Кондиционирование и холодоснабжение

определяем  потери давления Z,Па на местные сопротивления;

определяем  общие потери давления, Па, в сети воздуховодов: P=∑(nRl+Z).

Результаты  расчета заносим  в таблицу. 

        3.2Ведомость коэффициентов  местных сопротивлений

Главная расчетная ветвь 

Участок 1

1. Воздухораспределитель  ПРМ-4 ξ = 2,8

2. Внезапное расширение  ξ = 0,2

3.Тройник  на проход F/f= 0,65, L/l = 0,33 ξ=0,4

Σξ = 3,4 

Участок 2

Тройник на проход F/f= 0,60, L/l = 0,75 ξ=0,3

2.   Внезапное расширение  ξ = 0,12

Σξ = 0,42 

Участок 3

  Тройник на проход  F/f= 0,82, L/l = 0,72 ξ=0,3

2.    Внезапное расширение  ξ = 0,12

Σξ = 0,42

           Участок 4

  Тройник на проход  F/f= 0,82, L/l = 0,72 ξ=0,3

  Отвод на 90º,4 штуки   ξ = 0,84

Σξ = 1,14 
 

Участок 5

Плоский диффузор за вентилятором ξ = 0,35

Приточная шахта ξ = 1,35

Жалюзийная  решетка ξ = 1,8

Σξ = 3,5 
 

Ответвление  

Участок 6

1. Воздухораспределитель  ПРМ-4 ξ = 2,8

2. Внезапное расширение  ξ = 0,2

3.Тройник  на ответвление  F/f= 0,4, L/l = 0,14 ξ=2,4

Σξ = 5,4 
 
 
 
 

4.ПОДБОР  ОБОРУДОВАНИЯ ЦЕНТРАЛЬНОГО  КОНДИЦИОНЕРА

        После составления   технологической   схемы обработки  воздуха в центральном  кондиционере необходимо  выбрать типоразмер  центрального кондиционера, рассчитать и подобрать  функциональные и  вспомогательные  блоки, скомпоновать  центральный кондиционер  из отдельных блоков  в  последовательности, соответствующей  принятой технологической  схеме.

4.1 Исходные данные

Lв = 16060 м3/ч;

Gв = 7200кг/ч;

tн5 = -19 ºС;

tк1 = 17,5 ºС;

tг = 150 ºС;

tо = 75 ºС.

При расходе Lв = 16060 м3/ч по [6] выбираем установку КЦКП-20 – каркасно-панельный кондиционер с номинальным расходом воздуха 20000 м3/ч. Средняя скорость воздуха в установке составит 3 м/с. Поперечные размеры 1220х1830 мм. 
 

4.2 Проверочный расчет  калорифера

        Воздухонагреватели  и воздухоохладители  центральных кондиционеров  представляют собой  водовоздушный поверхностный  теплообменник, состоящий  из медных трубок, на которые насажены  алюминиевые пластины, создающие наружное  оребрение трубок  со стороны воздуха  с целью увеличения  поверхности теплообмена.  Пластины имеют  поверхностные гофры,  создаваемые штамповкой  из алюминиевой  фольги толщиной 0,2 мм, которые способствуют  турбулизации воздушного  потока и обеспечивают  повышение интенсивности  теплообмена. 

       Исходные данные  для расчета воздухонагревателя:  начальные и конечные  параметры воздуха   tн, tк, расход воздуха   Gв, начальные и конечные температуры теплоносителя t1, t2.

Требуется определить: необходимую  площадь поверхности  теплообмена воздухонагревателя,  его аэродинамическое и гидравлическое сопротивление.

         Необходимая площадь  обеспечивается подбором  числа рядов труб  теплообменника при  выбранном значении  расстояния между  пластинами, расстояние  между пластинами  воздухонагревателя  может быть равным 1,8; 2,5; 4 мм. Принимаем   шаг 2,5 мм при  расчете вручную,  при расчете по  компьютерной программе  шаг пластин выбирается  автоматически для  более точного  выбора необходимой  поверхности нагрева.  Число ходов по  теплоносителю определяется  в зависимости  от рекомендуемой  скорости движения  теплоносителя в  трубках. Для воздухонагревателей  рекомендуемая скорость - от 0,5 до 1,5 м/c .

Начальные и конечные параметры  воздуха  tн=2,70C, tк=17,50C, расход воздуха   Gв=19272 кг/час, начальные и конечные температуры теплоносителя t1=1500C, t2=750C.

        Принимаем воздухонагреватель  ВНВ 243.1-133-115 кондиционера  КЦКП- 16, площадь фронтального  сечения 1,596м2.

1.Массовая  скорость воздуха  во фронтальном  сечении кондиционера  КЦКП-16, кг/с м2:

                                                 

  2. Количество теплоты для нагревания воздуха, Вт:

Вт

                                 

Расход  теплоносителя, кг/ч, принимаем p=1,  

при Hтр=1,15 м  общее количество трубок:

                                              

Принимаем скорость движения воды в трубках 1,2 м/c, тогда  

.

где          fw- площадь живого сечения медной трубки, м2, при диаметре трубки 11,8 мм составляет 0,0001108 м2, 

Принимаем m=2 и определяем число ходов

                                                         

    Скорость движения  воды  в трубках:

                                                  м/c.

  Коэффициент теплопередачи:  

                                                                            

                                        Вт/м2  0С

Разность  средних температур воды   и воздуха  :

                                                 

Требуемая площадь поверхности  теплообмена: 

                                                     м2       .

     Коэффициент теплопередачи:  

         Площадь поверхности  теплообмена однорядного  теплообменника при  расстоянии между  пластинами 2,5 мм  33 м2. Коэффициент запаса: 

                                                      

Аэродинамическое  сопротивление  воздухонагревателя : 

             

                                                                                           

Гидравлическое  сопротивление воздухонагревателя:

      

       Для защиты воздухонагревателя  первого подогрева  от замерзания  воды в трубках   тепловой поток  выбранного воздухонагревателя (поверхность  теплообмена) не  должен превышать  расчетный более  чем на 20%. 
 
 
 

4.3 РАСЧЕТ КАМЕРЫ  ОРОШЕНИЯ

Исходные  данные:   

Исходные  данные для расчета  определяются по I - d  диаграмме на основе построения процессов обработки воздуха в холодный период года (адиабатное увлажнение) и состоят из:

1. Параметров начального  и конечного состояния  воздуха  iвн  , tвн  , tвк .

2  Расхода воздуха  через камеру орошения  Gок.

При расчете камеры орошения требуется определить: расход орошающей  воды  Gw, необходимое давление воды перед форсунками Рф .

Параметры начального и конечного  состояния воздуха   tвн= 3 0С , tвк=1 0С.

  Расхода воздуха  через камеру орошения  Gок=7200 кг/час.

Температура мокрого термометра tмт =00С.

tм = 5,7 ºС – температура мокрого термометра

Требуемый коэффициент адиабатной эффективности::

                                     

       где      конечная и  начальная температура воздуха, 0С,

                температура мокрого термометра, 0С.

  μ = 1,95 – коэффициент орошения

Определяем  расход воды:

Gн = μ·Gв = 7200·1,95 = 14040 кг/ч 

           Давление перед  форсунками по  таблице П2 равно  67 кПа. 
 
 
 

4.4 РАСЧЕТ ХОЛОДИЛЬНОЙ  МАШИНЫ

Исходными данными для расчета  являются: количество вырабатываемого  холода Qх, определяемое как сумма затрат холода на обработку воздуха в центральном кондиционере и потерь холода в изолированных трубопроводах (10% от затрат), температура холодной воды на входе и выходе из системы холодоснабжения поверхностных воздухоохладителей  twн и twк, способ охлаждения конденсатора холодильной машины  и температура охлаждающей среды (воды или воздуха).

Задачей теплового расчета  холодильной машины является определение  требуемой объемной подачи компрессора, его подбор, определение  тепловой нагрузки на конденсатор и  испаритель, подбор конденсатора и испарителя.

Составляют  расчетную схему  парокомпрессионной холодильной машины. Обычно используется в СКВ одноступенчатая  хладоновая холодильная  машина (рис. ).     

1. Температура испарения  хладагента, в качестве  которого при кондиционировании  воздуха в гражданских  зданиях обычно  принимают фреон  – 12:

tвк = 15ºС конечная температура воды, выходящей из поддона форсуночной камеры кондиционера;

tх = 12ºС – температура холодной воды, выходящей из испарителя холодильной установки

2. Температура конденсации  хладагента:

tк = tw2 + (3÷4º), где tк = 26 + 4 = 30 ºС < 36 ºС

Температура воды выходящей из конденсатора:

tw2 = tw1 +Δt = 22 + 4 = 26 ºC

tw1 – температура воды, входящей в конденсатор;

Δt – перепад температур в конденсаторе

3. Температура переохлаждения  хладагента перед  терморегулятором:

tn = tw1 + (1÷2º) = 22 + 1 = 23 ºC

4. Температура всасывания  паров хладагента  в цилиндр компрессора:

tвс = tи + (15÷30º) = 7,5 +15 = 22,5 ºС

Выбираем  тип холодильной  машины по приложению 3 из [8].

Предварительно  найдем потребность  в холоде с учетом запаса.

5. Qфхол = 108,29 кВт

Выбираем  марку машины ХМФУ-40/П

Qфхол (при tвн = 8 ºС и tw1 = 22 ºС) = 110 кВт

Расход  охлаждающей воды – 10 м3/ч

Расход  охлаждаемой воды – 20 м3/ч

Эффективная мощность Nl = 14 кВт

Компрессор  ФУ-40

Объем, описываемый поршнями υпор = 130,5 м3/ч

Компрессорно  – конденсационный  аппарат АК ФУ40/ПБ

Эффективная мощность Nl = 14,4 кВт

Электродвигатель  Qй = 110 кВт tи = 5ºС, tw1 22 ºC

4.5 Подбор вентилятора

Подбор  вентилятора производится по его характеристикам.

1. Производительность  принимают по расчетному  расходу воздуха  для системы:

Lвент = kподс·Lсист, где

kподс – коэффициент, учитывающий подсос и утечку воздуха из системы, принимается по [3] стр. 17 kподс = 1,1

2. Давление, создаваемое  вентилятором:

Pвент = 1,1·Pп, где