Расчет процессов обработки воздуха и выбор доводчиков

 

Расчёт процессов обработки воздуха

 

Расчет и построение процессов обработки воздуха следует выполнять для характерных помещений: с наибольшим и наименьшим значением углового коэффициента ε, характеризующего процесс изменения состояния воздуха в помещении, и максимальным значением относительной влажности воздуха.

При выборе фэнкойлов учитывают режим их работы. При использовании фэнкойлов также для целей отопления в холодный период года, применяют вертикальные фэнкойлы, которые устанавливают под окнами. В этом случае необходимо учитывать схему тепло-холодоснабжения фэнкойлов. Если проектируется четырехтрубная схема, то и фэнкойлы также должны быть четырехтрубными.

Теплый период года

Рассмотрим процесс независимой обработки наружного воздуха в центральном кондиционере и рециркуляционного воздуха в фэнкойле.

Для одного помещения (учебные мастерские) выполняем расчет процесса обработки воздуха в ХП и ТП и подбираем фэнкойл.

Процесс обработки воздуха выполняем по прямоточной схеме для ХП и ТП года.

.   Наносят на h - d -диаграмму точки Н (t, h) и В (t, φ), характеризующие состояние наружного и внутреннего воздуха.

2. Определяют минимально возможное значение влагосодержания приточного воздуха из условия реализации процесса охлаждения наружного воздуха в поверхностном воздухоохладителе центрального кондиционера. Для этого определяют предельную температуру на поверхности воздухораспределителя центрального кондиционера t_{f :}

_f = t_{w. x} + (3 ÷ 5)°С, где

 

t_{w. x -} начальная температура холодной воды, поступающей в поверхностный водоохладитель от чиллера; t_{w. x} = 7°С.

_f = 7 + 4 = 11°С.

 

На пересечении изотермы t_f с линией насыщения получаем точку F и проводим луч H-F, соответствующий процессу охлаждения и осушения воздуха в ПВО.

На основе рекомендаций О.Я. Кокорина определяем конечную относительную влажность воздуха на выходе из ПВО, которая зависит от относительной влажности наружного воздуха:

 

φ_о = 92% при 45% ≤ φ_н < 70%.

 

На пересечении луча H-F с кривой φ₀ получаем точку О, соответствующую параметрам воздуха на выходе из ПВО.

.   Определяют минимальную температуру приточного воздуха в центральном кондиционере, учитывая подогрев воздуха в приточном вентиляторе. Для этого из точки О проводят линию постоянного влагосодержания и на пересечении этой линии с изотермой t _п = t _о +1 получают точку П, характеризующую состояние приточного воздуха., определяют температуру приточного воздуха, поступающего от ЦК:

_п ^ц = t_о + 1 = 13,4 + 1 = 14,4°С

 

.   Определяют расход рециркуляционного воздуха через фэнкойл G _рец, кг/ч, из условия ассимиляции избытков явной теплоты. При этом задаются температурой приточного воздуха, подаваемого фэнкойлом t _п ^{м :} в первом приближении принимают t _п ^м = 14°С.

 

,

 

где Δ Q _{яв -} избытки явной теплоты в помещении, Вт; G _{н -} расход наружного воздуха, подаваемого центральным кондиционером, кг/ч (определяют по данным таблицы 6 с пересчетом в массовые единицы: G_н = ρ∙ l ₁ ∙ n ₁ = 1,2∙1500 =1800 кг/ч); t _у, t _п ^ц _- температура соответственно удаляемого и приточного воздуха, подаваемого центральным кондиционером, ^оС; t _в, t _п ^{м -} температура соответственно внутреннего воздуха в ОЗ и приточного, подаваемого фэнкойлом, ^оС; с_р = 1,005 кДж/ (кг∙К) - удельная изобарная теплоемкость воздуха

В помещениях жилых и общественных зданий температура удаляемого воздуха ориентировочно может быть определена по формуле:

_у = t_в + grad t· (H - 2) = 25,0 + 1· (3,2 - 2) = 26,2°С

 

где grad t - градиент температуры по высоте помещения выше обслуживаемой зоны, К/м: при теплонапряженности помещения более 23 Вт/м³ grad t = 0,8 - 1,5 (меньшее значение принимается для холодного периода года, большее - для теплого); Н - высота помещения, м.

По ориентировочному расходу рециркуляционного воздуха G _рец подбирают типоразмер фэнкойла так, чтобы при максимальной скорости вращения вентилятора выполнялось условие: G_рец ≤ G_ф^макс.

 

м³/ч

 

По  определяем ближайший типоразмер фэнкойла.

По  определяем ближайший типоразмер фэнкойла.

Принимаем к установке 3 фэнкойла моделей Laser типоразмер 1 (110):

Холодопроизводительность - 1030 Вт.

 

L_р = 534 ≤ L^max_ф = 241,2∙3 = 723,6 м³/ч

 

Принимаем кг/ч,

где G^max_ф - номинальный расход воздуха, подаваемого фэнкойлом при максимальной частоте вращения.

Уточняем температуру приточного воздуха, подаваемого фэнкойлом t _п ^м:

 

5. Определяют способность ассимилировать влагу, выделяющуюся в помещении, приточным воздухом, подаваемым центральным кондиционером. Для этого определяют влагосодержание внутреннего воздуха из условия ассимиляции избытков влаги приточным воздухом:

 

 г/кг.

 

Так как, полученное значение влагосодержания внутреннего воздуха меньше максимально возможного влагосодержания воздуха в помещении d _в < d _в ^макс (10 < 11,85), определенного в верхней точке области оптимальных параметров, то уточняют положение точки В, характеризующей состояние внутреннего воздуха в помещении, и определяют параметры воздуха в этой точке - относительную влажность φ_в и энтальпию h _в.

По значениям t _п ^м и d _в наносят точку Пм, характеризующую состояние рециркуляционного воздуха после охлаждения в фэнкойле.

.   Определим холодильную нагрузку на ПВО ЦК и фэнкойл.

_х^ц_i = 0,278∙ G_н∙ ( h_н - h_о ) = 0,278∙1800∙ (62 - 35,8) = 13110 Вт _х^м_i = 0,278∙ G_ф^max∙ ( h_в - h_п^м ) = 0,278∙868,3∙ (50,6 - 42,1) = 2052 Вт

 

Таблица 6.1 Параметры воздуха в ТП

Параметры	Значения параметров
	t,°С	h, кДж/кг	d, кг/г	φ, %
Н	28,6	62	13	53
В	25	50,6	10	60
F	11	31,8	8,1	100
О	13,4	35,8	8,8	92
Пц	14,4	36,9	8,8	86
Пм	16,9	42,1	10	84

 

Холодный период года

1. Наносят на h - d -диаграмму точки Н и В, характеризующие состояние наружного и внутреннего воздуха в расчетном режиме.

2. Вычисляют влагосодержание приточного воздуха, подаваемого центральным кондиционером из условия ассимиляции избытков влаги Δ G_w в помещении:

 

 г/кг.

 

Таблица 6.2 Параметры воздуха в ХП

Параметры	Значения параметров
	t,°С	h, кДж/кг	d, кг/г	φ, %
Н	-18	-16,3	0,8	85
В	19	29,5	4,1	30
О	0	8,5	3,35	90
Т	6,5	8,5	0,8	13
Пц	18	26,8	3,35	26
Пм	27,8	38,1	4,1	18

 

.   На пересечении линии d _п ^ц = const с кривой φ_о = 90-95% получают точку О, характеризующую состояние воздуха на выходе из оросительной камеры центрального кондиционера. Через точку О проводят луч процесса адиабатного увлажнения h_o = const и на пересечении с лучом процесса подогрева наружного воздуха в воздухоподогревателях первой ступени d_н = const, получают точку Т, характеризующую состояние воздуха после первого подогрева.

4. В холодный период года необходимо решить вопрос о распределении тепловой нагрузки между центральным кондиционером и фэнкойлом. В первом приближении можно принять температуру приточного воздуха, поступающего от центрального кондиционера t _п, равной или близкой температуре воздуха в помещении t _в. В этом случае вся отопительная нагрузка будет возлагаться на фэнкойлы. При этом необходимо сопоставить теплопроизводительность фэнкойлов при максимальной скорости вентилятора (2521 Вт) и теплопотери помещения (-1650 Вт). Принимаем t _п = 18°С и из уравнения воздушно-теплового баланса по явной теплоте рассчитываем температуру приточного воздуха, подаваемого фэнкойлом:

 

 

5. На пересечении линии постоянного влагосодержания внутреннего воздуха d _в = const с изотермой приточного воздуха t _п ^м получают точку Пм, характеризующую состояние воздуха после нагревания в фэнкойле, а на пересечении линии d _п ^ц = const с изотермой приточного воздуха t _п ^ц, получаем точку Пц, характеризующую состояние приточного воздуха, подаваемого центральным кондиционером.

6. На основе построения процесса обработки воздуха в холодный период года определяют расходы теплоты в воздухонагревателях:

на первый подогрев в центральном кондиционере

_т.1 ^ц = 0,278 G_н (h_т - h_н) = 0,278∙21260∙1,2∙ (8,5 - (-16,3)) =175 890 Вт

 

на второй подогрев в центральном кондиционере

_{т .2} ^ц = 0,278 G_н (h_п^ц - h_о) = 0,278∙21260∙1,2∙ (26,8 - 8,5) = 129 790 Вт

 

на подогрев в местном доводчике (фэнкойле)

_т. ^м _i = 0,278 G_ф^макс (h_п^м - h_в) = 0,278∙868,3∙ (38,1 - 29,5) = 2 076 Вт

 

Суммарные затраты теплоты и холода вычисляют по формулам

расход холода в центральном кондиционере

_х ^ц = 0,278 G_н (h_н - h_о) = 0,278∙21260∙1,2∙ (-16,3 - 8,5) = - 125 890 Вт

 

расход холода в фэнкойлах Q_х^м = ∑Q_х^м_i

расход теплоты на подогрев в фэнкойлах Q_т^м = ∑ Q_т^м_i

 

Подбор фэнкойлов

 

№ пом-я	Параметры
	Gр, кг/ч	Lр, м^3/ч	типоразмер фэнкойла	Lф^max, м^3/ч	кол-во фэнкойлов	Σ Lф, м^3/ч	Qх^м, кВт	Qт^м, кВт
1	236	196	Laser 110	241,2	1	241,2	0,76
2	605	504	Laser 110	241,2	3	723,6	0,76
3	24	20	Laser 110	241,2	1	241,2	0,76
4	844	703	Laser 110	241,2	3	723,6	0,76
5	306	255	Laser 112	331,2	1	331,2	0,934
6	640	534	Laser 110	241,2	3	723,6	0,76
7	546	455	Laser 110	241,2	3	723,6	0,76
8	309	257	Laser 112	331,2	1	331,2	0,934
9	300	250	Laser 112	331,2	1	331,2	0,934
10	663	552	Laser 110	241,2	3	723,6	0,76
11	226	188	Laser 110	241,2	1	241,2	0,76
12	242	201	Laser 110	241,2	1	241,2	0,76
13	363	302	Laser 112	331,2	1	331,2	0,934
14	363	302	Laser 112	331,2	1	331,2	0,934
15	745	621	Laser 112	331,2	2	662,4	0,934
16	357	298	Laser 112	331,2	1	331,2	0,934
17	528	440	Laser 110	241,2	3	723,6	0,76
18	320	266	Laser 112	331,2	1	331,2	0,934
19	596	497	Laser 110	241,2	3	723,6	0,76
20	4010	3342	Laser 114	410,4	9	3693,6	1,357
21	405	337	Laser 114	410,4	1	410,4	1,357
22	405	337	Laser 114	410,4	1	410,4	1,357
23	405	337	Laser 114	410,4	1	410,4	1,357
24	774	648	Laser 112	331,2	2	662,4	0,934
25	753	627	Laser 112	331,2	2	662,4	0,934
26	416	346	Laser 114	410,4	1	410,4	1,357
27	306	255	Laser 112	331,2	1	331,2	0,934
28	560	467	Laser 110	241,2	3	723,6	0,76
Σ							51,99