Кондиционирование продовольственного магазина в г. Саратове

Тип работы:
Курсовая
Предмет:
Производство и технологии


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Министерство образования Российской Федерации

Уральский государственный технический университет — УПИ

кафедра «Теплогазоснабжение и вентиляция»

Оценка_____________

КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ ПРОДОВОЛЬСТВЕННОГО МАГАЗИНА

в г. Саратове

Курсовая работа

2907. 61 127. 005 ПЗ

Руководитель: Н.П.

Студент Т.А.

ТГВ-6

Екатеринбург

Екатеринбург 2004

СОДЕРЖАНИЕ

1. Исходные данные… …3

2. Определение количества выделяющихся вредных веществ и расчет необходимых воздухообменов

2.1. Необходимая величина воздухообмена при расчете по избыткам явной теплоты… 4

2.2. Воздухообмен по ассимиляции выделяющейся влаги… … 5

2.3. Воздухообмен по борьбе с выделяющимися в помещении вредными газами и парами… … 5

2.4. Определение расчетного воздухообмена… 6

2.5. Определение количества рециркуляционного воздуха… 6

3. Построение процессов обработки воздуха на I-d диаграмме

3.1. Определение величины углового коэффициента луча процесса… …7

3.2. Построение на I-d диаграмме процессов обработки воздуха в кондиционере с первой рециркуляцией для теплого периода года … 8

3.3. Построение на I-d диаграмме процессов обработки воздуха в кондиционере с первой рециркуляцией для холодного периода года… 8

4. Расчет основных рабочих элементов установки кондиционирования воздуха и подбор оборудования

4.1. Фильтр… 10

4.2. Камера орошения…10

4.3. Воздухонагреватели и воздухоохладители… 12

4.4. Холодильные установки… 18

4.5. Вентиляторные агрегаты… 19

5. Компоновка и теплохолодоснабжение центральных кондиционеров…20

Библиографический список… 23

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

В данной работе расчетным объектом является помещение продовольственного магазина, расположенного в городе Саратове.

Размеры помещения — 42×12×4 м.

Число людей — 200.

Теплопоступления:

— от солнечной радиации Qс.р. =8,4 кВт;

— от освещения Qосв. =10,5 кВт;

— от оборудования Qоб=12,1 кВт.

Влаговыделения от оборудования Wоб =3,9 кг/ч.

Расчетный теплоносителя — вода, с параметрами:

— для теплого периода — 70/50 °С;

— для холодного периода — 150/70 °С.

Расчетные климатические параметры для г. Саратова при разработке системы кондиционирования приняты:

для теплого периода года (Приложение 8 [1]):

tБext=30,5°С; IБext=53,6 кДж/кг;

для холодного периода года (Приложение 8 [1]:)

tБext= -27°С; IБext= -26,3 кДж/кг.

Барометрическое давление 990 ГПа.

Расчетные параметры внутреннего воздуха помещения продовольственного магазина приняты:

для теплого периода года:

tв=24°С; Iв=43 кДж/кг; ц=40%;

для холодного периода года:

tв= 22 °C; Iв= 39 кДж/кг; ц=40%.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА ВЫДЕЛЯЮЩИХСЯ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ И РАСЧЕТ НЕОБХОДИМЫХ ВОЗДУХООБМЕНОВ.

2.1. Необходимая величина воздухообмена при расчете

по избыткам явной теплоты.

, кг/ч, (2. 1)

где: Qя — избыточный поток явной теплоты в помещение, кВт;

tв — температура в рабочей зоне, °С;

tп — температура приточного воздуха, °С;

св — удельная теплоемкость воздуха, св=1 кДж/(кг°С).

Температура приточного воздуха tп определяется по формуле:

tп = tв - Дt , °С (2. 2)

где: Дt — температурный перепад, согласно [2] принимаем Дt = 3 °C.

Расчет теплоизбытков производится следующим образом.

Т е п л ы й п е р и о д

Qя = Qял + Qс.р. + Qосв + Qоб , кВт, (2. 3)

где: Qял — теплопоступления от людей, кВт;

Qял = qяn, (2. 4)

qя — поток явной теплоты, выделяемой одним человеком, кВт.

Qял = 0, 071×200=14,2 кВт

Qя = 14,2+8,4+10,5+12,1=45,2 кВт

tп = 24−3=21°С

кг/ч

Х о л о н ы й п е р и о д

Qя = Qял + Qосв + Qоб , кВт (2. 5)

Qял = 0,085×200=17,0 кВт

Qя = 17,0+10,5+12,1=39,6 кВт

tп = 22−3=19°С

кг/ч

2.2. Воздухообмен по ассимиляции выделяющейся влаги.

, кг/ч, (2. 6)

где: dв — влагосодержание удаляемого воздуха, г/кг;

dп — влагосодержание приточного воздуха, г/кг;

W — избыточные влаговыделения в помещении, г/ч

W = gwn + 1000Wоб , (2. 7)

где: dw — влаговыделение одним человеком, г/ч

Т е п л ы й п е р и о д

W =107×200 + 1000×3,9 = 25 300 г/ч

кг/ч

Х о л о н ы й п е р и о д

W =91×200 + 1000×3,9 = 22 100 г/ч

кг/ч

2. 3 Воздухообмен по борьбе с выделяющимися в помещении

вредными газами и парами.

, кг/ч, (2. 8)

где: св — плотность воздуха, св = 1,2 кг/м3;

zп — предельно допустимая концентрация вредных веществ в воздухе, удаляемом из помещения, г/м3;

zв — концентрация вредных веществ в приточном воздухе, г/м3;

Z — количество вредных веществ, поступающих в воздух помещения, г/ч.

, кг/ч

Результаты расчета воздухообменов сведены в таблицу 2.1.

Таблица2.1.

Воздухообмен для расчетного помещения.

Период года

Расход приточного воздуха, кг/ч

По

избыткам явной теплоты

G1

По

избыткам влаги

G2

По

избыткам вредных газов и паров

G3

Теплый период

54 240

16 867

6000

Холодный период

47520

17 000

6000

2.4. Определение расчетного воздухообмена.

В качестве расчетного воздухообмена принимается максимальное значение из G1, G2 , G3.

G = 54 240 кг/ч

2.5. Определение количества рециркуляционного воздуха

Gр = G — Gн , кг/ч (2. 9)

где: Gн — количество наружного воздуха.

Для нахождения Gн определяется минимальное количество наружного воздуха, подаваемого в помещение:

Gminн =свnl, кг/ч, (2. 10)

где: l — количество наружного воздуха на 1 человека, м3/ч.

Gminн =1,2×200×20 = 4800 кг/ч

Полученное значение Gminн сравнивается с величиной расчетного воздухообмена по борьбе с выделяющимися газами и парами G3:

Gminн < G3

4800 < 6000

Принимаем Gн = 6000 кг/ч

Gр = 54 240 — 6000 =48 240 кг/ч

3. ПОСТРОЕНИЕ ПРОЦЕССОВ ОБРАБОТКИ ВОЗДУХА

НА I-d ДИАГРАММЕ.

Исходными данными для построения процесса тепловлажностной обработки воздуха являются расчетные параметры наружного воздуха — tн и Iн (точка Н), заданные параметры внутреннего воздуха — tв и Iв (точка В).

3.1. Определение величины углового коэффициента луча процесса.

, кДж/кг влаги, (3. 1)

где: Qп — избыточный поток полной теплоты в помещении, кВт;

Qс — избыточный поток скрытой теплоты в помещении, кВт

, кВт, (3. 2)

где: Iв. п — энтальпия водяного пара при температуре tв , кДж/кг,

Iв. п =2500 + 1,8 tв , кДж/кг, (3. 3)

qс — поток скрытой теплоты, выделяемой 1 человеком, кВт.

Т е п л ы й п е р и о д

Iв. п =2500 + 1,8×24 = 2543,2 кДж/кг

, кВт

кДж/кг влаги

Х о л о н ы й п е р и о д

Iв. п =2500 + 1,8×22 = 2539,6 кДж/кг

, кВт

кДж/кг влаги

Процесс обработки воздуха в кондиционере осуществляется по схеме с первой рециркуляцией.

3.2. Построение на I-d диаграмме процессов обработки воздуха в кондиционере с первой рециркуляцией для теплого периода года.

Исходными данными для построения процесса тепловлажностной обработки воздуха являются расчетные параметры наружного воздуха — tн и Iн (точка Н); заданные параметры внутреннего воздуха — tв и Iв (точка В); расчетный воздухообмен — G; количество рециркуляционного воздуха — Gр; количество наружного воздуха — Gн; величина углового коэффициента — .

Через точку В проводится луч процесса до пересечения с изотермой температуры приточного воздуха tп . Из точки П проводится линия dпonst до пересечения с кривой I=95% в точке О, параметры которой соответствуют состоянию обрабатываемого воздуха на выходе из камеры орошения. Отрезок ОП' характеризует процесс нагревания воздуха в воздухонагревателе второго подогрева, П’П — подогрев воздуха на 1ч1,5°С в вентиляторе и приточных воздуховодах.

Из точки В вверх по линии dвonst откладывается отрезок ВВ', соответствующий нагреванию воздуха, удаляемого из помещения рециркуляционной системой, в вентиляторе и воздуховоде. Отрезок В’Н характеризует процесс смешения наружного и рециркуляционного воздуха. Влагосодержание смеси находится из выражения:

, г/ч (3. 4)

г/ч

Пересечение линий В’Н и dсonst определяет положение точки С, характеризующей параметры воздуха на входе в камеру орошения.

3.3. Построение на I-d диаграмме процессов обработки воздуха в кондиционере с первой рециркуляцией для холодного периода года.

Исходными данными для построения процесса тепловлажностной обработки воздуха являются расчетные параметры наружного воздуха — tн и Iн (точка Н); заданные параметры внутреннего воздуха — tв и Iв (точка В); расчетный воздухообмен — G; величина углового коэффициента — .

9Для определения параметров приточного воздуха находится его ассимилирущая способность по влаге:

, г/кг (3. 5)

и вычисляется влагосодержание приточного воздуха:

dп = dв — Дd , г/кг (3. 6)

г/кг

dп = 6,8 — 0,4 =6,4,г/кг

Через точку В проводится луч процесса до пересечения с линией dпonst в точке П, которая характеризует состояние приточного воздуха при условии сохранения в холодный период года расчетного воздухообмена. Пересечение линии dпonst с кривой I = 95% определяет точку О, соответствующую параметрам воздуха на выходе из камеры орошения. Отрезок О П характеризует процесс в воздухонагревателе второго подогрева. По аналогии с п. 3.2 строится процесс смешения наружного и рециркуляционого воздуха (отрезок НВ) и определяются параметры смеси:

г/ч

Из точки С проводится луч процесса нагревания воздуха в воздухонагревателе первого подогрева до пересечения с адиабатой Iо=Const в точке К, соответствующей параметрам воздуха на входе в камеру орошения.

4. РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ РАБОЧИХ ЭЛЕМЕНТОВ УСТАНОВКИ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА И ПОДБОР ОБОРУДОВАНИЯ.

4.1. Фильтр.

Для проектируемой системы центрального кондиционирования воздуха, с расходом 54 240 кг/ч, выбираем кондиционер КТЦ60, с масляным самоочищающимся фильтром.

Характеристики фильтра:

площадь рабочего сечения — 6,31 м2

удельная воздушная нагрузка — 10 000 м3 ч на 1 м2

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 1800 мм.

Конструктивные характеристики:

— номинальная производительность по воздуху 60 тыс. м3

— высота и ширина сечения для прохода воздуха 2003×3405 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)

4. Согласно [3] выбираем коэффициент орошения В, коэффициент полного орошения Е и диаметр выпускного отверстия форсунок:

В=1,8

Е=0,95

Ш=3,5 мм

Так как (pv) < 3 кг/(м2 с), то для Еґ вводим поправочный коэффициент 0,96:

Е=0,96×0,95=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 = 1,8×54 240 = 97 632 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:

ДР = 1,14 (pv)1,81 = 1,14×1,841,81 = 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:

1. По известной величине расчетного воздухообмена G, согласно [2], выбирается марка кондиционера и определяется площадь фасадного сечения Fф , м2.

2. Вычисляется массовая скорость воздуха в фасадном сечении установки:

, кг/(м2с) (4. 7)

3. 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.

4. 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 .

5. 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 .

6. 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)

7. 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 ;

сw — средняя плотность воды в теплообменнике, принимаемая для воздухонагревателей первого и второго подогрева соответственно951 и 988 кг/м3 и для воздухоохладителей сw = 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 2ч2,5 м/с, то в качестве расчетной следует принять схему с меньшим значением компоновочного фактора.

8. Находится гидродинамическое сопротивление теплообменной установки (без соединительных и подводящих патрубков):

ДНу = Ащ2 , кПа, (4. 17)

где: А — коэффициент, зависящий от количества труб в теплообменнике и его высоте и принимаемый согласно [2].

9. Определяется аэродинамическое сопротивление установки:

— с однорядными теплообменниками

ДРу = 7,5(сн)ф1,97R2 Z'у , Па, (4. 18)

— с двухрядными теплообменниками

ДРу = 11,7(сн)ф1,15R2 Z'у , Па, (4. 19)

Значение R определяется по [2] в зависимости от среднеарифметической температуры воздуха.

Расчет водухонагревателя.

1. Fф = 6,63 м2

2. кг/(м2с)

3.

4. Выбираем:

Схема 1:

Схема 2:

Схема 4:

5. Схема 1:

Zу = 0,59; Z'у = 1

Схема 2:

Zу = 0,63; Z'у = 1

Схема 4:

Zу = 0,54; Z'у = 1

6. Fу = 113×1 =113 м2

Схема 1:

Схема 2:

Схема 4:

7. 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.

8. ДНу = 26,683×0,372 =3,65 кПа,

9. ДРу = 7,5×2,271,97 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:

1. 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 ч 1,2 , более 200 кВт Ах = 1,12 ч 1,15;

Iн , Iк — энтальпия воздуха на входе в камеру орошения и выходе из неё.

2. Определяются основные температуры, характеризующие режим работы холодильной установки:

— температура кипения холодильного агента

, °С, (4. 21)

— температура конденсации холодильного агента

tконд = tк. к + (3ч4), °С, (4. 22)

— температура переохлаждения холодильного агента

tп. х = tк. н + (1ч2), °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 °C;

tк. к — температура воды на выходе из конденсатора, принимаемая на 3ч4°С больше tк. н ,°С.

Температуру кипения хладагента в испарителе следует принимать не ниже 2 °C, причем температура воды, выходящей из испарителя, не должна быть ниже 6 °C.

3. 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;

лс , лр — коэффициенты подачи компрессора при стандартном и рабочем режимах;

qvc , qvp — объемная холодопроизводительность при стандартном и рабочем режимах, кДж/м3.

Коэффициент лс принимается равным лс=0,76, а величина лр 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.

4. Согласно [2] подбирается 2 ч 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 .

4.5. Вентиляторные агрегаты.

Для комплектации центральных систем кондиционирования воздуха используют вентиляторные агрегаты одностороннего и двустороннего всасывания.

Принимаем вентилятор ВР-86−77−5:

1. Диаметр колеса D = Dном;

2. Потребляемая мощность N = 2,2 кВт;

3. Число оборотов n = 1420 об. /мин;

4. Двигатель АИР90L4.

5. КОМПОНОВКА И ТЕПЛОХОЛОДОСНАБЖЕНИЕ

ЦЕНТРАЛЬНЫХ КОНДИЦИОНЕРОВ.

Центральные кондиционеры КД и КТЦ собираются из типовых рабочих и вспомогательных секций. На рис. 5.1 показана компоновка кондиционера, работающего с первой рециркуляцией. Наружный воздух через приемный клапан поступает в смесительную секцию, где смешивается с удаляемым из помещения рециркуляционным воздухом. Смесь воздуха очищается от пыли в фильтре и поступает в воздухонагреватель первой ступени. Подогретый воздух подвергается тепловлажностной обработке в секции оросительной камеры и нагревается в секции воздухонагревателя второго подогрева. Обработанный в кондиционере воздух подается в обслуживаемое помещение с помощью вентиляторного агрегата.

Рабочие секции (воздухонагреватели, фильтр, камера орошения) соединяются между собой с помощью секций обслуживания, а вентиляторный агрегат — с помощью присоединительной секции. Рабочие и вспомогательные секции устанавливаются на подставках. Расход рециркуляционного воздуха регулируется воздушным клапаном, а количество наружного — приемным клапаном. Регулирование расхода теплоносителя через секции воздухонагревателей производится регуляторами расхода. Удаление воздуха из системы теплоснабжения осуществляется через воздухосборники.

В теплый период года для охлаждения поступающей в камеру орошения воды используется холодильная установка, в состав которой входят: компрессор, конденсатор, испаритель и регулирующий вентиль. Циркуляция холодоносителя обеспечивается насосной группой. Переключение камеры орошения с политропического режима на диабатический производится трехходовым смесительным клапаном.

Библиографический список

1. СНиП 2. 04. 05−91* Отопление, вентиляция и кондиционирование. М.: ГУП ЦПП, 2001. 74 с.

2. Иванов Ю. А., Комаров Е. А., Макаров С. П. Методические указания по выполнению курсовой работы «Проектирование кондиционирования воздуха и холодоснабжение». Свердловск: УПИ, 1984. 32 с.

3. Справочник проектировщика. Под ред. Староверова И. Г. Внутренние санитарно-технические устройства. Часть2. Вентиляция и кондиционирование воздуха. М.: Стройиздат. 1978. 502с.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой