Проектирования систем кондиционирования и холодоснабжения зрительного зала

Чертеж.dwg

Подъём на отм. -2.400
Подъём на отм. -2.200
Опуск на отм. -3.200
Подъём на отм. +0.350
Подъём на отм. +0.500
Воздухозаборная шахта
Рец-ый возд-од 800х500
Регулирующий клапан воздухоохладителя
Регулирующий клапан воздухонагревателя первой ступени
Регулирующий клапан воздухонагревателя второй ступени
Рецирк. возд-од 800х500
Схема системы холодоснабжения
Функциональная схема автоматического регулирования
- привод воздушной заслонки
- датчик температуры наружного воздуха
- датчик температуры наружного воздуха по мокрому термометру
- датчик перепада давления на фильтре
- трёхходовой клапан нагревателя 1-ой ступени
- управление насосом
- датчик температуры обратной воды
- термостат угрозы замораживания по воздуху
- регулирующий клапан замороженной воды
- трёхходовой клапан нагревателя 2-ой ступени
- управление двигателем вентилятора
- датчик перепада давления на вентиляторе 16 - управление парогенератора 18 - датчик температуры воздуха в приточном воздуховоде
-датчик относительной влажности в помещении
- датчик температуры в помещении
- регулирующий клапан
- фильтр 3 - обратный клапан 4 - циркуляционный насос 5 - манометр
- термометр 7 - выпуск воздуха 8 - слив 9 - запорный клапан 10 - балансировочный клапан
- обратный клапан 3 - фильтр 4 - манометр 5 - термометр
- выпуск воздуха 7 - слив 8 - запорный клапан 9 - балансировочный клапан
Рецирк. возд-од 1000х500
Воздухозаборная решетка
Рец-ый возд-од 1000х500
Циклическая ссылка на блок "*Paper_Space
Блок воздухоприемный(два клапана)
Воздухонагреватель жидкостной
Камера промежуточная
Воздухоохладитель жидкостной
Чиллер с гидромодулем
Кондиционирование зрительного зала
План подвала М1:50. Разрез. Схемы узлов регулирования УР1 и УР2. Функциональная схема автоматического регулирования.
Спецификация основного оборудования
VRB3 D=50 Кvs=40 м³ч
ВНВ243.1-163-150-02-3
ВНВ243.1-163-150-01-4
- датчик температуры воздуха в канале удаляемого воздуха 14
- датчик перепада давления на вентиляторе 17 - управление парогенератора 19 - датчик температуры воздуха в приточном воздуховоде
- датчик относительной влажности в помещении и датчик температуры в помещении
План технического этажа и фрагмента кровли
Рецирк. возд-од 600х600
Рец-ый возд-од 600х600
Дополнительный бак аккумулятор
Дополнительный бак аккумулятор V=300 л
Кондиционирование воздуха и холодоснабжение
Проектирование систем кондиционирования и холодоснабжения зрительного зала
схемы системы холодоснабжения
схемы узлов регулирования УР1 и УР2
функциональная схема автоматического регулирования
Блок воздухоприемный
Воздухонагреватель жидкостный
Воздухоохладитель жидкостный
ВНВ243.1-163-180-01-2
ВОВ243.1-163-180-06-2
ВНВ243.1-163-180-01-4
План технического этажа и фрагмента кровли на отм. +10.2001:50
Подъём на отм.+13.100
Рецирк.возд-д 700х600
Опуск на отм.+13.100
Опуск на отм.+10.410
Опуск на отм.+10.585
Подъём на отм.+11.965
Опуск на отм.+11.410
Рецирк. воздуховод 700х600
Схема системы холодоснабжения М 1:50

Курсовая.docx

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Казанский государственный архитектурно-строительный университет
Кафедра Теплоэнергетики газоснабжения и вентиляции
по дисциплине: «Кондиционирование воздуха и холодоснабжение»
на тему: «Проектирование систем кондиционирования и холодоснабжения зрительного зала»
Руководитель проекта
Расчет процессов обработки воздуха 4
3. Расчет и подбор оборудования кондиционера КЦКП 11
4. Расчёт и подбор воздухонагревателя 1-ой степени ручным способом .. .14
5. Расчёт и подбор воздухоохладителя ручным способом ..11
Разработка схемы и подбор основного оборудования системы холодоснабжения 16
2. Подбор регулирующего клапана для воздухоохладителя ..17
3. Расчёт и подбор насосной станции 17
4. Подбор балансировочных клапанов 19
Подбор оборудования узла регулирования воздухонагревателя центрального кондиционера 20
1. Подбор регулирующего клапана ..22
2. Подбор смесительного насоса ..23
Разработка функциональной схемы автоматического регулирования . . . . . 24
Список литературы . .. .26
Задание: Запроектировать систему кондиционирования воздуха (СКВ) для помещения зрительного зала кинотеатра на базе современного центрального кондиционера скомпоновать кондиционер рассчитать и подобрать его блоки рассчитать основные элементы системы холодоснабжения и теплоснабжения кондиционера разработать функциональную схему автоматического регулирования.
Дано: Город – Оренбург. Размеры зрительного зала – 24х24х108 м. Число мест – 1000. Величина поступления теплоты в зрительный зал от солнечной радиации Qср = 14 кВт. Используется паровой увлажнитель (изотермическое увлажнение). Источник теплоснабжения – ТЭЦ параметры воды в котором: температура в подающем трубопроводе 1 = 115 температура в обратном трубопроводе 2 = 70 перепад давления на вводе 110 кПа. Удельная тепловая характеристика х = 026 Вт(м3 ).
Расчет процессов обработки воздуха
Параметры наружного воздуха определяем согласно [1] по параметру Б:
Остальные параметры наружного воздуха определяем по i-d диаграмме:
Расчетные параметры внутреннего воздуха определяем согласно [3]:
Принимаем параметры внутреннего воздуха :
Остальные параметры внутреннего воздуха определяем по i-d диаграмме:
Избытки явного тепла и влаги в зале:
где – поступления теплоты в зрительный зал от солнечной радиации
– тепло выделяемое людьми при температуре воздуха в помещении 25 оС;
– поступления теплоты в зрительный зал от разности температур снаружи и в зрительном зале;
– влага выделяемая людьми при температуре воздуха в помещении 25оС = 50 гг;
где – явная теплота выделяемая людьми при температуре воздуха в помещении 25 оС = 60 Вт;
– число людей в помещении;
V – объём зрительного зала V = 24 · 24 · 108 = 62208 м3;
Общие избытки полной теплоты в зрительном зале:
где – скрытая теплота парообразования = 2500 кДжкг.
Угловой коэффициент луча процесса:
Минимальное количество наружного воздуха которое необходимо подавать в помещение по санитарной норме:
где – норма подачи наружного воздуха в помещение по данным [2] при нахождении человека в помещении до 2 часов непрерывно ;
– плотность воздуха
Температура приточного воздуха:
где – рабочий перепад температур предполагаем подачу воздуха в верхнюю зону помещения горизонтальными струями поэтому принимаем ;
Через точку В проводим направление соответствующее лучу процесса и находим точку П.
Температура удаляемого воздуха:
где – коэффициент воздухообмена примем ;
На луче процесса точка У совпадает с точкой В:
Расход приточного воздуха:
по избыткам полной теплоты:
За расчетную величину принимаем большее значение .
В рассматриваемом случае кроме того в зрительных залах кинотеатров рециркуляция воздуха допустима.
Положение точки П’ находится на 1 °C ниже точки П при dп = const:
На пересечении dп = const и φ = 95% находим положение точки О:
Точка У’ совпадает с точкой В’ и располагается на 1 выше точки У при dу = const:
Определяется состояние воздушной смеси после рециркуляции:
Проводим прямую СО до пересечения с кривой насыщения находится положение точки f ее температура
Находится начальная температура холодной воды:
Рассчитывается расчетная холодопроизводительность воздухоохладителя:
Находим мощность воздухонагревателя второй ступени:
Процессы изображённые i-d диаграмме для режима работы в тёплое время года:
- НC-В'С – рециркуляция смешивание наружного воздуха в количестве и рециркуляционного в количестве
- СО – охлаждение и осушение воздуха в воздухоохладителе центрального кондиционера;
- ОП` –нагревание воздуха в воздухонагревателе второй ступени;
- ПП' – нагрев воздуха в вентиляторе и приточном воздуховоде приблизительно на ;
- ПВ(У) – процесс в помещении;
- ВВ' – нагревание воздуха в рециркуляционном воздуховоде приблизительно на .
Состояние наружного воздуха.
По данным [1] температура и относительная влажность наружного воздуха по параметру Б:
Остальные параметры определяются по расчету так как температура меньше -30 :
Состояние внутреннего воздуха определяем по [3]:
Таким образом принимаем параметры внутреннего воздуха:
Остальные параметры определяем по i-d диаграмме:
где – поступления теплоты в зрительный зал от дежурного отопления;
– потери теплоты из зрительного зала через наружные ограждения;
Энтальпия приточного воздуха:
На луче процесса откладываем точку П:
Необходимо осуществить предварительный подогрев наружного воздуха после чего смешивать его с воздухом из помещения. Поэтому температура наружного воздуха повышается до . В итоге параметры точки К составят:
Положение точки С находится на линии КВ и ее параметры:
Необходимо сосчитать рециркуляционный и нормативный расходы. Для этого составляем систему из двух уравнений с двумя неизвестными:
Тепловая нагрузка воздухонагревателей первой ступени:
Требуемый расход пара для увлажнения:
Процессы изображённые i-d диаграмме для режима работы в холодное время года:
- НК – нагревание воздуха в воздухонагревателе первой ступени;
- КС-ВС – рециркуляция воздуха;
- СП – увлажнение воздуха;
- ПВУ – процесс в помещении.
3. Расчёт и подбор оборудования кондиционера
Общий расход воздуха обрабатываемый в кондиционере:
В соответствии с компьютерной программой «КЦКП» подбираем кондиционер КЦКП-315-У3.
Компоновка кондиционера КЦКП-315-У3:
1Блок воздухоприемный;
3Воздухонагреватель жидкостный.
1Камера промежуточная;
2Воздухоохладитель жидкостный;
Камера промежуточная.
Камера увлажнения паровая.
4. Расчёт и подбор воздухонагревателя ручным способом
Воздухонагреватель используется как в зимний период так и в летний. Расчет ведем по зимнему периоду:
- Температура воздуха начальная tн = -32
- Температура воздуха конечная tк’ = 6
- Параметры теплоносителя – вода 11570
Массовая скорость воздуха во фронтальном сечении воздухонагревателя:
Количество теплоты требуемое для нагрева воздуха:
Расход греющей воды:
Принимается число рядов трубок по ходу воздуха p = 1 рассчитывается общее количество трубок:
Принимается скорость движения теплоносителя в трубках ориентировочно w = 12 мс оценивается число трубок подключаемых к подающему коллектору воздухонагревателя:
Число ходов составляет:
принимается число n = 24.
Скорость движения воды в трубках:
Коэффициент теплопередачи:
Расчетная разность температур:
Требуемая площадь поверхности теплопередачи:
Запас поверхности нагрева составит:
Аэродинамическое сопротивление воздухонагревателя:
Длина параллельной ветви:
Гидравлическое сопротивление воздухонагревателя:
5. Расчёт и подбор воздухоохладителя ручным способом
- Расход воздуха G = 32052 кгч;
- Температура и энтальпия воздуха начальная tс = 284
- Температура и энтальпия воздуха конечная tо= 123 iо= 338 кДжкг.
Выполняются построения на i-d диаграмме находятся положения точек Н` (tс’ = 303 ) и О` (tо’ = 124 ) а также точка f (tf = 115 ).
Необходимая для осуществления процесса охлаждения начальная температура холодной воды:
Требуемая холодопроизводительность вохдухоохладителя:
Расход холодной воды из условия что перепад холодной воды составляет ΔtW = 4÷6 :
и конечная температура холодной воды:
Массовая скорость воздуха во фронтальном сечении воздухоохладителя:
Принимается число рядов трубок по ходу воздуха p = 6 рассчитывается общее количество трубок:
Принимается скорость движения теплоносителя в трубках ориентировочно w = 12 мс оценивается число параллельных ветвей:
Принимаем число ходов n = 24.
Тогда число подключений:
Коэффициент условной «сухой» теплопередачи:
Водяной эквивалент по воздушному потоку:
Эффективность воздухоохладителя для условного «сухого» процесса:
Число единиц переноса относительного воздушного потока NTU:
Площадь теплообмена одного ряда теплообменника ВНВ 243.1-163-180 при шаге пластин 18 мм составляет F = 591 м2;
Приближённое необходимое число рядов :
Тогда фактическая площадь теплопередачи:
Запас поверхности теплообмена:
Аэродинамическое сопротивление воздухоохладителя:
Разработка схемы и подбор основного оборудования системы холодоснабжения.
После выбора мест расположения основного оборудования системы холодоснабжения намечаем прокладку сети трубопроводов холодоснабжения.
По расчету приведенному с помощью программы холодопроизводительность воздухоохладителя составляет Qх = 1696 кВт.
Принимается нагрузка чиллера с запасом на потери холода в 10 %:
По каталогу оборудования подходит чиллер WSAT-702 с гидромодулем.
Его номинальная холодопроизводительность – 185 кВт. Но при заданных условиях работы: температура наружного воздуха tн = 30 и начальная температура холодной воды tх = 85 его холодопроизводительность составляет 2041 кВт.
Компрессор: герметичный компрессор спирального типа с устройством защиты двигателя от перегрева и превышения тока а также защитой от высокого температуры нагнетания. Установлен на резиновых антивибрационных опорах заправлен маслом. Подогреватель масла автоматически включается при остановке компрессора для предотвращения разбавления масла хладагентом. Компрессоры соединены в тандем в одном холодильном контуре. Имеют двухфазное уравнивание по маслу и снабжены запорными клапанами.
В чиллере установлены 2 компрессора потребляемая мощность компрессора в рабочем режиме – 70 кВт используется фреон R-410А.
Чиллер имеет 3 ступени регулирования мощности (Nс = 3).
В чиллере используется 4 осевых вентилятора.
Размеры чиллера 5025х1097х1805 мм масса – 1497 кг.
К системе холодоснабжения чиллер присоединяется трубой с условным диаметром 2’’12
Определяется расход холодной воды:
По каталогу при Gw = 1485 лс потери давления в испарителе составляют ΔPисп = 67 кПа. Объем воды в испарителе чиллера Vисп = 8 л.
2. Подбор регулирующего клапана для воздухоохладителя
Используется трехходовой регулирующий клапан. Регулируемый участок такого клапана включает в себя подающий и обратный трубопровод от клапана до воздухоохладителя и гидравлический тракт воздухоохладителя.
Гидравлические потери на этих участках трубопровода составляют 733 кПа. Из расчета по программе подбора ΔРохл = 675 кПа но такие потери давления соответствуют расходу жидкости 42000 кгч а при расчетной величине 53468 кгч потери давления в теплообменнике увеличатся:
Для качественной работы регулирующего клапана должно выполняться условие:
По каталогу (приложение 1) при GW = 535 м3ч и ΔРкл = 11673 кПа выбирается трехходовой седельный регулирующий клапан VL3 Ду = 65 мм с kvs= 63 м3ч фактические потери давления у которого при заданном расходе ΔРкл = 100 кПа. Клапан работает как на смешение так и на разделение.
3. Расчет и подбор гидромодуля
Насос подбирается по требуемому давлению и расходу жидкости. Расход жидкости известен GW = 1485 лс. Насос должен преодолевать потери давления в гидравлическом контуре который включает в себя: испаритель чиллера насос подающие и обратные трубопроводы связывающие чиллер с теплообменником воздухоохладителя с учетом всей путевой арматуры теплообменник регулирующий клапан.
Потери во всей трубопроводной системе (включая арматуру) составляют ΔРтр2 = 89 кПа. Тогда общие гидравлические потери давления системы холодоснабжения:
Выбираем встроенный аксессуар - стандартный насос 3 при заданном расходе 1485 лс расходе обеспечивает ΔР = 290 кПа.
Расчет объема бака аккумулятора
Требуемый объем воды в системе при ступенчатом регулировании производительности чиллера можно определить по формуле:
Этот объем складывается из объема воды в баке-аккумуляторе в испарителе чиллера в трубной системе и объема воды в других аппаратах.
Общий объём воды в трубах:
Требуемый объем бака аккумулятора равен:
Дополнительно устанавливаем бак BRASCO ARNT 1500 на 1500 л.
Тогда общий объем воды в системе составит:
Расчет необходимой емкости мембранного расширительного бака (МРБ)
Расчет выполняется по формуле:
Подбираем МРБ Reflex с объемом 50 л.
4.Подбор балансировочных клапанов
Избыточное давление создаваемое насосом может быть погашено клапаном:
При диаметре трубопровода 100 мм предварительная настройка ручного балансировочного клапана MSV-F2 Ду = 100 мм при 1485 лс по номограмме - 6 оборотов . Более точная настройка производится при наладке системы.
Для того чтобы при работе регулирующего клапана расход жидкости в гидравлической сети сохранялся приблизительно постоянным нужно увязать потери давления на замыкающем участке с потерями давления в части циркуляционного кольца с воздухоохладителем которые были вычислены ранее ΔРтр1 + ΔРохл = 1094 + 733 = 11673 кПа. При этом рассматривается ситуация когда весь расчетный расход жидкости 53468 кгч (или 1485 лс) проходит по замыкающему участку.
Потери давления на замыкающем участке ~ 1 кПа поэтому подбирается балансировочный клапан для погашения избыточного давления.
ΔРбк = (ΔРтр1 + ΔРохл) – 1 = 11673 – 1 = 11573 кПа – по номограмме (приложение 2) подбирается клапан MSV-F2 Ду = 50 мм с предварительной настройкой – 56 оборота шпинделя.
Подбор оборудования узла регулирования воздухонагревателя центрального кондиционера
Для современных медно-алюминиевых воздухонагревателей рекомендуется применять схему качественного регулирования со смесительно-циркуляционным насосом на подающей или обратной подводке. Так обеспечивается лучшее качество регулирования предотвращается снижение скорости горячей воды в трубках теплообменника снижается риск размораживания. В качестве регулирующего может применяться двух- или трехходовой клапан который по температурным условиям лучше устанавливать на обратной линии.
1. Подбор регулирующего клапана
Используем трёхходовой регулирующий клапан. Регулируемый участок такого клапана включает в себя подающий и обратный трубопровод от места подключения в тепловом узле до места установки регулирующего клапана.
Для качественного регулирования должно выполняться условие:
При расходе перегретой воды GW = 2532 кгч (07 лс) и скорости воды менее 1 мс диаметр трубопровода - 32 мм. По каталогу (приложение 1) при Gw = 2532 кгч и ΔРКЛ = 55 кПа выбирается трехходовой седельный регулирующий клапан VRD3 Ду = 15 мм с kvs = 4 м3ч.
Фактическая потеря давления на клапане в открытом состоянии может уточниться по формуле:
Это типичная ситуация у правильно подобранного регулирующего клапана диаметр условного прохода меньше диаметра трубопровода на котором он установлен.
2. Подбор смесительного насоса
Насос устанавливается на обратном трубопроводе воздухонагревателя.
Потери давления в трубопроводе РТР = 116 кПа
Тогда общая потеря давления:
Рнас = Ртр + Рто = 116 + 59 = 175 кПа
Расход жидкости GW = 2532 кгч = 2532 м3ч и потери давления 175 кПа.
По этим данным с помощью программы willo select выбираем насос Star-STG 156 PN1.
Разработка функциональной схемы автоматического регулирования
Функциональная система показывает какими датчиками воспринимаются параметры воздушных потоков связи датчиков с управляющим устройством на исполнительные механизмы передаются управляющие сигналы. Производители оборудования предлагают набор стандартных схем регулирования. Как правило это наиболее простые схемы с помощью которых стабилизируется температура приточного воздуха иногда температура и относительная влажность по методу «точки росы».
Кроме стабилизации параметров воздуха в стандартных решениях предусматривается:
- отслеживание температуры наружного воздуха температуры теплоносителя на выходе из воздухонагревателя первой ступени температуры воздуха после него как способ защиты от замораживания;
- контроль перепадов давления на фильтре (характеризует степень загрязнения) и на вентиляторе;
- защита блоков утилизации теплоты от замерзания конденсата;
- защита электродвигателей вентиляторов и насосов от перегрузки;
- защита воздушного электронагревателя от перегрева;
- блокировка и отключение электродвигателей вентиляторов;
- защита от коротких замыканий и перегрузок в электрических цепях.
В холодный период года по сигналу датчика температуры «точки росы» установленного после блока увлажнения (или на выходе самого блока) контроллер подает управляющий сигнал на приводы клапанов наружного и рециркуляционного воздуха и привод двухходового клапана на подаче теплоносителя в воздухонагреватель первой ступени. При низкой величине температуры «точки росы» когда сигнал датчика ниже заданного рециркуляционный воздушный клапан и двухходовой клапан полностью открыты. При возрастании температуры «точки росы» более заданной величины рециркуляционный клапан прикрывается полностью открывается клапан наружного воздуха и кондиционер начинает работать как прямоточный.
С дальнейшим ростом температуры «точки росы» закрывается двухходовой клапан воздухонагревателя первой ступени. Блок испарительного увлажнения работает с постоянным расходом разбрызгиваемой воды
Когда температура «точки росы» превышает установку переходного состояния начинается летний режим. Включается воздухоохладитель. Его холодопроизводительность регулируется в зависимости от рассогласования текущей температуры после увлажнителя и установки «точки росы» летнего режима с помощью трехходового клапана на подаче холодной воды. Когда рассогласование достигает определенной малой величины увлажнитель отключается а воздухоохладитель продолжает поддерживать летнюю установку температуры «точки росы». При повышении влажности воздуха в помещении регулируется тепловая мощность второго подогрева до достижения предельной температуры воздуха в помещении для теплого периода. Если при этом относительная влажность воздуха превышает максимальную трехходовым клапаном увеличивается подача холодной воды в воздухоохладитель для уменьшения влагосодержания приточного воздуха. Когда температура воздуха по мокрому термометру в вытяжном канале достигает величины температуры наружного воздуха по мокрому термометру воздушные клапаны изменяют соотношение расходов наружного и рециркуляционного воздуха – включают режим максимальной расчетной рециркуляции.
Список использованной литературы
СП 131.13330.2012 «Строительная климатология»
СП 60.13330.2012 «Отопление вентиляция и кондиционирование»
ГОСТ 30494-2011 «Здания жилые и общественные»
Богословский В.Н. «Кондиционирование воздуха и холодоснабжение» Москва 1985.
Задание и методические указания к курсовой работе по кондиционированию воздуха и холодоснабжению для студ.направления подготовки 270800 «Строительство» профиль «Теплогазоснабжение и вентиляция» Сост. В.А.Бройда. Казань: КГАСУ 2012. – 30с.
Справочник проектировщика. Внутренние санитарно-технические устройства. Ч.3. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Кн.1 В.Н.Богословский и др. 4- изд. перераб. И доп. - М.: Стройиздат 1992.- 319 с.
Бройда В.А. Центральные однозональные системы кондиционирования с постоянным расходом воздуха: Учебное пособие.- Казань: КГАСУ 2012.-210 с.