Государственный комитет Российской Федерации по рыболовству
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 ºС .
13. t в з = 20 ºС.
14. t н л = 23,4 ºС .
15. t в л = 19 ºС.
16. φ в з = 70 %.
17. φ в л = 55 %.
18. ί н з = -5,8 ккал./час. × 4,19 = -24,302 кДж/кг.
19. ί 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.:
Q=
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 × ξ
;
а = 0,5 — коэффициент загрузки эл. оборудования;
в = 0,7 — коэффициент рабочего времени;
ξ = 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:
Σqw= 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
Σqw.з. = 0,000799 + 0,0009 +0,0019 = 0,003599 кг/с.
Σqw.л. = 0,000799 + 0,00069 +0,0019 = 0,01058 кг/с.
Определяем угловой коэффициент процесса:
εз.= ΣQо.з.Σqw.з. = -15,3780,01058 = -1454
εл.= ΣQо.з.Σqw.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 ºС ∆tз =6 ºС
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:
Q=L×ρ×(ί1– ί2)
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, ºС.
Qо – тепловая нагрузка воздухоохладителя Вт
∆tср.лог=t₁- t₂lnt₁- t₃t2- t₃
t₃ — средняя температура поверхности воздухоохладителя ºС
∆tср.лог. л=t₁- t₂lnt₁- t₃t2- t₃= 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) Σ ∆Р, Па
Подбор вентилятора и электродвигателя
Необходимый диаметр воздуховода определяю по формуле
d=4×Lвπ ×ω
— 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×ωср
ωср — 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
ω
м/с
Fсеч
м2
L
м
λ
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
Σ ∆Р = λ Ld+p×ω22
– 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
λ=0,032+ 0,221Re0,237 где Re › 100000
Re – критерий Рейнольдца
Re=ω ×dU
– коэффициент кинематической вязкости воздуха м2 /c = 16 × 10-6
Потери давления в местных сопротивлениях определяются по формуле
Σ∆Рм = ξ p× ω² ср2
L₁= 0.72 × 3 = 2.16
L₂= 2.16 + 2.16 = 3,84
L₃= 4.32 + 2.16 =6.48
Fсеч= πR² = 3,14× 0,47² = 0,694 м²
ω= LF= 2.410,694=3.48
Re₁=3.13 ×0,8916 × 10-6=174106,25
Re₂=6.26 ×0,8916 × 10-6=348212,5
Re₃=9.3 ×0.8916 × 10-6=517312,5
λ₁=0,032+ 0,2211627370,237=0,045
λ₂=0,032+ 0,2213248870,237=0,043
λ₂=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
Σ ∆Рм₁ = 5 1,21×2,77² 2 = 23,2
Σ ∆Рм₁ = 5 1,21×5,53² 2 = 92,5
Σ ∆Рм₁ = 5 1,21×8,3² 2 = 208,4
Определяю потери давления на прямом участке
Σ ∆Ртр₁= 0,04560,94+1,21×2,7722 = 1,32
Σ ∆Ртр₂= 0,045 × 6,4×15,3 = 4,4
Σ ∆Ртр₃= 0,045× 6,4× 41,7 = 12
6. Определяю общее аэродинамическое магистрального воздуховода состоящего из нескольких участков, также включая соответствующие местные сопротивления
∆Р = Σ ∆Ртр + Σ ∆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 м³/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