Дальневосточный государственный технический рыбохозяйственный
университет
(ФГОУ ВПО «ДАЛЬРЫБВТУЗ»)
Кафедра холодильных машин и установок
Курсовая работа
по предмету
«Вентиляция и кондиционирование»
Расчет и компоновка системы кондиционирования
воздуха производственного помещения
Выполнил:
Бегма А. В.
УХТ – 3 – 411 гр.
Проверил (а) преподаватель:
_________________
2010года_____________
Владивосток 2010 г.
Исходные данные по работе:
1. Место строительства г. Владивосток, широта - 440С
2. Размер помещения: ширина - 18м, длинна - 24м.
3. Высота помещения - 5м .
4. Доля площади наружных стен, занятых
остеклением - 20 %.
5. Доля смоченной поверхности от общей
поверхности пола - 30 % .
6. Мощность оборудования, установленного
в помещении - 8 кВт .
7. Количество пара, поступающего в помещение
от различных источников - 7 кг/ч .
8. Количество работающих - 8чел.
9. Характер работы - средняя.
10. Расчетные параметры наружного воздуха - Б .
11. Тип СКВ - П .
12. t н з = - 25 ?С .
13. t в з = 20 ?С.
14. t н л = 23,4 ?С .
15. t в л = 19 ?С.
16. ? в з = 70 %.
17. ? в л = 55 %.
18. ? н з = -5,8 ккал./час. ? 4,19 = -24,302 кДж/кг.
19. ? н л = 14,7 ккал./час. ? 4,19 = 61,59 кДж/кг.
| |
|
24 м.
18 м. F = axh= 5x18=90 000 мм2
a = 18m
h = 5m
Общее количество теплоты которое должно быть отведено в воздухоохладителе холодильной установки.
Общее количество теплоты Q0, кВт.:
Q0 =
Qогр. +
Qинф. +
Qл. +
Qоб. +
Qосв.
Теплопритоки через ограждения:
Qогр. =
Qст. +
Qкр. +
Qок. +
Qпол.
Теплопритоки через стены:
Qст. = kд ? Fст.? (t
н
+ t
в) kд = 0,56 в/(м2 К);
Fст. = 18 ? 5 = 90 м2.;
Qст.з. = 0,56 в/(м2 К) ? 90 м2. ? (- 25-(+ 20)) = - 2268 Вт. (зима);
Qст.л. = 0,56 в/(м2 К) ? 90 м2. ? (23,4-19) = 222 Вт. (лето);
Теплопритоки через крышу:
Q
кр. = kд ? Fкр
.? (t
н
+ t
в)
kд = 1,2 в/(м2 К);
Fкр = 18 ? 24 = 432 м2;
Qкр.з. = 1,2 в/(м2 К) ? 432 ? (- 25-(+ 20)) = - 23328 Вт. (зима);
Qкр.л. = 1,2 в/(м2 К) ? 432 ? (23,4-19) = 2799 Вт. (лето);
Теплопритоки через окна:
Q
ок. = Fок
.? (K1
? K2
? K3 ? qc +Kо
(t
н
- t
в))
qc. з. = 315 Вт/(м2 К) (зима – ЗАПАД);
qc.л. = 210 Вт/(м2 К) (лето – ЗАПАД);
Kо = 1,5 Вт/(м2 К) для двойного стекла;
Fок. = 20% от 90 м2 = 18 м2.
K1 = 0.75 коэффициент переплета;
K2 = 0, 75 коэффициент загрязнения;
K3 = 0, 65 коэффициент затенения.
Qок.з. = 18 ? (0.75 ? 0.75 ? 0.65 ?315 + 1,5 ? (- 25-(+ 20)) = 850 Вт. (зима);
Qок.л. = 18 ? (0.75 ? 0.75 ? 0.65 ?210 + 1,5 ? (23,4-19) = 1528 Вт. (лето;)
Теплопритоки через пол:
Qпол. = Kзон.
? Fзон. ?
(t
н
- t
в)
Kзон1 = 0,4 Вт/(м2 К); Fзон1 = 36 м2.;
Kзон2 = 0,3 Вт/(м2 К); Fзон2 = 36 м2.;
Kзон3 = 0,2 Вт/(м2 К); Fзон3 = 36 м2.;
Kзон4 = 0,06 Вт/(м2 К); Fзон4 = 324 м2.
Qпол.1 = Kзон.1 ? Fзон.1? (tн - tв) = 0.4 ? 36 ? (- 25-(+ 20)) = - 648Вт.;
Qпол.2 = Kзон.2 ? Fзон.2? (tн - tв) = 0.3 ? 36 ? (- 25-(+ 20)) = - 486Вт.;
Qпол.3 = Kзон.3 ? Fзон.3? (tн - tв) = 0.2 ? 36 ? (- 25-(+ 20)) = - 324 Вт.;
Qпол.4 = Kзон.4 ? Fзон.4? (tн - tв) = 0.06 ? 324 ? (- 25-(+ 20)) = - 875 Вт.;
?Qпол. = - 2333 Вт. (зима).
Теплопритоки от людей:
Qл. = qл. ?
n
Qл. = 230 Вт/чел. ? 17 чел. = 3910 Вт.;
Теплопритоки от освещения:
Qосв. =F ? qосв. ?
E;
qосв. = 0,078 Вт/(м2 лк.) – удельные тепловыделения от освещения ;
E = 75 лк. – освещенность;
Qосв. = 432 ? 0,078 ? 75 =2528 Вт
Теплопритоки от оборудования:
Q
об. =
N ? а ? в ? ?
;
а = 0,5 - коэффициент загрузки эл. оборудования;
в = 0,7 - коэффициент рабочего времени;
? = 0,88 – кпд эл. двигателя.
Qоб. = 8000 ? 0,5 ? 0,7 ? 0,88 = 2464 Вт.
Общие теплопритоки:
Q
о =
Q
огр. +
Q
инф. +
Q
л. +
Q
об. +
Q
осв
Qо.з. = - 3910+(- 2333)+ (- 23328)+2799+(-2268) +850 + 2464+2528 = - 15,378 кВт.
Qо.л. = 2799 +222 + 1528 +3910 +2462 + 2528= 13,451 кВт.
Общее количество влаги:
?qw = qл. + qм.п. + qпар
qл.= q ? n
qл.= 0,000047 ? 17 = 0,376 г/с. = 0,000799 кг/с;
qм.п.з.= 1,8 ? Fисп.? (tс - tм) ? 10 -6 = 1,8 ? 129,6 ? (19 – 15) ?10 -6 = 0,000627 кг/с
qм.п.л.= 1,8 ? Fисп.? (tс - tм) ? 10 -6 = 1,8 ?129,6 ? (24 – 17) ?10 -6 = 0,001259 кг/с
qпар = 7 кг/час = 0,0019 кг/с
?qw.з. = 0,000799 + 0,0009 +0,0019 = 0,003599 кг/с.
?qw.л. = 0,000799 + 0,00069 +0,0019 = 0,01058 кг/с.
Определяем угловой коэффициент процесса:
?з.= ?Qо.з.?qw.з. = -15,3780,01058 = -1454
?л.= ?Qо.з.?qw.з. = 13,4750,01058 = 1274
Определяем необходимое количество воздуха, подаваемого в помещение:
L=Qоp?Cp??t
P – плотность воздуха при t=tп., = 1,2 кг/м2
Ср – удельная теплоемкость воздуха при t=tп., =1,005 Дж/кг
?tл = 2 ?С ?tз =6 ?С
Lл=13,4751.2?1,005?2=5,59м3/с
Lз=-15,3781.2?1,005?6=2,13м3/с
Определяем тепловую нагрузку на воздухонагреватель:
Q0=L???(?1 – ?2)
Qлето = 5, 59?1, 2? (44-33) = 73, 8 кВт
Qзима=2, 31?1, 2? (40-25) = 41, 6 кВт
Выбираю воздухонагреватель 100/1 ТМО1 Q= 90кВт.
Определяем воздухоохладитель:
Расчет воздухоохладителя
Принимаю оребренный фреоновый воздухоохладитель
Fво=QоКр??tср.лог
Fво - м2
Кр - расчетный коэффициент теплопередачи Вт/(м2?к) = 18
?tср.лог – средняя логарифмическая разность температур воздуха и хладогента или рассола, ?С.
Qо – тепловая нагрузка воздухоохладителя Вт
?tср.лог=t?- t?lnt?- t?t2- t?
t? - средняя температура поверхности воздухоохладителя ?С
?tср.лог. л=t?- t?lnt?- t?t2- t?= 20-9ln20-8,5 9-8,5=276,5 К
?tср.лог.з== 19-12ln19-11 12-11=276,3К
Определяю площадь поверхности теплообменника по формуле
Fво=QоКр??tср.лог
Fво.л=7380018?276,3=14,83 м2
Fво.з=4160018?276,5=8,35 м2
Согласно полученным данным выбираю воздухоохладитель ОВП 16
Аэродинамический расчет системы кондиционирования воздуха
Определить
Необходимый диаметр воздуховода d mm (a?b, mm)
Число и тип воздухораспределительного устройства.
Потери давления в прямых участках ?Ртр, Па
Потери давления в местных сопротивлениях ?Рм, Па
Суммарное аэродинамическое сопротивление ( потери давления) ? ?Р, Па
Подбор вентилятора и электродвигателя
Необходимый диаметр воздуховода определяю по формуле
d=4?Lв? ??
- скорость движения воздуха в магистральном трубопроводе
принимаю равную 10 м/с
d=4?5,593,14 ?8=0,94 м
Расчет и подбор решеток
Размер решетки выбираем по приложению 2.1 размер принимаемой решетки 300?600 mm
Определение объема воздуха выходящего через одну решетку
Vреш=Fреш??ср
?ср - средняя скорость потока воздуха выпускаемого через решетку = 4 м/c
Fреш – площадь поверхности выпускающей решетки
Fреш = 0,18=0.3х0,6
Определение числа воздухораспределителей
n=Vв.общV реш
Vв.общ - объем воздуха на расчетном участке м3/с
n=5.590,72=8шт
Трасса 24 метров делю на 3 участка по 8 метров
Таблица. Расчет общих потерь давления на трение в системе
№ участка | L м3/ч | ? м/с | Fсеч м2 | L м | ? | Re | ?Ptр Па |
1 | 2.16 | 3.48 | 0,694 | 8 | 0,0443 | 174106,25 | 2.91 |
2 | 4.32 | 6.26 | 0,694 | 8 | 0,0424 | 348212,5 | 11.17 |
3 | 6.48 | 9.3 | 0,694 | 8 | 0,0416 | 517312,5 | 24.6 |
Потери давления на трение в прямом участке определяется по формуле
? ?Р = ? Ld+p??22
– коэффициент сопротивления трения
L – длина участка м
d – диаметр воздуховода м
p – плотность воздуха кг/м2
- скорость воздуха на проходящем участке м/c
Коэффициент сопротивления определяется по формуле
?=0,032+ 0,221Re0,237 где Re › 100000
Re – критерий Рейнольдца
Re=? ?dU
– коэффициент кинематической вязкости воздуха м2 /c = 16 ? 10-6
Потери давления в местных сопротивлениях определяются по формуле
? ?Рм = ? p? ?? ср2
L? = 0.72 ? 3 = 2.16
L?= 2.16 + 2.16 = 3,84
L?= 4.32 + 2.16 =6.48
Fсеч = ?R? = 3,14? 0,47? = 0,694 м?
? = LF = 2.410,694= 3.48
Re?=3.13 ?0,8916 ? 10-6=174106,25
Re?=6.26 ?0,8916 ? 10-6=348212,5
Re?=9.3 ?0.8916 ? 10-6=517312,5
??=0,032+ 0,2211627370,237=0,045
??=0,032+ 0,2213248870,237=0,043
??=0,032+ 0,2214876250,237=0,042
– коэффициент местного сопротивления
Учитываю главный поворот на 90° = 0,5
= (0,5 ? 9) + 0,5 = 5
Определяю потери давления в местных сопротивлениях
? ?Рм? = 5 1,21?2,77? 2 = 23,2
? ?Рм? = 5 1,21?5,53? 2 = 92,5
? ?Рм? = 5 1,21?8,3? 2 = 208,4
Определяю потери давления на прямом участке
? ?Ртр?= 0,04560,94+1,21?2,7722 = 1,32
? ?Ртр?= 0,045 ? 6,4?15,3 = 4,4
? ?Ртр?= 0,045? 6,4? 41,7 = 12
6. Определяю общее аэродинамическое магистрального воздуховода состоящего из нескольких участков, также включая соответствующие местные сопротивления
?Р = ? ?Ртр + ? ?Рм
?Р = 1,32 + 4,4 + 12 + 23,2 + 92,5 + 208,4 = 341,82 Па
Для выбора вентилятора рассчитываем объем воздуха поступающего в час
V = ? Fсеч
V = 8,83 ? 0,694 = 6,7 м?/ч
В таблице выбираю вентилятор Ц4-70№5
Мощность, кВт – 11
Частота вращения рабочего колеса, об/мин3 - 50
Производительность, тыс. м3/час - 27,0-60,0
Полное давление, Па - 480-370
Масса вентилятора, кг 1930
13