История появления и развития кондиционеров
Министерство образования и науки Республики Казахстан
Карагандинский государственный технический университет
Кафедра: Энергетика
Курсовая работа
по дисциплине «Кондиционирование воздуха и холодноснабжение»
на тему: «Расчет и выбор кондиционной установки для цеха, завода по переработке шин »
Выполнил: студент гр.ТЭ-12-1
Кенесбаев О.М.
Проверил: Альмусин Г.Т
2015
Задание
Тема: Расчет и выбор кондиционной установки для цеха, завода по переработке шин
Объект: Цех, завод
Размер цеха: Одноэтажный комплекс
Расчет кондиционирование цеха, завода
Содержание
Введение. 4
1. История появления и развития кондиционеров. 6
1.1. Кондиционирование воздуха. 6
1.2. Классификация кондиционеров. 8
1.3. Устройство конденционера. 10
1.4. Принцип работы кондиционеров. 12
1.5. Неисправности. 14
2. Утилизация и переработка шин. 16
2.1. Использование шин. 16
2.2. Утилизация шин в Карагандинской области. 18
2.3. Переработка шин. 20
3. Расчет мощности кондиционера в цехе по утилизации шин. 26
3.1. Оборудование для утилизации шин. 26
3.2. Расчет кондиционера. 30
Заключение. 34
Списокиспользованнойлитературы.. 35
Введение
Кондиционер – это устройство для поддержания оптимальных климатических условий в квартирах, домах, офисах, автомобилях, а также для очистки воздуха в помещении от нежелательных частиц.
Современное понятие «кондиционер» (от англ. air – воздух и condition – состояние) как обозначение устройства для поддержания заданной температуры в помещении, существует достаточно давно. Интересно, что впервые слово кондиционер было произнесено вслух еще в 1815 году. Именно тогда француз Жанн Шабаннес получил британский патент на метод «кондиционирования воздуха и регулирования температуры в жилищах и других зданиях». Однако практического воплощения идеи пришлось ждать достаточно долго. Только в 1902 году американский инженер-изобретатель Уиллис Кэрриер (Willis Carrier) собрал промышленную холодильную машину для типографии Бруклина в Нью-Йорке. Самое любопытное, что первый кондиционер предназначался не для создания приятной прохлады работникам, а для борьбы с влажностью, здорово ухудшавшей качество печати. «Ископаемым» предком всех современных сплит-систем и оконников может считаться первый комнатный кондиционер, выпущенный компанией General Electric еще в 1929 году. Поскольку в качестве хладагента в этом устройстве использовался аммиак, пары которого небезопасны для здоровья человека, компрессор и конденсатор кондиционера были вынесены на улицу. То есть по своей сути это устройство было самой настоящей сплит-системой. Однако, начиная с 1931 года, когда был синтезирован безопасный для человеческого организма фреон, конструкторы сочли за благо собрать все узлы и агрегаты кондиционера в одном корпусе. Так появились первые оконные кондиционеры, далекие потомки которых успешно работают и в наши дни. Долгое время лидерство в области новейших разработок по вентиляции и кондиционированию воздуха принадлежало американским компаниям, однако, в конце 50-х, начале 60-х годов инициатива прочно перешла к японцам. В дальнейшем именно они определили лицо современной индустрии климата. Так в 1958 году японская компания Daikin предложила первый тепловой насос, тем самым, научив кондиционеры подавать в помещение не только холод, но и тепло. А еще через три года произошло событие в значительной мере предопределившее дальнейшее развитие бытовых и полупромышленных систем кондиционирования воздуха. Это начало массового выпуска сплит-систем. Начиная с 1961 года, когда японская компания Toshiba впервые запустила в серийное производство кондиционер, разделенный на два блока, популярность этого типа климатического оборудования постоянно росла. Благодаря тому, что наиболее шумная часть кондиционера – компрессор теперь вынесена на улицу, в помещениях оборудованных сплит-системами намного тише, чем в комнатах, где работают оконники. Интенсивность звука уменьшена на порядок. Второй огромный плюс – это возможность разместить внутренний блок сплит-системы в любом удобном месте. Сегодня выпускается немало различных типов внутренних устройств: настенные, подпотолочные, напольные и встраиваемые в подвесной потолок – кассетные и канальные. Это важно не только с точки зрения дизайна – различные типы внутренних блоков позволяют создавать наиболее оптимальное распределение охлажденного воздуха в помещениях определенной формы и назначения. А в 1968 году на рынке появился кондиционер, в котором с одним внешним блоком работало сразу несколько внутренних. Так появились мультисплит-системы. Сегодня они могут включать в себя от двух до девяти внутренних блоков различных типов. Существенным нововведением стало появление кондиционера инверторного типа. В 1981 году компания Toshiba предложила первую сплит-систему, способную плавно регулировать свою мощность, а уже в 1998 году инверторы заняли 95 % японского рынка. Ну и, наконец, последний из наиболее популярных в мире типов кондиционеров – VRV – системы были предложены в 1982 году компанией Daikin
|
|
|
|
|
|
|
|
|
История появления и развития кондиционеров
|
|
|
Кондиционирование воздуха
Кондиционирование воздуха – автоматическое поддержание в закрытых помещениях всех или отдельных параметров воздуха (температуры, относительной влажности, чистоты, скорости движения) с целью обеспечения главным образом оптимальных метеорологических условий, наиболее благоприятных для самочувствия людей, ведения технологического процесса, обеспечения сохранности ценностей.
Кондиционирование воздуха в помещениях предусматривается для создания и поддержания в них:
ü установленных нормами допускаемых условий воздушной среды, если они не могут быть обеспечены более простыми средствами;
ü искусственных климатических условий в соответствии с технологическими требованиями внутри помещения или части их круглогодично или в течение теплого либо холодного периода года;
ü оптимальных (или близких к ним) гигиенических условий воздушной среды в производственных помещениях, если это экономически оправдано увеличением производительности труда;
ü оптимальных условий воздушной среды в помещениях общественных и жилых зданий, административных и многофункциональных, а также вспомогательных зданий промышленных предприятий.
Кондиционирование воздуха, осуществляемое для создания и поддержания допускаемых или оптимальных условий воздушной среды, носит название комфортного, а искусственных климатических условий в соответствии с технологическими требованиями – технологического. Кондиционирование воздуха осуществляется комплексом технических решений, именуемых системой кондиционирования воздуха (СКВ). В состав СКВ входят технические средства приготовления, перемешивания и распределения воздуха, приготовления холода, а также технические средства хладо- и теплоснабжения, автоматики, дистанционного управления и контроля.
В наши дни получило распространение проектирование систем кондиционирования на стадии разработки архитектурного проекта.
В XXI веке всё большее значение приобретает энергосбережение при кондиционировании (стоит вспомнить энергетический кризис в Америке, связанный с пиком потребления энергии кондиционерами. Учитывая ухудшающееся состояние окружающей среды, обеспечение чистого воздуха в помещении является одной из наиболее важных проблем. Кроме того, качество воздуха имеет большое значение в медицине (операционные и родильные боксы), при производстве электроники и в других высокотехнологичных производствах. Для точного поддержания значений температуры и влажности используются прецизионные кондиционеры. [1. 25-27c]
Классификация кондиционеров
Центральные кондиционеры – это промышленные агрегаты, которые применяются для обработки воздуха в крупных коммерческих и административных зданиях, плавательных бассейнах, промышленных предприятиях и других. Центральный кондиционер является неавтономным, то есть для работы ему необходим внешний источник холода: вода от чиллера, фреон от внешнего компрессорно-конденсаторного блока или горячая вода от системы центрального отопления, бойлера. Основными целевыми функциями данных систем являются: комфортная вентиляция с рекуперацией тепла, нагревом и охлаждением; вентиляция и осушение в помещениях плавательных бассейнов; промышленная вентиляция с рекуперацией и без рекуперации тепла. Обработанный центральными кондиционерами воздух по сети воздуховодов распределяется по всему помещению.
Прецизионные кондиционеры – В основном такой кондиционер применяется в помещениях, требующие поддержания заданных параметров с высокой надежностью и точностью, такие как медицинские учреждения, производственные помещения, лаборатории, посты управления, узлы связи, залы ЭВМ, диспетчерские пункты и другие помещения. Представляет собой моноблок, который содержит вентагрегат, фильтр, холодильную машину с фреоновым воздухоохладителем, водяной воздухонагреватель и электрокалорифер. Применяется кондиционер как в системах с рециркуляцией воздуха, так и в системах со 100% приточным воздухом.
Автономные системы кондиционирования воздуха снабжаются извне только электрической энергией, например, шкафные кондиционеры и т.п. Такие кондиционеры имеют встроенные компрессионные холодильные машины, работающие на фреоне-R22, R134A, R407C. Автономные системы охлаждают и осушают воздух, для чего вентилятор продувает рециркуляционный воздух через поверхностные воздухоохладители, которыми являются испарители холодильных машин, а в переходное или зимнее время они могут производить подогрев воздуха с помощью электрических подогревателей или путем реверсирования работы холодильной машины, по циклу так называемого "теплового насоса".
Кондиционер воздуха, работающий на наружном воздухе, называется приточным; на внутреннем воздухе – рециркуляционным; на смеси наружного и внутреннего воздуха – кондиционером с рециркуляцией.
Разновидности исполнения:
Мобильные – кондиционеры, не требующие монтажа; для использования достаточно вывести гибкий шланг из помещения для отвода тёплого воздуха. Конденсат обычно скапливается в поддоне в нижней части мобильного кондиционера
Оконные – состоящие из одного блока; монтируются в окне, стене и проч. Недостатки – высокий уровень шума, уменьшение инсоляции помещения из-за сокращения площади оконного проёма. Преимущества – дешевизна, лёгкость монтажа и последующего обслуживания, отсутствие разъёмных соединений во фреоновой магистрали и как следствие нет утечки фреона, максимально возможный КПД, длительный срок службы.
Сплит-системы (англ. split – расщепление) – состоят из двух блоков, внутреннего и наружного размещения, соединённых между собой трассой фреонопровода (обычно используются медные трубки). Наружный блок содержит (подобно холодильнику) – компрессор, конденсатор, дроссель и вентилятор; внутренний блок – испаритель и вентилятор. Различаются по типу исполнения внутреннего блока: настенный, канальный, кассетный, напольно-подпотолочный (универсальный тип), колонный и др.
Мульти-сплит системы – состоят из наружного блока и нескольких, чаще двух, внутренних блоков, связанных между собой трассой фреонопровода. Как и обычные сплиты различаются по типу исполнения внутренних блоков.
Системы с изменяемым расходом хладагента (VRF, VRV и т. д.) состоят из одного наружного блока (при необходимости увеличения общей мощности могут использоваться комбинации наружных блоков) и из некоторого количества внутренних блоков. Особенность систем состоит в том, что наружный блок меняет свою холодопроизводительность (мощность) в зависимости от потребностей внутренних блоков по данной мощности.[2. 122-124c]
Устройство конденционера
Наибольшее распространение на сегодняшний день (2014 г.) имеют кондиционеры компрессионного типа. Кроме этого существуют также кондиционеры испарительного типа.
Компрессионный кондиционер[
1.конденсатор
2.терморегулирующий вентиль
3.испаритель
4.компрессор
Основными узлами любого местного автономного кондиционера компрессионного типа (как и любой холодильной установки) являются:
компрессор— сжимает рабочую среду—хладагент(как правило, фреон) и поддерживает его движение по холодильному контуру;
конденсатор—радиатор, расположенный во внешнем блоке. Название отражает процесс, происходящий при работе кондиционера—переход газа из газообразной фазы в жидкую (конденсация). Для высокой эффективности и длительной эксплуатации преимущественно изготавливается из меди и алюминия;
испаритель — радиатор, расположенный во внутреннем блоке. В испарителе при резком снижении давления фреон переходит из жидкой фазы в газообразную (кипение). В основном изготавливается из меди и алюминия;
терморегулирующий вентиль — трубопроводный дроссель, который понижает давление фреона перед испарителем;
вентиляторы — создают поток воздуха, обдувающего испаритель и конденсатор. Используются для более интенсивного теплообмена с окружающим воздухом.
Испарительный кондиционер
Устройство испарительного кондиционера
Основными узлами кондиционера испарительного типа являются:
Корпус и поддон, изготавливаемые из металла или прочной пластмассы, которая устойчива не только к водяной среде, суточным перепадам температуры, но и выдерживает минусовые температуры наружного воздуха;
Испарительные фильтры, изготавливаемые из специальной целлюлозы и имеющие форму сот, что позволяет максимально увеличить площадь контакта воды с подаваемым воздухом. Степень насыщения фильтров водой может достигать более 90%;
Электродвигатель и вентилятор влагозащищенного исполнения позволяющий изменять частоту вращения и тем самым регулировать количество подаваемого воздуха;
Водяной насос и клапаны подачи и слива воды. Кондиционер испарительного типа оснащается водяным насосом, который постоянно насыщает фильтры водой. Забор воды осуществляется с поддона кондиционера, уровень которой поддерживается автоматически. Клапан слива воды предназначен для периодического слива воды с поддона для удаления всех отфильтрованных частиц с воздуха;
Принцип работы кондиционеров
Кондиционер компрессионного типа
Компрессор, конденсатор, дроссель (капиллярная трубка, терморегулирующий аппарат) и испаритель соединены тонкостенными медными (в последнее время иногда и алюминиевыми) трубками и образуют холодильный контур, внутри которого циркулирует хладагент (традиционно в кондиционерах используется смесь фреона с небольшим количеством компрессорного масла, однако в соответствии с международными соглашениями производство и использование старых сортов, разрушающих озоновый слой, постепенно прекращается, в современных кондиционерах наиболее часто используются фреоны R-22 и R-410A).
В процессе работы кондиционера происходит следующее (рассмотрим на примере фреона R22). На вход компрессора из испарителя поступает газообразный хладагент под низким давлением в 3—5 атмосфер и температурой от +10 до +20C. Компрессор кондиционера сжимает хладагент до давления 15—25 атмосфер, в результате чего хладагент нагревается до +70—90C, после чего поступает в конденсатор.
Благодаря интенсивному обдуву конденсатора, хладагент остывает и переходит из газообразной фазы в жидкую с выделением дополнительного тепла. Соответственно, воздух, проходящий через конденсатор, нагревается.
На выходе конденсатора хладагент находится в жидком состоянии, под высоким давлением и с температурой на 10—20C выше температуры атмосферного (наружного) воздуха. Из конденсатора тёплый хладагент попадает в терморегулирующий вентиль, который в простейшем случае представляет собой капилляр (длинную тонкую медную трубку, свитую в спираль). На выходе терморегулирующего вентиля давление и температура хладагента существенно понижаются, часть хладагента при этом может испариться.
После дросселирующего устройства (капиллярной трубки или ТРВ) смесь жидкого и газообразного хладагента с низким давлением поступает в испаритель. В испарителе жидкий хладагент переходит в газообразную фазу с поглощением тепла, соответственно, воздух, проходящий через испаритель, остывает. Далее газообразный хладагент с низким давлением поступает на вход компрессора и весь цикл повторяется. Этот процесс лежит в основе работы любого кондиционера и не зависит от его типа, модели или производителя.
Работа кондиционера (холодильника) без отвода тепла от конденсатора (или горячего спая элемента Пельтье) принципиально невозможна. Это фундаментальное ограничение, вытекающее из второго закона термодинамики. В обычных бытовых установках это тепло является бросовым и отводится в окружающую среду, причём его количество значительно превышает величину, поглощённую при охлаждении помещения (камеры). В более сложных устройствах это тепло утилизируется для бытовых целей: горячее водоснабжение и другое.
Неисправности
Одна из наиболее серьёзных неисправностей связана с устройством кондиционера и возникает в том случае, если в испарителе фреон не успевает полностью перейти в газообразное состояние. В этом случае на вход компрессора попадает жидкость, в результате чего компрессор выходит из строя из-за гидроудара. Причин, по которым фреон не успевает испариться, может быть несколько, но самые распространённые вызваны неправильной эксплуатацией плохо спроектированного кондиционера. Во-первых, причиной неисправности могут стать загрязнённые фильтры (при этом ухудшается обдув испарителя и теплообмен), во-вторых — включение кондиционера при отрицательных температурах наружного воздуха. При отрицательных температурах (ниже −10 C) существует реальная угроза попадания жидкого фреона в полость компрессора, что приводит к его поломке. В более дорогих, правильно спроектированных системах присутствуют дополнительные датчики, ёмкости, исключающие попадание жидкого фреона на вход компрессора. В таких системах наиболее вероятной поломкой становится отказ одного из датчиков, что, впрочем, оставляет холодильную систему жизнеспособной. В бытовых оконных кондиционерах БК-1500, БК-2500 производства СССР (Бакинский завод), для устранения данного явления применялся докопитель (он применяется во многих моделях среднего и верхнего ценового диапазона кондиционеров).
Утечка хладагента также может повлечь за собой неправильную/неэффективную работу кондиционера. В основном причиной утечки является выполненный с нарушениями монтажа фреоновой магистрали, например, некачественная развальцовка трубок. Со временем, наиболее заметным внешним проявлением утечки, кроме снижения производительности, является обмерзание вентиля (сторона низкого давления) на внешнем блоке сплит-системы, либо (реже) - обмерзание испарителя, что обуславливается понижением давления хладагента, которое в норме для кондиционеров на хладагенте R22 составляет 4,3 (на стороне низкого давления) бар при наружной температуре воздуха + 25 °C. Однако обмерзание может наблюдаться и по другим причинам, например при попадании влаги в контур, или при попадании мусора.
Наличие воздуха и влаги в контуре со временем может привести к выходу из строя компрессора, закупориванию капилляра ледяными пробками. Причиной попадания воздуха в контур также является некачественный монтаж сплит-системы. При правильном монтаже после сборки контура производится его вакуумирование в течение определённого времени (зависит от объёма контура, и для бытовых систем обычно составляет от 20 минут до часа) специальным вакуумным насосом, с целью удаления воздуха и испарения влаги, присутствующей в контуре.
Конденсация влаги в системе кондиционирования приводит к быстрому развитию микроорганизмов на влажных поверхностях внутреннего блока с последующим попаданием их в помещение. Насыщенность воздуха микроорганизмами способствует развитию заболеваний дыхательных путей и кожи.
Утилизация и переработка шин
Использование шин
Утилизация и переработка шин в современном мире, где число автомобилей неуклонно растёт, приобретает большое экологическое и экономическое значение для всех развитых стран мира, в том числе и России. Это связано прежде всего с тем, что изношенные шины являются источником длительного загрязнения окружающей среды. К тому же резина огнеопасна и не подвергается биологическому разложению, а куча резиновых покрышек представляет собой достаточно удобное место для проживания целых колоний грызунов и насекомых, многие из которых являются источником инфекционных заболеваний.
Переработка шин предпочтительна потому, что 80 % мирового запаса шин созданы из синтетического каучука который получают из нефти — невозобновляемого природного ресурса. Замена складирования, захоронения и сжигания технологией утилизации имеет важное экономическое значение, так как способствует сохранению природных запасов ценного сырья, стимулирует развитие ресурсосберегающих, дешевых технологий, а также улучшает экологическую обстановку и исключает утрату больших земельных площадей под свалки резиновых отходов.
Стоит отметить, что будучи созданными из таких ресурсов как металл, текстиль, регенерат и так далее, изношенные покрышки также могут являться сырьём для изготовления следующих вещей:
· новых автомобильных покрышек (до 15—20%);
· РТИ для автомобилей (до 25%);
· Техпластин (для последующего производства РТИ) (до 40%);
· водоотталкивающих покрытий для крыш (до 40%);
· ж/д шпал и прокладок подрельсовых (до 60%);
· напольных ковриков и подошв для обуви (от 10 до 100%);
· колёс (шинок) для инвалидных колясок и коек (10—100%);
· покрытий для дорог (14—15 тонн на 1 км дорожного покрытия);
· спортивных покрытий из резиновой крошки для футбольных полей, теннисных кортов и детских площадок;
· плитки из резиновой крошки;
· тротуарной резиновой плитки (основным сырьём для её изготовления является фракционированная резиновая крошка — продукт переработки изношенных шин);
· бетона для строительства в качестве добавок
В конце декабря 2008 года были внесены изменения в законодательство об охране окружающей среды. Отменено лицензирование деятельности по сбору, использованию, обезвреживанию, транспортировке, размещению отходов пятого класса опасности, а также по накоплению отходов I—V классов опасности. Введён уведомительный порядок предоставления отчётности о фактически образованных, использованных и размещённых отходах.
Данные изменения вовсе не означают, что теперь можно не заботиться об охране окружающей среды. Наоборот, теперь будут увеличены штрафные санкции в отношении не только должностных лиц, но также индивидуальных предпринимателей и организаций. Размер штрафа увеличивается с 30 июня 2009 года для должностных лиц в 4—5 раз (до 10—20 тыс. руб), для организаций в 2,5—10 раз (до 100—250 тыс. руб), для индивидуальных предпринимателей в 10—15 раз (до 30—50 тыс. руб)
К нарушителю, как и ранее, вместо штрафа, может быть применено более суровое наказание — приостановление деятельности на срок до 90 суток
Дата добавления: 2018-06-27; просмотров: 204; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!