Дипломная работа: Проектирование системы кондиционирования воздуха
tв1 и tв2 - температура воздуха до и после
теплообменника, °С
tвд1 и tвд2 – температуры поступающей и обратной
воды, °С
К – коэффициент теплопередачи, вт/(м2 · град)
F = 1817.5 / 8( (25+ 28.5)/2 – (9 + 17)/2) = 16.52 м2
Таким образом, принятая к
установке секция 03.1010.0 имеет поверхность охлаждения 55.8 м2 , то
есть запас составляет 70.4 %. Сопротивление принятой секции по воздуху
составляет Н = 3.1 мм. вод. ст. [1. стр. 295 таб. 92]
3.7.2 Подбор оросительной камеры
Задаемся коэффициентом
орошения В = 1.0 кг воды/кг воздуха, при этом коэффициент эффективности
оросительной камеры будет равен η = 0.87 [1. стр. 300 таб.98]
Определяем температуру на
выходе из оросительной камеры :
tвд2 = (tв2 – (1 - η) · tв1)/
η , °С
где tв2
и tв1 - температура воздуха до и после
теплообменника, °С
tв2 = 25 °С
tв1 = 28.5 °С
tвд2 = (25 – (1 – 0.87) · 28.5)/ 0.87 =
24.5 °С
Определяем расход охлаждающей воды:
Gвд = В · Lк · ρв = 1.0 · 4.07 · 1.29 = 5.29 кг/сек
В соответствии с производительностью кондиционера по воздуху
(Lк = 4.07 м3/сек)
Выбираем камеру орошения
к кондиционеру КТ-30. [1. стр. 298 таб.96]
Эта камера может иметь 108 или 144 форсунки. В первом случае
нагрузка на одну форсунку составит:
5.29/108 = 48.9 · 10-3 кг/сек,
но такое количество воды не может проходить даже при диаметре
выходного отверстия форсунки 5.5 мм и давлении 2.5 бар. [1. стр. 299 таб.97]
Во втором случае нагрузка на одну форсунку составит:
5.29/144 = 36.7 · 10-3 кг/сек
В соответствии с этой нагрузкой выбираем форсунки диаметром
5.5 мм. Давление воды перед форсунками - 1.5 бар.
Таким образом, к установке принимаем три секции орошения с
индексом 03.0020.0
Нагрузка на камеру орошения равна холодопроизводительности
кондиционера.
Начальную температуру охлаждающей воды находим из теплового
баланса:
Q0 = Lк · ρ · (iв1 – iв2) = Gвд · свд · (tвд2 – tвд1)
tвд1= Gвд · свд · tвд2 - Q0 / Gвд · свд = 5.29 · 4.19 ·
24.5 – 15.75 / 5.29 · 4.19 = 23.7 °С
3.7.3 Подбор фильтров
Исходя из номинальной
производительности по воздуху выбираем сетчатый самоочищающийся фильтр с
индексом 03.200.0. [1. стр. 302 таб.99]
Движение сетки фильтра
осуществляется электродвигателем АОЛ-2-21-4 мощностью 1.1 квт
3.7.4 Подбор воздушных клапанов
Для пропуска наружного
воздуха принимаем клапан с индексом 03.3213.0, тип привода – электрический. [1.
стр. 304 таб.100]
Для обводного канала
воздухоохладителя принимаем клапан с индексом 03.3273.0,
Тип привода –
электрический. [1. стр. 304 таб.100]
3.7.5 Расчет и подбор воздуховода
Определяем сечение воздуховода по формуле:
F = L/v , м2
где L –
расход воздуха, м3/cек
v – расчетное значение скорости воздуха, м/cек
v = 4 м/cек [1. стр. 245 таб.69]
F = 4.07/4 = 1.01 м2
Принимаем к установке круглый воздуховод из листовой стали.
Рассчитываем диаметр воздуховода:
d = √(4F/π)
= 1.33√F = 1.33√1.01 = 1.13 м
Исходя из стандартного ряда диаметров для круглых
воздуховодов ил листовой стали, принимаем к установке воздуховод диаметром 1.2
м
3.7.6 Подбор вентилятора
Напор (давление), развиваемый вентилятором Нв,
должен быть достаточным для преодоления суммы сопротивлений во всасывающей и
нагнетательной сети ∑∆h и потери
динамического давления при выходе воздуха из сети в атмосферу.
Нв = ∑∆h +ρ · vвых2/2, Н/м2
Сопротивление сети складывается из сопротивления трения hтр и местных сопротивлений hм.с.:
∆h = hтр + hм.с.
Определяем hтр :
hтр = λтр · (∆lтр/dвн ) · (ρ · w2/2), Н/м2
где - λтр –
коэффициент сопротивления трения.
∆lтр – сумма длин всех прямых участков
воздуховода, м
w – скорость движения воздуха, м/сек
ρ - плотность воздуха, кг/ м3
dвн - внутренний диаметр воздуховода, м
Величина коэффициента сопротивления трения зависит от степени
шероховатости стенок труб и от режима течения (ламинарный или турбулентный).
При расчете обычно принимают, что трубы гидравлически
гладкие. О характере режима течения судят по величине числа Re.
Re = wdρ/μ
μ = 0.0175 МПа ·с [5. стр. 7 рис.3]
Re = 4 · 1.2 · 1.29/0.0175 = 353.8
Величина Re ‹ 2320, значит режим ламинарный. В этом случае коэффициент трения
определяют по формуле:
λтр = 64/ Re = 64/353.8 = 0.18
Находим сумму длин всех прямых участков воздуховода:
∆lтр = 2 + 34 = 36 м
Теперь находим hтр:
hтр = λтр · (∆lтр/dвн ) · (ρ · w2/2) = 0.18 · (36/1.2 ) · (1.29 · 42/2)
= 61.9 Н/м2
Определяем hм.с.:
hм.с. = (ρ · w2/2) · ∑ξ ,
где ∑ξ – сумма коэффициентов местных
сопротивлений.
Имеем следующие виды местных сопротивлений:
- 1 плавный поворот на
90°, ξ = 0.5 [1. стр. 243]
- 3 входы через
жалюзийную решетку, ξ = 1.4 [1. стр. 243]
Таким образом ∑ξ
= 1 · 0.5 + 3 · 1.4 = 4.7
Подсчитываем hм.с:
hм.с. = (ρ · w2/2) · ∑ξ = (1.29 · 42/2) · 4.7 = 48.5
Н/м2
Определяем величину ∆h :
∆h = hтр + hм.с. = 61.9 + 48.5 = 110.4 Н/м2
Теперь можем найти величину напора :
Нв = ∑∆h +ρ · vвых2 = 110.4 +1.29 · 42/2 = 120.72 Н/м2
По найденным величинам напора и производительности по воздуху
выбираем центробежный вентилятор марки Ц4-70 с номером 10. Скорость вращения -
960об/мин,
Производительность -
18000 м3/час (5 м/сек), напор – 196 Н/м2 [1. стр. 248
таб. 71а]
3.7.7 Подбор насоса для циркуляции
воды в оросительной камере
Расход охлаждающей воды:
V =5.29 кг/сек = 5.29л/сек
Трубы принимаем диаметром 108 × 4 мм [1. стр. 237 таб.
66]
Определяем скорость воды в трубках:
w = V/fтр. = 5.29 · 10-3/ 7.58 · 10-3
= 0.67 м/сек
fтр. – площадь поперечного сечения трубы, м2
fтр. = 7.85· 10-3 м2 [1. стр. 237 таб. 66]
Определяем режим течения воды в трубопроводе:
Re = wdρ/μ
μ = 0.95 МПа ·с [5. стр. 7 рис.3]
d = 100мм = 0.1 м
ρводы = 1000 кг/ м3
Re = wdρ/μ = 0.67 · 0.1 · 1000/0.95 = 70.5
Величина Re ‹ 2320, значит режим ламинарный. В этом случае коэффициент трения
определяют по формуле:
λтр = 64/ Re = 64/70.5 = 0.9
Теперь находим hтр :
hтр = λтр · (∆lтр/dвн ) · (ρ · w2/2) = 0.9 · (20/0.1 ) · (1000 · 0.672
/ 2) = 0.4 · 105 Н/м2
∆lтр = 20 м
Величина падения давления в местных сопротивлениях при
движении воды:
hм.с. = (ρ · w2/2) · ∑ξ ,
Имеем следующие виды местных сопротивлений:
- 4 колена под углом 90°,
ξ = 0.5 [1. стр. 243]
- 2 вентиля, ξ = 5 [1.
стр. 243]
hм.с. = (ρ · w2/2) · ∑ξ = (1000 · 0.672/2)
· (4 · 0.5 + 2 · 5) = 0.027 · 105 Н/м2
Подсчитываем напор насоса:
Н = ∑h = (0.4 +0.027) · 105 = 0.427 · 105 Н/м2
= 4.27 м. вод. ст.
По величинам производительности и напора выбираем насос марки
2К- 9 с номинальной производительностью 5.5 л / cек, полным напором 18м. вод. ст. и КПД – 65%
4. Экономическая часть
4.1 Расчет зарплаты основных рабочих
Кондиционер работает 6 месяцев в году. Его обслуживают два
машиниста:
один 5-ого разряда, другой - 6-ого. Часовая ставка машиниста
5-ого разряда – 45 руб.,
6-ого – 53 руб. Работа осуществляется в условиях пятидневки
(прерывное производство).
Для машиниста 5–ого разряда:
Всего дней - 183. Праздников и выходных – 56.
183 – 56 =127 дней
127 · 8 = 1016 часов
Отпуск – 12 дней
Болезнь – 3 дня
Гос. Обязанность – 1 день
127 - 12 – 3 – 1 =111 дней
111 · 8 = 888 часов
Тарифный фонд = 45 · 888 = 39960 руб.
Премия = 39960 · 0.4 = 15984 руб.
Тариф + Премия = 39960 + 15984 = 55944 руб.
Основной фонд = Тариф + Премия = 55944 руб.
Дополнительный фонд = (12 + 1) · 8/888 · 100% = 12%
55944 · 0.12 = 6713.3 руб.
Общегодовой фонд = 55944 + 6713.3 = 62657.3 руб.
Ср. мес. зарплата = 62657.3 / 6 = 10442.9 руб.
Для машиниста 6–ого разряда:
Всего дней - 183. Праздников и выходных – 56.
183 – 56 =127 дней
127 · 8 = 1016 часов
Отпуск – 12 дней
Болезнь – 3 дня
Гос. Обязанность – 1 день
127 - 12 – 3 – 1 =111 дней
111 · 8 = 888 часов
Тарифный фонд = 53 · 888 = 47064 руб.
Премия = 47064 · 0.4 = 18825.6 руб.
Тариф + Премия = 47064 + 18825.6 = 65889.6 руб.
Основной фонд = Тариф + Премия = 65889.6 руб.
Дополнительный фонд = (12 + 1) · 8/888 · 100% = 12%
65889.6 · 0.12 = 7906.7 руб.
Общегодовой фонд = 65889.6 + 7906.7= 73796.3 руб.
Ср. мес. зарплата =73796.3 / 6 = 12299.4 руб.
Общегодовой фонд для двух машинистов: 62657.3 + 73796.3 =
136453.6 руб.
4.2 Расчет зарплаты вспомогательных
рабочих
Принимаю двух вспомогательных рабочих: одного электрика и
одного слесаря.
Часовая ставка для обоих – 45 рублей.
Всего дней - 183. Праздников и выходных – 56.
183 – 56 =127 дней
127 · 8 = 1016 часов
Отпуск – 12 дней
Болезнь – 3 дня
Гос. Обязанность – 1 день
127 - 12 – 3 – 1 =111 дней
111 · 8 = 888 часов
Тарифный фонд = 45 · 888 = 39960 руб.
Премия = 39960 · 0.4 = 15984 руб.
Тариф + Премия = 39960 + 15984 = 55944 руб.
Основной фонд = Тариф + Премия = 55944 руб.
Дополнительный фонд = (12 + 1) · 8/888 · 100% = 12%
55944 · 0.12 = 6713.3 руб.
Общегодовой фонд = 55944 + 6713.3 = 62657.3 руб.
Ср. мес. зарплата = 62657.3 / 6 = 10442.9 руб.
4.3 Расчет капиталовложений и
амортизационных отчислений
Qгод = Q0 187 8 = 15.75 · 187 · 8 = 23562 руб.
Куд = 11 руб.
∑К = Куд · Qгод = 11 · 23562 = 259182 руб.
Здания и сооружения = 23562 · 0.4 = 9424.8 руб.
Машины и оборудование = 23562 · 0.5 = 11781 руб.
Транспорт = 23562 · 0.1 = 2356.2 руб.
Сумма = 9424.8 + 11781 +2356.2 = 23562 руб.
Здания и сооружения = 9424.8 · 0.1 = 942.48 руб.
Машины и оборудование = 11781 · 0.2 = 2356.2 руб.
Транспорт = 2356.2 · 0.25 = 589.05 руб.
Общая сумма амортизации = 942.48 + 2356.2 +589.05 = 3887.73
руб.
4.4 Расчет себестоимости единицы
холода
Таб. 4. Таблица калькуляции.
№ п/п |
Cтатья калькуляции |
Единица измерения |
Норма расхода |
Цена |
На 1 ед. холода |
На Qгод 23562
|
1 |
---- |
|
|
|
|
|
2 |
Электроэнергия |
квт |
1квтч |
4 руб. |
4 руб. |
94248 руб. |
3 |
Вода |
т |
2 т |
4 руб. |
8 руб. |
188496 руб. |
4 |
Зарплата для основных произ. рабочих |
руб |
---- |
---- |
5.8 руб. |
136453.6 руб. |
5 |
Отчисления на соцстрах |
руб |
---- |
---- |
1.5 руб. |
35477.9 руб. |
6 |
Цеховые расходы |
руб |
---- |
---- |
11.6 руб. |
272907.2 руб. |
7 |
Цеховая себестоимость |
руб |
---- |
---- |
30.9 руб. |
727582.7 руб. |
8 |
Общезаводские расходы |
руб |
---- |
---- |
8.7 руб. |
204680.4 руб. |
9 |
Общезаводская себестоимость |
руб |
---- |
---- |
39.6 |
932263.1 руб. |
10 |
Внепроизводственные расходы |
руб |
---- |
---- |
1.5 |
37290.5 руб. |
11 |
Полная себестоимость |
руб |
---- |
---- |
41.1 руб. |
969553.6 руб. |
4.5 Расчет экономической
эффективности производства
Оптовую цену принимаем 50 руб.
Определяем прибыль:
П = Оц – С = 50 – 41.1 = 8.9 руб.
Рентабельность продукта:
Rпр = П/С ·
100% = 8.9/41.1 · 100% = 21 %
Рентабельность производства:
Rпр-ва = (Побщ / Фосн + Фоб) · 100%
= (209701.8/ 259182 + 103672.8) · 100% =57%
Побщ = П · Qгод = 8.9 · 23562 = 209701.8 руб.
Фосн = ∑К = 259182 руб.
Фоб = 0.4 · ∑К = 0.4 · 259182 = 103672.8
Срок окупаемости:
Ток = ∑К / Побщ = 259182 /
209701.8 = 1.2 года
Коэффициент эффективности:
Кэф = 1/ Ток =1/1.2 = 0.83
4.6 Технико-экономические показатели
1.
Годовая
холодопроизводительность
Qгод = 23562
руб.
2.
Количество
работающих – 4 чел.
3.
Ср. мес. зарплата
на одного работающего - 10907 руб.
4.
Годовой фонд
зарплат всех работающих – 261768.2 руб.
5.
Сумма
капиталовложений: ∑К = 259182 руб.
6.
Полная себестоимость
единицы холода – 41.1 руб
7.
Оптовая цена
единицы холода – 50 руб.
8.
Прибыль на
единицу холода – 8.9 руб
9.
Общая прибыль Побщ
= 209701.8 руб.
10.
Рентабельность
продукта Rпр = 21 %
11.
Рентабельность
производства Rпр-ва = 57%
12.
Срок окупаемости
Ток = 1.2 года
13.
Коэффициент
эффективности Кэф = 0.83
14.
Фондоотдача
Фотд = (Оц · Qгод)/ ∑К = (50 · 23562)/ 259182 = 4.5
|