Расчет основных рабочих элементов установки кондиционирования воздуха и подбор оборудования.
4.1. Фильтр.
Для проектируемой системы центрального кондиционирования воздуха, с расходом 54240 кг/ч, выбираем кондиционер КТЦ60, с масляным самоочищающимся фильтром.
Характеристики фильтра:
площадь рабочего сечения - 6,31 м2
удельная воздушная нагрузка – 10000 м3 ч на 1м2
максимальное сопротивление по воздуху ~10 кгс/м2
количество заливаемого масла – 585 кг
электродвигатель АОЛ2-21-4, N=1,1 кВт, n=1400 об/мин
4.2. Камера орошения.
Расчет:
1. Выбор камеры орошения по производительности воздуха:
м3/ч (4.1)
Принимаем форсуночную двухрядную камеру орошения типа Кт длинной 1800мм.
Конструктивные характеристики:
номинальная производительность по воздуху 60 тыс. м3/ч
высота и ширина сечения для прохода воздуха 2003х3405 мм
площадь поперечного сечения 6,81 м2
номинальная весовая скорость воздуха в поперечном сечении 2,94 кгс/(м2 °С)
общее число форсунок при плотности ряда 24шт/м2 ряд) – 312 шт./м2
2. Определяем массовую скорость воздуха в поперечном сечении камеры орошения:
, кг/(м2с) (4.2)
3. Определяем универсальный коэффициент эффективности:
(4.3)
Согласно [3] выбираем коэффициент орошения В, коэффициент полного орошения Е и диаметр выпускного отверстия форсунок:
В=1,8
Е=0,95
Ø=3,5 мм
Так как (pv) < 3 кг/(м2 с), то для Е´ вводим поправочный коэффициент 0,96:
Е=0,96х0,95=0,91
5. Вычисляем начальную и конечную температуру воды twн twк , совместно решая систему уравнений:
twн = 6,1°С
twк = 8,5°С
|
|
|
6. Вычисляем массовый расход воды:
Gw = BxG = 1,8х54240 = 97632 кг/ч (4.4)
7. Определяем пропускную способность одной форсунки:
кг/ч (4.5)
8. По диаметру выпускного отверстия и пропускной способности форсунки определяем давление воды перед форсункой, согласно [3]:
Рф = 2,1 кгс/см2
9. Определяем аэродинамическое сопротивление форсуночной камеры орошения:
ΔР = 1,14 (pv)1,81 = 1,14 х 1,841,81 = 3,43 кгс/м2 (4.6)
4.3. Воздухонагреватели и воздухоохладители.
Воздухонагревательные и воздухоохладительные установки собираются из одних и тех же базовых унифицированных теплообменников, конструктивные характеристики представлены в [2]. Число и размеры теплообменников, размещаемых во фронтальном сечении установки, однозначно определяются производительностью кондиционера.
Базовые теплообменники могут присоединятся к трубопроводам тепло-холодоносителя по различным схемам согласно [2].
Расчет воздухонагревательных и воздухоохладительных установок состоит из следующих операций:
По известной величине расчетного воздухообмена G, согласно [2], выбирается марка кондиционера и определяется площадь фасадного сечения Fф ,м2.
Вычисляется массовая скорость воздуха в фасадном сечении установки:
, кг/(м2с) (4.7)
|
|
|
Определяются температурные критерии:
при нагревании воздуха
, (4.8)
, (4.9)
расход теплоносителя
, кг/ч (4.10)
где: tн , tк – начальная и конечная температура обрабатываемого воздуха, °С, tг,tо–температура теплоносителя на входе и выходе из воздухонагревателя,°С,
twг,twо–температура охлажденной воды на входе и выходе из воздухоохладителя, °С.
Согласно [2] находятся все возможные схемы компоновки и присоединения, базовых теплообменников к трубопроводам тепло-холодоносителя, соответствующие производительности принятой марки кондиционера. Для каждой схемы определяется величина компоновочного фактора 
.
Для каждой выбранной схемы определяется общее число рядов теплообменников по глубине установки:
(4.11)
При этом для воздухонагревателей принимается D=7,08; для воздухоохладителей – D=8,85.
Полученные значения Zу округляются до ближайших больших Z'у .
Для каждого компоновочного варианта установки находится общая площадь поверхности теплообмена:
Fу = Fр Z'у ,м2 (4.12)
и вычисляется запас в площади по сравнению с её расчетным значением:
, (4.13)
Для всех принятых схем определяется величина площади живого сечения для прохода тепло-холодоносителя:
, м2 , (4.14)
и находится скорость воды в трубках хода и присоединительных патрубках:
|
|
|
, м/с, (4.15)
, м/с, (4.16)
где: 
– значение компоновочного фактора для выбранной схемы, уточненное для фактического числа рядов труб Z'у ;
ρw – средняя плотность воды в теплообменнике, принимаемая для воздухонагревателей первого и второго подогрева соответственно951 и 988 кг/м3 и для воздухоохладителей ρw = 998 кг/м3;
dп.п – внутренний диаметр присоединительных патрубков, равный для всех типов теплообменников dп.п = 0,041 м;
Х – число параллельно присоединенных входящих патрубков в ряду.
Последующие расчеты производятся для схемы компоновки базовых теплообменников с наибольшим запасом площади теплообмена. Но если при этом скорость воды в трубках или в присоединительных патрубках будет превышать 2÷2,5 м/с, то в качестве расчетной следует принять схему с меньшим значением компоновочного фактора.
Находится гидродинамическое сопротивление теплообменной установки (без соединительных и подводящих патрубков):
ΔНу = Аω2 , кПа, (4.17)
где: А – коэффициент, зависящий от количества труб в теплообменнике и его высоте и принимаемый согласно [2].
Определяется аэродинамическое сопротивление установки:
с однорядными теплообменниками
|
|
|
ΔРу = 7,5(ρν)ф1,97R2 Z'у ,Па, (4.18)
с двухрядными теплообменниками
ΔРу = 11,7(ρν)ф1,15R2 Z'у ,Па, (4.19)
Значение R определяется по [2] в зависимости от среднеарифметической температуры воздуха.
Расчет водухонагревателя.
Fф = 6,63 м2
кг/(м2с)
Выбираем:
Схема 1: 
Схема 2: 
Схема 4: 
Схема 1:
Zу = 0,59 ; Z'у = 1
Схема 2:
Zу = 0,63 ; Z'у = 1
Схема 4:
Zу = 0,54 ; Z'у = 1
Fу = 113 х 1 =113 м2
Схема 1: 
Схема 2: 
Схема 4: 
Схема 1:
м2
м/с
м/с
Схема 2: 
м2
м/с
м/с
Схема 4: 
м2
м/с
м/с
Для дальнейших расчетов выбираем схему 4.
ΔНу = 26,683 х 0,372 =3,65 кПа,
ΔРу = 7,5 х 2,271,97 х 0,982 х 1 = 36,2,Па
4.4. Холодильные установки.
В центральных и местных системах кондиционирования воздуха для получения холода широко применяются агрегатированные фреоновые холодильные машины, объединяющие компрессор, испаритель, конденсатор, внутренние коммуникации, арматуру, электрооборудование и автоматику. Их технические характеристики приведены [2]. Расчет холодильной установки сводится к определению её холодопроизводительности и подбору соответствующей ей марки машины.
Расчет производится в следующем порядке:
Вычисляется холодопроизводительность установки в рабочем режиме:
, кВт, (4.20)
где: Ах – коэффициент запаса, учитывающий потери холода на тракте хладагента, холодоносителя и вследствие нагревании воды в насосах и и принимаемый для машин с холодопроизводительностью до 200 кВт Ах = 1,15 ÷ 1,2 , более 200 кВт Ах = 1,12 ÷ 1,15;
Iн , Iк – энтальпия воздуха на входе в камеру орошения и выходе из неё.
Определяются основные температуры, характеризующие режим работы холодильной установки:
температура кипения холодильного агента 
, °С, (4.21)
температура конденсации холодильного агента
tконд = tк.к + (3÷4) , °С, (4.22)
температура переохлаждения холодильного агента
tп.х = tк.н + (1÷2) , °С, (4.23)
где: tн.х – температура воды на входе в испаритель и на выходе из него, °С;
tк.н – температура охлаждающей воды перед конденсатором, ориентировочно принимаемая tк.н = 20°С;
tк.к – температура воды на выходе из конденсатора, принимаемая на 3÷4°С больше tк.н ,°С.
Температуру кипения хладагента в испарителе следует принимать не ниже 2°С, причем температура воды, выходящей из испарителя, не должна быть ниже 6 °С.
Хоодопроизводительность установки, требуемая в рабочем режиме, приводится к стандартным условиям (tн.х =5°C, tконд=35°С, tп.х =30°С):
, кВт, (4.24)
где: Qх.с – холодопроизводительность холодильной машины в стандартном режиме, кВт;
λс , λр – коэффициенты подачи компрессора при стандартном и рабочем режимах;
qvc , qvp – объемная холодопроизводительность при стандартном и рабочем режимах, кДж/м3.
Коэффициент λс принимается равным λс=0,76, а величина λр определяется согласно [2].
Объемная холодопроизводительность при стандартных условиях принимается равной qvc=2630 кДж/м3, а величина qvp определяется по формуле:
, кДж/м3 , (4.25)
где: iи.х – энтальпия паровой фазы хладагента при tи.х , кДж/кг;
iп.х – энтальпия жидкой фазы хладагента при tп.х , кДж/кг;
vи.х – удельный объем паров хладагента при tи.х ,кг/м3.
Согласно [2] подбирается 2 ÷ 4 однотипных холодильных машины и из них компонуется общая установка. При этом суммарная холодопроизводительность принятого числа машин должна равняться вычесленному по формуле (2.19) значению Qх.с .
Вентиляторные агрегаты.
Для комплектации центральных систем кондиционирования воздуха используют вентиляторные агрегаты одностороннего и двустороннего всасывания.
Принимаем вентилятор ВР-86-77-5:
Диаметр колеса D = Dном;
Потребляемая мощность N = 2,2 кВт;
Число оборотов n = 1420 об./мин;
Двигатель АИР90L4.
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 171; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!