Xreferat.com » Рефераты по физике » Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях

Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях

Содержание


Введение

Определение расчетных параметров наружного и внутреннего воздуха для теплого и холодного периодов

Определение количества тепла и влаги, выделившихся в помещении

Поступления тепла от людей

Теплопоступления от искусственного освещения

Теплопоступления от солнечной радиации

Максимальный тепловой поток на отопление здания

Теплопоступления от работающих отопительных приборов

Теплопотери через наружные ограждения

Выделение влаги людьми

Поступления скрытого тепла в помещение

Газовые выделения в помещение

Выбор принципиальной схемы распределения воздуха в кондиционируемом помещении

Построение на I-d диаграмме процессов кондиционирования воздуха

Выбор типа кондиционера

Расчет и подбор калориферов

Расчет форсуночной камеры кондиционера

Приближенный расчет и подбор холодильного оборудования

Список использованной литературы

Заключение


Введение


Курсовая работа по кондиционированию воздуха разрабатывается для какого-либо помещения или группы помещений здания общественного назначения, в котором имеются избытки тепла и влаги и требуется поддерживать определенные параметры воздуха.

Кондиционирование воздуха относится к наиболее современным и технически совершенным способам создания и поддержания в помещениях условий комфорта для человека и оптимальных параметров воздушной среды для производственных процессов, обеспечения длительной сохранности ценностей культуры и искусства в общественных зданиях и т. п. Кондиционирование является большим достижением науки и техники в деле создания искусственного климата в закрытых помещениях.

Комплекс технических средств, служащих для требуемой обработки воздуха (фильтрации, подогрева, охлаждения, сушки и увлажнения), перемещения его и распределения в обслуживаемых помещениях, устройства для глушения шума, вызываемого работой оборудования, источники тепло- и хладоснабжения, средства автоматического регулирования, контроля и управления, а также вспомогательное оборудование составляют систему кондиционирования воздуха. Устройство, в котором осуществляется требуемая тепловлажностная обработка воздуха и его очистка, называется кондиционером.

СКВ применяются для обеспечения в помещениях необходимого микроклимата для нормального протекания технологического процесса и создания комфортных условий. Затраты на создание системы кондиционирования воздуха в производственных помещениях достаточно быстро окупаются за счет повышения производительности труда.

По назначению СКВ подразделяются на комфортные, технологические и комфортно-технологические. Системы комфортного кондиционирования применяются в жилых, общественных и промышленных зданиях с целью обеспечения полного постоянного комфорта для находящихся в помещении людей. Если назначение СКВ состоит только в обеспечении требуемых условий протекания производственных процессов, то она называется системой технологического кондиционирования. При комфортно-технологическом кондиционировании параметры воздушной среды, оптимальные для технологического процесса, совпадают или несущественно отличаются от комфортных для человека.


Определение расчетных параметров наружного и внутреннего воздуха для теплого и холодного периодов


Кондиционирование воздуха следует принимать:

первого класса - для обеспечения метеорологических условий, требуемых для технологического процесса, при экономическом обосновании или в соответствии с требованиями нормативных документов;

второго класса - для обеспечения метеорологических условий в пределах оптимальных норм или требуемых для технологических процессов;

третьего класса - для обеспечения метеорологических условий в пределах допустимых норм, если они не могут быть обеспечены вентиляцией в теплый период года без применения искусственного охлаждения воздуха, или оптимальных норм - при экономическом обосновании.

Метеорологические условия в помещениях при кондиционировании в пределах оптимальных норм следует обеспечивать по приложению 5 СНиП 2.04.05-91 «Отопление, вентиляция и кондиционирование» в обслуживаемой зоне общественных и административно-бытовых помещений.

Расчётные температуру и относительную влажность воздуха следует принимать для теплого периода (ТП) года - максимальные и для холодного периода (ХП) - минимальные из оптимальных норм.

Расчётные параметры наружного воздуха для г. Киева принимаем по таблице 1 СНиП 23-01-99* «Строительная климатология». Значения температур t и относительных влажностей j сводятся в таблицы 1 и 2, в которых указываются значения скорости движения воздуха v. Значения влагосодержания d и теплосодержания i определяются по i-d диаграмме влажного воздуха.


Таблица 1

Расчетные внутренние условия.

Период Оптимальные параметры воздуха

tв, 0С j, % v, м/с i, кДж/кг d, г/кг
ХП 20 45 0,2 37 6,6
ТП 25 60 0,3 55,2 118

Таблица 2

Расчетные наружные условия.

Период Параметры Б воздуха

tн, 0С j, % v, м/с i, кДж/кг d, г/кг
ХП -23 81 5 -22 0,5
ТП 29 47 1,2 60 12

Определение количества тепла и влаги, выделяющихся в помещении


Тепловой баланс кондиционируемого помещения составляется для теплого и холодного периодов.


Поступление тепла от людей


Количество тепла, выделяемое человеком, зависит от метеорологических условий в помещении и интенсивности выполняемой работы. Принято считать, что женщины выделяют 85%, а дети в среднем 75% тепла от тепла, выделяемого мужчинами.

Общее количество явного тепла, выделяемого людьми в помещении, определяется по формуле:


Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях


где Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях- количество явного тепла, выделяемого одним человеком, Вт/чел.;

Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях - количество людей в помещении.

Зрительный зал: 350 человек (150 мужчин, 150 женщин и 50 детей ).

ХП: Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях

ТП: Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях

Сцена: примерно 20 человек (мужчин, женщин поровну).

ХП: Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях

ТП: Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях

Общее количество скрытого и полного тепла соответственно определяется из выражений:


Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях

Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях


где Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях, Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях - количество скрытого и полного тепла, выделяемого одним человеком, Вт/чел.

Общее количество полного тепла

Зрительный зал: 350 человек (150 мужчин, 150 женщин и 50 детей ).

ХП: Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях

ТП: Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях

Сцена: 20 человек (мужчин, женщин поровну).

ХП: Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях

ТП: Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях

Общее количество скрытого тепла


Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях


Зрительный зал: 350 человек (150 мужчин, 150 женщин и 50 детей ).

ХП: Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях

ТП: Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях

Сцена: 20 человек (мужчин, женщин поровну).

ХП: Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях

ТП: Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях


Теплопоступления от искусственного освещения


Количества тепла, поступающего в помещение от искусственного освещения, находится по формуле:


Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях


где Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях - освещенность, лк;

F – площадь помещения, м2;

qосв – удельные выделения тепла, Вт/м2;

hосв – доля тепловой энергии, поступающей в помещение.

В тех случаях, когда арматура и лампы находятся вне помещения (за остекленной поверхностью, на чердаке, в потоке вытяжного воздуха), в него попадает только радиационное (видимое или невидимое измерение) тепло, доля которого ηосв для люминесцентных светильников составляет около 0,55 потребляемой энергии, для ламп накаливания — примерно 0,85.

Для аудиторий наименьшая освещенность при использовании люминесцентных светильников равна 300 лк, для залов - 200 лк. При использовании ламп накаливания эти цифры должны быть уменьшены приблизительно вдвое.

Зрительный зал и сцена:

ХП: Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях

ТП: Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях

Теплопоступления от солнечной радиации


Теплопоступления от солнечной радиации рассчитываются для теплого периода:


Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях


где Fост – площадь поверхности остекления, м2;

qост - количество тепла, поступающее за счет солнечной радиации, Вт/м2;

К – коэффициент, зависящий от прозрачности стекол, наличия штор и т. д.;

Аост – коэффициент, зависящий от вида остекления.

Зрительный зал:

Окон нет, поэтому Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях

Сцена:

Окон нет, поэтому Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях


Максимальный тепловой поток на отопление здания


Максимальный тепловой поток на отопление здания определяется по удельной тепловой характеристике здания или укрупненному показателю максимального теплового потока.

Максимальный тепловой поток на отопление здания определяется для холодного периода:


Кондиционирование воздуха в гражданских зданияхКондиционирование воздуха в гражданских зданиях


где qуд – справочная величина удельной тепловой характеристики здания, Вт/(м3К);

а – коэффициент, учитывающий влияние на удельную тепловую нагрузку местных климатических условий;

tв – расчетная температура внутреннего воздуха, 0С;

Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях - расчетная температура наружного воздуха, 0С;

Vн – строительный объем здания по наружному обмеру, м3.

Зрительный зал и сцена:

ХП: Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях


Теплопоступления от работающих отопительных приборов


Теплопоступления от работающих отопительных приборов для холодного периода находим:


Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях


где tсрБ – средняя температура теплоносителя в отопительных приборах при расчетных наружных параметрах Б, 0С;

tвБ – температура воздуха в помещении, принятая при расчете отопления, 0С;

tвотп – то же, принятая при расчете кондиционирования воздуха, 0С.

Зрительный зал и сцена:

ХП: Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях


Теплопотери через наружные ограждения


Теплопотери через наружные ограждения для холодного периода можно найти:


Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях


где tн – расчетная температура наружного воздуха, 0С

Зрительный зал и сцена:

ХП: Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях


Выделение влаги людьми


Выделение влаги людьми рассчитывается для холодного и теплого периодов:

Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях

где wвл – количество влаги, выделяемой одним человеком, г/ч;

n – количество людей в помещении.

Зрительный зал: : 350 человек (150 мужчин, 150 женщин и 50 детей ).

ХП: Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях

ТП: Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях

Сцена: 20 человек (мужчин, женщин поровну).

ХП: Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях

ТП: Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях


Поступление скрытого тепла в помещение


Поступление скрытого тепла в помещение для теплого и холодного периодов можно определить:


Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях


где tвБ = 160С;

Wвл – количество влаги, выделяемой в помещении, кг/ч.

Зрительный зал: 350 человек (150 мужчин, 150 женщин и 50 детей ).

ХП: Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях

ТП: Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях

Сцена: 20 человек (мужчин, женщин поровну).

ХП: Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях

ТП: Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях


Газовые выделения в помещении


Газовые выделения в помещении определяются для теплого и холодного периодов:


Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях


где Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях- количество углекислого газа, выделяемое одним человеком, л/ч.

Зрительный зал: 350 человек (150 мужчин, 150 женщин и 50 детей ).

ХП: Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях

ТП: Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях

Сцена: 20 человек (мужчин, женщин поровну).

ХП: Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях

ТП: Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях

По результатам подсчета тепловыделений, теплопотерь, влагогазовыделений составляются балансы по теплу и влаге для теплого и холодного периодов отдельно для каждого помещения. Результаты расчетов сводятся в таблицы 3 и 4.


Таблица 3.

Теплопоступления и теплопотери помещения с кондиционированием воздуха.

Наименование помещения Объём помещения V, м3 Расчетный период года Теплопоступления в помещение, Вт

Теплопотери

помещения,Вт

Избыточное тепло



От людей От солнечной радиации Искусственное освещение От системы отопления Суммарные Через ограждения Суммарные Явное Полное, Вт



Явные Полные


Явные Полные

Вт Вт/м3
Зрительный зал и сцена

5416

Тёплый

20195

33600

--------

6847,5

--------

27042,5

40447,5

-------- --------

27042,5

5

40447,5



Холодный

30290

41590

--------

6847,5

90950

128087,5

139387,5

100280

100280

27807,5

5,1

39107,5


Таблица №4.

Теплогазовыделения в помещении.

Наименова Ние помещения Объём помещения Расчётный период Тепловые избытки Влаго-выделения Газо-выделения



Явное тепло Скрытое тепло Полноетепло




Вт Вт/м3 Вт Вт кг/ч л/ч
Зрительный зал и сцена

5416

Тёплый

27042,5

5

13400

40447,5

19,17

7400



Холодный

27807,5

5,1

12300

39107,5

15,19



Выбор принципиальной схемы распределения воздуха в кондиционируемом помещении


Выбор схемы распределения воздуха оказывает большое влияние на эффективность системы кондиционирования. От выбора принципиальной схемы распределения воздуха зависит соблюдение требуемых параметров в рабочей зоне, перепад температур рабочей зоны и приточного воздуха, разность между температурами удаляемого и приточного воздуха. При увеличении перепада температур уменьшается величина воздухообмена.

Пользуясь указаниями СниП 2.06.05.-91* выбираем принципиальную схему обработки воздуха. Выбираем для теплого и холодного периодов - систему кондиционирования воздуха с первой рециркуляцией.


Построение на I-d диаграмме процессов кондиционирования воздуха для теплого и холодного периодов


Построение процесса обработки воздуха для теплого периода

Расчёт начинают с рассмотрения теплого периода, при котором избытки тепла больше, чем в теплый период. Величину углового коэффициента изменения состояния воздуха в помещении определяют по формуле, кДж/кг:


Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях,


где Qтпизб - общее расчётное количество избытков полного тепла определяют из табл. 3 для теплого периода, Вт;

Wвл. - количество испарившейся влаги, определяют по табл. 4, кг/ч.

Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях кДж/кг

По СНиП 2.04.05-91* определяем минимальный расход наружного воздуха для зрительного зала, приходящийся на одного человека, равный 20 м3/ч. Далее определяем общее количество наружного воздуха по следующей формуле:

Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях

Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях м3/ч

На I-d диаграмму наносят точку В, соответствующую параметрам внутреннего воздуха, через которую проводят луч процесса до пересечения с изотермой tП, соответствующей параметрам приточного воздуха, параметры точки П рассчитывают по формуле:


tП = tВ - Δtдоп


где Δtдоп - разность температур между внутренним и приточным воздухом, 5 оС;

tВ = 25 оС.

tП = 25 - 5 = 20 оС

Общее количество кондиционируемого воздуха G0 вычисляют по формуле, кг/ч:

Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях

Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях


где Wвл - суммарные влагопоступления, кг/ч;

Qизб - избыточное тепло, поступающее в помещение, Вт;

dВ - влагосодержание точки В, г/кг;

dП - влагосодержание точки П, г/кг,

IВ - энтальпия точки В, кДж/кг;

IП - энтальпия точки П, кДж/кг.

Из рассчитанных по двум формулам GО выбираем большее значение.

Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях кг/ч

Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях кг/ч

Выбираем расход воздуха, рассчитанный по теплоизбыткам.

На поле I-d диаграммы наносят точку Н, соответствующую параметрам наружного воздуха. Из точки П проводим линию по постоянному влагосодержанию до пересечения с кривой φ = 95%, получаем точку О - параметры воздуха на выходе из оросительной камеры. Далее наносим точку В’ на 1 оС выше точки В, соответствующую состоянию рециркуляционного воздуха перед входом в камеру смешивания. Точки В’ и Н соединяются линией, которая является линией смеси наружного и рециркуляционного воздуха перед оросительной камерой. Показываем подогрев воздуха в приточном воздуховоде П’, который составляет 1 оС.

Положение точки смеси С находят из выражения:


Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях

Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях


Кондиционирование воздуха в гражданских зданияхмм

Количество рециркуляционного воздуха Gр1 определяют по формуле

Gр1 = GO - GH.

Gр1 = 19170 - 8880 = 10290 м3/ч

Соединяем точки в следующем порядке: Н - В’ - В - П - О - C.

Определяем охлаждающую мощность оросительной камеры и расход тепла в калорифере второго подогрева:


Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях

Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях


Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях кДж/час

Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях кДж/час


Таблица 5.1

Расчет для тёплого периода:

точка t, оС φ ,% I,кДж/кг d,г/кг
В 25 60 55,2 11,8
Н 29 47 60 12
П 20 72 47 10,7
П’ 18,5 81 46 10,7
В’ 26 55 56 11,8
О 16 95 44 10,7
С 27,2 52 57,8 11,87

Построение процесса обработки воздуха с первой рециркуляцией для холодного периода


На поле I-d диаграммы наносят точки В и Н, соответствующие параметрам внутреннего и наружного воздуха, и определяют величину углового коэффициента изменения состояния воздуха в помещении для холодного периода.

Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях кДж/кг

Через точку В проводят луч процесса и определяют приращение влагосодержания Δd по формуле, г/кг:


Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях


где G0 – количество вентиляционного воздуха, определённое расчётом теплового периода, кг/ч;

WХП – суммарное влагопоступление в холодный период, кг/ч.

Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях г/кг.

Влагосодержание приточного воздуха dП определяется следующим образом, г/кг:


dП = dВ – Δd


dП = 6,6 – 0,8 = 5,8 г/кг

При пересечении луча процесса с линией dП = const определяется положение точки П.

Далее через точку П продолжаем линию dП = const до пересечения с φ = 95% и получаем точку О, которая характеризует состояние воздуха, покидающего оросительную камеру. Соединяем точки П и О.

Далее определяем влагосодержание точки смеси С из следующей пропорции:


Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях

Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях


Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях г/кг

Проводим линии dС = const и IO = const, на их пересечении получаем точку С. Далее строим прямую СВ и соединяем ее с линий dН = const, на пересечении получаем точку К.

Определяем расходы тепла через калориферы первого и второго подогрева, кДж/час:


Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях

Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях


Кондиционирование воздуха в гражданских зданияхкДж/час

Кондиционирование воздуха в гражданских зданияхкДж/час


Таблица 5.2 Расчет для холодного периода:

точка t, оС φ ,% i,кДж/кг d,г/кг
В 20 45 37 6,6
Н -23 81 -22 0,5
П 14 53 29 5,9
О 7 95 22 5,9
С 12,6 40 22 3,8
К 3 20 5 0,5

Выбор типа кондиционера


Кондиционер выбирается по табл. 3.1 [1] на номинальную производительность по воздуху от 10 до 250 тыс.м3/ч:


Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях ,


где

Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях- плотность воздуха в расчётах принимается 1,2 кг/м3.

L=19170/1,2=15975м3/ч


Расчет калориферов (воздухонагревателей)


В зависимости от выбранного типа кондиционера по табл. III.8 [3] выбирают калорифер (воздухонагреватель) и выполняют проверочный расчёт. Исходными данными для расчёта являются: общее количество кондиционируемого воздуха; начальные и конечные параметры воздуха, полученные при построении процессов обработки воздуха; температура горячей воды 115-70 0С. Расчёт проводим в следующей последовательности. При расчёте используем калориферы для кондиционера КТЦ3-31,5: для калорифера I - полуторорядный с обводным каналом и для калорифера II подогрева - однорядный без обводного канала.

Требуемое количество тепла на нагревание воздуха для холодного периода равно:

для калорифера первого подогрева Кондиционирование воздуха в гражданских зданияхкДж/час

= 66600 Вт;

для калорифера второго подогрева Кондиционирование воздуха в гражданских зданияхкДж/час

= 37275 Вт.

Находим массовую скорость движения воздуха, кг/(м2с):

Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях


где f - площадь фронтального сечения воздухонагревателя, м2.

Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях кг/(м2с)

Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях кг/(м2с)

Необходимое количество теплоносителя определяется по формуле, кг/ч:


Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях


где св – теплоёмкость воды, св = 4,187 кДж/кг;

tв1 – температура воды на входе в калорифер, 0С;

tв2 - температура воды на выходе из калорифера, 0С.

Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях кг/ч

Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.
Подробнее

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту
Нужна помощь в написании работы?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.

Похожие рефераты: