Xreferat.com » Рефераты по строительству » Системы кондиционирования воздуха офиса

Системы кондиционирования воздуха офиса

Размещено на /

Министерство образования Российской Федерации

Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова

Кафедра ТГВ


тепловой кондиционер аэродинамический холодоснабжение

Системы кондиционирования воздуха офиса


Выполнил:

студент группы 4ТВу-31

Гиллих И.А.

Руководитель: Ильина Т.Н.


Белгород 2005

Содержание


Исходные данные

Введение

1. Расчет поступления тепла и влаги в помещение (тепловой баланс)

2. Построение в Id диаграмме процессов обработки воздуха в теплый и холодный период года

2.1 Расчет производительности СКВ

2.2 Расчет количества тепла для подогревателей 1-ого и 2-ого подогрева

2.3 Расчет количества холода в воздухоохладителях для летнего периода

2.4 Расчет количества воды, испарившейся в оросительной камере

3. Выбор типоразмера кондиционера и расчет его секций

3.1 Расчет и подбор воздухонагревателей

3.2 Расчет камер орошения

4. Холодоснабжение СКВ

5. Аэродинамический расчет СКВ

5.1 Выбор схемы распределения воздуха в помещении

5.2 Подбор диаметров воздуховодов и расчет потерь давления

5.3 Подбор вентилятора

Список литературы


Исходные данные


Вариант 1-3

г. Санкт-Петербург

Остекление- 2-е

Стена – кирпич 250 мм+125 мм, прослойка (минеральная вата) 70 мм

Кровля- Стяжка 100 мм, ж/б плита- 50 мм, прослойка 200 мм.

Высота окна- 1,5 м

Высота помещения- 3 м

Ориентация оси –Ю

Ф= 40%-60%

Люди, оргтехника и бытовая техника в помещениях для кондиционирования.


Помещения № 1 № 3 № 4 № 5 № 6
Кол-во людей, чел 2 2 2 5 2
Оргтехника, и.т.д 1 к 5 к

Введение


Под системами кондиционирования воздуха (СКВ) понимают устройства, предназначенные для создания и автоматического поддержания в помещениях требуемых параметров воздушной среды (температуры, влажности, давления, чистоты состава и скорости движения), независимо от внешних (время года, погода) и внутренних (тепло-, влаго-, и газовыделений) факторов.

Основой системы кондиционирования воздуха являются агрегаты, в которых осуществляются очистка и термовлажностная обработка воздуха, подаваемого в обслуживаемые помещения, согласно технологическим и санитарно-гигиеническим условиям.

Задачи кондиционирования воздуха в зрелищных и спортивных зданиях, магазинах, библиотеках, музеях, культурно-бытовых и административных зданиях заключается в обеспечении санитарно-гигиенических требований к параметрам воздушной среды, оказывающих благоприятное влияние на самочувствие людей и условия эксплуатации самих зданий.

К состоянию воздушной среды могут предъявляться дополнительные требования по очистке воздуха от пыли, а в специальных помещениях (больницах, операционных и.т.п.) – по очистке его от бактериальных загрязнений.


1. Расчет поступления тепла и влаги в помещение (тепловой баланс)


1.1 Расчетные параметры воздуха


В качестве расчетных параметров наружного воздуха принимают расчетные параметры Б для заданного района строительства в холодный период (таблица 1), в теплый – температуру наружного воздуха на 20С и удельную энтальпию на 2 кДж/кг ниже, чем при параметрах Б.


Таблица 1 Расчетные параметры наружного воздуха

Наименование пункта Расчетная географическая широта, °с .ш. Барометрическое давление ГПа Период года Параметры Б




температура воздуха, °С удельная энтальпия, кДж/кг скорость ветра, м/с
Санкт-Петербург 60 1010

ТП

ХП

24,8

-26

51,5

-25,3

1

3


Принимаем:

Летний режим

Расчетные параметры наружного воздуха

tН = +22,8°С; I= 49,5 кДж/кг

Расчетные параметры внутри помещения

tВ = +20°С φ= 60%

Зимний режим

Расчетные параметры наружного воздуха

tН = -26°С; I= -25,3 кДж/кг

Расчетные параметры внутри помещения

tВ = +18°С φ= 40%


1.2 Поступление тепла и влаги в помещение


а) Теплопоступления за счет разности температур в теплый период года


Системы кондиционирования воздуха офиса, Вт


где Системы кондиционирования воздуха офиса- коэффициент, зависящий от цвета ограждения, принимаем светлый цвет (Системы кондиционирования воздуха офиса=0,5)

К- расчетный коэффициент теплопередачи, который определяется по формуле:


Системы кондиционирования воздуха офиса


соответствии со СНиП II-3-79* находим:


Системы кондиционирования воздуха офиса ;


для стены


Системы кондиционирования воздуха офиса;


для чердачного перекрытия


Системы кондиционирования воздуха офиса

для стен


Системы кондиционирования воздуха офиса

Системы кондиционирования воздуха офиса


для чердака


Системы кондиционирования воздуха офиса

Системы кондиционирования воздуха офиса


б) Теплопоступления за счет инфильтрации наружного воздуха


Системы кондиционирования воздуха офиса


где М- количество воздуха, определяемое по формуле:


Системы кондиционирования воздуха офиса


где α- коэффициент учитывающий остекление; принимаем 0,3

m- коэффициент учитывающий величину щели, принимаем = 35,5

l – длина щели.

С- теплоемкость воздуха- 1,005

в) Теплопоступления от людей.

Количество теплоты (Сумма скрытой и явной) определяется по формулам: полное:

Системы кондиционирования воздуха офиса


и явное


Системы кондиционирования воздуха офиса


б) Теплопоступления от источников искусственного освещения.

Теплопоступления от источников искусственного освещения определяем по следующей формуле:


Системы кондиционирования воздуха офиса


-удельная мощность светильников, принимаем


Системы кондиционирования воздуха офиса


Системы кондиционирования воздуха офиса- доля теплоты, поступающей в помещение;

г) Теплопоступления от солнечной радиации.

Определяется только для теплого периода года. Количество теплоты поступающее от солнечной радиации, можно определить по формулам: ,Вт:

для остекленных поверхностей


Системы кондиционирования воздуха офиса


для покрытий:


Системы кондиционирования воздуха офиса

где Системы кондиционирования воздуха офиса, Системы кондиционирования воздуха офиса- площади поверхности остекления и покрытия, м2.

Системы кондиционирования воздуха офиса,Системы кондиционирования воздуха офиса- теплопоступления от солнечной радиации через 1м2 поверхности остекления и покрытия, Вт/м2;

Системы кондиционирования воздуха офиса- коэффициент зависящий от характера остекления и солнцезащитных устройств;

Системы кондиционирования воздуха офиса- коэффициент теплопередачи покрытия Вт/(м3*К)

также вводим поправку на защиту окон Z=0,2

д) Теплопоступления от технологического оборудования

Принимаем 300 Вт- 1компьютер.

Результаты расчетов сведены в таблицу 2 и 3.


Таблица 2 Тепловой расчет помещений (ТП)

№ помещения Количество людей Теплопоступления, кВт Расход воздуха, м3/ч


от разности температур

от инфильтрации

наружного воздуха

от оборудования от солнечной радиации

От источников

искусственного

освещения

От людей Всего Количество наружного воздуха, необ. для дыхания
1 2 0,102 2,966 0,3 1,657 6,811 0,3 12,1 120
3 2 0,003 0,270 0,3 0,060 0,436 0,3 1,4 120
4 2 0,006 0,240 0,3 0,075 0,545 0,3 1,5 120
5 5 0,008 0,240 1,5 0,092 0,672 0,75 3,3 300
6 2 0,011 1,468 0,3 0,700 1,942 0,3 4,7 120

23,0*

Примечание: Qя меньше на 0,65 кВт


Таблица 3 Тепловой расчет помещений (ХП)

№ помещения Количество людей Теплопоступления, кВт Расход воздуха, м3/ч


от оборудования

От источников

искусственного

освещения

От людей Всего Количество наружного воздуха, необ. для дыхания
1 2 0,3 6,811 0,3 7,4 120
3 2 0,3 0,436 0,3 1,0 120
4 2 0,3 0,545 0,3 1,1 120
5 5 1,5 0,672 0,75 2,9 300
6 2 0,3 1,942 0,3 2,5 120

15,1

е) Влаговыделения

Определяется по формуле:


Системы кондиционирования воздуха офиса , кг/ч


где Wi- влаговыделения одним человеком г/ч; ni- число людей в помещении.

Также добавляют 1,5 кг/ч на влажную уборку помещения, принимаемую один раз в день.


Таблица 4

№ Помещения 1 3 4 5 6 уборка
Кол-во людей 2 2 2 5 2 - 13
Влаговыделения ТП 0,15 0,15 0,15 0,375 0,15 1,5 2,48
Влаговыделения ХП 0,13 0,13 0,13 0,325 0,13 1,5 2,35

2. Построение в Id диаграмме процессов обработки воздуха в теплый и холодный период года


2.1 Расчет производительности СКВ


а) ТП (Теплый период)

1. Определяем угловой коэффициент луча процесса:


Системы кондиционирования воздуха офиса


2. Находим температуры приточного и удаляемого воздуха:


Системы кондиционирования воздуха офиса

Системы кондиционирования воздуха офиса


Строим на Id- диаграмме луч процесса, через точку В и наносим точки П, У, соответствующие найденным температурам.

3. Определяем необходимый воздухообмен.

Определяем воздухообмен по полному тепловыделению:


Системы кондиционирования воздуха офиса


Определяем теплообмен по явному тепловыделению:


Системы кондиционирования воздуха офиса


Определяем воздухообмен по влаговыделению:


Системы кондиционирования воздуха офиса


Затем на поле I-d диаграммы наносим линию dП= const, по которой находим положение точек П' и О, характеризующих состояние воздуха на выходе из кондиционера и из камеры орошения.

б) ХП (Холодный период)

1. Определяем угловой коэффициент луча процесса:


Системы кондиционирования воздуха офиса


2. Находим температуры приточного и удаляемого воздуха:


Системы кондиционирования воздуха офиса

Системы кондиционирования воздуха офиса


Строим на Id- диаграмме луч процесса, через точку В и наносим точки П, У, соответствующие найденным температурам.

3. Определяем необходимый воздухообмен.

Определяем воздухообмен по полному тепловыделению:


Системы кондиционирования воздуха офиса

Определяем теплообмен по явному тепловыделению:


Системы кондиционирования воздуха офиса


Определяем воздухообмен по влаговыделению:


Системы кондиционирования воздуха офиса


Затем на поле I-d диаграммы наносим линию dП= const, по которой находим положение точек П и О, характеризующих состояние воздуха на выходе из кондиционера и из камеры орошения.


2.2 Расчет количества тепла для подогревателей 1-ого и 2-ого подогрева


Выбираем максимальный воздухообмен с запасом 5% = 10675*5%=11200 кг/ч,


Системы кондиционирования воздуха офиса


Мощность воздухоподогревателя I ступени – 135 кВт


Системы кондиционирования воздуха офиса


Мощность воздухоподогревателя II ступени- 28 кВт

Для теплого периода судя по диаграмме подогревателей II подогрева не понадобится, воздух с температуры 14 0С нагреется до расчетной внутренней за счет теплоизбытков в помещении:

Системы кондиционирования воздуха офиса= 20 кВт


2.3 Расчет количества холода в воздухоохладителях для летнего периода


Расход холода для осуществления процесса охлаждения и осушки воздуха:


Системы кондиционирования воздуха офиса


производительность СКВ должна равняться 45 кВт


2.4 Расчет количества воды, испарившейся в оросительной камере


Расход влаги на испарение в камере орошения:


ХП: Системы кондиционирования воздуха офиса


3. Выбор типоразмера кондиционера и расчет его секций


Расчетный воздухообмен G = 11200 кг/ч => L = 9300 м3/ч.

По расчетному воздухообмену принимаем центральный кондиционер КТЦ 2А-10


3.1 Расчет и подбор воздухонагревателей


Задача расчета воздухонагревателя заключается в выборе поверхности воздухонагревателя с запасом 10%

Исходя из доступного перепада температур, вычисляют расход горячей воды, кг/ч;


Системы кондиционирования воздуха офиса


Средний арифметический температурный напор в воздухонагревателе, 0С;


Системы кондиционирования воздуха офиса


Вычисляют массовую скорость в живом сечении Vp, кг/(м2∙с);


Системы кондиционирования воздуха офиса


где G- расход воздуха через сечение теплообменника, кг/ч;

Системы кондиционирования воздуха офиса- площадь сечения для прохода воздуха

Скорость течения воды:

Системы кондиционирования воздуха офиса


Требуемая площадь поверхности воздухонагревателя, м2;


Системы кондиционирования воздуха офиса


где К- коэффициент теплопередачи, Вт/ (м2∙с)


Системы кондиционирования воздуха офиса


С- коэффициент для двухрядных -16,86; однорядных- 15,6.

Расчет I ступени подогрева воздуха:


Системы кондиционирования воздуха офиса

Системы кондиционирования воздуха офиса

Системы кондиционирования воздуха офиса

Системы кондиционирования воздуха офиса

Системы кондиционирования воздуха офиса

Системы кондиционирования воздуха офиса


Запас +10% = 51,66 м2 ;51,66/2 = 25,83

Принимаем 2 высотой 1-метровых двухрядных теплообменника с площадью 25,9 м2 каждый с обводным каналом ВНО. Индекс 01.11213

Расчет II ступени подогрева воздуха:

Системы кондиционирования воздуха офиса

Системы кондиционирования воздуха офиса

Системы кондиционирования воздуха офиса

Системы кондиционирования воздуха офиса

Системы кондиционирования воздуха офиса

Системы кондиционирования воздуха офиса


Принимаем 1 высотой 1,25 однорядный теплообменника с площадью 16,35 м2 без обводного канала ВН. Индекс 01.10113


3.2 Расчет камер орошения


В задачу расчета оросительной камеры для теплого периода входит выбор типа камеры орошения, определения давления и расхода воды, а также ее начальной и конечной температуры. В холодный период для выбранной по условиям теплового режима форсуночной камеры находят расход и давление воды перед форсунками.

а) Расчет для теплого периода

По расходу воздуха G=11200 задаются типом камеры и числом форсунок nф. По диаграмме в зависимости от конечной и начальной относительной влажности обрабатываемого в камере орошения воздуха определяют давление перед форсунками РФ. Оно составит 120 кПа. Для этого значения расход воды через форсунку gф составит 420 кг/ч.

Выбираем для кондиционера КТЦ 2А-10 с общим числом форсунок – 42. (Исполнение 1).

Общий расход воды через форсунки составит:

Системы кондиционирования воздуха офиса


Определяем коэффициент орошения:


Системы кондиционирования воздуха офиса


По значению коэффициента орошения определяют достижимое значение Системы кондиционирования воздуха офиса= 0,57

Энтальпия насыщенного воздуха при начальной температуре воды, кДж/кг:


Системы кондиционирования воздуха офиса


На Id диаграмме на пересечении линии Iwн с линией полного насыщения (φ=100%), находят требуемую начальную температуру воды twн и вычисляют конечную температуру воды. Температура воды перед форсункой составит tm=7,70С.


Системы кондиционирования воздуха офиса


б) Расчет для холодного периода

По Id- диаграмме находят начальные и конечные параметры воздуха и температуру мокрого термометра.

Вычисляем требуемый показатель эффективности режима изоэнтальпийного увлажнения воздуха Eа, по которому определяется коэффициент орошения В и вычисляют расход воды.

Системы кондиционирования воздуха офиса


По таблице найдем В= 1,55


Системы кондиционирования воздуха офиса


Вычисляем производительность одной форсунки:


Системы кондиционирования воздуха офиса


По значению Системы кондиционирования воздуха офиса находим необходимое давление воды перед форсунками РФ, оно составит 115 кПа.

Принимаем камеру орошения Индекс 01.01300 исполнение 1


4. Холодоснабжение СКВ


Так как охлаждение воздуха происходит в оросительной камере, подготовка оборотной воды осуществляется в испарителе холодильной установки. Расчет холода для охлаждения в чиллере воды из оросительной камеры производится по уравнению:


Системы кондиционирования воздуха офиса


Подбираем чиллер серии WRAT 182, Холодопроизводительностью 47,9 кВт

Мощность потребляемая компрессором- 14,4 кВт

Тип компрессора- Поршневой

Напряжение питания компрессора- 380-415/3/50+N

Число герм. компрессоров (охл. контуров) - 2/2

Осевые вентиляторы с установочной мощностью- 2Ч0,32 кВт

Общая производительность по воздуху – 4,16 м3/с

Транспортная масса- 430 кг.

Длина- 1642 мм.

Глубина- 954 мм.

Высота- 1570 мм.

Принимаем объем аккумулирующего бака 150LЧ GPA 150

Потребный расход воды определяется холодопроизводительностью чиллера и расчетным перепадом температур на входе и выходе чиллера и рассчитывается по формуле:


Системы кондиционирования воздуха офиса

где Q- холодопроизводительность чиллера, кВт

Системы кондиционирования воздуха офиса- перепад температур на чиллере (5-6 0С)


Системы кондиционирования воздуха офиса


Потребный напор насосной станции складывается из следующих потерь:

1) Потери в теплообменнике чиллера (+50% к потерям в трубопроводе, от бака к чиллеру и обратно.

2) Потери в самой насосной станции и потери на соединениях между чиллером и насосной станцией.

3) Потери в сети (трубопроводах, арматуре)

По номограмме подбираем диаметр 50 мм, задавшись скоростью 1,5 м/с, и расходом 6,84 м3/ч, потери давления составят 420 Па/м

Длина трубопровода 5м, Ртр= 2100 Па + Рм = 3000 Па

Полные потери составят +50 = 3000*1,5= 4500 Па.

По каталогу принимаем насос типа АЦКМ 65-40-180

n= 1500 мин-1, КПД = 70%,


5. Аэродинамический расчет СКВ


Цель аэродинамического расчета системы- это определение размеров сечений всех участков системы при заданных расходах воздуха через них, а также потерь давления на отдельных участках и в системе в целом.


5.1 Выбор схемы распределения воздуха в помещении


Приточные решетки располагаем в помещении снизу, подача воздуха происходит по воздуховодам, расположенным в подвале здания, вытяжка происходит через воздуховоды, проложенные на чердаке здания.

Установив в помещении место расположения приточных и вытяжных решеток необходимо предварительно определить их размеры.

Площадь живого сечения вытяжных и приточных решеток:


Системы кондиционирования воздуха офиса


Vрек- рекомендуемая скорость в решетках, не более 6 м/с

После подбора решетки определяют расчетную скорость на выходе из решетки.


Системы кондиционирования воздуха офиса


Результаты воздухообменов и подбор решеток приведены в таблице 5.


№ помещения Расход L, м3/ч Площадь Fрасч Кол-во Размеры, мм Площадь живого сечения, м2 Скорость
приточные решетки
1 4900 0,247 2 200Ч800 0,266 5,1
3 560 0,028 1 150Ч600 0,072 2,2
4 600 0,030 1 150Ч600 0,072 2,3
5 1350 0,068 1 200Ч800 0,133 2,8
6 1900 0,096 1 200Ч800 0,133 4,0
вытяжные решетки
1 4400 0,222 2 200Ч800 0,266 4,6
3 500 0,025 1 150Ч600 0,072 1,9
4 540 0,027 1 150Ч600 0,072 2,1
5 1200 0,061 1 200Ч800 0,133 2,5
6 1700 0,086 1 200Ч800 0,133 3,6

Расходы на притоки и вытяжке подбираем по теплоизбыткам в данных комнатах и с учетом воздушного подпора на притоке порядка 10%, который предусмотрен для исключения подсасывания воздуха из не кондиционируемых помещений.


5.2 Подбор диаметров воздуховодов и расчет потерь давления


Подбор диаметров воздуховодов сведен в таблицу 6 для приточной системы и таблицу 7 для вытяжной системы.


Таблица 6 Аэродинамический расчет приточной системы

Системы кондиционирования воздуха офиса

Таблица 7 Аэродинамический расчет вытяжной системы

Системы кондиционирования воздуха офиса


5.3 Подбор вентилятора


Для приточной системы

Вентилятор подбирается по двум параметрам:

L= 9300 м3/ч

P= 509,3+120+37+60+200= 926 Па

Требуемое давление, развиваемое вентилятором

Pтр= 1 кПа

Технические характеристика вентилятора:

индекс: 01.41430

Полное давление 1,6 кПа

Номинальная производительность 12,5 тыс. м3/ч

Частота вращения 1440 об/мин

Электродвигатель 4А132М4, мощность 11 кВт.

Для вытяжной системы

L= 8340 м3/ч

P= 536 кПа

Требуемое давление Pтр= 0,6 кПа.

Технические характеристики вентилятора:

индекс: 01.41330

Полное давление 1,1 кПа

Номинальная производительность 12,5 тыс. м3/ч

Частота вращения 1440 об/мин

Электродвигатель 4А132М4, мощность 7,5 кВт.


Список литературы


1. Щекин Р.В. Справочник по теплоснабжению и вентиляции, кн. 1. Отопление и теплоснабжение. Киев.: "Будевельник", 1976 г.- 416с.

кн.2 Вентиляция и кондиционирование воздуха. Киев: "Будевельник", 1976 г.- 352с.

2. Штокман Е.А, В.А. Шилов и др. Вентиляция, Кондиционирование и очистка воздуха на предприятиях пищевой промышленности. Москва, 2001 г. 688с.

3. Методические указания к курсовой работе. Кондиционирование воздуха и холодоснабжение.

4. СНиП 2.04.05-91. М.: Стройиздат, 1988г.

5. СНиП II-3-79*. Строительная теплотехника/ Госстрой России.- М.: ГУП ЦПП, 1998г.

Размещено на

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.

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту

Похожие рефераты: