Дипломная работа: Проектирование системы кондиционирования воздуха

Qм = Qодн. порц. · n , вт

где Qодн. порц - тепловыделение от одной порции пищи.

Qодн. порц = 17.5 вт [1. стр. 265]

Qм = 17.5 · 100 = 1750 вт

Теплопритоки через наружные ограждения.

Определяем толщину теплоизоляционного слоя наружной стены по формуле:

δиз = λиз [1/K – (1/λн + ∑δi/λi + 1/ λв] , м.

где К – нормативный коэффициент теплопередачи ограждения, вт/(м2 · град)

К = 0.75 вт/(м2 · град) [1. стр. 74]

λн - коэффициент теплопередачи от воздуха к наружной поверхности ограждения, вт/(м2 · град)

λн = 23.3 вт/(м2 · град) [1. стр. 67 таб. 14]

λв - коэффициент теплоотдачи от внутренней поверхности ограждения к воздуху данного помещения, вт/(м2 · град)

λв = 9 вт/(м2 · град) [1. стр. 67 таб. 14]

δi , δиз –толщины изоляционного и других слоев материалов, составляющих конструкцию ограждения, м.

δкирп. кладки = 0.37 м

δштукатурки = 0.02 м

λиз , λi – коэффициенты теплопроводности изоляционного и строительных материалов, вт/(м · град)

λиз (мин. плит) =0.084 вт/(м · град) [1. стр. 68 таб. 15]

λкирп. кладки = 0.82 вт/(м · град) [1. стр. 69 таб. 15]

λштукатурки = 0.9 вт/(м · град) [1. стр. 69 таб. 15]

δиз = 0.084 [1/0.75 – (1/23.3 + 0.37/0.82 + 0.02/0.9 + 0.02/0.9 + 1/9)] = 0.067 м.

Плиты жесткие минераловатные по ГОСТ 10140 – 62 выпускаются следующих размеров: длина – 1000мм , ширина – 500мм , толщина – 40,

50 и 60 мм. Принимаем толщину слоя плиты 60 мм.

Определяем значение действительного коэффициента теплопередачи через ограждения Кд для наружной (восточной) стены.

Кд = 1/(1/ λн + ∑δi/λi + 1/ λв) + δиз. пр/λиз , вт/(м2 · град)

где λн = 23.3 вт/(м2 · град) [1. стр. 67 таб. 14]

λв = 9 вт/(м2 · град) [1. стр. 67 таб. 14]

δштукатурки = 0.02 м

δкирп. кладки = 0.37 м

δиз. пр = 0.06 м

λкирп. кладки = 0.82 вт/(м · град) [1. стр. 69 таб. 15]

λштукатурки = 0.9 вт/(м · град) [1. стр. 69 таб. 15]

λиз (мин. плит) = 0.084 вт/(м · град) [1. стр. 68 таб. 15]

Кд = 1/(1/ 23.3 + 0.37/0.82 + 0.02/0.9 + 0.02/0.9 + 1/ 9) + 0.06/0.084 = 0.735 вт/(м2 · град)

Теплоприток через наружную (восточную) стену определяем по формуле:

Qвост. ст = Кд · F · ∆t

∆t = (tн–tв) =28.5 – 25 = 3.5 °С

F = 40 · 3 = 120 м2

Qвост. ст = 0.735 · 120 · 3.5 = 308.7 вт

Определяем значение действительного коэффициента теплопередачи Кд для внутренних стен :

Кд = 1/(1/ λн + ∑δi/λi + 1/ λв), вт/(м2 · град)

где λн = 23.3 вт/(м2 · град) [1. стр. 67 таб. 14]

λв = 9 вт/(м2 · град) [1. стр. 67 таб. 14]

δштукатурки = 0.02 м

δкирп. кладки = 0.25 м

λкирп. кладки = 0.82 вт/(м · град) [1. стр. 69 таб. 15]

λштукатурки = 0.9 вт/(м · град) [1. стр. 69 таб. 15]

Кд = 1/(1/ 23.3 + 0.25/0.82 + 0.02/0.9 + 0.02/0.9 + 1/ 9) = 2 вт/(м2 · град)

Теплоприток через внутренние стены определяется по формуле:

Qвост. ст = Кд · F · ∆t , вт

Температура воздуха в соседних помещениях 22 °С.

∆t = (tн–tв) =22 – 25 = - 3 °С

F = 30 · 3 + 30 ·3 + 40 · 3= 300 м2

Qвост. ст = 2 · 300 · (-3) = - 1800 вт

Определяем значение действительного коэффициента теплопередачи Кд для кровли :

Кд = 1/(1/ λн + ∑δi/λi + 1/ λв), вт/(м2 · град)

где λн = 23.3 вт/(м2 · град) [1. стр. 67 таб. 14]

λв = 9 вт/(м2 · град) [1. стр. 67 таб. 14]

δ жел. бет. плиты = 0.3 м

δ возд. просл. средн .= 1.5 м

δ проф. настила = 0.0015 м

δ рубероид = 0.02 м

λ жел. бет. плиты = 1.4 вт/(м · град) [1. стр. 68 таб. 15]

λ возд. просл. = 0.02553 вт/(м · град) [1. стр. 69 таб. 15]

λ проф. настила (сталь)= 58 вт/(м · град) [1. стр. 68 таб. 15]

λ рубероид = 0.16 вт/(м · град) [1. стр. 68 таб. 15]

Кд = 1/(1/ 23.3 + 0.3/1.4 + 1.5/0.02553 + 0.0015/58 + 0.02/0.16 + 1/9) = 0.0169 вт/(м2 · град)

Определяем теплоприток через кровлю:

Qкровли = Ккр · Fкр · ∆t + Ккр · Fкр · ∆tсолн. , вт [4. стр. 56]

где ∆t = (tн–tв) =28.5 – 25 = 3.5 °С

∆tсолн. = 10 °С [2. стр. 58]

Fкр = 1200 м2

Qкровли = 0.0169 · 1200 · 3.5 + 0.0169 · 1200 · 10 = 273.78 вт

Определяем значение действительного коэффициента теплопередачи Кд для пола :

Кд = 1/(1/ λн + ∑δi/λi + 1/ λв), вт/(м2 · град)

где λн = 23.3 вт/(м2 · град) [1. стр. 67 таб. 14]

λв = 9 вт/(м2 · град) [1. стр. 67 таб. 14]

δ жел. бет. плиты = 0.3 м

δ паркета (дуб) = 0.02 м

λ жел. бет. плиты = 1.4 вт/(м · град) [1. стр. 68 таб. 15]

λ паркета (дуб) = 0.23 вт/(м · град) [1. стр. 68 таб. 15]

Кд = 1/(1/ 23.3 + 0.3/1.4 + 0.02/0.23 + 1/9) = 2.2 вт/(м2 · град)

Определяем величину теплопритока через пол:

Qпол = Кд · F · ∆t , вт

где ∆t = (tн–tв) =22 – 25 = - 3 °С

F = 1200 м2

Qпол = 2.2 · 1200 · (-3) = - 7920 вт

Таб. 3. Сводная таблица теплопритоков

Для расчета тепла от солнечной радиации через массивные ограждения избыточную разность температур принимаем:

- для стены ориентированной на восток ∆tс вост. ст = 6 °С [1. стр. 78 таб. 16]

- для кровли ∆tс кровли = 10 °С [2. стр. 158]

Qрад = Q мас. рад = Кд (вост. ст.) · Fвост. ст. · ∆tс вост. ст + Кд (кровли) · Fкровли. · ∆tс кровли = 0.735 · 120 · 6 + 0.0169 · 1200 · 10 = 732 вт

Определяем величину теплопритока от инфильтрации.

Qинф. = Qок. инф + Qдв. инф., вт

Теплопоступления за счет инфильтрации через окна определяем по формуле:

Qок. инф. = qок · l · ρ · (tн – tвн) , вт

qок – количество инфильтрационного воздуха на 1 м. щели, м3/(м ·сек)

qок = 0.18 · 10 -3 м3/(м ·сек) [1. стр. 270 таб. 86]

ρ – плотность воздуха.

ρ = 1.29 кг/м3

ср - теплоемкость воздуха

ср = 1.01

l - половина суммарной длины щелей.

l = (lодн.окна · n) / 2, м

где lодн.окна - суммарная длина щелей одного окна.

lодн.окна = 7 м

n – число окон

n = 6

l = (7· 6) / 2 = 21 м

Qок. инф. = 0.18 · 21 · 1.29 · (28.5 – 25) = 16.03 квт

Определяем теплоприток за счет инфильтрации через дверной проем:

Qдв. инф. = qдв · n · ρ · ср · (tн – tвн) , вт

где qдв – количество воздуха проникающего через один дверной проем.

qдв = 0.31 · 10-3 м3/сек [1. стр. 270 таб. 87]

n – число дверей

Qдв. инф. = 0.31 · 1 · 1.29 · 1.01 · (22 – 25) = - 1.21 квт

Qинф. = Qок. инф + Qдв. инф. = 16.03 + (-1.21) = 14.82 квт

Подсчитываем полное тепловыделение в торговом зале:

∑Q т.з = Qл + Qм + Qрад + Qосв + Qинф. + Qвост.ст.т.з. + Qкровли т.з. , вт

где Qвост.ст.т.з. - величина теплопритока в торговый зал через стену.

Qвост.ст.т.з. = Кд · F · ∆t = 0.735 · 84 · (28.5 – 25) = 216.1 вт

Qкровли т.з - величина теплопритока в торговый зал через кровлю.

Qкровли т.з = Кд · F · ∆t = 0.0169 · 840 · (28.5 – 25) = 49.7 вт

∑Q т.з = 7000 + 1750 + 732 + 1350 + 14.82 + 216.1 + 49.7 = 26747 вт = 26.75 квт

В соответствии с принятой схемой организации воздухообмена, количество наружного

Воздуха Lвент , подаваемого в помещение, равно (или на 10 % больше – для создания подпора) количеству воздуха, удаляемого в кухне системой вытяжной вентиляции (Lвыт).

Для определения Lвыт необходимо знать величину полного тепловыделения на кухне ∑Qкух.

Тепловыделения от людей.

Количество тепла выделяемое людьми Qл (в Вт) подсчитывают по формуле:

Qл= qчел · n ,

где qчел - величина тепловыделения одним человеком в зависимости от температуры воздуха в помещении и рода выполняемой работы.

qчел = 70 вт [1. стр. 259, таб. 76]

n - число людей, одновременно находящихся в помещении.

В кухне одновременно находятся 12 человек.

Qл= 70 · 12 = 768 вт

Тепловыделения от теплового оборудования.

В кухне столовой используется следующее тепловое оборудование:

- жарочная поверхность Karma GH – 818 (2 шт.) ; мощность – 3 квт

- электрическая плита ES – 47/1 (2 шт.); 4 конфорки мощностью 4 х 2.5 квт и духовой шкаф мощностью 4.5 квт.

- электросковорода БЛ – 2 (2 шт.) мощностью 2 х 1.9 квт

- холодильный шкаф AFN – 1402 (2 шт.) мощностью 0.72 квт

Qоб = 3 · 2 + 14.5 · 2 + 3.8 · 2 + 0.72 · 2 = 44.04 квт

Теплопоступления через наружные ограждения.

Qвост.. ст. кух. = Кд · F · ∆t = 0.735 · 36 · (28.5 – 25) = 92.6 вт

Qкровли кух. = Кд · F · ∆t = 0.0169 · 360 · (28.5 – 25) = 21.3 вт

Величина полного тепловыделения в кухню составит:

∑Q кух = Qл + Qоб + Qвост.ст.кух. + Qкровли кух. = 0.768 + 44.04 + 0.0926 +0.0213 = 44.92 квт

3.3 Определение влагопритоков

Определяем величину влаговыделений в торговом зале.

Влаговыделение от людей :

Wл = Wчел · n , кг/сек

где n – число людей в помещении.

Wчел – влаговыделение от одного человека

Wчел = 32.2 · 10 -6 кг/сек [1. стр.259. таб. 76]

Wл = 32.2 · 10 -6 · 100 = 0.0032 кг/сек

Влаговыделение от пищи :

Wл = 2 / 3 · Qм / 700, кг/сек

где Qм – величина тепловыделения от пищи в торговом зале.

Qм = 1.75 квт

Wл = 2 / 3 · 1.75 / 700 = 0.0017 кг/сек

Влаговыделение от инфильтрации :

Величину теплопритока от инфильтрации определяем по формуле :

Wинф. = Wок. инф + Wдв. инф., кг/сек

Влагопоступления за счет инфильтрации через окна определяем по формуле:

Wок. инф. = qок · l · ρ · (d0 – d1) , кг/сек

qок – количество инфильтрационного воздуха на 1 м. щели, м3/(м ·сек)

qок = 0.18 · 10 -3 м3/(м ·сек) [1. стр. 270 таб. 86]

ρ – плотность воздуха.

ρ = 1.29 кг/м3

l - общая длина щелей.

l = lодн.окна · n, м

где lодн.окна - суммарная длина щелей одного окна.

lодн.окна = 7 м

n – число окон

n = 6

l = 7· 6 = 42 м

d0 – влагосодержание наружного воздуха, кг/кг сухого воздуха

d0 = 0.013 кг/кг [5. стр.41. рис. 40]

d1 – влагосодержание внутреннего воздуха, кг/кг сухого воздуха

d1 = 0.015 кг/кг [5. стр.41. рис. 40]

Wок. инф. = 0.18 · 42 · 1.29 · (0.013 – 0.015) = - 0.0195 кг/кг

Влагопоступления за счет инфильтрации через дверные проемы определяем по формуле:

Wдв. инф. = - qдв · ρ · (d0 – d1) , кг/сек

qдв – количество воздуха проникающего через один дверной проем.

qок = 0.18 · 10 -3 м3/(м ·сек) [1. стр. 270 таб. 86]

ρ – плотность воздуха.

ρ = 1.29 кг/м3

d0 – влагосодержание наружного воздуха, кг/кг сухого воздуха

d0 = 0.013 кг/кг [5. стр.41. рис. 40]

d1 – влагосодержание внутреннего воздуха, кг/кг сухого воздуха

d1 = 0.015 кг/кг [5. стр.41. рис. 40]

Wдв. инф. = - 0.31 · 1.29 · (0.013 – 0.015) = 0.0008 кг/сек

Wинф. = Wок. инф + Wдв. инф = - 0.0195 + 0.0008 = - 0.0187 кг/сек

Полное влаговыделение в торговом зале составит:

∑W т.з. =Wл + Wм + Wинф. = 0.0032 + 0.0017 + (- 0.0187) = -0.0138 кг/сек

3.4 Определение тепловлажностоного коэффициента

Определяем тепловлажностное отношение в торговом зале:

E = ∑Q/∑W = 26.75/(-0.0138) = -1938 кдж/кг.

3.5 Построение процессов изменения воздуха на i – d диаграмме

На i – d диаграмму влажного воздуха наносим точку П с параметрами воздуха в помещении (tв = +25 °С φв= 50 %). Из этой точки проводим луч процесса, параллельный линии тепловлажностного отношения Е = -1938 кдж/кг.

На проведенной линии, задаваясь перепадом температур воздуха ∆t = 8 °С, находим параметры воздуха на выходе из кондиционера (·) К (см. п. 3.1. рис 18).

Параметры (·) К :

t = +17 °С

φ= 90 %

i = 48.0 кдж/кг

d = 0.013 кг/кг

Принимая для кухни ∆t = t ух - t пр = 10 °С, определяем количество воздуха, удаляемого вытяжкой:

Lвыт = ∑Q кух / ρ · ср · ∆t = 44.92/1.29 · 1.01 · 10 = 3.7 м3/cек

Задаваясь перепадом температур ∆t = 8 °С, определяем производительность кондиционера по воздуху:

Lк = ∑Q т.з. / ρ · ср · ∆t = 26.75 / 1.29 · 1.01 · 8 = 2.5 м3/cек

Полученное значение меньше количества воздуха, удаляемого вытяжной системой (Lвыт), поэтому производительность кондиционера по воздуху с учетом необходимого подпора определяем следующим образом:

Lк = 1.1 · Lвыт = 1.1 · 3.7 = 4.07 м3/cек

В этом случае перепад температур между приточным воздухом и воздухом в помещении составит:

∆t = ∑Q т.з. / ρ · ср · Lк = 26.75 / 1.29 · 1.01 · 4.07 = 5.04 °С

Определяем холодопроизводительность кондиционера:

Q0 = Lк · ρ · (iп – iк) = 4.07 · 1.29 · (51 – 48) = 15.75 квт

iп – энтальпия (·) П

iп = 51 кдж/кг [5.стр 41 рис 40]

iк – энтальпия (·) К

iк = 48 кдж/кг [5.стр 41 рис 40]

3.6 Выбор кондиционера

По найденным величинам холодопроизводительности и производительности по воздуху принимаем к установке центральный кондиционер (из типовых секций) марки КТ-30 с номинальной производительностью по воздуху 30 000 м3/час [1.стр 292]

3.7 Подбор оборудования

3.7.1 Подбор поверхностного воздухоохладителя

Исходя из производительности кондиционера принимаем к установке однорядную Секцию 03.1010.0 [1. стр. 295 таб. 92]

Определяем массовую скорость воздуха в воздухоохладителе:

ύρ = Lк · ρ/fж , кг/(м2 · сек)

где fж – живое сечение для прохода воздуха, м2

fж = 1.44 м2 [1. стр. 295 таб. 92]

ύρ = 4.07 · 1.29/1.44 = 3.65 кг/(м2 · сек)

Определяем расход тепла на охлаждение воды :

Q = Кд · F · ∆t , вт

где К – коэффициент теплопередачи

К = 8 ккал/ м2 · час · °С [7. стр. 122 таб. 60]

F – площадь теплопередающей поверхности, м2

F = 55.8 м2 [1. стр. 295 таб. 92]

∆t = (tн–tв) = (28.5–25) = 3.5 °С

Q = 8 · 55.8 · 3.5 = 1562.4, ккал/час = 1.8175 квт

Для охлаждения воздуха в воздухоохладителе принимаем артезианскую воду с температурой 9 °С [2. стр. 203]. Температура воды на выходе из теплообменника 17 °С.

Определяем скорость движения воды wвд в трубках воздухоохладителя:

wвд = Q / ρвд · fт · свд · (tвд1 - tвд2), м/cек

где свд – теплоемкость воды

свд = 4.19

fт – живое сечение по теплоносителю, м2

fт = 0.00127 м2 [1. стр. 296 таб. 93]

ρвд – плотность воды, кг/ м3

ρвд = 958 кг/ м3

tвд1 - температура воды на выходе из воздухоохладителя, °С

tвд2 - температура воды на входе в воздухоохладитель, °С

Q - расход тепла на охлаждение воды, кВт.

wвд = 1.8175 / 958 · 0.00127 · 4.19 · (17 - 9) = 0.045 м/cек.

Требуемая теплопередающая поверхность определяется по формуле :

F = Q / K((tв1 + tв2)/2 – (tвд1 – tвд2)/2), м2

где Q - расход тепла на охлаждение воздуха, вт

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6