Гидравлический расчет системы холодоснабжения

Расчет производится по методу удельных потерь давления. При расчете по этому методу используется уравнение гидродинамики, согласно которому потери давления на участке системы ΔР, Па, равны:

ΔР = ΔРтр+ ΔРм.с

(6.9)

Потери давления на преодоление сопротивления трения:

ΔРтр = ,

(6.10)

где l –длина расчётного участка, м;

λ – коэффициент гидравлического трения;

d – диаметр трубопровода, м; υ – скорость воды, м/с;

ρ – плотность воды, кг/м³.

 

Потери давления на преодоление местных сопротивлений:

ΔРм.с. = ,

(6.11)

где – сумма коэффициентов местных сопротивлений.

После подстановки выражений (6.10) и (6.11) в исходное уравнение (6.9):

(6.12)

Обозначая , а , получаем:

(6.13)

где R – удельные потери давления на трение, Па/м (см. приложения 6-8)

Определяется расход холодоносителя (воды) на участке, л/с:

 

где Q –холодопроизводительность на расчётном участке, кВт, (см. раздел 4.1, уравнение 4.3)

Δt – разность температур воды на входе и выходе из чиллера (см. раздел 5.2, уравнение 5.10)

 

Определяют сумму коэффициентов местных сопротивлений (к.м.с.) ∑ζ на расчетных участках.

Рассчитывают общие потери давления на каждом участке как

Rl + Z.

Суммируя потери давления во всех участках, находят общие потери давления ∑(Rl + Z).

Расчет сводится в таблицу 6.1.

 

 

Таблица 6.1

Гидравлический расчет системы холодоснабжения

Номер участка	Холодопроизводительность, Q, кВт	Длина участка l, м	Расход воды, л/с	Диаметр участка d, мм	Скорость воды U, м/с	Коэффициент гидравлического трения λ	Удельная потеря давления на трение, R, Па/м	Потери давления на трение, Rl, Па	Сумма коэффициентов местных сопротивлений ∑ ζ	Потери давления на местные сопротивления Z, Па	Общие потери давления на участке Rl+Z, Па

 

Полные потери давления системы холодоснабжения с учетом 20% запаса (потери в теплообменниках чиллера, на входе и выходе из насоса и другие неучтенные потери) рассчитывают по уравнению:

ΔР_схол. =1,20(ΔР_тр+ ΔР_м.с+ Р_ф), (6.14)

где Р_ф – давление перед форсунками оросительной камеры (см. раздел 5.2).

Насосную станцию подбирают по приложениям (9,10) в зависимости от потерь давления (ΔР_схол., кПа) и расхода воды (, л/с).

 

ЗАДАНИЕ К КУРСОВОЙ РАБОТЕ

 

Запроектировать систему кондиционирования воздуха (СКВ) для помещения зрительного зала кинотеатра на базе современного центрального кондиционера, скомпоновать кондиционер, рассчитать и подобрать его блоки, рассчитать основные элементы системы холодоснабжения и теплоснабжения кондиционера, разработать функциональную схему автоматического регулирования.

Исходные данные принимаются в зависимости от цифр шифра зачетной книжки.

1. Город, климатические данные которого являются исходными, принимается по табл. 7.1 в зависимости от двух последних цифр шифра.

 

Таблица 7.1

 

Последняя цифра шифра	Сумма двух последних цифр шифра делится на три
без остатка	с остатком 1	с остатком 2
	Астрахань	Липецк	Ставрополь
	Саратов	Ростов-на-Дону	Москва
	Екатеринбург	Саранск	Оренбург
	Казань	Орел	Вологда
	Тула	Калуга	Воронеж
	Ульяновск	Волгоград	Хабаровск
	Самара	Смоленск	Омск
	Нальчик	Владикавказ	Пенза
	Краснодар	Курск	Владивосток
	С.-Петербург	Уфа	Грозный

 

2. Размеры зрительного зала и число зрительских мест определяется по табл. 7.2 в зависимости от двух последних цифр шифра. Если предпоследняя цифра четная, берется графа А, если нечетная - графа Б.

 

Таблица 7.2

 

А	Б
Посл. цифра	Размеры зала, м	Число мест	Посл. цифра	Размеры зала, м	Число мест
	12x21x8(Н)			23,8x16x11,4 (Н)
	20x24x10,6 (Н)			12x24x8,2 (Н)
	18x27x7,2 (Н)			21x24x9,6 (Н)
	14,6x21,8x7,1 (Н)			20x21x7,8 (Н)
	18,2x20,4x9,4(H)			24x24x10,6 (Н)
	12x22,4x9,4 (Н)			18x24x10,2 (Н)
	10,8x24x8,6 (Н)			22,6x24x8,6 (Н)
	24x24x12(Н)			21,6x24,6x9,8 (Н)
	24x24x9,8 (Н)			20x24x10,2 (Н)
	12x24x6,8 (Н)			14x20,8x6,8 (Н)

 

 

3. План технического помещения для размещения основного оборудования СКВ и системы тепло- и холодоснабжения принимается потабл.7.3 в соответствии с последней цифрой шифра.

Таблица 7.3

 

Продолжение табл. 7.3

 

 

Продолжение табл. 7.3

 

Окончание таблицы 7.3

 

Примечание: необходимая высота помещения определяется в ходе выполнения работы.

4. Величина поступления теплоты в зрительный зал от солнечной радиации Q_cp и аэродинамические потери давления в сети воздуховодов(внешние потери давления )Р_ВН принимаются по табл. 7.4 в зависимости от предпоследней цифры шифра.

 

Таблица 7.4

 

Цифра	Qcp, кВт	РВН, Па	Цифра	Qcp, кВт	РВН, Па

 

 

5. Преимущественно выбирается способ обработки воздуха с первой рециркуляцией. В случае, когда по объективным причинам обработка с первой рециркуляцией невозможна, следует использовать прямоточный способ обработки воздуха.

Способ увлажнения воздуха в холодный период года принимается согласно табл. 7.5.

 

Таблица 7.5

Сумма двух последних цифр шифра делится на три

 

без остатка	с остатком 1	с остатком 2
Используется камера орошения(изоэнтальпическое увлажнение)	Используется сотовый увлажнитель(изоэнтальпическое увлажнение)	Используется паровой увлажнитель(изотермическое увлажнение)

 

Остальные технологические особенности обработки воздуха в центральном кондиционере выбираются студентом, выполняющим курсовую работу.

6. Источником теплоснабжения являются сети ТЭЦ. Параметры перегретой воды принимаются по предпоследней цифре шифра: - четная цифра температура - 130 °С, перепад давления на вводе 100 кПа; нечетная температура - 115 °С, перепад давления на вводе 110 кПа; температура обратной воды для всех вариантов - 70 °С.

7. Для приближенного расчета теплопотерь зрительного зала используется удельная тепловая характеристика, которая выбирается по последней цифре шифра - четная цифра q=0,24 Вт/(м³∙°С), нечетная цифра - q=0,28 Вт/(м³∙°С).

 

Примечание:

Общие теплопоступления для данного задания включают, Вт:

 

= + = .

 

При выполнении индивидуального задания рассчитывают поступления тепла и влаги с учетом вида помещений и их предназначения (см. раздел 2).

 

Приложение 1

Расчетные параметры наружного воздуха

 

№	Наименование пункта	Расчетная географическая широта ^оС. ш	Барометр. давление гПа	Период года	Параметр Б
темп. возд. ^оС	уд. энтальпия,	скорость ветра, м/с
	Ашхабад			Теплый Холодный	-11	62,8 -8	2,4
	Баку			Теплый Холодный	31,7 -4	68,7 0,8
	Батуми			Теплый Холодный	29,6 -1	71,6	- 3,1
	Брест			Теплый Холодный	-20	56,5 -18,8	3,3 4,2
	Брянск			Теплый Холодный	27,3 -26	53,2 -25
	Владикавказ			Теплый Холодный	31,1 -18	64,9 -16,5
	Волгоград			Теплый Холодный	-25	57,8 -23,9	5,2
	Грозный			Теплый Холодный	34,9 -18	66,6 -16,2	5,3
	Ейск			Теплый Холодный	30,8 -22	61,1 -19,7	5,7
	Караганда			Теплый Холодный	-26	57,4 -25,5	4,6
	Кзыл-Орда			Теплый Холодный	37,4 -24	58,2 -23	2,6 5,4
	Керчь			Теплый Холодный	30,3 -15	62,8 -13	4,1
	Киев			Теплый Холодный	28,7 -22	56,1 -20,7	4,2
	Кишинев			Теплый Холодный	30,2 -16	59,5 -14	3,6 4,4
	Красноводск			Теплый Холодный	35,7 -8	68,2 -4,2	5,3
	Краснодар			Теплый Холодный	30,8 -19	63,6 -17,6	3,1
	Курск			Теплый Холодный	27,8 -26	53,6 -25	3,5 6,3
	Кутаиси			Теплый Холодный	31,7 -3	69,1 1,7	0,5
	Липецк			Теплый Холодный	28,7 -27	54,8 -26,5	4,1 5,4
	Луганск			Теплый Холодный	31,8 -25	58,6 -24,3	5,2
	Минусинск			Теплый Холодный	28,2 -40	54,4 -40,3
	Москва			Теплый Холодный	28,5 -26	-25,3
	Николаев			Теплый Холодный	-20	-18,6	3,2
	Новороссийск			Теплый Холодный	30,1 -13	65,7 -10,5	17,5
	Одесса			Теплый Холодный	28,6 -16,3	-16,3	3,3
	Орел			Теплый Холодный	27,7 -26	53,6 -25,3	3,9
	Пятигорск			Теплый Холодный	30,6 -18	63,6 -16,3	5,3
	Ростов-на Дону			Теплый Холодный	31,9 -22	60,7 -20,9	3,6
	Севастополь			Теплый Холодный	29,4 -11	64,5 -8,4	2,3
	Сочи			Теплый Холодный	30,2 -3	69,5 2,1

 

Приложение 2

Кондиционеры КЦКП

 

Приложение 3

Основные характеристики чиллеров серии WRAT, WRAN мощностью

от 23,7 до 156 кВт

Типоразмер WRAT/WRAN
Холодопроизводительность WRAT/ кВт	23,7	28,9	34,1	29,0	39,8	47,9	56,5	67,6	79,0	95,8	105,4	109,6	120,4	132,7
Мощность, потребл. компрессорами WRAT, кВт	7,2	8,3	10,8	8,1	11,2	14,2	16,5	21,7	26,2	28,0	34,4	31,3	36,3	41,1
Охлаждение WRAN (1)	Холодопроизводительность кВт	20,6	27,3	33,8	-	37,7	40,8	54,1	66,7	78,6	95,1	104,9	106,4	118,2	131,5
Мощность, потр. компресс., кВт	7,1	9,1	11,5	-	11,9	14,4	18,4	23,3	24,7	27,6	33,9	31,8	35,7	39,7
Нагрев WRAN (2)	Теплопроизводительность кВт	23,1	31,1	37,2	-	41,7	45,7	61,3	73,1	92,1	100,2	115,1	127,1	142,8	158,6
Мощность, потребл. компресс., кВт	6,9	9,1 11,3	-	11,6	13,7	18,1	22,5	25,9	27,2	32,9	33,4	38,1	42,1
Тип компрессора	поршневой	scroll	поршневой	Сдвоенный scroll
Общая производит. По воздуху, м^3/с	2,08	3,02	3,02	3,02	4,16	4,16	6,04	6,04	8,7	11,6	11,6	17,5

Приложение 4

Таблица П4-1

Технические характеристики воздухонагревателей и воздухоохладителей центральных кондиционеров КЦКП

 

Типоразмер кондиционера	Обозначение воздухонагревателя ВНВ воздухоохладителя ВОВ	Площадь фронталь ного 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

 

 

Таблица П4-2

Технические характеристики форсуночных камер КЦКП

 

Типоразмер	Коэффициент адиабатной эффективности Еа	Расход воды, т/час	Давление перед форсунками, бар (кг/см^2 или 10^5Па)
КЦКП-10	0,65	9,0	0,6
	0,85	13,1	1,35
	0,95	17,1	2,45
КЦКП-12,5	0,65	9,0	0,60
	0,85	13,2	1,38
	0,95	17,3	2,52
КЦКП-16	0,65	11,8	0,65
	0,85	17,1	1,5
	0,95	22.5	2,74
КЦКП-20	0,65	15,9	0,67
	0,85	23,0	1,53
	0,95	30,3	2,8
КЦКП-25	0,65	19,6	0,72
	0,85	28,5	1,64
	0,95	37,4	2,98
КЦКП-31,5	0,65	29,4	0,72
	0,85	42,5	1,62
	0,95	55,7	2,94
КЦКП-45	0,65	40,0	0,72
	0,85	58,0	1,62
	0,95	76,0	2,95
КЦКП-50	0,65	48,5	0,7
	0,85	70,2	1,59
	0,95	92,0	2,88

Таблица П4-3

Технические характеристики блоков сотового увлажнения КЦКП

 

Типоразмер	Размеры кассеты, ВхН, мм	Расход воды, т/час, при значении Еа
0,65	0,85	0,95
КЦКП-5	900x600	0,168	0,342	0,42
КЦКП-6,3	1200x600	0,342	0,48	0,684
КЦКП-10	1200x900	0,342	0,48	0,684
КЦКП-12,5	1200x1200	0,342	0,48	0,684
КЦКП-16	1500x1200	0.48	0.54	0,798
КЦКП-20	1500x1500	0,684	0,798	0,96
КЦКП-25	1800x1500	0,684	0,96	1,08
КЦКП-31,5	1800x1800	0,798	1,08	1,38
КЦКП-40	2100x1800	0,798	1,08	1,38
КЦКП-50	2100x2400	0,96	1,08	1,59

 

Приложение 5

Средние значения аэродинамического сопротивления блоков кондиционера КЦКП 1,6-100, Па

 

Скорость воздуха во фронтальном сечении, м/с	2,5	3,0	3,5	Примечание
Блок приемный
Блок приемный смесительный
Блок фильтров ячейковых грубой очистки 03				начальное сопротивление
Блок фильтров средней очистки карманных 03-Р9				начальное сопротивление
Блок воздухонагревателя				сопротивление одного ряда 1,8 при шаге 2,5 пластин
Блок воздухоохладителя с сепаратором и поддоном	1.9 13,5	26,5	33,5	с влаговыпадением без влаговыпадения
Пластинчатый теплообменник регенерации теплоты				первый контур второй контур
Форсуночная камера орошения
Сотовый увлажнитель				При глубине насадки 100 мм
Паровой увлажнитель	1,25	1,5	1,75
Блок шумоглушения				Длина 1000 мм Длина 2000 мм

Приложение 6

Удельные потери давления на трение в новых стальных трубах при температуре 10 °С (с сокращением)

Расход, л/с	Удельные потери давления, Па/м cкoрость, м/с
dy=15 dвн=16,3 мм	dy=20 dвн=21,8 мм	dy=25 dвн=27,9 мм	dy=32 dвн=36,7 мм	dy=40 dвн=42 мм	dy=50 dвн=54 мм
0,1		84,4	25,3
0,49	0,27	0,16
0,1			40,8
0,62	0,35	0,21
0,15				14,0
0,72	0,40	0,25	0,142
0,18			74,2	19,0
0,86	0,48	0,30	0,17
0,2				24,0
0,96	0,54	0,33	0,19
0,25				35,0	18,0
1,20	0,67	0,41	0,24	0,12
0,3					26,0
1,44	0,80	0,49	0,28	0,22
0,4					43,0	13,0
1,92	1,07	0,65	0,38	0,29	0,17
0,5						19,0
2,40	1,34	0,82	0,47	0,36	0,22
0,8						45,0
	2,14	1,31	0,76	0,58	0,35
						68,0
		1,64	0,95	0,72	0,42
1,5
		2,45	1,42	1,08	0,66
				1,89	1,44	0,87

Приложение 7

Удельные потери на трение полиэтиленовых трубопроводов

PPR-C (PN20) при температуре воды 10 °С

 

Рис. 1. Номограмма для расчета потерь давления

 

 

Приложение 8

Удельные потери на трение

медных трубопроводов холодного водоснабжения

 

Рис. 2. Номограмма для приближенного гидравлического расчета:

I - удельные потери давления на трение, 10^-1кПа/м; q – расход воды, л/с;

V - скорость воды, м/с, d_н - наружный диаметр, мм.

 

 

Приложение 9

Номограмма для выбора насосной станции с аккумулирующей емкостью серии GPA

 

 

 

Продолжение приложения 9

 

Насосные станции малой и средней мощности серии GPA

 

Тип насоса GPA	М0	М1	М2	М3	М4	М5	М6	М7	М8	М9
Электронасос	номин. мощность, Вт
номин. потребл. ток, А	0,80	1,20	0,80	1,20	1,50	2,00	1,20	1,50	2,00	2,40
Расширительный бак	вместимость, л
макс. давление, кПа
норм, давление, кПа
Емкость аккумулирующего бака, л	65L х GРА 65	150L х GРА 150
Установка предохранительного клапана, кПа
Напряжение эл. питания, В	400/3/50+Ы
Транспортная масса, кг	72 кг х GРА 65	87 кг х GРА 150
Длина, мм	600 мм х GРА 65	790 мм х GРА 150
Глубина, мм	470 мм х GРА 65	600 мм х GРА 150
Высота, мм	790 мм х GРА 65	1186 мм х GРА 150

Приложение 10

Диаграммы характеристик и технические данные насосных станцийGrundfos Hydro Multi-E CRE, 3-X

Продолжение приложения 10

Чтение полей характеристик:

По оси x отложен расход (Q) в м3/ч, общий для всех характеристик; по оси y отложен напор (H) в метрах, соответствующий конкретному типу насоса. На графиках показаны три кривые. В состав систем может входить 2, 3 или 4 насоса. Первая кривая соответствует производительности насосов каждого типа.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. В.Н. Богословский и др. Кондиционирование воздуха и холодо­снабжение. - М.: Стройиздат, 1985.- 367 с.

2. СНиП 2.04.05-91. Отопление, вентиляция и кондиционирование.- М.: Стройиздат, 1992.

3. СНиП 2.08.02-89. Общественные здания и сооружения. - М.: Стройиздат, 1989.

4. СНиП 2.09.04-87. Административные и бытовые здания. - М.: Стройиздат, 1988.

5. Теплоснабжение и вентиляция. Курсовое и дипломное проектиро­вание / Под.ред. проф. Б.М. Хрусталева - Мн.: Дизайн ПРО, 1997. - 384 с.

6. Пекер Я.Д., Мардер Е.Я. Справочник по выбору оборудования для кондиционирования воздуха. - Киев: Будивельник, 1990. – 22 с.

7. Бройда В.А. Центральные однозональные системы кондиционирования с постоянным расходом воздуха: Учебное пособие. - Казань: КГАСУ, 2012. - 210 с.

8. Белова Б.М. Центральные системы кондиционирования воздуха в зданиях. М.: Евроклимат, 2006. - 640 с.

9. СНиП 23-01-99*. Строительная климатология/Госстрой России. –M.: ФГУП ЦПП, 2003. - 70 с.

10. ГОСТ 30494 - 96. Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях, 1999. - 9 с.

11. СНиП 41-01-2003. Отопление, вентиляция и кондиционирование/ Госстрой России. - М: ФГУП ЦПП, 2004. - 54 с

12. Справочник проектировщика. Внутренние санитарно-технические устройства, Ч. 3.Вентиляция и кондиционирование воздуха. Кн. 1/В.Н.Богословский и др. 4- изд., перераб. и доп. - М: Стройиздат, 1992. - 319 с.

13. Каталог кондиционера КЦКП и программа расчета кондиционера КЦКП, http//www.veza.ru.

14. Каталог продукции «CLIVET», http//www.clivet-moscow.ru.

15. Оборудование для кондиционирования воздуха. Каталог «YORK». AJonsoncontrolscompany. - 581 с.

18. Программа подбора насосов фирмы «Wilo»,http//www.wilo.ru.

19. Тахциди Ю.Н., Никитин Ю.В. Автоматизация систем ТГВ: Учебное пособие; Казань КГАСУ, 2008. - 76 с.

20. СНиП 31-06-2009. Общественные здания и сооружения. Актуализированная редакция СНиП 2.08.02-89* /Минрегион России. - М.- ФГУП ЦПП, 2009. – 57 с.

Содержание

Введение………………………………………………………………..3

1. Выбор метеорологических условий в помещениях

и характеристик наружного воздуха………………………………………...7

2. Определение количеств вредных выделений……………………10

2.1 Тепловыделения в помещении……………………….………….11

2.2 Влаговыделения в помещении…………………………………..16

2.3 Газовые выделения в помещении……………………………….18

3. Выбор схемы организации воздухообмена в помещении. Расчет производительности СКВ……………………………………………………21

4. Построение процессов изменения состояния воздуха на I-d диаграмме и расчет процессов обработки воздуха………………………...27

4.1. Построение на диаграмме и расчет процессов обработки воздуха для прямоточной схемы……………………………………………27

4.2. Построение на диаграмме и расчет процессов обработки воздуха для схемы с рециркуляцией………………...……………………...30

5. Теплотехнический и аэродинамический расчет элементов установки кондиционирования воздуха……………………………………35

5.1 Подбор воздухонагревателей……………………………………35

5.2 Расчет камеры орошения………………………………………...37

5.3 Подбор фильтра…………………………………………………..39

5.4 Подбор вспомогательного оборудования кондиционера……...40

6. Выбор схем тепло- и холодоснабжения кондиционера…………42

6.1 Расчет и подбор элементов холодильной станции……………..42

6.2. Гидравлический расчет системы холодоснабжения…………..46

7. Задание к курсовой работе..……………………………………….49

Приложения………………..………...………………………………..56

Приложение 1.Расчетные параметры наружного воздуха………...56

Приложение 2. Кондиционеры КЦКП……………………………57 Приложение 3. Основные характеристики чиллеров серии WRAT, WRAN мощностью от 23,7 до 156 кВт……………………………………………...58

Приложение 4

Таблица П4-1. Технические характеристики воздухонагревателей и воздухоохладителей центральных кондиционеров КЦКП………………..59

Таблица П4-2. Технические характеристики форсуночных камер КЦКП……………………………………………….…………………………60

Таблица П4-3. Технические характеристики блоков сотового увлажнения КЦКП…………………………………….……………………..61

Приложение 5. Средние значения аэродинамического сопротивления блоков кондиционера КЦКП 1,6-100, Па………..………..62

Приложение 6. Удельные потери давления на трение в новых стальных трубах при температуре 10 °С (с сокращением)……….………63

Приложение 7. Удельные потери на трение полиэтиленовых трубопроводов PPR-C (PN20) при температуре воды 10 °С……….……64

Приложение 8.Удельные потери на трение медных трубопроводов холодного водоснабжения…………………………………………… …..65

Приложение 9. Номограмма для выбора насосной станции с аккумулирующей емкостью серии GPA……………………………………66

Приложение 10. Диаграммы характеристик и технические данные насосных станций Grundfos Hydro Multi-E CRE, 3-X……………………..68

Список литературы…………….……………………………………..70