Расчет воздухоохладителя центрального кондиционера.

Исходные данные для расчета воздухоохладителя:

- начальные и конечные параметры воздуха: температура , энтальпия кДж/кг;

- расход воздуха , кг/ч;

- начальная температура холодной воды , ⁰С.

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

Рис.5. Прямоточная СКВ с управляемым процессом охлаждения в поверхностном воздухоохладителе: а)Схема компоновки оборудования; б)процесс обработки воздуха на i-d-диаграмме

В поверхностных теплообменниках воздухоохладителей центральных кондиционеров направление процесса охлаждения воздуха и конечные его параметры определяются температурой поверхности теплообменника, которая зависит от температуры холодной воды, поступающей в него. При температуре поверхности выше температуры точки росы начального состояния воздуха, хотя бы на несколько градусов, наблюдается так называемое «сухое» охлаждение; при температуре поверхности ниже температуры точки росы происходит конденсация водяных паров, содержащихся в воздухе, и осушение за счет уменьшения его влагосодержания – «мокрое» охлаждение.

1. Значение температуры холодной воды на входе в поверхностный воздухоохладитель принимают по соотношению:

,

где - температура воды, поступающей в поверхностный воздухоохладитель, ⁰С;

- температура мокрого термометра начального состояния воздуха, ⁰С,

- перепад температур, принимается .

 

2. Расход холодной воды определяется по уравнению теплового баланса из условия, что перепад температур холодной воды в теплообменнике не может быть выше 5⁰С:

.

- расход холодной воды, кг/ч;

- начальная и конечная температура холодной воды, ⁰С;

- удельная теплоемкость холодной воды, кДж/кг∙⁰С.

 

3. Определяют, аналогично поверхностным воздухонагревателям:

- массовую скорость движения воздуха во фронтальном сечении;

- число ходов по рекомендуемому значению скорости движения воды в трубках от 0,8 до 1 м/с, задаваясь числом рядов трубок по ходу воздуха;

- уточненную с учетом принятого числа ходов скорость движения воды;

- коэффициент теплопередачи.

 

4. Определяют относительный водяной эквивалент по формуле

,

и коэффициент эффективности теплообменника воздухоохладителя при условно «сухом» охлаждении:

,

где , - расчетные значения температур в точках пересечения энтальпий с линией d=const характеризующей процесс «сухого» охлаждения.

Рис.6. График зависимости температурного коэффициента эффективности от NTU и для противоточной схемы движения

 

5. По графику на рис.6 при значении относительного эквивалента и коэффициента эффективности определяют число единиц переноса теплоты и требуемую площадь поверхности теплообмена:

.

6. Определяют требуемое число рядов трубок воздухоохладителя по воздуху и определяют фактическую площадь поверхности теплообменника.

7. Решают прямую задачу поверочного расчета теплообменника воздухоохладителя, определяя при фактической площади поверхности теплообмена расход холодной воды и ее температуру на выходе из воздухоохладителя.

Пример расчета поверхностного воздухоохладителя центрального кондиционера КЦКП фирмы «Веза».

Исходные данные: начальные и конечные параметры воздуха –i_Н=51,3 кДж/кг, i_К=39,7 кДж/кг, t_Н=25,6⁰С, t_К=16,0 ⁰С, расход воздуха G=23428 кг/ч_, начальная температура холодной воды t_w1=7,5⁰С, воображаемый расход холода 91182 Вт.

Требуется определить необходимую площадь поверхности теплообмена воздухонагревателя, его аэродинамическое и гидравлическое сопротивление.

Задаемся перепадом температур воды в теплообменнике 4⁰С и определяем расход холодной воды:

Определяем расчетные начальную и конечную температуры воздуха для условного процесса «сухого» охлаждения:

Задаемся числом трубок по ходу воздуха 6, определяем общее количество трубок:

Принимаем скорость движения воды в трубках 1,5 м/с. Тогда,

Принимаем и определяем число ходов

Рис.7. Построение уловного «сухого» процесса охлаждения на i-d-диаграмме в поверхностном воздухоохладителе

Принимаем число ходов 6.

Скорость движения воды в трубках:

Коэффициент теплопередачи:

Относительный водяной эквивалент:

Коэффициент эффективности воздухоохладителя при условно «сухом» охлаждении:

Число единиц переноса теплоты по графику рис.6 для противотока составит

Требуемая площадь поверхности теплообмена:

Фактическая площадь поверхности теплообмена 6-рядного теплообменника при шаге пластин 2,5 мм составляет 6х40,4=242,5 м².

Аэродинамическое сопротивление воздухоохладителя:

Гидравлическое сопротивление воздухоохладителя:

 

 

Расчет оросительной камеры