
,
(5.22)
где K ВО – коэффициент теплопередачи ВО, Вт/(м2×°С), который определяется по формуле
K ВО
ВО 0,18
0,37
Aво
(5.23)
,
где Аво – коэффициент, значения которого приведены в табл. 5.9.
Значения коэффициента Аво [25]
Коэффициент
1,8
20,94
Аво
ВО
фак
F
Таблица 5.9
Количество рядов трубок, шт.
1
2
3
Шаг пластин, мм
2,5
4
1,8
2,5
1,8
21,68
23,11
20,94
21,68
20,94
4
1,8
20,94
12. Определяется фактическая площадь поверхности теплообмена BOB
, м2:
ВО
Fфак
p FpВО ,
(5.24)
где FpВО – теплообмена однорядного ВО, м , принимается по табл. 5.8.
13. Определяют запас поверхности воздухоохладителя по формуле
(5.14), который не должен превышать 10 % [12]. В противном случае необходимо изменить режим работы теплообменника, приняв новое значение W,
и повторить расчет.
Пример. Подобрать и рассчитать воздухоохладитель для приготовления воздуха до заданных параметров.
Параметры охлаждаемого воздуха в ТПГ равны Gп=12000 кг/ч,
tн=32,5 ºС, dн=11,8 г/кг сухого воздуха, Jн=62,5 кДж/кг, to=10,0 ºС.
ВО
С помощью J-d-диаграммы определена температура t wн
, ºС. Если
2
t0
10,0 С
tТ .Р
8,3 С , то tТ .Р.
ВО
t wн
8,3 С .
Задан показатель отношения теплоемкости потоков W=0,2.
По формуле (5.16) получим
GwВО
12000 1,005 10
0,2 4,19
2
143,9кг / ч .
По формуле (5.17) определяем и уточняем значения температуры:
ВО
twк
8,3 0,2 32,5 10,0
При этом
tw
12,8 8
4,8 С
12,8 С.
2;6 .
По табл. 5.8 в соответствии с Gп=12000 кг/ч выбран тип ВО 243.1-102-085,
= 0,927 м2, длина трубок 1020 мм, высота трубной решетки 850 мм, при шаге пластин 2,5 мм Fр =19,1 м2.
в
73
Площадь сечения для прохода воды ВОВ при внутреннем диаметре
трубки 11,8 мм для кондиционеров КЦКП составляет 0,0001108 м2.
12000
3600 0,927
ВО
143,9
3600 0, 0001108 950,14
3,6
кг
м
2
0, 4 м / с
с
;
0,3 м / с;1,5 м / с .
По формуле (5.18) получим
t
32,5 12,8
32,5 7
0,77.
При t 0,77 и W = 0,2 находим значение N t 1,6 1,5;1,8 .
Пусть р = 10. По формуле (5.19) получим
ВО
NТР
10 0,85
0,05
170 шт.
По формуле (5.21) определим
m ВО
143,9
3600 10 0,0001108 0,4
89,6 90 шт.
По формуле (5.20) получим
n ВО
170
1,8 2 шт.
90
По формуле (5.23) получим
K ВО
21,68 3,6
0,37
0,4
0,18
29,53
Вт
м
2
С
.
По формуле (5.22) определим
ВО
FТР
1,6 12000 1,005
3,6 10 29,53
18,2 м 2 .
По формуле (5.24) определим
ВО
Fфак
10 19,1 191 м 2 .
По формуле (5.14) определим
19,1 18,2
100 % 4,95 % 10 %.
18,2
Условие выполнено.
5.4.3. Расчет воздухоохладителей при охлаждении и осушении воздуха
Расчет производится по методике, которая предусматривает замену р еального процесса охлаждения и осушения воздуха на «условно сухой режим
охлаждения», эквивалентный по затратам холода [17].
Порядок расчета:
1. Определяем начальные параметры охлаждаемого воздуха в ТПГ: Gn ,
tн, dн , Jн , φн .
74
2. Определяем конечные параметры охлаждаемого воздуха в ТПГ: to,
do, Jo, φo .
Выбор конечных параметров охлажденного и осушенного воздуха согласно [17] не может быть произведен произвольно, так как φк зависит от φн.
3. На J-d-диаграмме определяется значение температуры точки росы −
tТ . Р , °С, которое соответствует средней температуре наружной поверхности
ВО − tf, °С. На рис. 5.8 показано построение реального процесса охлаждения
и осушения воздуха и «условно сухого режима охлаждения». Из точки f
(рис.5.8) проводят линию по df=const до пересечения с Jк=const и Jн=const.
Получают отрезок Н'К' – луч «условно сухого охлаждения» воздуха.
Рис. 5.8. Построение реального процесса охлаждения и осушения воздуха и «условно сухого режима охлаждения»:
НК – процесс реального охлаждения; Н'К' - процесс «условно сухого охлаждения»
4. Выполняем пп. 3…13 разд. 5.4.2.
Начальную температуру холодной воды на входе в воздухоохладитель
определяют из условия [12]: twкВО ≤tf –2. C уменьшением twкВО требуемая поверхность воздухоохладителя снижается.
75
Показатель теплотехнической эффективности t в «условно сухом режиме охлаждения» воздуха вычисляют в соответствии с формулой (5.25) и
рис.5.8
tH tK'
.
(5.25)
t
ВО
t H tWH
5.5. Подбор вентиляционного агрегата
Вентиляционные агрегаты предназначены для перемещения воздуха в
центральных кондиционерах через технологические и конструктивные блоки
и подачи его через воздуховоды к местам потребления. Во всех центральных
кондиционерах применяются радиальные вентиляторы. Вентиляционные агрегаты центральных кондиционеров бывают с вентиляторами одностороннего и двухстороннего всасывания.
Подбор вентиляционного агрегата осуществляется по расходу воздуха
и полному давлению, равному сумме аэродинамических сопротивлений отдельных блоков кондиционера, вентиляционной сети, с использованием
аэродинамических характеристик вентиляционных агрегатов, приведенных в
каталогах фирм-производителей. Аэродинамическое сопротивление блоков
центральных кондиционеров определяют при их подборе или ориентировочно по таблицам соответствующего каталога. Аэродинамическое сопротивление вентиляционной сети определяют в результате аэродинамического расчета воздуховодов СКВ.
В настоящее время в центральных кондиционерах и каркаснопанельных КЦКП применяются вентиляторы Nicotra в трех исполнениях в
зависимости от типа рабочего колеса: с обычными лопатками, загнутыми
назад; с обычными лопатками, загнутыми вперед; с профилированными лопатками, загнутыми назад.
При выборе вентилятора следует отдавать предпочтение вентиляторам
с лопатками, загнутыми назад, имеющими более высокие значения коэффициента полезного действия. Вентиляторы с лопатками, загнутыми вперед,
применяются для создания больших давлений при том же числе оборотов по
сравнению с лопатками, загнутыми назад, или того же давления при меньшем числе оборотов электродвигателя. Они имеют более низкий коэффициент полезного действия и более высокий уровень шума при меньшем диаметре рабочего колеса и общих габаритах.
Подбор вентиляционного агрегата одностороннего всасывания для
центральных кондиционеров КТЦ3-10, КТЦ3-20...КТЦ3-125 осуществляется
по схемам исполнения, приведенным в табл. 5.2. Технические характеристики вентиляционных агрегатов, тип электродвигателя, количество виброиз оляторов для центральных кондиционеров КТЦ3 приведены в табл. 5.10.
76
Таблица 5.10
Технические характеристики вентиляционных агрегатов для центральных кондиционеров [8]
Индекс вентагрегата
с проводом
направляющего аппарата
Ручным
Электрическим
1
2
Тип кондиционера
3
Полное давление
Р, кПа
услов
ное
4
расчетное
5
Частота
вращения,
об/мин
7
8
Мощность N,
кВт
9
1440
4А112М4
5,5
1440
4А132S4
7,5
тип
1,6
1,6
1,4
02.41534
1,8
2,07
1,83
03.41214
03.41234
0,8
0,8
31,5
665
4A160S4
11
03.41314
03.41334
1,2
1,2
31,5
775
4A180M6
18,5
01.41234
01.41314
01.41334
0,8
КТЦ3-10
1,2
01.41534
1,8
02.41214
02.41234
0,8
02.41314
02.41334
1,2
02.41414
02.41434
02.41514
77
01.41514
КТЦ3-20
03.41414
03.41514
03.41434
03.41534
КТЦ3-31,5
1,6
1,8
0,94
0,67
1,16
0,92
1,5
1,3
1,8
1,66
31,5
40
31,5
40
m,
мм
Количество
виброизоляторов
Масса вращающихся
частей
(без ротора),
кг
Масса, кг,
не более
10
11
12
13
Электродвигатель
10
12,5
10
12,5
10
12,5
20
25
20
25
20
25
20
25
01.41214
1
0,8
1,2
1,1
1,8
1,6
Производитель
тельность
Q×103,
м 3/ч
6
235
7
30
260
335
1440
4A132M4
11
1030
4A132S4
7,5
1140
4A132M4
11
270
620
655
4
120
1270
4A160 S4
15
1420
4A180S4
22
535
695
6
785
1062
1129
4
845
4A200M6
22
230
1213
320
925
4A200L6
30
5
1284
Окончание табл. 5.10
Индекс вентагрегата
с проводом направляющего аппарата
Тип кондиционера
Ручным
Электрическим
1
04.41214
04.41314
2
04.41234
04.41334
3
04.41414
04.41434
КТЦ3-40
Полное давление Р,
кПа
Производительность
Q ×103, м 3/ч
Частота
вращения,
об/мин
Электродвигатель
m,
мм
Количество
виброизоляторов
10
11
Масса вращающихся
частей
(без ротора),
кг
12
Масса,
кг, не
более
условное
расчетное
4
0,8
1,2
5
0,8
1,2
1,6
1,25
6
40
40
7
730
825
8
4A160M6
4A200M6
Мощность
N, кВт
9
15
22
40
50
910
4A200L6
30
40
50
970
4A225M6
37
1336
2401
2371
1,6
тип
4
320
230
13
1093
1219
1285
5
78
04.41514
04.41534
1,8
1,9
1,59
04.41214
06.41314
06.41234
06.41334
0,8
1,2
0,8
1,2
63
63
465
540
4A200M6
4A200L6
22
30
06.41414
06.41434
1,6
1,5
1,34
63
80
595
4A250S6
45
06.41514
06.41534
1,8
4A250M6
55
2783
08.41234
08.41334
0,8
1,2
63
80
80
80
645
08.41214
08.41314
505
575
4A200L6
4A250S6
30
45
2459
2665
08.41414
08.41434
1,8
1,65
0,8
1,2
1,6
1,29
635
4A250M6
55
08.41514
08.41534
1,8
1,88
1,57
675
4A280S6
75
2995
12.41214
12.41314
12.41234
12.41334
0,8
1,2
0,8
1,2
80
100
125
125
410
465
4A250S6
4A250M6
45
55
3685
3737
12.41414
12.41434
1,6
1,6
1,19
125
160
515
4A280S6
75
1,93
1,53
125
160
550
12.41514
12.41534
КТЦ3-63
КТЦ3-80
КТЦ3-125
1,6
1,8
80
100
440
440
4
4
330
545
545
2666
2713
915
4137
6
4A315S6
110
380
970
4250
5.6. Подбор и расчет продолжительности работы
воздушного фильтра
Воздушные фильтры выполняют важную роль очистки воздуха от пыли. Для проведения расчетов необходимо знать расход очищаемого воздуха,
начальную концентрацию пыли до очистки и величину ПДК пыли в воздухе
помещения, а также дисперсионный состав пыли.
Начальная концентрация пыли в наружном воздухе зависит от характера местности [10]:
− сельская местность, чистый воздух – 0,15 мг/м3;
− жилые районы промышленных городов, слабо загрязненный –
0,5 мг/м3;
− индустриальные районы промышленных городов, сильно загрязненный – 1 мг/м3;
− территории промышленных предприятий с большими пылевыми выбросами, чрезмерно загрязненные – 3 и более мг/м3.
Согласно отечественным и Европейским нормам EN 779 и EN 1822-1,
действующим с 1992 года, существует классификация фильтров в зависимости от эффективности очистки от пыли (табл. 5.11).
Классификация фильтров
Класс фильтра
EN 779
G3
G4
F5
F6
F7
F8
F9
Эффективность
очистки, %
89
92
40…50
60…65
80…85
90…95
более 95
Класс фильтра
EN 1822-1
H10
H11
H12
H13
H14
U15
U16
U17
Таблица 5.11
Эффективность
очистки, %
85
95
99,5
99,95
99,995
99,9995
99,99995
99,999995
Ячейковые фильтры класса G1 используются в качестве первой ступени очистки воздуха в СКВ для всех типов зданий. Ячейковые и рулонные
фильтры класса G3, карманные фильтры класса G4 используются:
− в помещениях с обычными требованиями к чистоте воздуха − административных, жилых, торговых – как единственная ступень очистки;
− в СКВ зданий с более высокими требованиями к чистоте воздуха:
гостиницы, рестораны, клубы, кинотеатры, торговые центры, концертные залы, библиотеки, музеи и т.д. как первая ступень очистки перед фильтрами
более высокого класса.
79
Фильтры класса F6…F9 применяются в производственных помещениях при наличии специальных технологических требований, а также административных, жилых, торговых помещениях с повышенными требованиями к
чистоте воздуха как вторая ступень фильтрации.
Фильтры тонкой очистки воздуха Н10…Н14 используются во всех «чистых» помещениях с особенными требованиями к чистоте воздуха как третья
ступень фильтрации: в производственных помещениях электронной промышленности, фармацевтической промышленности, пищевой промышленности, в медицинских учреждениях (операционные, реанимационные и т.д.).
Фильтры из активированного угля U15…U17 применяются при наличии высокой загрязненности наружного воздуха (смога) в больших городах
или промышленных районах.
Как правило, в СКВ применяют самоочищающиеся фильтры.
В состав центральных кондиционеров КЦКП поставляют два вида
фильтрующих блоков: ячейковые фильтры с тремя видами фильтрующего
материала и карманные фильтры с полотнами из стекловолокнистого упругого материала ФСВУ, характеристики которых приведены в табл. 5.12.
Таблица 5.12
Технические характеристики ячейковых фильтров КЦКП [10]
Показатель
Пропускная способность,
м / ч (при удельной воздушной
нагрузке 7000 м 3 /ч на 1 м 2 )
3
Начальное аэродинамическое
сопротивление, Па, не более
Конечное аэродинамическое
сопротивление, Па, не более
Эффективность очистки,
%, не более
Пылеемкость фильтра, г/м2
Фильтрующий материал
ФяУБ
Фильтры
ФяВБ
ФяРБ
2150
2150
2150
40
60
50
150
150
150
80
80
80
570
2200
2300
Фильтрующий стекло- Виниплаволокнистый упругий
стовые
материал ФСВУ
сетки
Металлические
гофрированные
сетки
Карманное расположение фильтрующего материала позволяет значительно увеличить площадь поверхности фильтра, понизить удельную во здушную нагрузку на фильтр, увеличить время работы фильтра.
В центральных кондиционерах типа КТЦ3-10...КТЦ3-125 применяются
воздушные фильтры ФР1-3, ФР2-3, ФС-3.
80
Фильтры ФР1-3 предназначены для очистки воздуха, поступающего в
кондиционер, от атмосферной пыли при среднегодовой запыленности воздуха до 1 мг/м3 и кратковременной запыленности до 10 мг/м 3. Фильтры не
предназначены для очистки воздуха от волокнистой пыли.
Фильтры воздушные ФР2-3 предназначены для очистки воздуха, поступающего в кондиционер, от атмосферной и волокнистой пыли при среднегодовой запыленности 1 мг/м3 и кратковременной запыленности
до 10 мг/м3. Эффективность очистки воздуха от минеральной пыли 88 %, от
волокнистой 98 %.
Фильтры воздушные ФС-3 предназначены для очистки воздуха от пыли в СКВ и приточной вентиляции при запыленности воздуха до 10 мг/м 3.
Эти фильтры не предназначены для очистки воздуха от волокнисто й пыли и
для кондиционеров максимальной производительности.
Технические характеристики фильтров ФР1-3 и ФР2-3 приведены в
табл. 5.13 и 5.14.
Таблица 5.13
Площадь фильтровальной поверхности карманных фильтров КЦКП [10]
Класс G3, G4, F5
Класс F6…F8
Площадь фильтровальной поверхности, м 2
4,7
9,7
6,2
13
9,4
19,4
12,4
26
15,6
32,4
18,6
39
23,4
48,6
27,9
58,5
32,7
68,1
43,6
90,8
Типоразмер
КЦКП-5
КЦКП-6,5
КЦКП-10
КЦКП-12,5
КЦКП-16
КЦКП-20
КЦКП-25
КЦКП-31,5
КЦКП-45
КЦКП-50
Необходимо подобрать фильтр и рассчитать продолжительность его работы.
Время работы без восстановления или замены фильтровального материала ф , ч, вычисляют по формуле
ф
1000 ПФ Fф
Lф cвх
cвых ,
(5.26)
где ПФ – пылеемкость фильтра, установленная по результатам испытаний
фильтровального материала, г/м 2, табл. 5.12; Fф – площадь фильтровальной
поверхности, табл. 5.13, м2; Lф – объемный расход воздуха через фильтр, равный расходу приточного воздуха Lп, м3/ч; свх и свых – начальная и конечная
концентрация пыли в воздухе, мг/м 3.
81
Таблица 5.14
Технические характеристики фильтров ФР1-3 и ФР2-3 [8]
0,865×7,5
1,73×7,5
1,73×12
1,73×15
1,73×12
1,73×15
1,73×12
0,83×7,5
1,66×12
1,66×15
1,66×12
1,66×15
1,66×12
1,66×15
1
1
1
1
2
2
4
01.21134
02.21134
03.21134
04.21134
06.21134
08.21134
12.21134
КТЦ3-10
КТЦ3-20
КТЦ3-31,5
КТЦ3-40
КТЦ3-63
КТЦ3-80
КТЦ3-125
0,83×7,5
1,73×7,5
1,73×12
1,73×15
1,73×12
1,73×15
1,73×12
0,83×7,5
1,66×12
1,66×15
1,66×12
1,66×15
1,66×12
1,66×15
1
1
1
1
2
2
4
Масса, кг, не более
ИФП-1
поставляемых
КТЦ3-10
КТЦ3-20
КТЦ3-31,5
КТЦ3-40
КТЦ3-63
КТЦ3-80
КТЦ3-125
Фильтры ФР1-3
1
4
8
1
4
8
1
4
8
1
4
8
2
8
16
2
8
16
4
16
32
Фильтры ФР2-3
1
4
8
1
4
8
1
4
8
1
4
8
2
8
16
2
8
16
4
16
32
для заправки
82
01.21134
02.21134
03.21134
04.21134
06.21134
08.21134
12.21134
ИФП-1
ИПФ-1
Поставляемых, шт.
Количество панелей высотой, м
Количество
полотен
Количество полотен
Для заправки, шт.
ФРНК-ПГ
Прокладочное полотно
ФРНК-ПГ
Размеры полотна, м
ФРНК-ПГ
Индекс
Тип кондиционера
Фильтрующий материал
1,25
2
2,5
−
−
−
−
−
−
−
−
−
−
−
−
−
−
1
1
−
−
−
−
−
−
−
1
−
2
−
4
−
−
−
1
−
2
−
115
168
276
333
536
644
1091
4
4
4
4
8
8
16
1
1
−
−
−
−
−
−
−
1
−
2
−
4
−
−
−
1
−
2
−
118
173
282
340
548
569
1113
Размеры,
м
−
−
−
−
−
−
−
0,9×7,5
1,8×7,5
1,8×12
1,8×15
1,8×12
1,8×15
1,8×12
1
1
1
1
2
2
4
Конечную концентрацию пыли после фильтра определяют в зависимости от эффективности фильтра по формуле
cВЫХ
cВХ
E cВХ
,
100
(5.27)
где Е – эффективность фильтра в зависимости от класса, %, определяемая по
табл. 5.12.
5.7. Подбор воздушного клапана
Воздушные клапаны предназначены для регулирования количества поступающего наружного воздуха и рециркуляционного воздуха для смешения,
регулирования количества воздуха, прошедшего через обводной канал камеры орошения, а также могут выполнять функции приемного клапана.
Воздушные клапаны имеют фланцы для присоединения воздуховодов,
могут поставляться с гибкими вставками. Клапан состоит из корпуса, фланцев крепления, лопаток, резиновых уплотнений, приводных шестеренок.
Клапаны воздушные любого типоразмера могут применяться во всех
кондиционерах, но при этом воздушная нагрузка на фронтальное сечение
клапана не должна превышать 25000 м3/(ч×м2). При этой нагрузке аэродинамическое сопротивление открытого клапана равно 25 Па.
Клапаны воздушные комплектуются электрическими, пневматическими или ручными приводами. Для центральных кондиционеров КТЦ3 конструктивная схема воздушного клапана представлена на рис. 5.9.
Рис. 5.9. Клапаны воздушные КЭ-3 и КВЭ-3:
1 – корпус с лопатками; 2 – электропривод
Подбор клапана осуществляется по индексу кондиционера (табл. 5.15).
83
Таблица 5.15
Технические характеристики клапанов воздушных [8]
Обозначение
Индекс
Тип кондиционера
Привод
тип
количество
Количество лопаток, шт.
Площадь
фронтального
сечения, м2
В
0,42
844
Н
мм
Масса, кг,
не более
01.33304
КЭ 0,5-3
03.33304
03.34304
КЭ 0,5-3
06.33304
КЭ 1-3
06.34304
КТЦ3-63…
КТЦ3-160
3
0,84
6
1
48
503
75
1671
1,68
1003
101
1,7
503
138
1003
190
12
3421
3,4
Клапаны воздушные для обвода воздухонагревателей
КВЭ 0,25-3
01.32314
КТЦ3-10
02.32314
КТЦ3-20
03.33314
КТЦ3-31,5;
КТЦ3-40
06.33314
КТЦ3-63;
КТЦ3-80
КВЭ 0,5-3
МЭО-40/63-0,25-82
84
КЭ 1-3
КТЦ3-10
КТЦ3-20…
КТЦ3-40
КТЦ3-31,5…
КТЦ3-40
МЭО-40/63-0,25-82
Клапаны воздушные
1
1
6
0,21
828
0,42
1655
0,84
1671
-
33
46
75
503
12
1,7
3421
138
5.8. Подбор вспомогательного оборудования
Рассмотрим вспомогательное оборудование, при помощи которого
происходит сборка отдельных функциональных блоков центральных кондиционеров.
Камеры обслуживания
Предназначены для формирования воздушного потока и обслуживания
соседнего оборудования в кондиционере. В дне камеры имеется сливной патрубок для отвода конденсата, образующегося в приемных блоках при поступлении холодного воздуха в кондиционер, или отвода влаги, попадающей
в камеру обслуживания из соседнего оборудования (камеры орошения, блока
тепломассообмена или блока теплоутилизации). Данные для подбора камер
обслуживания типа КО-3 для центральных кондиционеров КТЦ3 приведены
в табл. 5.16.
Таблица 5.16
Основные данные камер обслуживания КО-3 [8]
Индекс
Тип кондиционера
Масса, кг, не более
01.50004
02.50004
03.50004
04.50004
06.50004
08.50004
12.50004
16.50004
КТЦ3-10
КТЦ3-20
КТЦ3-31.5
КТЦ3-40
КТЦ3-63
КТЦ3-80
КТЦ3-125
КТЦ3-160
53
67
78
85
106
114
140
150
Воздушные камеры
Предназначены для смешения воздушных потоков и обслуживания соседнего оборудования, а также для отбора воздуха до камеры орошения и подачи его через обводной канал за указанный агрегат.
В верхней части воздушной камеры и сбоку можно устанавливать регулирующие воздушные клапаны. Для центральных кондиционеров типа
КТЦ3 изготавливают воздушные камеры: шириной 565 мм обозначаются
KB 0,5-3; шириной 1080 мм − KB 1-3.
Данные для подбора воздушных камер приведены в табл. 5.17.
85
Основные данные воздушных камер KB [8]
Условное
обозначение
KB 0,5-3
KB 1-3
Таблица 5.17
Индекс
Тип кондиционера
Масса, кг, не более
01.52104
02.52104
03.52104
06.52104
16.52104
04.52204
08.52204
12.52204
16.52204
КТЦ3-10
КТЦ3-20
КТЦ3-31,5
КТЦ3-63
КТЦ3-160
КТЦ3-40
КТЦ3-80
КТЦ3-125
КТЦ3-160
53
65
76
100
151
133
167
215
240
Блоки приемные смесительные
Предназначены для приема, регулирования, смешения и распределения
по живому сечению объема наружного и рециркуляционного воздуха, поступающего в кондиционер. Приемный блок имеет воздушные клапаны для приема наружного и рециркуляционного воздуха. Клапанами управляют вручную или с помощью электрического привода для регулирования соо тношения количества наружного и рециркуляционного воздуха. При постоянном
расходе приточного воздуха возможно использовать один электропривод о дновременно на два клапана. При переменном расходе приточного воздуха
устанавливают независимый электропривод на каждый клапан.
В современных центральных кондиционерах приемные блоки могут
быть объединены с блоками фильтров (рис. 5.10).
Рис. 5.10. Приемная смесительная секция с фильтрами:
1 – ячейковый фильтр; 2 – карманный фильтр; 3 – рулонный фильтр;
4 – ячейковый и карманный фильтры; 5 – карманные фильтры первой
и второй ступеней очистки; 6 – рулонные и карманные фильтры;
Δ – обозначает инспекционную дверцу
86
Для центральных кондиционеров КТЦ3 изготовляют блоки двух типов
– прямоточные и смесительные. По типу привода воздушных клапанов блоки
поставляются: прямоточные с электроприводом БПЭ-3, прямоточные с пневмоприводном БПП-3, смесительные с электроприводом БСЭ-3, смесительные
с пневмоприводном БСП-3.
Аэродинамическое сопротивление приемных блоков при номинальной
производительности кондиционера не более 70 Па. Основные данные для
подбора приемных блоков приведены в табл. 5.18.
Основные данные приемных блоков [8]
Тип блока
БПЭ-3
БПП-3
БСЭ1-3
БСП1-3
Индекс
01.51134
02.51134
03.51134
04.51134
06.51134
08.511.34
12.51134
01.51124
02.51124
03.51124
04.51124
06.51124
08.51124
12.51124
01.51234
02.51234
03.51234
04.51234
06.51234
08.51234
12.51234
01.51224
02.51224
03.51224
04.51224
06.51224
08.51224
12.51224
Тип кондиционера
КТЦ3-10
КТЦ3-20
КТЦ3-31,5
КТЦ3-40
КТЦ3-63
КТЦ3-80
КТЦ3-125
КТЦ3-10
КТЦ3-20
КТЦ3-31,5
КТЦ3-40
КТЦ3-63
КТЦ3-80
КТЦ3-125
КТЦ3-10
КТЦ3-20
КТЦ3-31,5
КТЦ3-40
КТЦ3-63
КТЦ3-80
КТЦ3-125
КТЦ3-10
КТЦ3-20
КТЦ3-31,5
КТЦ3-40
КТЦ3-63
КТЦ3-80
КТЦ3-125
Таблица 5.18
Масса, кг, не более
165
230
300
325
525
570
1060
175
240
310
335
535
580
1070
205
305
370
505
660
855
1230
230
330
395
530
685
880
1250
Блоки присоединительные
Обеспечивают вход обработанного в кондиционере воздуха в вентиляционные агрегаты. Для центральных кондиционеров КТЦ3 выпускаются
87
блоки присоединительные вентагрегатов одностороннего всасывания БП1-3
и двухстороннего всасывания БП2-3.
Блоки шумоглушения
Блоки шумоглушения, в которых устанавливаются пластинчатые шумоглушители, предназначены для снижения уровня звуковой мощности от
вентилятора центрального кондиционера. Блоки шумоглушения обычно
устанавливаются после блока вентилятора, между ними обязательно размещают блок обслуживания для распределения потока воздуха после выходного отверстия вентилятора, особенно для вентиляторов с лопатками, загнутыми вперед. Каркас пластин шумоглушителя выполняется из оцинкованной
стали и заполнен звукопоглощающим материалом из минеральной ваты, которая покрывается слоем войлока или полиэтиленовой пленкой для предо твращения уноса частиц ваты потоком воздуха.
5.9. Компоновка центральных кондиционеров
После подбора основного и вспомогательного оборудования выполняется окончательная компоновка центрального кондиционера.
Кондиционеры следует располагать с учетом забора воздуха из нез агрязненных зон и минимальных приведенных затрат. В общественных и административных, а также вспомогательных помещениях производственных
предприятий кондиционеры следует проектировать в нижних частях зданий
(преимущественно на первых этажах). В многоэтажных зданиях с большим
количеством вентиляционных систем рекомендуется устраивать технические
этажи.
В производственных и общественных зданиях, где устанавливается
вентиляционное оборудование для пяти и большего числа систем, следует
предусматривать помещения для ремонта оборудования, а также регенерации
масла от фильтров, если отсутствуют центральные ремонтные мастерские.
При конструировании зала кондиционеров следует руководствоваться
следующими соображениями:
− радиус действия систем должен быть оптимальным как по техникоэкономическим, так и по конструктивным соображениям (50…60 м);
− СКВ должна обслуживать помещения, близкие по характеру производства и метеорологическим условиям.
Необходимо учитывать противопожарные требования.
При проектировании установок СКВ должны предусматриваться:
− лестницы, площадки, люки и двери для доступа к оборудованию и
трубопроводам;
88
− передвижные или стационарные подъемно-транспортные средства
(блоки, тали, монорельсы), необходимые для монтажа и ремонта, обслуживания кондиционеров;
− электрическое освещение помещений для размещения кондиционеров;
− проемы в строительных конструкциях для доставки оборудования к
местам монтажа.
К помещениям, в которых устанавливаются кондиционеры, а также к
размещению самих кондиционеров предъявляется ряд важных требований [2]:
− высота помещения, предназначенного для размещения кондиционеров, должна приниматься не менее чем на 0,8 м больше высоты оборудования, но не менее 1,9 м от пола до низа выступающих конструкций перекр ытий в местах прохода обслуживающего персонала. При наличии обводного
канала у оросительной камеры высота помещения должна быть не менее чем
на 2,6 м больше высоты самого кондиционера (без обводного канала);
− ширина проходов для обслуживающего персонала между выступающими частями кондиционеров и оборудования должна предусматриваться не
менее 0,7 м. В зоне установки фильтров следует, предусмотреть свободное пространство для извлечения из бака шнека диаметром 190 мм и длиной 1880 мм.
Компоновка центральных кондиционеров типа КТЦ3 осуществляется с
учетом требований их изготовления, комплектации, модификации и эксплуатации [8].
6. ОБОРУДОВАНИЕ СИСТЕМЫ ХОЛОДОСНАБЖЕНИЯ
6.1. Общие сведения о холодоснабжении
В центральных системах кондиционирования воздуха источником холода является холодильная машина. В зависимости от типа блока охлаждения
воздуха в центральном кондиционере это может быть парокомпрессио нная
холодильная машина с водяным охлаждением конденсатора, называемая
чиллером, или холодильная машина с воздушным охлаждением конденсатора. В последнем случае обрабатываемый воздух непосредственно охлаждается в испарителе холодильной машины (фреоновом воздухоохладителе), который объединен контуром хладагента с компрессорно-конденсаторным блоком. Современные водоохлаждающие холодильные машины могут совмещать в себе работу компрессора по выработке холода и максимальную утилизацию «свободного холода» атмосферы. Применение таких чиллеров особенно эффективно в холодный и переходный периоды года для помещений,
имеющих большие тепловыделения и незначительные теплопотери. При этом
значительно снижается потребление электроэнергии. Также холодильные
машины могут совмещать в себе функции охлаждения и нагрева, в последнем случае используется тепловой насос.
89
Для снабжения холодной водой аппаратов центральных неавтономных
СКВ применяются центральные холодильные станции. Холодильные станции общей производительностью до 1,8 МВт обычно проектируют на основе
нескольких поршневых или винтовых парокомпрессионных холодильных
машин одинаковой производительности. Станции большей холодопроизводительности для гибкости регулирования рекомендуется оборудовать одной
или двумя холодильными машинами меньшей производительности, которые
могут быть с поршневым компрессором.
Холодильные станции с машинами на холодильном агенте – фреоне по
взрывопожарной и пожарной опасности относятся в соответствии с [2] к категории «Д» и к выбору места их расположения предъявляются следующие
требования. Отдельные холодильные машины и холодильные станции не
разрешается размещать непосредственно в жилых помещениях, на лестничных площадках и под лестницами, а также в коридорах, фойе и вестибюлях, в
эксплуатационных выходах зданий и сооружений различного назначения.
Холодильные станции производительностью 350 кВт и более и отдельные
машины той же производительности не допускается размещать в подвалах и
цокольных этажах зданий и сооружений. Допускается размещать холодильные станции и отдельные машины производительностью до 700 кВт в подвалах и цокольных этажах зданий (кроме жилых зданий), если над перекрытием станции исключена возможность массового постоянного или временного
пребывания людей. Холодильные станции производительностью 700 кВт и
более могут размещаться в промышленных зданиях, в специальных пристройках к обслуживаемым зданиям, в заглубленных отдельно стоящих помещениях, а также в подвалах, цокольных этажах, вынесенных из-под контура зданий.
Высоту помещения для размещения холодильных машин принимают
не менее 3,6 м, считая до выступающих частей перекрытия. Проходы между
щитом управления и выступающими частями машин (аппаратов) необходимо
предусматривать не менее 1,5 м, между выступающими частями рядом стоящих машин − не менее 1 м, между машинами (аппаратами) и стеной здания −
не менее 0,8 м, а между машинами (аппаратами) и колоннами − не менее
0,7 м. Для удобства обслуживания крупногабаритного оборудования обычно
предусматривают площадки и лестницы, а для производства ремонтных работ − передвижные или стационарные подъемно-транспортные средства
(блоки, тали, монорельсы).
От холодильной станции к потребителям холодной воды прокладывается сеть трубопроводов.
Сброс в канализацию холодоносителя (циркулирующей воды) при
остановке насосов не допускается. Поступающая через переливные устройства из поддонов камер орошения и других аппаратов вода должна собираться в приемники, роль которых могут выполнять баки-аккумуляторы.
90
Системы холодоснабжения от станций с холодильной нагрузкой менее
290 кВт рассчитываются на пиковую часовую потребность в холоде и проектируются со сборными баками, но без баков-аккумуляторов. Для холодильных станций с холодильной нагрузкой от 290 кВт и более в систему холодоснабжения включаются баки-аккумуляторы, позволяющие проектировать холодильную станцию не на пиковую холодильную нагрузку, а исходя из потребности в холоде в расчетные сутки.
На рис. 6.1 показана принципиальная схема центральной холодильной
станции для выработки и подачи холодной воды [12].
Рис. 6.1. Принципиальная схема центральной холодильной станции
из двух агрегированных машин:
1 − градирни (на крыше); 2 − задвижки; 3 − обратный клапан;
4 − насосы оборотного воде снабжения; 5 − конденсаторы;
6 − теплообменники хладоновые; 7 − компрессоры; 8 − терморегулирующий
вентиль; 9 − испарители; 10 − трубопровод холодной воды к установке кондиционирования воздуха; 11 − насосы холодной воды; 12 − бак;
13 − трубопровод отепленной воды от установки кондиционирования
воздуха; 14 − трубопроводы для воды; 15 − трубопроводы для хладона
В качестве примера показана схема центральной холодильной станции
при работе двух холодильных машин. Холодильные машины поставляются
агрегатно. В комплект поставки входят: компрессор, кожухотрубный конден-
91
сатор, кожухотрубный испаритель, электрический щит и приборы автоматики. Агрегаты холодильной машины соединяются между собой трубопроводами для циркуляции хладона. К конденсаторам подводятся трубопроводы
системы оборотного снабжения охлаждающей водой. Испарительное охлаждение нагретой в конденсаторах воды осуществляется в вентиляторных
градирнях. Для обеспечения надежности и гибкости регулирования, как пр авило, каждая холодильная машина имеет свою систему оборотного водоснабжения, а на трубопроводах предусматриваются перемычки для возможности использования в случае необходимости резервного насоса. Охлажденная испарением вода забирается насосами из поддонов градирен и подается в
трубки кожухотрубных конденсаторов.
Источником холода для аппаратов СКВ служит холодная вода. Насосы
забирают отепленную воду из сборного бака и подают в межтрубное пр остранство кожухотрубных испарителей холодильных машин. Охлажденная
вода по магистральному трубопроводу поступает к аппаратам установки
кондиционирования воздуха. После охлаждения кондиционируемого воздуха
отепленная вода поступает в сборный бак. Каждая холодильная машина
обычно имеет свой насос для подачи отепленной воды в кожухотрубный испаритель, а на трубопроводах предусматриваются перемычки для использ ования резервного насоса.
6.2. Общие сведения о хладагентах
С помощью холодильного агента осуществляется холодильный цикл.
Это возможно благодаря тому, что хладагент при одном и том же давлении
может изменять свою температуру за счет изменения агрегатного сос тояния.
Испаряясь в испарителе, хладагент отбирает теплоту из охлаждаемого
объема, затем после сжатия компрессором и перехода в жидкое состояние
отдаёт теплоту окружающей среде. Ниже представлены общие сведения о
некоторых холодильных агентах, объединенных по степени их воздействия
на окружающую среду.
Хладагенты с высокой озоноразрушающей активностью (CFC)
Хладагент R11, химическая формула CFCl 3, применяется в холодильных машинах с температурой кипения до -20 ºС, в промышленных кондиционерах, турбокомпрессорах средних и больших мощностей, а также для промывки холодильных машин. Для организма человека безвреден; невзрывоопасен, неограниченно растворяется в минеральном масле. Обезвоженный
хладагент (массовая доля влажности 0,0025 %) нейтрален ко всем металлам,
кроме магния. Производство прекращено с 1.01.1996 года.
Хладагент R12, химическая формула F2Cl 2C, применяется для получения средних температур в бытовых холодильниках, в торговом холодильном
92
оборудовании. Бесцветный газ, один из наиболее применяемых и безопасных
в эксплуатации хладагентов, однако при температуре более 330 ºС разлагается с образованием следов сильного отравляющего вещества – фосгена. Обезвоженный нейтрален ко всем металлам. Сильный растворитель органических
веществ, поэтому для прокладок применяют специальную резину – севанит
или паронит.
Хладагенты с низкой озоноразрушающей активностью (HCFC)
Хладагент R22, химическая формула CF2ClH, применяется в холодильных установках, кондиционерах, тепловых насосах. R22 невзрывоопасен, негорючий, нейтрален к металлам. По сравнению с R12, хуже растворяется в
масле, легко проникает через неплотности. Коэффициент теплоотдачи при
кипении и конденсации на 25…30 % выше, чем у R12, но имеет более высокое давление нагнетания. По энергетической эффективности близок к R502
(практически взаимозаменяемы).
Применение этого хладагента разрешено до 2010 года.
Характеристика хладагента R22 на линии насыщения представлена в
табл. 6.1.
Таблица 6.1
Характеристика хладагента R22 на линии насыщения
Удельная
энтальпия,
кДж/кг
Удельная
энтропия,
кДж/(кг×К)
Температура,
ºС
Абсолютное
давление,
×105 , Па
жидкости
пара
жидкости
пара
жидкости
пара
жидкости
пара
-50
-41
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
0,643
1,002
1,049
1,635
2,448
3,543
4,976
6,807
9,099
11,92
15,34
19,42
0,695
0,707
0,709
0,724
0,740
0,758
0,778
0,800
0,824
0,851
0,883
0,921
0,3246
0,2149
0,2057
0,1358
0,09284
0,06534
0,04714
0,03471
0,02600
0,01974
0,01514
0,01167
1,438
1,412
1,409
1,380
1,349
1,317
1,284
1,250
1,213
1,173
1,131
1,084
3,080
4,653
4,861
7,363
10,771
15,304
21,213
28,810
38,461
50,658
66,050
85,689
144,85
154,27
155,32
166,07
177,10
188,40
200,00
211,90
224,14
236,75
249,81
263,43
383,81
388,05
388,52
393,07
397,42
401,53
405,36
408,86
411,97
414,62
416,69
418,01
0,7788
0,8200
0,8245
0,8695
0,9137
0,9572
1,0000
1,0423
1,0841
1,1256
1,1670
1,2087
1,8496
1,8270
1,8247
1,8030
1,7840
1,7670
1,7518
1,7378
1,7248
1,7123
1,6999
1,6870
Удельный
объём, дм3 /кг
Плотность,
кг/м3
Озонобезопасные хладагенты (HFC)
Хладагент R134а, химическая формула CF3CFH2, нетоксичен, негорюч, однако в смеси с воздухом может образовывать горючие смеси.
93
R134a предназначен для замены R12.
При температуре кипения -7 ºС R134a имеет эксплуатационные характеристики близкие к R12. При температуре кипения -15 ºС и ниже энергетические показатели R134a хуже, чем у R12. В высокотемпературных холодильных установках эти показатели R134a выше, чем у R12.
Характеристика хладагента R134а на линии насыщения представлена в
табл. 6.2.
Таблица 6.2
Характеристика хладагента R134а на линии насыщения [16]
жидкости
пара
жидкости
пара
кДж/(кг×К)
пара
2
0,295
0,391
0,512
0,661
0,844
1,064
1,327
1,638
2,004
2,43
2,925
3,492
4,141
4,878
5,710
6,647
7,695
8,863
10,159
11,594
13,176
Удельная
энтропия,
жидкости
1
-50
-45
-40
-35
-30
-25
-20
-15
-10
-5
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Удельная
энтальпия,
кДж/кг
пара
Абсолютное
Темперадавление,
тура, ºС
×105 , Па
Плотность,
кг/м3
жидкости
Удельный
объём, дм3 /кг
3
0,693
0,700
0,707
0,714
0,722
0,730
0,738
0,746
0,755
0,764
0,773
0,783
0,794
0,805
0,816
0,829
0,842
0,857
0,872
0,889
0,907
4
604,615
463,457
360,036
283,15
225,21
180,995
146,855
120,204
99,186
82,45
69,005
58,111
49,214
41,893
35,827
30,768
26,517
22,927
19,876
17,268
15,026
5
1442,547
1428,411
1414,175
1399,816
1385,306
1370,619
1355,725
1340,593
1325,190
1309,479
1293,424
1276,980
1260,104
1242,744
1224,845
1206,345
1187,173
1167,250
1146,481
1124,757
1101,943
6
1,654
2,158
2,777
3,532
4,440
5,525
6,809
8,319
10,082
12,129
14,492
17,209
20,320
23,870
27,912
32,503
37,712
43,617
50,313
57,911
66,551
7
136,0
142,3
148,5
154,9
161,2
167,6
174,0
180,4
186,9
193,4
200,0
206,6
213,3
220,1
227,0
233,9
241,0
248,1
255,4
262,9
270,5
8
367,3
370,5
373,6
376,7
379,7
382,8
385,8
388,8
391,7
394,6
397,4
400,2
403,0
405,6
408,2
410,8
413,2
415,6
417,8
419,9
421,9
9
0,742
0,770
0,797
0,824
0,850
0,876
0,901
0,927
0,951
0,976
1,000
1,024
1,048
1,071
1,095
1,118
1,141
1,164
1,187
1,210
1,234
10
1,779
1,770
1,762
1,755
1,749
1,743
1,738
1,734
1,730
1,726
1,723
1,720
1,717
1,715
1,713
1,711
1,709
1,707
1,706
1,704
1,702
Альтернативные озонобезопасные хладагенты (HFC)
Хладагент R407С предназначен для замены R22 в СКВ.
R407C – неазеотропная смесь хладагентов R32/R125/R134a в массовом
соотношении 23/25/52 (R407A – 20/40/40; R407B – 10/45/45). Энергетическая
94
эффективность R407C близка к энергетической эффективности R22. Применяется совместно с полиэфирными маслами, которые имеют большую гигроскопичность.
Характеристика хладагента R407С на линии насыщения представлена в
табл. 6.3.
Таблица 6.3
Характеристика хладагента R407С на линии насыщения [16]
пара
жидкости
пара
жидкости
пара
Удельная
энтропия,
кДж/(кг×К)
жидкости
1
-50
-45
-40
-35
-30
-25
-20
-15
-10
-5
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Удельная
энтальпия,
кДж/кг
пара
Температура,
ºС
Плотность, кг/м
3
жидкости
Давление
насыщения,
×105 , Па
2
0,735
0,939
1,187
1,483
1,833
2,246
2,727
3,288
3,933
4,673
5,518
6,675
7,557
8,772
10,132
11,647
13,327
15,182
17,222
19,455
21,891
3
0,492
0,646
0,838
1,074
1,361
1,074
2,112
2,593
3,153
3,801
4,545
5,394
6,357
7,444
8,663
10,028
11,549
13,241
15,119
14,200
19,504
4
1399,335
1384,623
1369,646
1354,386
1338,825
1322,942
1306,713
1290,112
1273,11
1255,673
1237,761
1219,33
1200,329
1180,695
1160,357
1139,227
1117,197
1094,138
1069,88
1044,209
1016,836
5
2,322
2,997
3,882
4,821
6,017
7,437
9,108
11,061
13,328
15,944
18,947
22,383
26,299
30,755
35,817
41,568
48,108
55,561
64,088
73,896
85,269
6
136,0
141,9
148,0
154,1
160,4
166,7
173,1
179,6
186,3
193,1
200,0
207,1
214,3
221,7
229,3
237,1
245,2
253,5
262,1
271,0
280,3
7
384,9
388,1
391,3
394,5
397,7
400,8
403,9
407,0
410,0
412,9
415,7
418,4
421,1
423,6
426,0
428,2
430,3
432,1
433,8
435,1
436,0
8
0,743
0,770
0,796
0,822
0,848
0,873
0,899
0,924
0,949
0,975
1,000
1,025
1,051
1,076
1,102
1,128
1,154
1,180
1,207
1,235
1,263
9
1,878
1,866
1,856
1,846
1,837
1,829
1,822
1,815
1,809
1,803
1,797
1,792
1,788
1,783
1,779
1,774
1,770
1,765
1,760
1,755
1,749
В качестве холодильного агента для кондиционирования жилых и о бщественных зданий используют хладоны: фреон R22 и экологически безопасные смеси фреонов R407C и R134a, которые в последнее время практически заменили R22.
95
6.3. Термодинамические циклы холодильных машин
Для проведения детальных расчетов холодильных установок обычно
используют lg P-i-энтальпи йную-диаграмму холодильного агента (рис. 6.2).
Рис. 6.2. lg P-i-энтальпийная-диаграмма холодильного агента
Сетка энтальпийной диаграммы образована изоэнтальпами i = const и
изобарами P = const, на оси абсцисс отложены значения энтальпии, на оси
ординат – давления. Для шкалы давлений P применяют логарифмический
масштаб, поэтому энтальпийная диаграмма часто обозначается lg P-i.
На диаграмме нанесены пограничные кривые АК (х = 0) и KB (х = 1),
которые вместе с критической изотермой tкр = const делят поле диаграммы на
три области: некипящей жидкости, влажного и перегретого пара.
Изотермы t = const в области влажного пара совпадают с изобарами, в
области перегретого пара они круто опускаются вниз, а в области жидкости
совпадают с линиями постоянных энтальпий. Изоэнтропы s = const – восходящие кривые. На диаграмме приведены также изохоры v = const и линии постоянной степени сухости пара х = const.
6.4. Построение цикла одноступенчатой холодильной
установки на lg P-i-диаграмме
Для теоретического расчета цикла одноступенчатой холодильной установки необходимо знать режим ее работы, который характеризуется следу-
96
ющими температурами: кипения холодильного агента в испарителе (температура испарения хладагента) t0, ºС, охлаждающей воды tвк, ºС, конденсации
tкон, ºС, переохлаждения жидкости tп, ºС, и перегрева пара при всасывании tпп,
ºС, (для фреоновых холодильных машин, в которых пар холодильного агента
перед поступлением в компрессор перегревают).
Последовательность построения цикла одноступенчатой холодильной
установки на lg P-i-диаграмме:
1. Определяется расчетная холодопроизводительность установки в ТПГ
уст
Qх , Вт, по формуле
Qхуст 0,278 Gп J Н J К ,
(6.1)
где JН – энтальпия наружного воздуха в ТПГ, кДж/кг; JК – энтальпия воздуха,
выходящего из оросительной камеры, кДж/кг.
ср
2. Средняя температура воды в испарителе t w ,°С, определяется по
формуле
t wср
ф
t wк
ф
t wн
2
,
(6.2)
ф
ф
где t wк
и t wн
− температуры, принимаются из расчета форсуночной камеры, ºС.
3. Температура испарения хладагента t0 принимается на 5 °С ниже t wср .
4. Температура охлаждаемой воды tвк принимается на 3 °С выше температуры по мокрому термометру tмн (раздел 5.2.2).
5. Температура конденсации tкон принимается на 8…10 °С выше tмн.
6. Температура переохлаждения жидкости tп на 3…4 °С выше tмн.
7. Температура перегрева пара при всасывании tпп на 8…15°C выше tо
(раздел 5.2.2).
8. Характеристики хладагента на линии насыщения определяется по
табл. 6.1…6.3.
После определения необходимых температур можно построить цикл
холодильной машины на lg P-i-диаграмме в следующем порядке (рис. 6.3, а).
Строится изотерма кипения холодильного агента t0=const. На пересечении изотермы t0 и правой пограничной кривой находят точку 1. Из точки 1
строится адиабата s = const, характеризующая процесс сжатия паров в компрессоре. Далее строят изотерму конденсации tкон, точки пересечения последней с правой и левой пограничными кривыми обозначают 2' и 3' соответственно. Поскольку в области влажного пара изотермы совпадают с из обарами, то 2'-3' представляют собой изобару конденсации, продолжив которую в области перегретого пара до пересечения с адиабатой сжатия паров
холодильного агента s1=const, находят точку 2, характеризующую параметры
паров холодильного агента при выходе из компрессора.
Положение точки 3 определяется давлением конденсации Рк и температурой переохлаждения жидкости перед регулирующим вентилем tп. Проводится изобара конденсации Рк=const влево от точки 3'; на пересечении изо-
97
термы tп=const и изобары Рк=const находят точку 3. Из точки 3 проводят линию постоянной энтальпии i3=const до пересечения с изотермой кипения холодильного агента t0. Полученная точка 4 характеризует параметры холодильного агента после дросселирования в регулирующем вентиле.
При использовании фреона в качестве охлаждающей жидкости цикла
учитывается температура перегрева паров при всасывании tпп. Построение
цикла на lg P-i-диаграмме аналогично указанному выше. Различие заключается в следующем (рис. 6.3, б).
После построения изотермы испарения из точки 1 строится изобара в
области перегретого пара. Затем строится изотерма перегрева паров при вс асывании tпп. Точка пересечения указанных линий обозначается 1". Из указанной точки проводится адиабата s1=const до пересечения с изобарой конденсации. Полученная точка 2" представляет собой состояние паров холодильного агента после сжатия их в компрессоре.
Подбор холодильной машины производят по стандартной холодопроизводительности. Для этого на lg P-i-диаграмме проводится построение рабочего и стандартного циклов. Стандартный цикл строится в зависимости от
того, какой холодильный агент применяется в холодильной установке. Для
подбора фреоновых холодильных агрегатов, стандартный цикл строится исходя из значений температур t0, tкон ,tп и tпп.
Рис. 6.3. Построение цикла холодильной установки на lg P-i-диаграмме:
а – построение цикла при использовании воды в качестве охлаждающей
жидкости; б – построение цикла при использовании фреона в качестве
охлаждающей жидкости; 1-2 – адиабатическое сжатие паров в компрессоре;
2-2' – охлаждение паров в конденсаторе при Рк = const; 2'-3' – конденсация
паров при tкон = const и Рк = const; 3'-3 – переохлаждение хладагента до tп;
3-4 – дросселирование при i = const; 4-1 – кипение хладагента
в испарителе при t0=const и Р0=const
98
6.5. Теоретический расчет цикла холодильной машины.
Подбор оборудования системы холодоснабжения
Исходными данными для теоретического расчета цикла холодильной
установки являются: расчетная холодопроизводительность машины (определенная по формуле 6.1) Qхуст, Вт, схема теоретического цикла на диаграмме.
По схеме процесса (рис. 6.3) с учетом характеристики хладагента на
линии насыщения (табл. 6.1−6.3) определяются:
− энтальпии в точках 1, 2, 3, 3’ и 4 − i1, i2 , i3, i3’, i4;
− давления в точках 1 и 2 − P1 и P2;
− удельный объем паров в точке 1 (находят из lg Р-i диаграммы, параметры точки 1 (рис. 6.3)) − ν1.
На основании этих данных определяют:
− удельную холодопроизводительность цикла qо, кДж/кг, по формуле
qo i1 i4 ;
(6.3)
− удельную работу цикла l, кДж/кг, по формуле
l i2 i1 ;
(6.4)
− удельное количество теплоты, отданное 1 кг холодильного агента в
конденсаторе q, кДж/кг, по формуле
q
i2
i3 ;
(6.5)
− удельное количество теплоты, отданное в переохладителе qп, кДж/кг,
по формуле
q П i31 i3 ;
(6.6)
− холодильный коэффициент цикла (количество теплоты, отводимой на
единицу затрачиваемой работы), характеризующий экономичность работы
холодильной компрессорной машины έ, по формуле
qo
l
i1 i4
;
i2 i1
−
удельную
объемную
3
qv , кДж/(кг×м ), по формуле
холодопроизводительность
qv
qo
1
;
(6.7)
цикла
(6.8)
где ν 1 – удельный объем паров (расход хладагента), м 3/кг;
− массовый расход пара – массовую подачу компрессора Мк, кг/с, по
формуле
M к Qх / qo ;
(6.9)
− объемный расход пара – объемную подачу компрессора Vд, в м3/с,
по формуле
Vд M к 1;
(6.10)
99
− степень сжатия паров в компрессоре по формуле
Рк
Р0
Р2
;
Р1
(6.11)
− коэффициент подачи компрессора λ на практике определяют, используя графическую зависимость
f Pк
Р0
, составленную по данным испыта-
ний однотипных машин (рис. 6.4) [8];
Рис. 6.4. Графическая зависимость коэффициента подачи
f Pк
Р0
:
1 – для компрессоров с часовым объёмом, описываемым поршнем от 100
до 250 м3/ч; 2 – для компрессоров с часовым объёмом,
описываемым поршнем от 300 до 1250 м 3/ч
− описываемый объем компрессора или объёмная производительность
компрессора Vкомп, м3/с, по формуле
Vком п Vд
.
(6.12)
Теоретический цикл фреоновых холодильных машин рассчитывают
аналогично. Различие заключается лишь в том, что индекс 1 заменяется на
индекс 1", индекс 2 − на 2".
Ориентируясь на рассчитанный описываемый объем компрессора (объёмная производительность компрессора) Vкомп, м3/с, подбирается один или
несколько компрессоров соответствующего размера.
В табл. 6.4 в качестве примера представлены характеристики спиральных компрессоров «Копланд».
Версия электродвигателя определяется индивидуально для каждой модели по каталогам фирмы – изготовителя компрессора.
100
Вес Брутто, кг
Количество масла, л.
Холодопроизводительность, кВт,
при работе на хладагенте
Объемная
производительность,
м3 /ч
Модель
Номинальная мощность
привода, л.с.
Таблица 6.4
Характеристики спиральных компрессоров «Копланд»
R407C
R134a
R22
ZR 18 K/E
1,5
3,8
2,5
4,4
4,4
0,7
21
ZR 22 K/E
1,8
4,6
3,2
5,4
5,3
1,0
26
ZR 28 K/E
2,5
5,9
4,2
7,0
6,8
1,0
29
ZR 34 K/E
3,0
7,0
4,9
8,3
8,0
1,1
30
ZR 40 K/E
3,5
8,2
5,7
9,8
9,4
1,1
31
ZR 48 K/E
4,0
10,2
6,9
11,9
11,5
1,4
33
ZR 49 K/E
4,0
10,1
11,8
11,7
1,9
40
ZR 61 K/E
5,0
12,5
8,9
14,5
14,4
1,9
41
ZR 72 K/E
6,0
14,8
10,5
17,6
17,0
1,7
44
ZR 81 K/E
6,5
16,7
11,8
19,9
19,2
1,7
45
ZR 90 K/E
7,5
18,7
12,8
21,6
20,9
4,1
105
ZR 11 M/E
9,0
22,7
15,7
26,3
25,1
4,1
107
ZR 12 M/E
10
26,3
18,2
30,5
28,8
4,1
111
ZR 16 M/E
13
32,0
22,4
37,5
35,5
4,1
114
ZR 19 M/E
15
39,5
26,8
46,0
42,8
4,1
130
ZR 250 K/E
20
52,0
35,5
60,0
56,6
4,7
168
ZR 310 K/E
25
65,0
44,0
74,0
71,4
6,3
188
ZR 380 K/E
30
80,5
55,5
92,0
87,5
6,3
201
Примечание: В спиральных компрессорах «Копланд» серии ZR используются электродвигатели на 50 и 60 Гц.
Требуемая поверхность нагрева теплообменников Fктр и Fитр , м2, определяется по формуле
- для конденсатора:
1000 Qк
Fкт р
;
(6.13)
К к t кср
- для испарителя:
1000 Qи
Fит р
,
(6.14)
К и t иср
где Qк – теплопроизводительность конденсатора, кВт, определяемая по разности удельных энтальпий в теоретическом цикле:
101

с учетом переохлаждения в конденсаторе по формуле
Qк M к (i2 i3 ) ;
(6.15)
 без учета переохлаждения в конденсаторе по формуле
Qк M к (i2 i'3 ) ,
(6.16)
Qи – теплопроизводительность испарителя, кВт, определяется по формуле
Qи Qх k з ,
(6.17)
ср
где kз – коэффициент запаса, равный 1,1…1,2; Δtк – средний температурный
напор в конденсаторе, ºС, определяется по формуле
t кср
t кон
t в1
t в2
2
,
(6.18)
где tв1 – температура воды, используемой для охлаждения конденсатора,
принимается на 4…6 °С выше tмн, ºС; tв2 – температура воды на выходе из
конденсатора, принимается на 5…6 ºС ниже tкон, ºС;
Δtиср – средний температурный напор в испарителе, ºС, определяется по
формуле
tиср
tо
t х1
t х2
2
,
(6.19)
где t х1 – требуемая температура охлажденной воды, принимается равной температуре воды в поддоне камер орошения или в сборном баке отопленной
ф
воды, т.е. t wн
, ºС; t х2 – требуемая температура охлажденной воды из испарителя, для неавтономных СКВ принимается равной 6…7 ºС.
В курсовой работе для одноступенчатых фреоновых холодильных машин коэффициенты теплопередачи в конденсаторах − Кк, Вт/(м2 × ºС), и испарителях − Ки, Вт/(м2׺С), можно приближенно принять равными:
Кк=560+60, Вт/(м2׺С) при водяном охлаждении;
Ки=290+60, Вт/(м2׺С) при охлаждении воды.
По результатам расчета определяется тип и фактическая поверхность
нагрева теплообменников при этом запас не должен превышать 15 %.
Приводятся характеристики испарителя кожухотрубного типа Я29-ИКТ
и конденсатора кожухотрубного типа Я29-ККТ, представленные в табл. 6.5 и
табл. 6.6.
Таблица 6.5
Технические характеристики и размеры испарителей кожухотрубных
фреоновых марки Я29-ИКТ/Ф
Марка аппарата
Я29-ИКТ 25-10-4
Я29-ИКТ 25-15-6
Поверхность
теплообмена, м2
4,1
6,1
102
Количество
рядов, шт.
4
4
Масса, кг
163
210
Окончание табл. 6.5
Марка аппарата
Я29-ИКТ 25-20-8
Я29-ИКТ 30-20-12
Я29-ИКТ 30-25-15
Я29-ИКТ 30-25-20
Я29-ИКТ 40-25-30
Я29-ИКТ 40-25-35
Я29-ИКТ 40-25-40
Я29-ИКТ 50-25-50
Я29-ИКТ 50-25-60
Я29-ИКТ 50-25-80
Я29-ИКТ 60-25-90
Я29-ИКТ 60-25-120
Я29-ИКТ 60-25-140
Поверхность
теплообмена, м2
8,2
14,6
18,3
21,9
25,7
32,2
38,6
50,9
61,1
81,5
86,5
115,3
144,2
Количество
рядов, шт.
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
6
6
6
Масса, кг
254
413
488
562
683
802
920
1151
1313
1653
1780
2234
2667
5
28
45
56
65
84
112
140
168
6
0,35
0,6
0,7
0,9
1,05
1,4
1,75
2,1
Масса, кг
4
16000
23000
33000
43000
50000
69000
85000
100000
Установленная мощность
электродвигателей, кВт
3
101,2
154,0
202,4
270,0
303,6
404,8
506,0
607,2
Количество вентиляторов
Расход воздуха (общий), м3 /ч
2
260
377
520
604
780
1040
1300
1560
свежей
Площадь теплообменной
поверхности, м2
1
Я29-ИК-100
Я29-ИК-150
Я29-ИК-200
Я29-ИК-250
Я29-ИК-300
Я29-ИК-400
Я29-ИК-500
Я29-ИК-600
Расход воды
м3 /ч
циркулирующей
Марка
испарительного
конденсатора
Номинальный тепловой
поток, кВт
Характеристики испарительных конденсаторов
типа Я29-ККТ (аналог КГТ)
Таблица 6.6
7
1
2
2
3
3
4
5
6
8
2,2
3
4,4
4,5
6,6
8,8
11
13,2
9
1300
2200
2700
3500
4200
5500
6800
7300
По результатам расчета вычерчивается схема холодильной станции. В
спецификации указываются количество и технические характеристики подобранного оборудования.
103
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Охарактеризуйте санитарно-гигиенические требования к состоянию
воздушной среды.
2. Поясните, по каким признакам классифицируются СКВ.
3. Расскажите о кондиционировании воздуха в ХПГ.
4. Назначение, область применения комфортных СКВ.
5. Назначение, область применения технологических СКВ.
6. Охарактеризуйте центральные СКВ с качественными и количественным регулированием.
7. Охарактеризуйте основные свойства влажного воздуха.
8. Назовите расчетные внутренние параметры в кондиционируемых
помещениях.
9. Раскройте методику расчета воздухообмена СКВ.
10. Расскажите об J-d-диаграмме влажного воздуха.
11. Охарактеризуйте
процессы
обработки
воздуха
на J-d-диаграмме.
12. Расскажите о тепло- и влагообмене в оросительных камерах СКВ.
13. Расскажите об основах получения холода: термодинамические циклы холодильных машин на P-V-диаграмме.
14. Расскажите об основах получения холода: термодинамические циклы холодильных машин на T-S-диаграмме.
15. Расскажите об основах получения холода: термодинамические циклы холодильных машин на lg P-i-диаграмме.
16. Холодильные агенты в СКВ. Термодинамические свойства холодильных агентов.
17. Охарактеризуйте холодильные агенты с высокой озоноразрушающей активностью.
18. Охарактеризуйте холодильные агенты с низкой озоноразрушающей
активностью.
19. Охарактеризуйте озонобезопасные холодильные агенты.
20. Расскажите об альтернативных озонобезопасных хладагентах.
21. Охарактеризуйте основное климатическое оборудование.
22. Классификация, назначение, устройство, принцип действия компрессоров в СКВ. Достоинства и недостатки различных типов компрессоров.
23. Расскажите о холодильных компрессорах объемного принципа действия.
24. Расскажите о холодильных компрессорах динамического принципа
действия.
25. Охарактеризуйте способы плавного регулирования производительности компрессоров.
26. Поясните способы ступенчатого регулирования производительности
компрессоров.
104
27. Классифицируйте теплообменные аппараты СКВ.
28. Расскажите о воздухонагревателях центральных кондиционеров.
29. Что такое рекуперативные и регенеративные теплообменники?
30. Расскажите об устройстве, принципе действия конденсаторов и испарителей в СКВ.
31. Назначение, принцип действия терморегулирующего вентиля.
32. Что такое четырехходовые клапаны обратимости цикла?
33. Назначение и принцип действия жидкостных ресиверов.
34. Назначение и принцип действия докипателей жидкого хладагента.
35. Назначение и принцип действия маслоотделителей в СКВ.
36. Какие требования предъявляются к бытовым кондиционерам?
37. Перечислите технические характеристики бытовых кондиционеров.
38. Охарактеризуйте принцип действия многозональных бытовых СКВ.
39. Перечислите технические характеристики полупромышленных кондиционеров.
40. Перечислите и прокомментируйте основные конструктивные особенности полупромышленных кондиционеров.
41. Назовите конструктивные особенности, область применения крышных кондиционеров.
42. Что такое прецизионные кондиционеры? Принцип их действия.
43. Расскажите о многозональных полупромышленных СКВ.
44. Охарактеризуйте многозональные полупромышленные СКВ с регулируемой производительностью.
45. Охарактеризуйте многозональные полупромышленные СКВ с наращиваемой производительностью.
46. Охарактеризуйте многозональные полупромышленные СКВ с утилизацией теплоты.
47. Расскажите о холодильных машинах для охлаждения жидкости
(чиллерах).
48. Назначение, принцип действия, конструктивные особенности
насосных станций.
49. Расскажите о работе холодильной машине в режиме теплового
насоса.
50. Расскажите о конвекторных теплообменниках (фанкойлах).
51. Приведите основные компоновочные схемы центральных кондиционеров.
52. Перечислите и охарактеризуйте функциональные устройства центральных кондиционеров.
53. Прокомментируйте каким образом осуществляется автоматизация
прямоточных систем центрального кондиционирования.
54. Каким образом предусмотрена автоматизация центрального кондиционирования с рециркуляцией теплоты?
105
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В учебно-методическом пособии обобщен и систематизирован теоретический материал, необходимый для разработки проекта центральной с истемы кондиционирования воздуха в помещениях общественных зданий, таких как кинотеатры, клубы, школы, библиотеки и другие.
В учебно-методическое пособие включены сведения об элементной базе климатического оборудования. Представлены описание, технические характеристики, методики расчета и подбора отдельных секций центрального
кондиционера. Охарактеризованы холодильные агенты, применяемые при
кондиционировании воздуха помещений общественных зданий. Приведены
методики теоретического расчета цикла холодильной машины и подбора
оборудования системы холодоснабжения.
Изложенный в пособии материал содержит полезную информацию, необходимую при выборе, расчете и обосновании способа организации возд ухообмена в помещениях общественных зданий и выполнении проекта по
кондиционированию воздуха объектов различного функционального назначения.
Учебно-методическое пособие будет полезно студентам и магистрантам высших учебных заведений, обучающихся по направлению «Строительство», а также инженерно-техническим работникам, работающим в области
проектирования, наладки и эксплуатации системы кондиционирования во здуха и холодоснабжения.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. ГОСТ 30 494-96. Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещении. – М.: Издательство Стандартов, 1999. – 6 с.
2. СНиП 41.01-2003. Отопление, вентиляция и кондиционирование. –
М.: ФГУП ЦПП, 2004. – 74 с.
3. СНиП 23-03-2003. Защита от шума. – Санкт–Петербург: Издательство ДЕАН, 2004. – 80 с.
4. СНиП 2.08.01-89*. Жилые здания. – М.: ГУП ЦПП, 2002. – 19 с.
5. СНиП II-3-79. Строительная теплотехника. – М.: ГУП ЦПП, 1998. –
31 с.
6. СНиП 23-01-99. Строительная климатология. – М.: ГУП ЦПП, 2000.
– 70 с.
7. Ананьев, В.А. Системы вентиляции и кондиционирования. Теория
и практика / В.А Ананьев. – М: Евроклимат, 2000. – 416 с.
8. Баркалов, В.Б. Внутренние санитарно-технические устройства.
Вентиляция и кондиционирование воздуха / В.Б. Баркалов, Н.Н. Павлов,
С.С. Амирджанов. – М: Стройиздат, 2000. – 416 с.
106
9. Белова, Е.М. Системы кондиционирования с чиллерами и фанкойлами / Е.М. Белова. – М.: Евроклимат, Техносфера, 2009. – 399 с.
10. Белова, Е.М. Центральные системы кондиционирования воздуха в
зданиях / Е.М. Белова. – М.: Евроклимат, 2006. – 640 с.
11. Богданов, С.Н. Холодильная техника. Свойства веществ: справочник / С.Н. Богданов, О.П. Иванов, А.В. Куприянов. – М.: Агропромиздат,
1985. – 208 с.
12. Богословский В.Н. Кондиционирование воздуха и холодоснабжение
/ В.Н. Богословский, О.Я. Кокорин, Л.В. Петров. – М.: Стройиздат, 1985. –
367 с.
13. Бромлей, М.Ф. Гидравлические машины и холодильные установки /
М.Ф. Бромлей. – М.: Стройиздат, 1971. – 258 с.
14. Данилова, Г.Н. Теплообменные аппараты холодильных установок /
Г.Н. Данилова. – М.: Машиностроение, 1986. – 328 с.
15. Нестеренко, А.В. Основы термодинамических расчетов вентиляции
и кондиционирования воздуха / А.В. Нестеренко. – М.: Высшая школа,
1973.– 460 с.
16. Нимич, Г.В. Современные системы вентиляции и кондиционирования воздуха : учеб. пособие / Г.В. Нимич, В.А. Михайлов, Е.С. Бондарь. – М.:
ИВИК, 2003. – 626 с.
17. Кокорин, О.Я. Отечественное оборудование для создания систем
вентиляции и кондиционирования воздуха / О.Я. Какорин, А.М. Дерибасов. –
М.: ИКФ «Каталог», 2002. – 91 с.
18. Оболенский, Н.В. Холодильное и вентиляционное оборудование :
учеб. пособие / Н.В. Оболенский, Е.А. Денисюк. – М.: Колосс, 2004. – 246 с.
19. Пекер, Я.Д. Справочник по выбору оборудования для кондиционирования воздуха / Я.Д. Пекер, Е.Я. Мардер. – Киев: Будивельник, 1990. – 224 с.
20. Полосин, И.И. Теоретические основы создания микроклимата в помещении : учеб. пособие / И.И. Полосин, Б.П. Новосельцев,
В.Н. Шершнев. – Воронеж: Воронеж. гос. арх.–строит. ун-т., 2005. – 146 с.
21. Росляков, Е.М. Холодоснабжение : учеб. пособие / Е.М. Росляков. –
М.: АСВ, 2004. – 152 с.
22. Свистунов, В.М. Отопление, вентиляция и кондиционирование
воздуха объектов агропромышленного комплекса и жилищно-коммунального
хозяйства : учеб. пособие / В.М. Свистунов, Н.К. Пушняков. – Санкт–
Петербург: Политехника, 2007. – 421 с.
23. Справочник проектировщика. Вентиляция и кондиционирование
воздуха / под ред. И.Г. Староверова. – М.: Стройиздат, 1977. – Ч. 2. – 502 с.
24. Стомахина, Г.И. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха / Г.И. Стомахина [и др.]. – М.: ПАНТОРИ, 2003. – 275 с.
25. Титов, В.П. Курсовое и дипломное проектирование по вентиляции
гражданских и промышленных зданий : учеб. пособие / В.П. Титов,
Э.В. Сазонов. – М.: Стройиздат, 1985. – 208 с.
107
Бланк задания на проектирование
Характеристика объекта строительства
театр
Объект строительства –
кинотеатр
общественное здание
клуб
школа
длина Азд, м
Размеры
ширина Bзд, м
объекта строительства
высота Hзд, м
север, северо-запад,
Ориентация фасада объекта
северо-восток, юг,
строительства по сторонам света юго-запад, юго-восток,
восток, запад
Наименование
зрительный зал
кондиционируемого помещения
зал-аудитория
длина а, м
Размеры
ширина b, м
кондиционируемого помещения
высота h, м
Наличие окон
в кондиционируемом помещении
количество окон Nост, шт.
длина a ост, м
высота hост, м
Количество человек
N, чел.
в кондиционируемом помещении
Характеристика кондиционируемого помещения
1-й категории
2-й категории
3-й «а» категории
Классификация
3-й «б» категории
кондиционируемого
3-й «в» категории
помещения
4-й категории
5-й категории
6-й категории
при
кондиционировании
воздуха
первого класса
Класс кондиционирования
fуд=0,8…1,2 м2/чел.
воздуха помещения
при
a b
f уд
N
кондиционировании
воздуха
второго класса
fуд=0,6…0,9 м2/чел.
Хладагент
R22, R407C , R134a
108
Приложение А
Приложение Б
Расчетные параметры наружного воздуха [2]
Номер Наименование
варирайона
анта строительства
с.ш.
Рбар ,
ГПа
Период
года
5
ТПГ
ХПГ
ТПГ
ХПГ
ТПГ
ХПГ
ТПГ
ХПГ
ТПГ
ХПГ
ТПГ
ХПГ
ТПГ
ХПГ
ТПГ
ХПГ
ТПГ
ХПГ
ТПГ
ХПГ
ТПГ
ХПГ
ТПГ
ХПГ
ТПГ
ХПГ
ТПГ
ХПГ
ТПГ
ХПГ
ТПГ
ХПГ
ТПГ
ХПГ
ТПГ
ХПГ
ТПГ
ХПГ
ТПГ
ХПГ
1
2
3
4
00
Актюбинск
52
990
01
Алма-Ата
44
930
02
Астрахань
48
1010
03
Ашхабад
36
970
04
Баку
40
1010
05
Батуми
40
1010
06
Бишкек
44
930
07
Бийск
52
970
08
Брянск
52
990
09
Владикавказ
44
930
10
Вологда
60
990
11
Волгоград
48
990
12
Гарм
40
870
13
Грозный
44
990
14
Гурьев
48
1010
15
Гюрми
40
950
16
Джамбул
44
1010
17
Дербент
44
1010
18
Днепропетровск
48
1010
19
Душанбе
40
910
Параметры
Jн,
t н, С
кДж/кг
6
7
27,1
51,1
-21
-19,7
27,6
51,5
-10
- 6,7
29,5
61,1
-8
- 4,2
36
58,2
-2
4,2
28,3
65,3
1
8,4
25,9
69,1
4
13
28,9
52,8
-9
- 6,3
24,2
51,1
-24
-23
22,5
49,8
-13
-10,5
23,8
60,7
-5
0
21,1
50,2
-16
-14,2
28,6
55,3
-13
-10,5
30,5
49,4
-5
- 0,8
28,8
63,2
-5
0
30,1
59,9
-12
- 9,2
34,4
58,6
-5
0,8
29,4
54,4
-9
- 6,3
26,4
64,1
0
7,5
26,5
54
-9
- 5,4
34,3
57,8
-2
3,8
109
А
υн,
м/с
8
1
5
1
1,7
3,6
9
2,4
3,2
4
8
4
1
2,4
3,1
2,5
1
5,2
1
6,3
1
5,8
5,2
9,1
1
7,5
1
6,3
5,2
9
1
3,3
1
3
1
8
1
7
1
3,3
Параметры Б
Jн,
t н, С
υн, м/с
кДж/кг
9
10
11
32,5
56,9
1
- 31
-30,6
5
31,2
54,4
1
-25
- 24,3
1,3
33
64,5
3,6
- 23
-21,9
8
39
62,8
2,4
-11
-8
2
31,7
68,7
4
-4
0,8
8
29,6
71,6
-1
5
3,1
34,4
57,8
-23
-22,2
1
28,6
55,3
7
-38
-38,1
3,1
27,3
53,2
1
-26
-25
6
31,1
64,9
1
-18
-16,5
4
27,2
55,3
1
-31
-30,6
5,2
33
57,8
5,2
-25
-23,9
8
33,4
52,3
1
-17
-15,6
2,7
34,9
66,6
1
-18
-16,2
5,3
36,2
63,6
5,2
-26
-25
8
37,6
60,7
1
-13
-10,5
3,6
33,5
56,6
1
- 26
-25
3
30,8
67
1
-9
- 5,9
6,3
31
57,4
1
- 23
- 22
5,7
36,8
61,6
1
-13
-10,7
2,6
Продолжение прил. Б
НоНаименование
мер
района
варистроительства
анта
1
2
20
Ейск
21
Ереван
22
Запорожье
23
Измаил
24
Илимск
25
Иргиз
26
Казалинск
27
Камышин
28
Караганда
29
Кзыл-Орда
30
Керчь
31
Кишинев
32
Кокчетав
33
Красноводск
34
Краснодар
35
Курган
36
Кутаиси
37
Кушка
38
Кызыл
39
Ленинакан
40
Липецк
Параметры А
Параметры Б
Рбар, Период
с.ш. ГПа года
Jн,
Jн,
t н, С
υн, м/с t н, С
υн, м/с
кДж/кг
кДж/кг
3
4
5
6
7
8
9
10
11
ТПГ 26,3
57,4
5,7
30,8
61,1
5,7
48 1010
ХПГ
-7
- 2,9
12
- 22
-19,7
8
ТПГ 29,7
61,1
1
34,8
62,8
1
40 910
ХПГ
-8
1,3
1
-19
-17,6
1
ТПГ 27,1
55,7
1
31,2
58,6
1
48 1010
ХПГ
-8
- 5,4
7,8
-22
- 21,2
7,1
ТПГ 27,2
58,6
1
31,8
61,5
1
44 1010
ХПГ
-5
0
9
- 14
-11,7
7
ТПГ 23,1
49,4
1
29,2
52,8
1
56 990
ХПГ
-29
-28,5
1
-45
-45,2
1
ТПГ
30
52,3
5,5
33,8
56,9
5
48 990
ХПГ
-20
-18,8
6
-30
-29,7
7
ТПГ 31,4
56,5
3,4
37,1
59,9
3,4
44 990
ХПГ
-14
-11,7
4,5
- 26
-25
4,4
ТПГ 26,6
54
4,6
31
57,4
4,6
52 1010
ХПГ
-15
-13
9,1
-26
-25,5
8
ТПГ 25,1
46,5
1
31
51,9
1
48
950
ХПГ
-20
-18,8
6,5
-32
-31,8
5,8
ТПГ 31,7
53,6
2,6
37,4
58,2
2,6
44
990
ХПГ
-12
- 9,2
5
-24
-23
5,4
ТПГ
26
60,7
4,1
30,3
62,8
4,1
44 1010
ХПГ
-4
1,3
10,2
-15
-13
9
ТПГ
26
56,9
3,6
30,2
59,5
3,6
48
990
ХПГ
-7
- 2,9
5,7
-16
-14
4,4
ТПГ
24
49,8
1
31,5
54
1
52
970
ХПГ
-21
-19,7
6,3
-36
-36,2
5
ТПГ 31,6
64,5
5,3
35,7
68,2
5,3
40 1010
ХПГ
0
6,7
7
-8
- 4,2
7
ТПГ 28,6
59,5
1
30,8
63 6
1
44
970
ХПГ
-5
0
4,4
- 19
- 17,6
3,1
ТПГ 23,6
51,1
3,2
28
53,6
3,2
56
990
ХПГ - 24
-23
6,1
-37
- 36,9
5,2
ТПГ 27,4
67
1
31,7
69,1
1
44
990
ХПГ
3
10
2
-3
1,7
0,5
ТПГ 33,8
56,1
1
38,7
59,5
1
36
950
ХПГ
-4
0,8
2
- 13
- 10,2
2
ТПГ
24
48,6
1
29
49,4
1
52
950
ХПГ
-37
-36,8
0,8
- 48
-48,1
1
ТПГ 24,8
61,1
1
30
64,5
1
40
830
ХПГ
-11
-8
1,5
- 23
-22,2
1
ТПГ 24,4
50,2
4,1
28,7
54,8
4,1
52
990
ХПГ
-15
-13
6,5
- 27
- 26,5
5,4
110
Продолжение прил. Б
Но- Наименовамер
ние района
вари- строительанта
ства
1
2
41
Луганск
42
Малый
Узень
43
Мариинск
44
Мариуполь
45
46
Махачкала
Мичуринск
47
Наманган
48
Нарым
49
Нижнеудинск
50
Николаев
51
52
53
Новокузнецк
Новороссийск
Новосибирск
54
Нукус
55
Оренбург
56
Орск
57
Павлодар
58
Пенза
59
Петропавловск
60
Полтава
61
Порецкое
Параметры А
Рбар, Период
с.ш. ГПа года
Jн,
υн, м/с
t н, С кДж/кг
3
4
5
6
7
8
ТПГ 27,4
55,3
1
48 1010
ХПГ
-10
- 6,7
6,7
ТПГ 28,4
54
3,8
52 1010
ХПГ
-17 - 15,5
7,3
ТПГ 23,2
50,2
1
56
990
ХПГ - 24
- 23
3,5
ТПГ 26,6
57,8
3,6
48 1010
ХПГ
-9
- 5,4
12
ТПГ 26,9
63,6
4,9
44 1010
ХПГ
-2
- 4,2
9
ТПГ 24,4
51,5
1
52
990
ХПГ
-15
- 13
4,8
ТПГ 34,2
62,4
1
40
950
ХПГ
-7
- 3,8
2,2
ТПГ 22,8
38,5
3,3
60
990
ХПГ
-28 - 27,6
4,7
ТПГ
23
49,4
1
56
950
ХПГ
-24
- 23
2
ТПГ 27,9
58,2
3,2
48 1010
ХПГ
-7
- 2,9
11
ТПГ 24,1
51,5
1
52
990
ХПГ
-23
-22,2
2,5
ТПГ 26,7
60,3
1
44 1010
ХПГ
-2
3,8
15,4
ТПГ 22,7
50,2
1
56
990
ХПГ - 24
- 23
3,7
ТПГ 32,5
60,3
1
44 1010
ХПГ - 10
- 6,7
4,4
ТПГ 26,9
51,9
3,9
52
990
ХПГ
-20 - 18,8
4,6
ТПГ 26,3
49,4
1
52
990
ХПГ
-21
-19,7
4,6
ТПГ 23,6
51,5
1
52
990
ХПГ
-23
-22,2
5,5
ТПГ 23,8
51,1
1
52
990
ХПГ - 17 -15,5
4,4
ТПГ
23
49
4,5
56
990
ХПГ
-24
-23
5
ТПГ 24,5
53,6
4,4
48
990
ХПГ - 11
-8
6,8
ТПГ 23,8
51,1
1
56
990
ХПГ
-17
-15,5
5,2
111
Параметры Б
Jн,
υн, м/с
t н, С
кДж/кг
9
10
11
31,8
58,6
1
- 25
- 24,3
5,2
33
57,4
3,8
- 29
-28,5
7
28,4
54,4
1
-40
- 39,9
2,2
31,8
60,7
3,6
-23
-22,2
8
31,6
67
4,9
-14
-11,7
7,2
29
54,4
1
-28
-25,5
3,2
37
65,7
1
- 14
-12
1
27,5
41,4
3,3
- 42
-42,3
4,6
27,7
53,2
1
- 40
-38,9
2
31
62
3,2
-20
-18,6
10
27,5
54,4
1
-39
-38,1
2
30,1
65,7
1
- 13
-10,5
17,5
28,4
54,8
1
- 39
-38,9
2,7
34,5
63,7
1
-19
-17,6
3,2
31,4
54,4
3,9
-31
-30,5
4,9
31,1
52,8
1
-31
- 28,5
3,9
31,6
54
1
-37
-36,8
4
28,4
54
1
-29
- 28,8
3,8
28,8
51,9
4,5
-36
-36,2
6
29,4
56,5
4,4
-23
- 21,9
6,2
28
54
1
-31
- 30,6
4
Продолжение прил. Б
НоНаименовамер
ние района
варистроительства
анта
1
2
62
Поти
63
Рбар ,
с.ш.
ГПа
3
44
1010
Пятигорск
44
990
64
Репетек
40
990
65
Ростов-наДону
48
990
66
Самара
52
990
67
Самарканд
40
910
68
Саранск
56
990
69
Саратов
52
990
44
1010
52
970
48
1010
44
970
70
71
72
73
Севастополь
Семипалатинск
Серафимович
Симферополь
4
74
Славянск
48
990
76
Сочи
44
1010
52
990
44
930
77
78
Стерлитамак
ТалдыКурган
79
Тамбов
52
990
80
Ташкент
40
930
81
Тбилиси
40
950
82
Термез
36
970
Период
года
5
ТПГ
ХПГ
ТПГ
ХПГ
ТПГ
ХПГ
ТПГ
ХПГ
ТПГ
ХПГ
ТПГ
ХПГ
ТПГ
ХПГ
ТПГ
ХПГ
ТПГ
ХПГ
ТПГ
ХПГ
ТПГ
ХПГ
ТПГ
ХПГ
ТПГ
ХПГ
ТПГ
ХПГ
ТПГ
ХПГ
ТПГ
ХПГ
ТПГ
ХПГ
ТПГ
ХПГ
ТПГ
ХПГ
ТПГ
ХПГ
Параметры А
t н,
Jн,
υн, м/с
С кДж/кг
6
7
8
26
69,1
1
3
10,5
5,2
26,3 61,5
1
-8
- 4,2
6,3
37,8 57,8
1
-2
3,3
3
27,3 57,4
3,6
-8
- 4,2
12
24,3 52,8
3,2
-18 - 16,3
4,6
32,3 59,5
1
-3
2,1
2,2
23,5 51,1
1
-17 -15,5
3,4
25,4 53,6
4,3
-16 -14,2
5,3
25
60,7
2,3
0
7,1
10,2
27
51,5
1
-22 -19,7
3,5
26,5 54,4
3,6
-13 -10,5
5,3
26,1 59,5
1
-4
1,3
3,2
27,1 54,4
- 10 -6,7
6,8
25,9 66,2
1
2
9,6
5,2
24,1 49,4
-20 -18,8
4,3
28,7 51,5
1
-16 -14,2
3
24,5 52,3
2,8
-15
-13
4,5
33,2 58,2
1,4
-6
- 2,5
2,7
28,8 60,3
1
0
5,9
1
36,3 61,5
1
2
9,2
3,3
112
Параметры Б
Jн,
υн, м/с
t н, С
кДж/кг
9
10
11
29,6
71,6
1
-3
1,7
4
30,6
63,6
1
-18
- 16,3
5,3
43,2
61,1
1
-12
0,5
1,2
31,9
60,7
3,6
-22
- 20,9
8
29,7
55,3
3,2
-30
-29,8
5
35
62,8
1
- 13
- 10,9
1
27,7
54,4
1
-30
-29,6
3,8
30,5
56,5
4,3
-27
-26,3
5
29,4
64,5
2,3
-11
- 8,4
9
32
54
1
-38
-38,1
2,7
31,9
57,4
3,6
-25
- 24,3
4,7
31,8
63,2
1
-16
-14,2
8
31,2
58,2
-23
-24,3
5,2
30,2
69,5
1
-3
2,1
4
28,8
54
-36
-36
3,9
33,5
56,1
1
-30
- 29,7
1,3
28,9
54,4
2,8
-28
-27,8
3
35,7
62,8
1,4
-15
-13,4
1,4
34,7
62,8
1
-8
- 4,8
1
39,8
64,9
1
-9
- 6,7
2,6
Окончание прил. Б
Номер
вари
рианта
Наименование
района
строительства
1
2
3
4
83
Тургай
48
990
84
Туркестан
44
970
85
Тюмень
56
990
86
Ужгород
48
990
87
Улан-Удэ
52
930
88
Ульяновск
56
990
89
Уральск
52
1010
90
Урюпинск
52
990
91
УстьКаменогорск
48
970
92
Фергана
40
930
93
ФортШевченко
44
1010
94
Хабаровск
48
990
95
Харьков
52
990
96
Херсон
48
1010
97
Целиноград
52
970
98
Чарджоу
40
970
99
Эльтон
48
1010
с.ш. Рбар ,
ГПа
Период
года
5
ТПГ
ХПГ
ТПГ
ХПГ
ТПГ
ХПГ
ТПГ
ХПГ
ТПГ
ХПГ
ТПГ
ХПГ
ТПГ
ХПГ
ТПГ
ХПГ
ТПГ
ХПГ
ТПГ
ХПГ
ТПГ
ХПГ
ТПГ
ХПГ
ТПГ
ХПГ
ТПГ
ХПГ
ТПГ
ХПГ
ТПГ
ХПГ
ТПГ
ХПГ
Параметры А
Параметры Б
Jн,
t н, С кДж/кг
υн, м/с t н, С
Jн,
кДж/кг
υн, м/с
6
29
-22
34,4
-8
22,4
-21
24,2
-6
23,7
-28
23,8
-18
28,1
-18
26,2
- 15
26,4
-18
32,2
-7
27,5
-7
24,1
-23
25,1
- 11
29
-7
24,9
-22
35,2
-2
29,4
-14
10
51,9
- 31,8
54
- 20,6
55,3
-37,2
58,6
- 16,3
54
-37,1
54,4
- 30,6
56,9
- 30,7
56,5
- 26,5
54
-39,1
65,7
- 13
66,2
-12,7
65
-30,8
56,1
- 22,2
61,5
-17,3
51,1
-35,2
62,8
-10,5
59,6
- 25,6
11
5
5,8
3,6
3
1
4,6
1
4,3
1
3
3,7
5
1
5,7
1
5,3
1
2
1
7
5,1
7,3
4,6
6,8
1
6,1
1
8
1
5,8
4,3
3,2
1
8
113
7
49,8
- 20,9
51,9
- 4,2
51,5
-19,7
54,4
- 1,3
49,8
- 27,6
51,1
- 16,3
53,6
- 16,3
52,8
-13
51,1
- 16,3
62,4
-3,3
62
- 2,9
60,7
- 22,2
52,8
-8
57,8
- 2,9
48,1
-20,9
59
3,3
56,5
-11,7
8
5
6,2
3,6
3,3
1
5,6
1
6
1
3,4
3,7
4,5
1
5,7
1
5,9
1
2,7
1
2
5,1
8,7
4,6 8,4
1
6,7
1
9,9
1
6,5
4,3
3
1
9
9
32,8
-32
39,4
-22
28
- 37
28,1
-18
29,7
-37
28,5
-31
32,8
-31
31
- 27
31,6
- 39
36,2
-15
34,1
-15
28,4
-31
29,4
- 23
30,6
- 19
31
-35
39,5
-13
33,2
-26
114
Рис. П.В.1. Размещение центральных кондиционеров в техническом помещении общественного здания
Приложение В
ПРИМЕРЫ РАСПОЛОЖЕНИЯ КЛИМАТИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ В ОБЩЕСТВЕННОМ ЗДАНИИ
115
Рис. П.В.2. Компоновочный план центра кондиционирования воздуха
Приложение Г
СХЕМА ОБВЯЗКИ КОМПРЕССОРНО-КОНДЕНСАТОРНОГО
БЛОКА С ВОДЯНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ И СЕКЦИИ
ВОЗДУХООХЛАДИТЕЛЯ ЦЕНТРАЛЬНОГО КОНДИЦИОНЕРА
116
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
Приложение Д
Азд – длина объекта строительства, м;
Аво – коэффициент для расчета характеристик воздухоохладителя;
а – длина кондиционируемого помещения, м;
ак – расстояние от козырька до верха окна, м;
Bзд – ширина объекта строительства, м;
Вост – коэффициент, зависящий от характеристики остекления;
b – ширина кондиционируемого помещения, м;
bп – ширина участка помещения, обслуживаемая одной струей, м;
b0 – ширина приточного отверстия или присоединительного патрубка воздухораспределителя, мм;
bвн – коэффициент для расчета характеристик воздухонагревателя;
С2 – концентрация газа в удаляемом воздухе, мг/м 3;
С1 – концентрация газа в приточном воздухе, мг/м 3;
сотк – расстояние от ребра до ближайшего откоса окна, м;
св – удельная теплоёмкость воздуха, кДж/(кг/ºС);
сw – теплоемкость воды, кДж/(кг×°С);
свх – начальная концентрация пыли в воздухе, мг/м 3;
свых – конечная концентрация пыли в воздухе, мг/м 3;
d – влагосодержание, г/(кг сухого воздуха);
d1 – значения влагосодержания воздуха в начале процесса тепловлажностной
обработки воздуха, г/(кг сухого воздуха);
d2 – значения влагосодержания воздуха в конце процесса тепловлажностной
обработки воздуха, г/(кг сухого воздуха);
dС – влагосодержание воздуха в точке смешения наружного и рециркуляционного воздуха, кг/(кг сухого воздуха);
Еосв – нормативная освещенность, лк;
Е – эффективность фильтра в зависимости от класса, %;
ЕП – универсальный коэффициент эффективности теплообмена в камере;
Fп – площадь пола помещения, м2;
Fp – площадь поверхности теплообмена воздухонагревателя, м 2;
Fктр – требуемая поверхность нагрева конденсатора, м 2;
Fитр – требуемая поверхность нагрева испарителя, м 2;
ВО
Fфак
– фактическая площадь поверхности теплообмена воздухоохладителя, м 2;
2
ВО
Fp – расчетная площадь теплообмена однорядного воздухоохладителя, м ;
2
FТРВО – требуемая площадь поверхности воздухоохладителя, м ;
2
FТPВН − требуемая площадь теплообмена воздухоподогревателя, м ;
2
ВО
f w – площадь сечения для прохода воды в воздухоохладителе, м ;
fуд – площадь помещения на одного человека, м2/чел:
2
в – площадь поверхности фронтального сечения воздухонагревателя, м ;
2
w – площадь сечения для прохода воды, м ;
Gп – производительность кондиционера – массовый расход, кг/ч;
G – производительность системы кондиционирования воздуха, кг/ч;
Gр – количество рециркуляционного воздуха, кг/ч;
117
G1P
– расход воздуха первой рециркуляции, кг/ч;
GwВН – количество воды, проходящей через воздухонагреватель, кг/ч;
GwВО − расход холодной воды в воздухоохладителе, кг/ч;
Gw – количество воды, испарившейся при адиабатическом увлажнении воздуха в камере орошения, кг/ч;
Gwmin – минимальный неизбежный расход воды на осуществление процесса
обработки воздуха, кг/ч;
Gн.min – минимальный расход наружного воздуха, кг/ч;
gw – пропускная способность одной форсунки, кг/ч;
grad t – градиент температуры по высоте помещения, °С/м;
Hзд – высота объекта строительства, м;
Нтр – высота трубной решетки, м;
hво – шаг труб по высоте, м;
h – высота кондиционируемого помещения, м;
hп – высота расположения воздухораспределителя, м;
hвозд – высота обслуживаемой зоны, м;
i – удельная энтальпия, кДж/кг;
J – энтальпия (теплосодержание), кДж/кг;
Jн – удельная энтальпия, кДж/кг;
JС – удельная энтальпия в точке смешения наружного и рециркуляционного
воздуха, кДж/кг;
JП – удельная энтальпия приточного воздуха, кДж/кг;
JУ – удельная энтальпия воздуха, уходящего из помещения, кДж/кг;
J1 – значения энтальпии воздуха в начале процесса тепловлажностной обработки воздуха, кДж/кг;
JКр2 – удельная энтальпия воздуха на выходе из воздухонагревателя первой
ступени, кДж/кг;
J2 – значения энтальпии воздуха в конце процесса тепловлажностной обработки воздуха, кДж/кг;
2
K ВО – коэффициент теплопередачи воздухоохладителя, Вт/(м ×°С);
К – коэффициент теплопередачи заполнения светопроема, Вт/(м 2׺С);
2
K ВН – коэффициент теплоотдачи воздухонагревателя, Вт/(м ׺С);
Кинс – коэффициент инсоляции;
Кобл – коэффициент облучения поверхности светопроема рассеянной радиацией;
Кобл.г – коэффициент облучения горизонтальной поверхности светопроема
рассеянной радиацией;
Кобл.в – коэффициент облучения вертикальной поверхности светопроема рассеянной радиацией;
Когр – коэффициент теплопередачи покрытия, Вт/(м2׺С);
Кк – коэффициент теплопередачи в конденсаторах, Вт/(м 2׺С);
Ки – коэффициент теплопередачи в испарителях, Вт/(м 2׺С);
kз – коэффициент запаса для расчета характеристик испарителя;
kt – коэффициент, учитывающий дополнительные потери через участки
наружных ограждений;
k1, k2 – коэффициенты, необходимые для определения Кинс;
Lф – объемный расход воздуха через фильтр, м 3/ч;
118
Lк – вылет козырька, м;
Lр – вылет ребра, м;
Lн.уд. – минимальный расход наружного воздуха на 1 человека, м3/ч;
Lп – производительность кондиционера – объемный расход, м3/ч;
l – удельная работа цикла, кДж/кг;
М – количество газа (пара), выделяющегося в помещении, мг/ч;
МСО2 – выделение в помещение диоксида углерода, выдыхаемого людьми, г/ч;
Мк – массовый расход пара, кг/с;
m ВО – число трубок, подключаемых к подающему коллектору, шт.;
mСО2 – выделение диоксида углерода при дыхании одного человека, г/ч;
m – коэффициент для расчета характеристик воздухонагревателя;
N – количество человек в кондиционируемом помещении, чел.;
Nпок – число людей, находящихся в покое, чел.;
Nt − число единиц переноса;
ВО
− общее количество трубок воздухоохладителя, шт.;
NТР
nф – число форсунок, шт.;
n ВО – число ходов, шт.;
Р – коэффициент поглощения солнечной радиации заполнением светопроема;
Рбар – барометрическое давление, ГПа;
Рп – парциальное давление водяных паров, кПа;
Pф – давление воды перед форсунками, кПа;
р – число рядов трубок по ходу движения воздуха, шт.;
Q – тепловой баланс кондиционируемого помещения, Вт;
Qлюд.я. – избытки явной теплоты, Вт;
Qлюд.п. – избытки полной теплоты, Вт;
Qосв – теплопоступления от источников искусственного освещения, Вт;
Qостс.р. – максимальные теплопоступления от солнечной радиации через окна,
фонари, витражи, остекленные части балконных и входных дверей в здание, Вт;
Qпр – теплота солнечной радиации, непосредственно прошедшая через остекленную часть конструкции ограждения, Вт;
Qт.п
– теплота, непосредственно прошедшая через заполнения, Вт;
ост
Q рад – теплопоступления от солнечной радиации через остекленные поверхности, Вт;
Q покр
рад – теплопоступления от солнечной радиации через покрытия, Вт;
Qсо – теплопоступления в помещение от нагревательных приборов Вт;
Qтп
– потери теплоты через ограждающие поверхности, Вт;
Qхmin – минимальный неизбежный расход холода на осуществление процесса
обработки воздуха, Вт;
Qх – расход холода на охлаждение и осушку воздуха, кВт;
ΣQизбХПГ – суммарные полные теплоизбытки в помещении в ХПГ, Вт;
QВН1 – расход теплоты в первом воздухонагревателе, Вт;
QВН2 – расход теплоты во втором воздухонагревателе, Вт;
QТ – расход теплоты в воздухонагревателях обоих ступеней подогрева, Вт;
QТ min – минимальный неизбежный расход теплоты на осуществление процесса обработки воздуха, кВт;
Qв – теплота, необходимая для нагрева воздуха в воздухонагревателе, Вт;
119
Qхуст – расчетная холодопроизводительность установки, Вт;
Qк – теплопроизводительность конденсатора, кВт;
Qи – теплопроизводительность испарителя, кВт;
qо – удельная холодопроизводительность цикла, кДж/кг;
qv – удельная объемная холодопроизводительность цикла, кДж/(кг×м 3);
q0зд – удельная тепловая характеристика здания, Вт/(м3׺С);
qя – количество явной теплоты, выделяемая взрослым человеком, Вт;
qосв – удельные тепловыделения от светильников, Вт/(лк×м2);
qскр – количество скрытой теплоты, выделяемое взрослым человеком, Вт;
qполн – количество полной теплоты, выделяемое взрослым человеком, Вт;
qпс – максимальная интенсивность прямой солнечной радиации, падающей на
светопроем, Вт/м2;
qр – максимальная интенсивность рассеянной солнечной радиации, падающей на светопроем, Вт/м2;
qпокр – величина радиации через 1 м2 поверхности покрытия, Вт/м2;
qост – величина радиации через 1 м2 поверхности остекления, Вт/м2;
qвн – коэффициент для расчета характеристик воздухонагревателя;
q – удельное количество теплоты, отданное 1 кг холодильного агента в ко нденсаторе, кДж/кг;
qп – удельное количество теплоты, отданное в переохладителе, кДж/кг;
r – коэффициент для расчета характеристик воздухонагревателя;
s – удельная энтропия, кДж/(кг×К);
Tг – температура воды на входе в воздухонагреватель, °С;
Tо – температура воды на выходе из воздухонагревателя, °С;
Vд – объемный расход пара, в м3/с;
ф
t wн
– начальная температура воды в оросительной камере, ºC;
ф
t wk
– конечная температура воды в оросительной камере, ºC;
tм – температура мокрого термометра, ºС;
tп – температура приточного воздуха, ºC;
tу – температура удаляемого воздуха, ºC;
tв – температура воздуха в помещении, ºС;
tн – температура наружного воздуха, С;
tв.от – температура воздуха в помещении при расчете отопления, ºС;
t х1 – требуемая температура охлажденной воды, ºС;
t х2 – требуемая температура охлажденной воды из испарителя, ºС.
tв1 – температура воды, используемой для охлаждения конденсатора, ºС;
tв 2 – температура воды на выходе из конденсатора, ºС;
t0 – температура испарения хладагента, °С;
tвк – температура охлаждаемой воды принимается, °С;
tкон – температура конденсации, °С;
tп – температура переохлаждения жидкости, °С;
tпп – температура перегрева пара при всасывании, °C;
t wср – средняя температура воды в испарителе;
ВО
t wк
− конечная температура воды на выходе из воздухоохладителя, оС;
ВО
− начальная температура воды на входе в воздухоохладитель, оС;
t wн
о
t T − средняя температура воды на входе в воздухонагреватель, С.
120
Vн – объём помещения по наружному обмеру, м3;
Vкомп – объёмная производительность компрессора, м 3/с;
W – влаговыделения от людей, г/ч:
wч – удельные выделения влаги одним человеком, г/(час×чел.);
αн – коэффициент теплоотдачи наружной поверхностью остекления, Вт/м2;
α – коэффициент для расчета характеристик воздухонагревателя;
β1 – коэффициент теплопропускания окон с учетом затенения непрозрачной
частью (переплетами) заполнения светопроема;
β2 – коэффициент теплопропускания прозрачной частью заполнения светопроема;
β3 – коэффициент теплопропускания нестационарными солнцезащитными
устройствами;
δх – коэффициент перерасхода холода, %;
δт – коэффициент перерасхода теплоты, %;
δw – коэффициент перерасхода воды, %;
о
tcp − средняя разность температур между теплоносителями, С;
P ВН − аэродинамическое сопротивление воздухонагревателя, Па;
Δtкср – средний температурный напор в конденсаторе, ºС;
Δtиср – средний температурный напор в испарителе, ºС;
έ – холодильный коэффициент цикла;
ε – численное значение луча процессов, кДж/кг;
µ – коэффициент орошения;
λ – коэффициент подачи компрессора;
ηосв – доля теплоты, поступающая от светильника в различные зоны помещения;
ρ – плотность воздуха, кг/м3.
ρв – плотность воздуха в рабочей зоне помещения, кг/м 3;
ρw − плотность воды, кг/м3;
ф – время работы без восстановления или замены фильтровального материала, ч;
υ н – расчетная скорость ветра, м/с;
υ – скорость движения воздуха в помещении, м/с;
– массовая скорость движения воздуха в живом сечении воздухонагревателя, кг/(м2×с);
v – удельный объём, дм3/кг;
φ – относительная влажность в помещении, %;
t − показатель теплотехнической эффективности;
ωρ – весовая скорость воздуха, кг/м2с;
ВН
− скорость движения воды в трубках воздухонагревателя, м/с;
ВО
− скорость движения воды в трубках воздухоохладителя, м/с;
ПФ – пылеемкость фильтра, г/м2.
121
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ………………………………………………….………….
1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ………….
1.1. Характеристика объекта строительства…………….
1.2. Расчетная часть проекта………………………………..
1.3. Графическая часть проекта……………...……..……….
1.4. Расчетные параметры наружного воздуха……...……..
1.5. Расчетные параметры внутреннего воздуха…………..
2. РАСЧЕТ ПОТОКОВ ВРЕДНЫХ ВЫДЕЛЕНИЙ
В ПОМЕЩЕНИЯХ ОБЩЕСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ……………..
2.1. Теплопоступления от людей…………….………………
2.2.Теплопоступления от источников искусственного
освещения…………………………………………………..
2.3. Теплопоступления от солнечной радиации……….…...
2.4. Теплопотери через наружные ограждения здания……
2.5. Теплопоступления от системы отопления …..………
2.6. Влаговыделения в помещении……………………………
2.7. Газовые выделения в помещении……..…………………
2.8. Тепловой баланс помещения……….……………………..
3. ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ
КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА…………….………..........
3.1. Требования к системам кондиционирования воздуха…
3.2. Системы комфортного кондиционирования воздуха…
3.3. Воздухораспределение в помещениях общественных
зданий………………………………………………………
4. ПОСТРОЕНИЕ ПРОЦЕССОВ СИСТЕМЫ
КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА
НА J-d-ДИАГРАММЕ ВЛАЖНОГО ВОЗДУХА………………
4.1. J-d-диаграмма влажного воздуха………………………...
4.2. Построение луча процесса………………………………..
4.3. Определение параметров приточного воздуха………...
4.4. Определение параметров удаляемого воздуха………….
4.5. Определение производительности системы
кондиционирования воздуха……………….………..……
4.6. Построение процессов обработки воздуха в системе
кондиционирования воздуха для теплого периода года...
4.6.1. Прямоточное охлаждение воздуха с применением
нерегулируемого процесса в камере орошения.........
4.6.2. Прямоточное изоэнтальпическое охлаждение
с применением регулируемого процесса в камере
орошения……………………………………………...
3
4
4
6
7
7
8
10
11
12
14
20
21
21
22
22
24
24
26
27
31
31
33
34
34
35
38
38
40
4.6.3. Прямое изоэнтальпическое охлаждение воздуха
с применением нерегулируемого процесса
в камере орошения и первой рециркуляцией…….… 42
4.6.4. Прямое изоэнтальпическое охлаждение воздуха
с применением регулируемого процесса в камере
орошения и первой рециркуляцией………………. 43
122
4.7. Построение процессов обработки воздуха в системе
кондиционирования воздуха для холодного периода
года…………………………………………………………...
4.7.1. Прямоточная схема системы кондиционирования
воздуха с применением нерегулируемого процесса
в камере орошения....................................................
4.7.2. Прямоточная схема системы кондиционирования
воздуха с применением регулируемого процесса
в камере орошения.....................................................
4.7.3. Прямоточная схема системы кондиционирования
воздуха с применением нерегулируемого процесса
в камере орошения и первой рециркуляцией…...….
4.7.4. Прямоточная схема системы кондиционирования
воздуха с применением регулируемого процесса
в камере орошения и первой рециркуляцией………
5. ЭЛЕМЕНТНАЯ БАЗА КЛИМАТИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ...
5.1. Общие сведения об оборудовании центральных
систем кондиционирования воздуха…………………..…
5.2. Камера орошения…….…………………………………….
5.2.1. Характеристика камеры орошения……..………...
5.2.2. Расчет камеры орошения………………..………...
5.3. Воздухонагреватель………….………...………………….
5.3.1. Характеристика воздухонагревателя……………..
5.3.2. Расчет воздухонагревателя…………..…………....
5.4. Воздухоохладитель……………………………………......
5.4.1. Характеристика воздухоохладителей…………….
45
45
47
48
50
52
52
56
56
58
61
61
65
68
68
5.4.2. Расчет воздухоохладителей при сухом охлаждении.. 70
5.4.3. Расчет воздухоохладителей при охлаждении
и осушении воздуха………………………...……….. 74
5.5. Подбор вентиляционного агрегата…………………….. 76
5.6. Подбор и расчет продолжительности работы
воздушного фильтра……..……………………………….. 79
5.7. Подбор воздушного клапана……………………………… 83
5.8. Подбор вспомогательного оборудования……………….. 85
5.9. Компоновка центральных кондиционеров……………... 88
6. ОБОРУДОВАНИЕ СИСТЕМЫ ХОЛОДОСНАБЖЕНИЯ…….
6.1. Общие сведения о холодоснабжении………..…………..
6.2. Общие сведения о хладагентах…………………………..
6.3. Термодинамические циклы холодильных машин ……..
6.4. Построение цикла одноступенчатой холодильной
установки на lg P-i-диаграмме…………………………...
6.5. Теоретический расчет цикла холодильной машины.
Подбор оборудования системы холодоснабжения……
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ………………………………………..
ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………….……………………………………..
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК………...……………………..
ПРИЛОЖЕНИЯ А. Бланк задания на проектирование……………..
ПРИЛОЖЕНИЯ Б. Расчетные параметры наружного воздуха ……
123
89
89
92
96
96
99
104
106
106
108
109
ПРИЛОЖЕНИЯ В. Примеры расположения климатического
оборудования в общественном здании……...… 114
ПРИЛОЖЕНИЯ Г. Схема обвязки компрессорно-конденсаторного
блока с водяным охлаждением и секции
воздухоохладителя центрального
кондиционера……….…………………………... 116
ПРИЛОЖЕНИЯ Д. Условные обозначения……….………………… 117
Учебное издание
Кандидат технических наук, доцент
Мария Николаевна Жерлыкина
КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ
ВОЗДУХА
И ХОЛОДОСНАБЖЕНИЕ
ОБЩЕСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ
Учебно-методическое пособие для студентов,
обучающихся по специальности
270109 «Теплогазоснабжение и вентиляция»,
и магистрантов направления 270100 (550100) «Строительство»
Редактор Черкасова Т.О.
Компьютерная верстка Московченко В.В.
Подписано в печать __.03.2011 г.
Формат 60х84 1/16.
Уч.-изд.л 7,8. Усл.-печ.л 7,9.
Бумага писчая. Тираж 180 экз. Заказ № _____
Отпечатано: отдел оперативной полиграфии издательства
учебной литературы и учебно-методических пособий
Воронежского государственного архитектурно-строительного университета
394006 Воронеж, ул. 20-летия Октября, 84
124
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
258
Размер файла
4 500 Кб
Теги
холодоснабжение, воздух, здания, кондиционирование, 716, общественное
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа