Выбор и обоснование типа систем кондиционирования воздуха (стр. 4 из 5)

[(F_р - F_тр)/ F_тр]·100≤15%(46)

[(36,8 – 19,2)/ 19,2]·100 = 92%

Условие не выполняется, принимаем воздухонагреватель ВН1 с запасом.

ВН2

а) холодный период

Q_воз = 6447 Вт;

- расход горячей воды, кг/ч, по формуле (40)

G_w =0,859·6447/(150 – 70) = 69,2 кг/ч;

В зависимости от марки кондиционера выбирают число и тип базовых теплообменников, для которых вычисляют массовую скорость движения воздуха в живом сечении воздухонагревателя, кг/(м²·с), по формуле (41) ρv = 14493,6 /3600·2,070 = 1,94 кг/(м²·с);

- скорость движения горячей воды по трубам теплообменника, м/с, по формуле (42)

w = 69,2 /(1000·0,00148·3600) = 0,013 м/с.

Принимаем скорость, равную 0,1 м/с.

- коэффициент теплопередачи, Вт/(м²·К), по формуле (43)

К = 28(1,94)^0,4480,1^0,129 = 27,8 Вт/(м²·К);

- среднюю разность температур между теплоносителями, по формуле (44)

Δt_ср = (150 + 70)/2 – (13,8 +14,2)/2 = 26°С

- требуемую площадь теплообмена, м², по формуле (45)

F_тр = 6447/(27,8· 26) = 8,9 м²

Проверяем условие по формуле (46)

[(36,8 – 8,9)/ 8,9]·100 =313%

Условие не выполняется, принимаем воздухонагреватель ВН2 с запасом.

б) теплый период

По выше предложенным формулам (40)-(46) делаем перерасчет для теплого периода

Q_воз = 23369,5 Вт;

G_w =0,859·23369,5 /(70 – 30) = 501,8 кг/ч

ρv = 14493,6 /3600·2,070 = 1,94 кг/(м²·с);

w = 501,8 /(1000·0,00148·3600) = 0,094 м/с.

Для дальнейших расчетов принимаем скорость, равную 0,1 м/с.

К = 28(1,94)^0,4480,1^0,129 = 27,88 Вт/(м²·К);

Δt_ср = (30 + 70)/2 – (12 +19)/2 = 34,5 °С

F_тр = 23369,5 /(27,88 · 34,5) = 24,3 м²

При этом необходимо выполнять следующее условие: между располагаемой поверхностьюF_р (предварительно выбранным воздухонагревателем) и требуемой поверхностью F_тр запас поверхности теплообмена не должен превышать 15%

[(36,8 – 24,3)/ 24,3]·100 = 51%

Условие не выполняется, принимаем воздухонагреватель ВН2 с запасом.

3.8.3 Подбор воздушных фильтров

Для очистки воздуха от пыли в СКВ включают фильтры, конструктивное решение которых определяется характером этой пыли и требуемой чистотой воздуха.

Выбор воздушного фильтра осуществляют согласно [ 2, кн.2].

Исходя из имеющихся данных выбираем фильтр ФР1-3.

3.8.4 Расчет аэродинамического сопротивления систем кондиционирования воздуха

Полное аэродинамическое сопротивление СКВ находят по формуле

Р_с = ΔР_пк +ΔР_ф +ΔР_в1 +ΔР_ок + ΔР_в2 + ΔР_пр +ΔР_в.в. , (47)

гдеΔР_пк – сопротивление приемного блока, Па

ΔР_пк= Δh_пк ·(L/L_к)^1,95 (48)

(здесь L – расчетная объемная производительность СКВ, м³/ч;

L_к – объемная производительность кондиционера, м³/ч;

Δh_пк – сопротивление блока при номинальной производительности кондиционера (Δh_пк= 24 Па), Па);

ΔР_пк= 24·(12078/20000)^1,95 = 8,98 Па;

ΔР_ф – аэродинамическое сопротивление фильтра (при максимальной запыленности фильтра ΔР_ф = 300 Па), Па;

ΔР_в1 – аэродинамическое сопротивление первого воздухонагревателя, Па;

ΔР_в1 = 6,82 (ρv)^1,97·R

ΔР_в1 = 6,82 (1,94)^1,97·0,99 = 24,9 Вт.

ΔР_в2 – аэродинамическое сопротивление второго воздухонагревателя, Па

ΔР_в2 = 10,64·(υρ)^1,15·R,(49)

(здесь R – коэффициент, зависящий от среднеарифметической температуры воздуха в воздухонагревателе);

ΔР_в2 = 10,64·(1,94)^1,15·1,01 = 23,03 Па;

ΔР_ок – аэродинамическое сопротивление оросительной камеры, Па

ΔР_ок = 35·υ_ок²,(50)

(здесь υ_ок – скорость воздуха в оросительной камере, м/с);

ΔР_ок = 35·2,5² = 218,75 Па;

ΔР_пр – аэродинамическое сопротивление присоединительной секции, Па

ΔР_пр = Δh_пр(L/L_к)², (51)

(здесьΔh_пр – сопротивление секции при номинальной производительности (Δh_пр = 50 Па), Па);

ΔР_пр = 50(12078/20000)² = 18,2 Па;

ΔР_в.в – аэродинамическое сопротивление в воздуховодах и воздухораспределителях (ΔР_в.в = 200 Па), Па.

Р_с = 8,98 + 300 +24,9+218,75+ 23,03 + 18,2 +200 = 793,86 Па.

3.9 Подбор вентилятора системы кондиционирования воздуха

Исходными данными для подбора вентилятора являются:

- производительность вентилятора L, м³/ч;

- условное давление, развиваемое вентилятором Р_у, Па, и уточняемое по формуле

Р_у = Р_с[(273+t_п)/293]·Р_н/Р_б, (52)

где t_п – температура приточного воздуха в теплый период года, °С;

Р_н – давление воздуха в нормальных условиях (Р_н = 101320 Па), Па;

Р_б – барометрическое давление в месте установки вентилятора, Па.

Р_у = 793,86 [(273+20)/293]·101230/101000 = 796 Па.

Исходя из полученных данных подбираем вентилятор В.Ц4-75 исполнение Е8.095-1.

n_в = 950 об/мин

ŋ = 87%

N_у = 4 кВт

m = 301 кг.

3.10 Подбор насоса для камеры орошения

Подбор насоса осуществляют с учетом расхода жидкости и требуемого

ора. Расход жидкости должен соответствовать максимальному объемному

расходу циркулирующей воды в оросительной камере, м³/ч

L_w = G_w^max/ρ,(53)

гдеG_w^max – массовый максимальный расход воды в ОКФ, кг/ч;

ρ – плотность воды, поступающей в ОКФ, кг/м³.

L_w = 26813,2 /1000 = 26,8 м³/ч

Требуемый напор насоса Н_тр, м вод. ст., определяют по формуле

Н_тр = 0,1Р_ф + ΔН, (54)

где Р_ф – давление воды перед форсунками, кПа;

ΔН – потери напора в трубопроводах с учетом высоты подъема к коллектору (для оросительных камер ΔН = 8 м вод. ст.), м вод. ст..

Н_тр = 0,1·50,4 + 8 = 13,04 м вод. ст.

По полученным данным подбираем насос и электродвигатель к нему.

Параметры подобранного насоса:

- наименование: КК45/30А;

- расход жидкости 35 м³/ч;

- полный напор 22,5 м вод. ст.;

- КПД 70%.

Параметры подобранного электродвигателя:

- тип А02-42-2;

- масса 57,6 кг;

- мощность 3,1 кВт.

3.11 Расчет и подбор основного оборудования системы холодоснабжения

Целью расчета основного оборудования системы холодоснабжения является:

- вычисление требуемой холодопроизводительности и выбор типа холодильной машины;

- нахождение режимных параметров работы холодильной машины и проведение на их основе поверочного расчета основных элементов холодильной установки-испарителя и конденсатора.

Расчет осуществляется в следующей последовательности:

а) находим требуемую холодопроизводительность холодильной машины, Вт

Q_х = 1,15·Q_охл,(55)

гдеQ_охл – расход холода, Вт.

Q_х = 1,15·47216= 59623,4 Вт

б) с учетом величины Q_х выбираем тип холодильной машины МКТ40-2-1.

в) определяем режим работы холодильной машины, для чего вычисляем:

- температуру испарения холодильного агента, °С

t_и = (t_wк+t_х)/2 – (4…6), (56)

где t_wк – температура жидкости, выходящей из оросительной камеры и поступающей в испаритель, °С;

t_х – температура жидкости, выходящей из испарителя и поступающей в оросительную камеру, °С.

- температуру конденсации холодильного агента, °С

t_к = t_wк2 +Δt,(57)

где t_wк2 – температура воды, выходящей из конденсатора, °С

t_wк2 =t_wк1 +Δt (58)

(здесь t_wк1 – температура воды, поступающей в конденсатор, °С (Δt = 4…5°С); при этомt_к не должна превышать +36°С.)

t_wк1 = t_мн + (3…4),(59)

где t_мн – температура наружного воздуха по мокрому термометру в теплый период года, °С.

t_и = (3,32+9,11)/2 – 4 = 2,215°С

t_мн = 10,5°С

t_wк1 = 10,5 + 4 = 10,9°С

t_wк2 =10,9 + 5 = 15,9°С

t_к = 15,9 + 5 = 20,9 °С

- температуру переохлаждения жидкого хладагента перед регулирующим вентилем, °С

t_пер = t_wк1 + (1…2)

t_пер = 10,9 + 2 = 12,9 °С

- температуру всасывания паров холодильного агента в цилиндр компрессора, °С

t_вс = t_и + (15…30),(60)

где t_и – температура испарения холодильного агента, °С

t_вс = 0,715+25 = 25,715 °С

г) производят поверочный расчет оборудования, для чего вычисляют:

- поверхность испарителя по формуле

F_и = Q_охл/К_и·Δt_ср.и,(61)

где К_и – коэффициент теплопередачи кожухотрубного испарителя, работающего на хладоне 12 (К_и = (350…530)Вт/м²·К);

Δt_ср.и – средняя разность температур между теплоносителями в испарителе, определяемая по формуле

Δt_ср.и = (Δt_б – Δt_м)/2,3lg Δt_б/ Δt_м(62)

Δt_б = Δt_w2 - t_и(63)

Δt_б = 9,11 – 2,215 =6,895 °С (64)

Δt_м =3,32 – 2,215 = 1,105°С

Δt_ср.и = (6,895– 1,105)/2,3lg6,895 / 1,105= 3,72 °С

F_и = 47216/530·3,72 = 23,8 м²

Расчетную поверхность F_и сравниваем с поверхностью испарителя F_и`, приведенной в технической характеристике холодильной машины; при этом следует выполнить условие

F_и ≤ F_и`

23,8 м² < 24 м² – условие выполняется

- поверхность конденсатора по формуле

F_к = Q_к/К_к·Δt_ср.к,(65)

где Q_к – тепловая нагрузка на конденсатор, Вт

Q_к = Q_х + N_к.ин ,(66)

(здесьN_к.ин – потребляемая индекаторная мощность компрессора; с некоторым запасом индекаторную мощность можно принимать равной потребляемой мощности компрессора, Вт);

К_к – коэффициент теплопередачи кожухотрубного конденсатора, работающего на хладоне 12 (К_к = (400…650) Вт/м²·К);

Δt_ср.к – средняя разность температур между теплоносителями в конденсаторе, определяемая по формуле, °С

Δt_ср.к = (Δt_б – Δt_м)/2,3lg Δt_б/ Δt_м(67)

Δt_б = t_к - t_wк1(68)