Основные разделы и порядок выполнения курсового проекта

ВВЕДЕНИЕ

 

Основными объектами курсового проекта являются гражданские здания: предприятия общественного питания, гостиницы, кинотеатры, лечебные учреждения, театры, предприятия розничной торговли и т. д.

В методических указаниях даны планы заданий, в сжатой форме изложен материал, необходимый для выполнения курсового проекта, описаны его основные разделы и даны рекомендации по выполнению и справочный материал. Для качественного выполнения проекта необходимо использовать рекомендуемую литературу и консультации преподавателей.

Последовательность изложения материала соответствует последовательности выполнения курсового проекта.

 

ИСХДНЫЕ ДАННЫЕ

 

Исходными данными являются: планы зданий, район строительства (Приложение 1). Количество людей в здании определяется либо по заданию на плане, либо по максимальной плотности м²/чел. (таблица 1).

Таблица 1

Максимальная плотность размещения людей в помещениях

Помещения	Максимальная плотность м^2/чел.		Помещения	Максимальная плотность м^2/чел.
Ресторан:		Гостиницы:
Вестибюль	0,4	Вестибюль	3,3
Аванзал	0,15		Конференц-залы
Залы без курения	1,8	Залы для концертов и балов
Кафе:		Казино без курения	1,4
Вестибюль	0,4	Казино с курением	1,4
Залы	1,2	Офисы:
Комната для игр	0,3	Рабочая комната
Столовые:		Кабинет
Вестибюль	0,5	Приемная
Залы	1,8	Переговорная
Бар:			Магазины:
Вестибюль	0,3		Подвальные помещения	3,35
Залы без курения	1,4		Надземные помещения
Залы с курением	1,4		Склады	6,7
Театры:			Примерочные	5,5
Зрительные залы	0,7		Пассажи
Вестибюли	0,7		Помещения погрузки
Кассы	1,7		Оптовые склады	0,2
Сцены и гримерные	1,4		Цветочный магазин	12,5
Учреждения образования:			Магазин ткани, хозтовары, мебель	12,5
Классы для учащихся			Супермаркеты	12,5
Лаборатории	3,35		Парикмахерские
Библиотеки			Косметические салоны

 

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

 

Курсовой проект разрабатывается для какого-либо помещения или группы помещений здания общественного назначения, в котором имеются избытки тепла, влаги и газа, и требуется поддерживать определенные параметры воздуха.

Курсовой проект состоит из расчетной и графической части.

Содержание расчетной части курсового проекта.

1. Ознакомление с заданием и выбор исходных данных для проектирования: введение, описание строительной части, выбор параметров наружного и внутреннего воздуха.

2. Тепловой режим расчетного помещения: расчет теплопотерь, расчет поступлений вредностей от людей, тепла от освещения и солнечной радиации, составление таблицы тепло-влажностного баланса.

3. Выбор принципиальной схемы распределения воздуха в кондиционируемом помещении.

4. Выбор принципиальной схемы обработки воздуха. Построение на i-d-диаграмме процессов кондиционирования воздуха для холодного и теплого периодов.

5. Расчет воздухообмена, выбор типа кондиционера.

6. Расчет калориферных установок.

7 Расчет работы оросительной камеры кондиционера.

8 Приближенный расчет и подбор холодильного оборудования.

9. Аэродинамический расчет системы.

10. Оформление расчетно-пояснительной записки.

Графическая часть проекта.

1. Вычерчивание планов здания. Нанесение на планы воздуховодов систем с обозначением размеров и решеток.

2. Вычерчивание аксонометрических схем систем с указанием размеров, расходов воздуха, отметок.

3. Вычерчивание компоновочного плана установки кондиционирования воздуха.

 

ОСНОВНЫЕ РАЗДЕЛЫ И ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

 

Поступление тепла от людей

Количество тепла, выделяемое человеком в помещении, 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, Вт:

где - количество явного тепла, выделяемого одним человеком приним. по табл. 2.2 [1]; - количество людей в помещении.

Количество полного тепла:

,

где - количество полного тепла, выделяемое одним человеком, Вт/чел. Поступление тепла от людей определяется для теплого и холодного периодов.

 

Количество влаги от людей

Влаговыделения от людей зависят от температуры, степени тяжести работы и рассчитываются для теплого и холодного периодов по формуле:

где - количество влаги, выделяемой одним человеком определяется по табл. 2.2 [1], - количество людей в помещении, учитывая, что женщины выделяют 85%, а дети 75% влаги по сравнению с мужчинами.

Выбор кондиционера

После составления схемы обработки воздуха в центральном кондиционере необходимо выбрать типоразмер центрального кондиционера, рассчитать и подобрать функциональные и вспомогательные блоки, скомпоновать центральный кондиционер из отдельных блоков в последовательности, соответствующей принятой технологической схеме.

При этом применяется модульный принцип построения, в основу которого положено использование единого модуля, соответствующего размерам воздушных фильтров, производимым по международным стандартам. Отдельными производителями, например российскими «Веза» и итальянским «Clivet», в качестве модуля принят квадрат с размерами ячейкового фильтра или карманного фильтра на направляющих – 610х610, его половина – 610х305 или четверть 305х305, другими – размеры карманного фильтра на каркасе или фильтров тонкой очистки – 428х428, 490х490, 592х592, 592х287.

Типоразмер центрального кондиционера, определяемый размерами фронтального сечения для прохода воздуха, выбирают по рекомендуемому значению скорости воздуха а этом сечении. Рекомендуются следующие диапазоны скорости: от 1,5 до 2,5 м/с, от 2,5 до 3,5 м/с, от 3,5 до 4,5 м/с. Значения скорости установлены из следующих соображений:

1) ограничения по потерям давления в блоках центральных кондиционеров, особенно при наличии большого количества блоков (до 2,5 м/с);

2) недопустимостью уноса капель из блоков увлажнения, а также при конденсации водяных паров из воздуха в процессе охлаждения в поверхностных воздухоохладителях и политропных в оросительных камерах (до 3 м/с);

3) обеспечения высокой интенсивности теплообмена в воздухонагревателях (до 4,5 м/с) в установках без воздухоохладителей и при ограничевниях на габариты установки;

4) допустимый уровень шума.

Для выбора необходимого типоразмера в каталогах фирм-производителей обычно приводится диаграмма. На диаграмме, предназначенной для выбора типоразмера центрального кондиционера НС фирмы «Clivet», для каждого типоразмера в каталогах фирм-производителей обычно приводится диаграмма. На диаграмме, предназначенной для выбора типоразмера центрального кондиционера НС фирмы «Clivet», для каждого типоразмера дана линейка скоростей из трех диапазонов: от 2 до 2,5 м/с, от 2,5 до 3 м/с, от 3 до 4 м/с.

В обозначении центрального кондиционера, производимого фирмой «Clivet», НС-040 цифра 040 в обозначает значение номинальной производительности кондиционера (3960 м³/ч), деленное на 100. Скорость воздуха во фронтальном сечении при этом значении производительности составляет 2,5 м/с. Выпускается 19 типоразмеров центральных кондиционеров НС, производительностью по воздуху от 1000 до 100000 м³/ч.

Рис. 4.Диаграмма для выбора типоразмера центрального кондиционера HC.

Центральный кондиционер, производимый фирмой «Веза», обозначается КЦКП-5; цифра 5 означает номинальную производительность кондиционера в тыс. м³/ч, которой соответствует скорость воздуха во фронтальном сечении около 2,65 м/с.

Функциональные блоки центрального кондиционера выбирать по приложению 2.

 

Расчет воздухонагревателей

В упрощенном поверочном расчете искомой величиной является площадь поверхности теплообмена при заданных начальных и конечных параметрах теплообменивающихся сред и их расходах.

Исходные данные для расчета воздухонагревателя:

- начальные и конечные параметры воздуха ;

- расход воздуха , кг/ч;

- начальная и конечная температура теплоносителя .

Требуется определить: необходимую площадь поверхности теплообмена воздухонагревателя , м², аэродинамическое сопротивление и гидравлическое сопротивление , Па.

Необходимая площадь поверхности теплообмена обеспечивается подбором числа рядов труб теплообменника при выбранном значении расстояния между пластинами. Расстояние между пластинами воздухонагревателя может быть равным 1,8; 2,5; 4 мм. Число ходов по теплоносителю определяется в зависимости от рекомендуемой скорости движения теплоносителя в трубках. Для воздухонагревателей рекомендуется скорость от 1,5 до 2,0 м/с.

1. Определяют массовую скорость воздуха во фронтальном сечении кондиционера, кг/с∙м²;

Таблица 9

Технические характеристики воздухонагревателей центральных кондиционеров HC Clivet

Типоразмер кондиционера HC	Площадь фронтального сечения, м^2	Размеры, мм	Количество трубок в одном ряду при шаге труб, мм
Длина трубок	Высота трубной решетки
	0,14
	0,18
	0,23
	0,28
	0,36
	0,44
	0,55
	0,68
	0,86
	1,09
	1,34
	1,71
	2,10
	2,62
	3,28
	4,03
	5,04
	6,34
	7,96

 

2.Рассчитываем количество теплоты для нагревания воздуха, Вт:

3.Определяем расход теплоносителя, кг/ч:

4.Задаваясь скоростью движения теплоносителя в трубках от 1,2 до 1,5 м/с, определяется число ходов и площадь живого сечения для прохода воды. Предварительно также следует задаться числом рядов трубок по ходу движения воздуха, .

Общее количество трубок:

где - высота трубной решетки, м;

- шаг труб по высоте, м, для КЦКП =0,05, для HC =0,06 или =0,03;

- количество рядов трубок по ходу воздуха.

Число ходов:

где - число трубок, подключаемых к подающему коллектору, определяемое ориентировочно по заданному значению скорости движения воды в трубках:

.

Для воздухонагревателей центральных кондиционеров НС фирмы «Clivet» число трубок, подключаемых к коллектору, приведено в таблице 10 в зависимости от расхода воды:

Таблица 10

Число трубок, подключаемых к коллектору воздухонагревателей центральных кондиционеров НС фирмы «Clivet»

Число подключений к коллектору,	Расход воды, кг/ч	Диаметр коллектора, дюйм
2-6
7-12		1,5
14-22
23-54
88-90

Число ходов может быть равным 2, 4, 6, 8, 12, 16.

Принимают ближайшее значение числа ходов, определяют количество подключений к коллектору и уточняют скорость движения воды в трубках, м/с:

,

где - площадь живого сечения медной трубки, м² при внутреннем диаметре трубки 11,8 мм (КЦКП) составляет 0,0001108 м².

5.Определяем коэффициент теплопередачи, К, Вт/м²∙⁰С; для воздухонагревателей центрального кондиционера КЦКП фирмы «Веза»

6.Аэродинамическое сопротивление воздухонагревателя, Па, определяется по формуле:

7.Гидравлическое сопротивление воздухонагревателя, кПа, определяется по формуле:

где - приведенная длина хода воды в трубках, определяется произведением числа ходов на длину трубок из таблицы

Значения эмпирических коэффициентов определяются по таблице

Таблица 11

Эмпирические коэффициенты для расчета воздухонагревателей

Обозначение показателя	Количество рядов трубок по ходу воздуха
Шаг пластин, мм
1,8	2,5		1,8	2,5	1,8	1,8
А	20,94	21,68	23,11	20,94	21,68	20,94	20,94
Б	2,104	1,574	1,034	4,093	3,035	6,044	7,962
	1,64	1,74	1,81	1,65	1,72	1,66	1,59

 

8.Требуемая площадь поверхности теплообмена:

, .

Выбирают число рядов трубок воздухонагревателя и соответствующую фактическую площадь поверхности теплообмена. Определяют запас поверхности теплообмена в %.

Таблица 12

Технические характеристики воздухонагревателей центральных кондиционеров КЦКП

Типоразмер кондиционера	Обозначение воздухонагревателя ВНВ, воздухоохладителя ВОВ	Площадь фронтального сечения, м^2	Размеры, мм	Площадь теплообмена однорядного теплообменника, м^2, при шаге пластин, мм
Длина трубок	Высота трубной решетки	1,8	2,5
КЦКП-5	243.1-073-065	0,475			12,4	9,8
КЦКП-6,3	243.1-103-065	0,67			18,3	13,8
КЦКП-8	243.1-072-085	0,865			23,6	17,9
КЦКП-10	243.1-102-085	0,927			25,3	19,1
КЦКП-12,5	243.1-102-115	1,236			33,8	25,5
КЦКП-16	243.1-133-115	1,596			43,6	33,0
КЦКП-20	243.1-133-145	1,956			53,5	40,4
КЦКП-25	243.1-166-145	2,445			66,9	50,5
КЦКП-31,5	243.1-166-175	2,934			80,2	60,6
КЦКП-45	243.1-196-205	3,474				71,7
КЦКП-50	243.1-185-200	3,96			108,3	81,8

 

Расчет оросительной камеры

Адиабатные камеры орошения

При адиабатном увлажнении воздух контактирует с водой, температура которой близка к температуре «мокрого» термометра. Это достигается работой насоса в режиме полной рециркуляции воды. Эффективность процесса адиабатного увлажнения оценивается с помощью коэффициента адиабатной эффективности:

где , -начальная и конечная температура воздуха, ⁰С;

- температура «мокрого» термометра.

Порядок расчета адиабатной камеры орошения:

1. На i-d-диаграмме через точку начального состояния воздуха проводят линию постоянной энтальпии и на ее пересечении с кривой определяют значение температуры «мокрого» термометра .

2. Вычислют требуемый коэффициент адиабатной эффективности.

3. При использовании стандартного насоса, поставляемого в комплекте с форсуночной камерой орошения, принимают ближайшее значение коэффициента адиабатной эффективности по таблице для центрального кондиционера КЦКП. Определяют расход орошающей воды , кг/ч, и необходимое давление перед форсунками , Па. Если производительность кондиционера КЦКП отличается от номинального расхода воздуха, то определяют соотношение по формуле и по табл.13:

,

Таблица 13

и по графику рис. 9 – уточненное значение коэффициента .

Рис.9. Зависимость коэффициентов адиабатной эффективности от относительного расхода воздуха

Кривая 1 - 2 - 3 -

4. Для камер орошения центрального кондиционера HC Clivet принимают тип оросительной камеры по графику рис.10а в зависимости от требуемого значения коэффициента адиабатной эффективности и скорости воздуха во фронтальном сечении.

Рис.10. Диаграмма для расчета адиабатной камеры орошения кондиционера HC Clivet:

а)зависимость от скорости воздуха во фронтальном сечении; б)зависимость от скорости воздуха во фронтальном сечении.

U50-U220 – типоразмер камеры орошения; – отношение объемных расходов воды и воды и воздуха; % - коэффициент адиабатной эффективности блока увлажнения и уточняют значение коэффициента адиабатной эффективности. Определяют коэффициент , равный отношению объемных расходов орошающей воды, л/ч, и воздуха, м³/ч, по графику на рис. 10 б в зависимости от принятого типа камеры орошения и скорости воздуха во фронтальном сечении. Определяют расход орошаемой воды, кг/ч:

.

5. Корректируют построение на i-d-диаграмме, определяя температуру воздуха после охлаждения и увлажнения по формуле:

.

Пример расчета адиабатных камер орошения КЦКП-2-(«Веза») и HC190(Clivet)

Параметры начального и конечного состояния воздуха кДж/кг, , . Расход воздуха через орошения Температура «мокрого» термометра

Требуемый коэффициент адиабатной эффективности:

Камера орошения КЦКП-20.

Отношение :

.

Уточненное значение .

По таблице 13 для коэффициента адиабатной эффективности 0,85 расход орошающей воды кг/ч, необходимое давление воды перед форсунками . Если принять потери напора в гидравлической сети камеры орошения 1,0 м. вод. Ст., а высоту подъема воды 1,5 м, то напор развиваемый насосом, должен быть равен:

м. вод. Ст.

Требуемая мощность электродвигателя при коэффициенте полезного действия составит:

кВт.

Мощность, потребляемая насосом, по таблице каталога КЦКП составляет 2,2 кВт.

Корректируем построение на i-d-диаграмме, определяя температуру воздуха после охлаждения и увлажнения:

2.Камера орошения HC190 (площадь фронтального сечения 2,1 м²).

Определяем скорость воздуха во фронтальном сечении кондиционера:

.

По графику рис.10 выбираем двухрядную камеру орошения U.120 и коэффициент адиабатной эффективности 90,5%, соответствующий полученному значению скорости во фронтальном сечении. Температура воздуха после охлаждения и увлажнения:

Коэффициент при скорости 2,58 м/с для принятого типа камеры орошения равен 0,65. Определяем расход орошающей воды, кг/ч:

кг/ч,

что меньше, что меньше в камере КЦКП.

Расход воды, необходимый для восполнения естественной убыли:

кг/ч.

Общий расход воды составит:

кг/ч.

Если принять однорядную камеру орошения U.50, то коэффициент адиабатной эффективности будет равен 0,64 при скорости воздуха 2,58 м/с. Построение на i-d-диаграмме может быть скорректировано следующим образом. Определяем влагосодержание точки предельного состояния воздуха из соотношения:

г/кг.

Наносим точку предельного состояния воздуха на линию насыщения . Определяем температуру «мокрого» термометра в этой точке, должна быть выше 0⁰С. Через точку предельного состояния воздуха проводим линию постоянной энтальпии до пересечения с линиями постоянного влагосодержания в точке, определяющей состояние воздуха после воздухонагревателя первого подогрева и в точке, определяющей состояние воздуха после увлажнения в камере орошения.

Коэффициент при скорости 2,58 м/с для принятого типа камеры орошения U.50 равен 0,31.

Определяем расход орошающей воды, кг/ч:

кг/ч,

что меньше, в камере орошения U.120.

Общий расход воды составит:

кг/ч.

Скорректированное построение позволило поднять температуру «мокрого» термометра выше ⁰С и уменьшить расход воды, а также мощность, потребляемую насосом. Общий расход теплоты на нагревание воздуха не изменился, а только перераспределился между воздухонагревателями первого и второго подогрева.

 

Блок парового увлажнения

Увлажнение воздуха паром применяется в системах кондиционирования воздуха для помещений с повышенными требованиями к чистоте воздуха, так как при обработке воздуха паром погибают болезнетворные бактерии и микроорганизмы. В блоках пароувлажнения воздух увлажняется паром практически при неизменной температуре.

Требуемая производительность пароувлажнителя определяется по формуле:

где - расход пара, кг/ч;

- расход воздуха через блок парового увлажнения, кг/ч;

- конечное влагосодержание воздуха после увлажнения, принимается равным влагосодержанию приточного воздуха ;

- начальное влагосодержание воздуха до увлажнения, принимается равным влагосодержанию наружного воздуха в прямоточной системе и влагосодержанию точек смеси в схеме с первой рециркуляцией.

Подбор блока парового увлажнения сводится к подбору парогенератора, паропроизводительность которого соответствует расходу воды, необходимой для увлажнения, трубопроводов для подвода пара, коллекторов для распределения пара, устанавливаемых в блоке парового увлажнения или непосредственно в воздуховоде, в зависимости от расхода пара, трубопроводов для отвода конденсата, датчика относительной влажности в помещении или воздуховоде. Также по диаграмме рис.12. определяется расстояние насыщения , требуемое для полного испарения капель.

Рис.12.Расстояние насыщения

 

Варианты заданий

Номер по списку в группе	Район строительства		Номер по списку в группе	Район строительства
1. 2. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12.	Волгоград Брест Астрахань Кострома Киров Киев Курск Краснодар Саратов Тула Владимир Москва		13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21.	Смоленск Псков Пенза Симферополь Ярославль Иваново Орел Вологда Брянск

№ варианта	План	Позиция
1.		1,2
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.		1,2
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.

 

Приложение 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложение 3

 

Приложение 4

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Основными объектами курсового проекта являются гражданские здания: предприятия общественного питания, гостиницы, кинотеатры, лечебные учреждения, театры, предприятия розничной торговли и т. д.

В методических указаниях даны планы заданий, в сжатой форме изложен материал, необходимый для выполнения курсового проекта, описаны его основные разделы и даны рекомендации по выполнению и справочный материал. Для качественного выполнения проекта необходимо использовать рекомендуемую литературу и консультации преподавателей.

Последовательность изложения материала соответствует последовательности выполнения курсового проекта.

 

ИСХДНЫЕ ДАННЫЕ

 

Исходными данными являются: планы зданий, район строительства (Приложение 1). Количество людей в здании определяется либо по заданию на плане, либо по максимальной плотности м²/чел. (таблица 1).

Таблица 1

Максимальная плотность размещения людей в помещениях

Помещения	Максимальная плотность м^2/чел.		Помещения	Максимальная плотность м^2/чел.
Ресторан:		Гостиницы:
Вестибюль	0,4	Вестибюль	3,3
Аванзал	0,15		Конференц-залы
Залы без курения	1,8	Залы для концертов и балов
Кафе:		Казино без курения	1,4
Вестибюль	0,4	Казино с курением	1,4
Залы	1,2	Офисы:
Комната для игр	0,3	Рабочая комната
Столовые:		Кабинет
Вестибюль	0,5	Приемная
Залы	1,8	Переговорная
Бар:			Магазины:
Вестибюль	0,3		Подвальные помещения	3,35
Залы без курения	1,4		Надземные помещения
Залы с курением	1,4		Склады	6,7
Театры:			Примерочные	5,5
Зрительные залы	0,7		Пассажи
Вестибюли	0,7		Помещения погрузки
Кассы	1,7		Оптовые склады	0,2
Сцены и гримерные	1,4		Цветочный магазин	12,5
Учреждения образования:			Магазин ткани, хозтовары, мебель	12,5
Классы для учащихся			Супермаркеты	12,5
Лаборатории	3,35		Парикмахерские
Библиотеки			Косметические салоны

 

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

 

Курсовой проект разрабатывается для какого-либо помещения или группы помещений здания общественного назначения, в котором имеются избытки тепла, влаги и газа, и требуется поддерживать определенные параметры воздуха.

Курсовой проект состоит из расчетной и графической части.

Содержание расчетной части курсового проекта.

1. Ознакомление с заданием и выбор исходных данных для проектирования: введение, описание строительной части, выбор параметров наружного и внутреннего воздуха.

2. Тепловой режим расчетного помещения: расчет теплопотерь, расчет поступлений вредностей от людей, тепла от освещения и солнечной радиации, составление таблицы тепло-влажностного баланса.

3. Выбор принципиальной схемы распределения воздуха в кондиционируемом помещении.

4. Выбор принципиальной схемы обработки воздуха. Построение на i-d-диаграмме процессов кондиционирования воздуха для холодного и теплого периодов.

5. Расчет воздухообмена, выбор типа кондиционера.

6. Расчет калориферных установок.

7 Расчет работы оросительной камеры кондиционера.

8 Приближенный расчет и подбор холодильного оборудования.

9. Аэродинамический расчет системы.

10. Оформление расчетно-пояснительной записки.

Графическая часть проекта.

1. Вычерчивание планов здания. Нанесение на планы воздуховодов систем с обозначением размеров и решеток.