Расчет системы кондиционирования воздуха в производственном помещении

,

где Qк1- теплопроизводительность калорифера первого подогрева в расчете на один кондиционер, кВт; Gвх - массовый расход воздуха в холодный период в расчете на один кондиционер, кг/с; I4 и I1 - соответственно теплосодержание воздуха после калорифера первого подогрева и на входе в него, кДж/кг.

Полученная расчетная теплопроизводительность сравнивается с табличной. Решение считается правильным при выполнении условия

Qкlта6л > Qкlрасч; 374 кВт > 160 кВт.

Калорифер второго подогрева работает и в теплый и в холодный период года. Для сравнения его теплопроизводительности с табличной величиной необходимо рассчитать теплопроизводительность для обоих периодов.

Для теплого периода теплопроизводительность калорифера второго подогрева рассчитывается на основе процессов, построенных на I-d диаграмме (процесс 0-4)

,

где Gвт - массовый расход воздуха в теплый период в расчете на один кондиционер, кг/с; I4 и I0 - соответственно теплосодержание на выходе и на входе калорифера, кДж/кг.

Для холодного периода теплопроизводительность калорифера второго подогрева рассчитывается также на основе процессов, построенных на I-d диаграмме (процесс 0-3) 

,

где Gвх - массовый расход воздуха в холодный период в расчете на один кондиционер, кг/с; I3 и I0 - соответственно теплосодержание на выходе и на входе калорифера, кДж/кг.

Полученная наибольшая расчетная теплопроизводительность сравнивается с табличной. Решение считается правильным при выполнении условия

Qк2табл > Qк2расч; 163 кВт > 17.27 кВт.

Требуемый расход воды на орошение определяется из уравнения теплового баланса

,

где Qхол - холодопроизводительность одного кондиционера, кВт; Gвод - массовый расход воды на орошение, кг/с; tm - температура воды на выходе из оросительной камеры, определяемая по I-d диаграмме (температура в точке m), 0С; tводвх - температура воды на входе в оросительную камеру (на выходе из холодильной машины), принимается на 4-6 0С ниже, чем tm , но не ниже +5 0С; Ср = 4,19 - теплоемкость воды, кДж/(кг*0С).

Массовый расход воды на орошение может быть выражен

Объемный расход воды составляет

,

где rвод = 1000 - плотность воды, кг/м3.

Расчетный объемный расход воды сравнивается с табличной производительностью насоса. Приемлемым решением является условие, при котором

Vводтабл > Vводрасч; 60 м3/ч > 38.8 м3/ч.

 

 

4. Разработка  схемы воздухораспределения в  помещении

 

4.1. Составление схемы воздухораспределения

 

Основной задачей схемы воздухораспределения является обеспечение равномерной раздачи подготовленного воздуха по всему объему помещения. При разработке схемы на основании опыта проектирования и в соответствии с требованиями СНиП необходимо обеспечить ряд условий, в частности: максимальная общая протяженность сети воздуховодов не должна превышать 50 м; расстояние от боковых и торцевых стен помещения до воздухораспределителей не должно превышать 6 м; расстояние между отдельными воздухораспределителями не должно превышать 12 м; через каждый воздухораспределитель должно поступать одинаковое количество воздуха; скорость движения воздуха в магистральных сетях принимается 8-12 м/с, а в ответвлениях и концевых участках 3-6 м/с; общее сопротивление сети воздуховодов должно быть меньше свободного давления вентилятора на выходе из кондиционера.

Проходные сечения воздуховодов на отдельных участках схемы в соответствии с принятой скоростью движения воздуха рассчитываются по выражению

 

Рис.5. Схема воздухораспределения

приточной камеры.

 

 

1;4 Участок

 

 принимаем D1=0,4м

Уточняем fпр.с=0,126 м2, W=11.1м/с

 

 

 

2;3 Участок

 

 принимаем D1=0,63м

Уточняем fпр.с=0,312 м2, W=8,9м/с

 

5.участок

 принимаем D1=0,8м

Уточняем fпр.с=0,502 м2, W=11,1м/с

 

Второй контур:

 

 

1 Участок

 

 принимаем D1=0,4м

Уточняем fпр.с=0,126 м2, W=11.1м/с

2 Участок

 

 принимаем D1=0,56м

Уточняем fпр.с=0,246 м2, W=11.3м/с

 

3, Участок

 

 принимаем D1=0,71м.

Уточняем fпр.с=0,396 м2, W=11.5м/с

 

 

4 Участок

 

 принимаем D1=0,8м.

Уточняем fпр.с=0,502 м2, W=11.1м/с

 

 

 

4.2. Аэродинамический расчет системы воздухораспределения

 

Целью аэродинамического расчета является определение потерь напора (сопротивления) системы воздухораспределения и сопоставление этих потерь со свободным давлением вентилятора, определяемым заданием. Расчет считается выполненным правильным, если обеспечивается условие Рпот ≤ Рсвоб.

Расчетное давление (потери напора) определяются по формуле

,

где DPтр - потери напора на трение отдельных участков; DРм - потери напора на местные сопротивления отдельных участков; 1,1- коэффициент запаса на непредвиденные сопротивления.

Для выполнения расчета предварительно составляют схему, разбивают ее на отдельные участки, в пределах которых расход воздуха, размер воздуховодов и скорость движения воздуха постоянны.

Расчетная схема составляется для наиболее протяженной ветви сети воздуховодов. Расчет начинают с наиболее удаленного участка.

Потери напора на трение для каждого участка рассчитывают по выражению

,

где xi - коэффициент сопротивления трению для отдельного участка; li - длина отдельного участка, м; di- диаметр, круглого воздуховода отдельного участка, м; r - плотность воздуха, кг/м3; Wi - скорость движения воздуха на соответствующем участке, м/с.

Для определения коэффициента сопротивления трению можно использовать формулу Альтшуля

,

где di -определяющий размер воздуховода, м; - число Рейнольдса для соответствующего участка воздуховода.

Длины участков li определяются конструктивно на основании разработанной схемы воздухораспределения.

После расчета потерь напора на трение по отдельным участкам полученные результаты суммируются.

Потери напора на местные сопротивления рассчитываются из выражения

,

где Syi - сумма коэффициентов местных сопротивлений для отдельного участка.

 

1;4 Участок

 

 

 

2;3 Участок

 

 

5 Участок

 

 

 

Условие выполняется: 1350Па ≥ 422,45Па.

 

 

 

Второй контур:

 

1Участок

 

2Участок

 

 

3Участок

 

4Участок

 

 

 

Условие выполняется: 1350Па≥496,138Па

 

 

Санкт-Петербург

2014