Проект кондиционирования воздуха и холодоснабжения кинотеатра

Щукина. автокад конечный печатать.dwg

Кафедра отопления и вентиляции
Кондиционирование общественного здания
План и принципиальная схема систем ЦСКВ
монтажно-компоновочная схема КТЦЗ-63
Спецификация монтажно-компоновочной схемы КТЦЗ-63
Блок присоединительный
Вентиляторные агрегаты
Бак сбора отепленной воды
Бак сбора холодной воды
Насосы холодильной станции
Насосы камеры орошения
Монтажно-компановочная схема КТЦЗ-63
Принципиальная схема системы холодоснабжения ЦСКВ

КОНЕЧНЫЙ ВОРД_Shukina.docx

Федеральное агентство по образованию
Филиал государственного образовательного учреждения
высшего профессионального образования
«Воронежский государственный архитектурно-строительный
университет» в городе Борисоглебске.
«Кондиционирование воздуха и холодоснабжение общественного здания»
Борисоглебск 2012 год
Расчетные параметры внутреннего и наружного воздуха
1 Расчетные параметры наружного воздуха
2 Расчетные параметры внутреннего воздуха
Определение количества вредностей поступающих в помещение
1 Расчет теплопоступлений от людей
2 Расчет теплопоступлений от солнечной радиации
3 Расчет теплопоступлений от искусственного освещения ..
4 Расчет теплопотерь через наружные ограждения ..
5 Расчет теплопоступлений от системы отопления .
6 Расчет количества влаги поступающей в помещение .
Расчет воздухообмена в зрительном зале
1Тепловлажностная характеристика помещения ..
2Определение температуры приточного воздуха в теплый период года
3Определение необходимого воздухообмена в зрительном зале .
4Определение воздухообмена на ассимиляцию тепло и влагоизбытков в теплый период года .
5Определение действительной энтальпии приточного воздуха ..
6Определение действительной энтальпии приточного воздуха в холодный период года
Построение процессов обработки воздуха на Id-диаграмме .
1 Построение на Id-диаграмме процессов обработки воздуха в прямоточной системе кондиционирования воздуха в теплый период года
2 Построение на Id-диаграмме процессов обработки воздуха для схемы с одной рециркуляцией ..
3 Построение на Id-диаграмме процессов обработки воздуха в прямоточной СКВ в холодный период года
4 Построение на Id-диаграмме процессов обработки воздуха для схемы с одной рециркуляцией в холодный период года ..
Расчет форсуночных камер орошения типа ОКФ
1 Расчет камеры орошения типа ОКФ в теплый период года
2 Поверочный расчет камеры орошения типа ОКФ в холодный период года
Расчет воздухонагревателей и воздухоохладителей ..
1Расчет воздухонагревателей первой ступени .
Холодоснабжение систем кондиционирования воздуха
1 Расчет и подбор холодильного компрессора
2 Расчет и подбор конденсатора и испарителя
Список использованной литературы
Кондиционирование микроклимата зданий и сооружений является одним из основных разделов строительной науки и техники. Система кондиционирования микроклимата как совокупность всех средств и устройств обеспечивающих внутренние условия включает в себя наряду с ограждениями системами отопления и вентиляции систему кондиционирования воздуха (СКВ). СКВ является активной обычно регулируемой системой предназначенной для комплексного поддержания заданных параметров внутреннего воздуха которые обеспечивают расчетные часто оптимальные условия в помещениях зданий и сооружений. СКВ может работать в здании совместно с системами отопления и вентиляции но обычно СКВ берет на себя функции последних и создает в здании или по крайней мере в его наиболее ответственных помещениях необходимые климатические условия как в холодный так и в теплый период года.
Важность решения задач кондиционирования определяется разнообразием климата нашей страны и его резконтинентальностью в значительной её части. Поэтому необходим широкий диапазон решений и возможностей СКВ для поддержания требуемых условий в зданиях находящихся в различных климатических районах страны.
Значительная часть (15-20%) капитальных вложений на строительство производственных зданий где ведутся современные технологические процессы приходится на СКВ и сопряженные с ними устройства. Затраты на эксплуатацию этих систем достигают 60-80 % общих затрат на эксплуатацию зданий. Заметная часть затрат на энергообеспечение зданий и сооружений составляющая более 30 % в общем энергетическом балансе страны приходится на СКВ. По сравнению с системами отопления и вентиляции в СКВ значительная доля потребления приходится на наиболее дорогую электрическую энергию что связано с производством холода большим числом электроприводов автоматизацией регулирования и управлением.
Необходимость совершенствования СКВ определяется также задачами дальнейшей индустриализации строительства что связано с возведением сборных зданий из крупноразмерных элементов повышением их этажности снижением веса и материалоемкости применением современных материалов и оптимальных равноэффективных в теплотехническом отношении ограждающих конструкций с повышенными теплозащитными свойствами. В соответствии с элементами и конструкциями зданий и обеспечивающих рациональное использование площадей и объёмов а также хорошо сочетающихся с архитектурными решениями интерьера здания. В настоящее время развитие СКВ происходит так же в непосредственной связке с решением научных и технических вопросов отопления и вентиляции теплового и воздушного режимов здания.
1. Наименование объекта строительства - кинотеатр на 650 зрительных мест.
2. Район строительства г. Кушка
3. Наименование помещения для кондиционирования - зрительный зал.
4. Размеры помещения: высота - 160 м; длина -360 м; ширина - 300 м.
5. Параметры теплоносителя: ТГ=80°С
6. Источник холодоснабжения - парокомпрессионная холодильная установка.
7. Хладагент - R-12.
8. Географическая широта - 35°
9. Барометрическое давление - 990 ГПа.
Расчетные параметры внутреннего и наружного воздуха
Кондиционирование воздуха общественных и административно-бытовых помещений принимают с целью обеспечения оптимальных метеорологических условий наиболее благоприятных для самочувствия людей согласно п. 2.8. прил.4 [1].
1 Расчетные параметры наружного воздуха
Для теплого периода года:
Для холодного периода года:
2 Расчетные параметры внутреннего воздуха
Определяем по приложению 4 [1].
В целях экономии для теплого периода года принимаем максимальные значения параметров для холодного периода года минимальные.
Для тёплого периода года: tB=293°C
Для холодного периода года: tB=20°C
1 Теплопоступления от людей:
где - количество человек;
- тепловыделения от одного человека Вт;
2 Теплопоступления от солнечной радиации:
для г. Кушка q = 198 Втм2
3 Теплопоступления от искусственного освещения:
- максимально допустимая установленная мощность светильника ; для люминесцентных ламп
- доля теплоты поступающая в помещение принимаем равной 06.
4 Теплопотери через наружные ограждения:
поправочный коэффициент на наружную температуру воздуха;
5 Теплопоступления от системы отопления:
где - температура воздуха в помещении поддерживаемая в холодный период года системой отопления
- температура воздуха в помещении поддерживаемая в холодный период года системой кондиционирования
Тепловой баланс зрительного зала
Теплопоступления Вт от
6 Расчет количества влаги поступающей в помещение:
где - количество влаги выделяемое 1 человеком принимается по таблице 2.2 [2].
1Тепловлажностная характеристика помещения (луч процесса)
В общественных зданиях в которых определяющей вредностью являются избытки полной теплоты и влаги производительностью СКВ определяемой режимом работы в теплый период года. В холодный период года вследствие уменьшения необходимого объёма приточного воздуха может быть использована лишь часть установленных кондиционеров остальные не работают и в это время может производиться их ремонт.
Перед началом расчета воздухопроизводительности СКВ на Id-диаграмме строим луч процесса изменения состояния воздуха в кондиционируемом помещении.
Луч процесса определяется по формуле:
2Расчёт температуры приточного воздуха
Перепад температур между внутренним и приточным воздухом при оптимальных параметрах составляет 15-2 . Определяем температуру и энтальпию ( по I-d диаграмме) приточного воздуха:
Точка П: tnp=293-15 =278°C; 1п= 64 кДжкг.
Точка П’: t’np=293-2 =273°C 1п= 645 кДжкг.
3Определяем необходимый воздухообмен в зрительном зале:
4Определяем воздухообмен на ассимиляцию тепло и влагоизбытков в теплый период года:
К установке принимаем центральный кондиционер КТЦ – 3 – 63 с номинальной производительностью 75600 кгч
5Определяем действительную энтальпию приточного воздуха (положение точки П при номинальной производительности кондиционера):
Аналогично определяем действительную энтальпию приточного воздуха в холодный период года:
Iп = 315 - = 283 кДжкг
Построение процессов обработки воздуха на Id- диаграмме
Технологическая схема кондиционирования воздуха определяет виды процессов тепловлажностной обработки воздуха в кондиционере порядок их протекания а также затраты энергоресурсов (теплоты холода воды и воздуха) на реализацию каждого процесса.
Схема обработки воздуха в кондиционере (прямоточная или с рециркуляцией) определяется назначением помещения.
Для зрительных залов и других помещений в которых люди могут находиться не более трех часов минимальный воздухообмен принимается из расчета не менее 20 на человека (санитарный минимум).
Полный расход приточного воздуха определяющий производительность СКВ следует рассчитывать с учетом потерь воздуха в воздуховодах.
Расчет процессов обработки воздуха в кондиционере и построение их на Id-диаграмме производится с целью определения:
Параметров воздуха в характерных сечениях СКВ;
Расхода энергоресурсов (теплоты холода воды наружного воздуха и воздухообмена) в рассматриваемой технологической схеме СКВ;
Минимально неизбежных расходов энергоресурсов;
Перерасходов энергоресурсов в рассматриваемой системе;
Для определения исходных данных для подбора оборудования;
При выборе расчетного варианта технологической схемы необходимо обеспечить:
Надежное поддержание параметров внутреннего воздуха при любых изменениях параметров наружного воздуха с заданной обеспеченностью;
Обеспечить надежность работы оборудования исключая аварийный режим;
Экономичность ( годовое потребление энергоресурсов должно быть
1 Построение на Id-диаграмме процессов обработки воздуха в прямоточной системе кондиционирования воздуха в теплый период года
1.1 Прямоточная схема обработки воздуха в кондиционере
Прямоточная схема с нерегулируемой камерой орошения.
Соединяем т. Н и т. О.
НО – охлаждение и осушка воздуха в камере орошения;
ОП’ – подогрев воздуха;
ПП’ – нагревание воздуха при транспортировке его по воздуховоду.
Расход холода на охлаждение и увлажнение наружного воздуха:
1.2 Прямоточная схема с регулируемой камерой орошения.
1.3 Схема с одной рециркуляцией воздуха.
Количество рециркуляционного воздуха:
Находим положение т. С по энтальпии :
Соединяем т. С и т. О.
1.4 Схема с одной рециркуляцией и камерой орошения.
Соединяем т. С с т. П’.
2 Построение на Id-диаграмме процессов обработки воздуха в прямоточной СКВ в холодный период года.
2.1 Прямоточная схема обработки воздуха с нерегулируемой камерой орошения.
Через т. В проводим луч процесса;
Наносим т. П на пересечении луча процесса и ;
На пересечении наносим т. О;
На пересечении наносим т. К.
Расход тепла на нагрев воздуха в калорифере первого и второго подогрева:
2.2 Прямоточная схема обработки воздуха с нерегулируемой камерой орошения.
На пересечении наносим т. К’.
Расход тепла на нагрев воздуха в калорифере:
4.2 Схема с одной рециркуляцией без второго подогрева.
Расход тепла на нагрев воздуха:
Схема с одной рециркуляцией без второго подогрева наиболее экономична.
Расчет форсуночных камер орошения типа ОКФ.
1 Расчет камеры орошения типа ОКФ в теплый период года.
Блок - камеры форсуночного орошения предназначены для испарительного охлаждения и увлажнения обрабатываемого воздуха и имеют три исполнения по коэффициенту адиабатической эффективности – 65 85 и 95 % - при номинальной производительности по воздуху что обеспечивает соответствующие фиксированные расходы воды через форсунки. Направление распыла воды из форсунки встречное.
Требуемый расход воды и давление перед форсунками обеспечивают установкой дросселя или иным способом при проектировании или наладке сети водоснабжения. Бак вынесен за габариты камеры (по высоте). Панель со стороны обслуживания снабжена смотровым окном для контроля работы оросительной системы устройств в которые встраивается кондиционер.
Определяющим режимом для выбора камеры орошения является расчетный режим работы в теплый период года.
Исходные данные принимаем по результатам расчета технологической схемы кондиционирования воздуха:
-начальные параметры воздуха перед камерой орошения:
- конечные параметры воздуха после камеры орошения:
-расход воздуха через камеру орошения:
Определяем по Id-диаграмме:
По величине определяем требуемый типоразмер камеры орошения используя параметрический ряд кондиционеров типа КТЦ – 3: КТЦ – 3 – 63.
Определяем коэффициент эффективности тепломассообмена в оросительной камере по формуле:
Принимаем первое исполнение камеры орошения и по табл. 6.2.1 определяем число форсунок: .
Определяем требуемый коэффициент орошения по формуле:
где - эмпирические коэффициенты определяемые по [3];
Определяем суммарный расход воды разбрызгиваемой в форсунках по формуле:
Определяем расход воды через одну форсунку по формуле:
Определяем давление воды перед форсунками по формуле:
Для устойчивости работы форсунок необходимо чтобы давление перед форсунками было в пределах от 20 до 250 кПа.
Для политропных процессов охлаждения и осушки воздуха определяем приведенный коэффициент энтальпийной эффективности по формуле:
Для определения энтальпии насыщенного воздуха при температуре методом последовательных приближений решаем уравнение:
Энтальпия насыщенного воздуха .
По Id-диаграмме определяется начальная температура воды разбрызгиваемой в форсунках. Так как .
Определяем конечную температуру воды по формуле:
где - холодопроизводительность камеры орошения ;
2 Поверочный расчет камеры орошения типа ОКФ в холодный период года.
Определяем коэффициент эффективности тепломассообмена в адиабатном процессе по формуле:
Определяем коэффициент орошения:
По формуле (6.3) определяем расход воды через форсунки:
По формуле (6.4) определяем расход воды через одну форсунку:
По формуле (6.5) определяем давление воды перед форсунками:
Расчет воздухонагревателей и воздухоохладителей.
Для подогрева воздуха в центральных СКВ применяются воздухонагреватели двух типов: без обводного канала ВН и с обводным каналом ВНО. Их можно применять и для охлаждения воздуха в качестве воздухоохладителей или в качестве составной части блока тепломассообмена БТН-2 в тех случаях когда необходимо с целью более глубокого охлаждения увеличить его рядность.
Воздухонагреватели собирают из унифицированных базовых теплообменников (БТ) которые представляют собой одно- полутора- или двухрядные трубчатые секции с одинаковой длиной по ходу воздуха – 180 мм. Греющим теплоносителем в воздухонагревателях является перегретая вода с температурой не более 280 при давлении не более 12 МПа.
1Расчет воздухонагревателей первой ступени.
Определяем теплопроизводительность по формуле:
Определяем расход теплоносителя по формуле:
Выписываем технические характеристики воздухонагревателей кондиционеров КТЦ – 3 – 63:
Площадь лобового сечения для прохода воздуха: .
Живое сечение для прохода воздуха .
Определяем массовую скорость воздуха во фронтальном сечении воздухонагревателя по формуле:
Задаемся числом параллельно включенных рядов теплообменников и определяем скорость воды в трубках базовых теплообменников по формуле:
где - площадь сечения для прохода теплоносителя зависит от
Определяем температурный напор в ВН по формуле:
Определяем коэффициент теплопередачи по формуле:
где – коэффициенты приведенные в [3] зависят от числа рядов трубок.
Определяем требуемую площадь поверхности нагрева теплообменника по формуле:
Определяем коэффициент запаса по формуле:
Так используется два теплообменникаследует считать по формуле:
Определяем аэродинамическое сопротивление воздухонагревателя по формуле:
Определяем гидравлическое сопротивление воздухонагревателя по формуле:
Холодоснабжение систем кондиционирования воздуха.
Для холодоснабжения центральных систем кондиционирования воздуха в общественных жилых зданиях как правило используются одноступенчатые фреоновые парокомпрессионные холодильные машины (хладагент: хладон R-12).
Принципиальная схема представлена на рис. 1. Применяются машины с водяным охлаждением при оборотном водоснабжении с использованием вентиляторных градирен.
Принципиальная схема фреоновой холодильной установки.
КМ – компрессор; К – конденсатор; ПО – переохладитель; РВ – регулирующий вентиль; И – испаритель.
Основные процессы изменения состояния рабочего агента в цикле одноступенчатой фреоновой парокомпрессионной установки:
-2 – сжатие пара в компрессоре;
-3 – охлаждение и конденсация пара в конденсаторе;
-4 – переохлаждение жидкости в переохладителе;
-5 – дросселирование жидкости в регулирующем вентиле;
-1 – испарение жидкости в испарителе.
Для получения холода герметичная система парокомпрессионной холодильной машины может быть заполнена любой жидкостью которая при испарении обеспечивает отвод от охлаждаемой среды (воды или воздуха) требуемого количества тепла. Однако от свойств заполняющих жидкостей в значительной степени зависит энергетическая эффективность и размеры аппаратов холодильной машины.
Целью расчета холодильной установки является:
-Определение производительности типа и состава основного оборудования установки: холодильного компрессора испарителя конденсатора;
-Определение требуемой мощности и подбор электроприборохолодильного компрессора;
-Выбор схемы холодоснабжения СКВ.
1Расчет и подбор холодильного компрессора.
Для машин с водяным охлаждением при оборотном водоснабжении с использованием вентиляторных градирен можно принимать на выше расчетной температуры наружного воздуха по мокрому термометру т.е
Температура испарения холодильного агента в испарителе принимается на ниже температуры холодной воды
Давление пара в испарителе Па определяется по таблицам насыщенного пара рабочего агента или по формулам приложения 11(4) в зависимости от :
Температура конденсации пара рабочего агента в кондиционере принимается для установок с водяным охлаждением на выше температуры охлаждающей воды на выходе из конденсатора:
Давление пара рабочего агента в конденсаторе определяется по формуле (8.3) приложения 11[4] в зависимости от :
Температура переохлаждения жидкого рабочего агента при оборотном водоснабжении может быть принята на ниже :
Температура всасывания рабочего агента может быть на выше температуры испарения и определяется из уравнения теплового баланса регенеративного переохладителя:
Откуда получаем для R-12:
Удельную холодопроизводительность определяем по формуле:
Холодопроизводительность холодильной установки определяется с запасом по формуле:
Определяем расход рабочего агента по формуле:
Определяем удельный объём всасываемого пара по формуле:
где – константы имеющие следующие значения:
- удельный объём насыщенного пара при температуре определяемый по формуле:
Определяем коэффициент подачи компрессора по формуле:
Определяем теоретическую объёмную производительность компрессора по формуле:
Определяем стандартную холодопроизводительность установки по формуле:
По величине по каталогу [4] холодильных компрессоров определяется тип и количество холодильных компрессоров: два компрессора – 2ФУУБС – 18мощностью
Потребляемая электроприводом компрессора мощность определяется следующим образом.
Адиабатная удельная работа сжатия в компрессоре рассчитывается по приближенной формуле:
где - теплота парообразования рабочего агента соответственно при температурах .
Индикаторная (внутренняя) удельная работа сжатия определяется по формуле:
где - индикаторный КПД компрессора который для одноступенчатых компрессоров может быть оценен по формуле:
где - эмпирические коэффициенты имеющие значения для R-12:
Потребляемая компрессором электрическая мощность определяется по формуле:
где - электромеханический КПД привода ;
2Расчет и подбор конденсатора и испарителя.
Требуемая поверхность нагрева теплообменников определяется по формулам:
где - теплопроизводительность конденсатора НВт определяемая по формуле:
- теплопроизводительность испарителя кВт;
- удельная теплопроизводительность конденсатора определяется по формуле:
- средний температурный напор в конденсаторе определяемый по формуле:
- средний температурный напор в испарителе определяемый по формуле:
- коэффициент теплопередачи в конденсаторе и в испарителе принимают равным: при водяном охлаждении; при охлаждении воды.
Список использованной литературы
Титов В. П. Сазонов Э. В. Краснов Ю. С. Новожилов В. И. Курсовое и дипломное проектирование по вентиляции гражданских и промышленных зданий. Воронеж: Изд-во ВГУ 1985.
Сазонов Э. В. Вентиляция общественных зданий. Воронеж: Изд-во ВГУ 1991 г.
Методическое указание №549 “Кондиционирование воздуха и холодоснабжения общественных и жилых зданий”. Воронеж: ВГАСА 1993 г.
Методическое указание №550 “Кондиционирование воздуха и холодоснабжения”. Воронеж: ВИСИ 1990 г.