стр. 1
(общее количество: 9)

ОГЛАВЛЕНИЕ

След. стр. >>





Методическое пособие

"Кондиционирование воздуха. Основы конструирования, расчета центральных УКВ"











Содержание

1 Общие положения
2 Установки центральных кондиционеров
2.1 Базовые схемы
2.2 Камеры орошения
2.3 Воздухонагреватели
2.4 Воздухоохладители
2.5 Фильтры
2.6 Приемные блоки
2.7 Секции обслуживания
2.8 Секции смесительные
2.9 Секции соединительные
2.10 Секции вентиляторные
3 Методика расчета камер орошения
3.1 Гидравлические характеристики камер орошения
3.2 Расчет камер орошения ОКФ
3.3 Расчет камер орошения ОКС
4 Методика расчета воздухонагревателей
5 Методика расчета воздухоохладителей
6 Методика расчета холодильной машины
7 Методика расчета и подбора оборудования оборотного водоснабжения
8 Список источников






1. Общие положения
Кондиционирование воздуха - автоматическое поддержание закрытых помещениях всех или отдельных его параметров (температуры, относительной влажности, чистоты, скорости движения) на определенном уровне с целью обеспечения главным образом оптимальных метеорологических условий, наиболее благоприятных для самочувствия людей, ведения технологического процесса и обеспечения сохранности ценностей культуры.

Кондиционирование воздуха, согласно СНИП 2.04.05-86, подразделяется на три класса:
первого класса - для обеспечения требуемых метеорологических условий, требуемых для технологического процесса, при допускаемых отклонениях за пределами расчетных параметров наружного воздуха в среднем 100 ч/г при круглосуточной работе или 70 ч/г при односменной работе в дневное время;второго класса - для обеспечения оптимальных санитарных или технологических норм при допускаемых отклонениях в среднем 250 ч/г при круглосуточной работе или 175 ч/г при односменной работе в дневное время;
третьего класса - для обеспечения допускаемых метеорологических условий, если они не могут быть обеспечены вентиляцией, ил промежуточных условий между допускаемыми и оптимальными нормами при экономическом обосновании; допускаемые отклонения за пределами расчетных параметров наружного воздуха 450 ч/г при круглосуточной работе или 315 ч/г при односменной работе в дневное время.

Кондиционирование воздуха осуществляется комплексом технических средств называемым системой кондиционирования воздуха (СКВ).
В состав СКВ входят технические средства приготовления , перемещения и распределения воздуха, приготовления холода , а также средства хладо- и теплоснабжения, автоматики, дистанционного управления и контроля.СКВ больших общественных и производственных зданий должны обслуживаться комплексными автоматизированными системами управления.
Основное оборудование для приготовления и перемещения воздуха агрегируется в аппарат, называемый кондиционером.
Кондиционирование воздуха подразделяется на комфортное и технологическое.
Комфортные СКВ предназначены для создания и автоматического поддержания температуры, относительной влажности, чистоты и скорости движения воздуха, отвечающих оптимальным санитарно-гигиеническим требованиям.
Технологические СКВ предназначены для обеспечения параметров воздуха, в максимальной степени отвечающих требованиям производства.
Технологическое кондиционирование в помещениях, где находятся люди, осуществляется с учетом санитарно-гигиенических требований. Основные санитарно-гигиенические требования регламентируются: ГОСТ 12.1.005-88. Общие санитарно-гигиенические требования к "воздуху рабочей зоны"; СНиП 2.04.05-86 "Отопление, вентиляция и кондиционирование"; СНиП 2.09.02-85 "Производственные здания"; СНиП 2.08.02-89 "Общественные здания"; СНиП 2.09.04-87 "Административно-бытовые здания"; СНиП 2-3-79 "Строительная теплотехника" и СНиП 2.01.02-85 "Противопожарные нормы", а также другими материалами по проектированию санаториев, больниц и поликлиник, гостиниц, магазинов, спортивных сооружений, театров, кинотеатров, архивов, животноводческих и птицеводческих зданий и сооружений, зданий и сооружений для хранения и переработки сельскохозяйственной продукции, теплиц и парников.
Следует также учитывать указания по проектированию зданий с герметизированными помещениями для точных производств и электроники - "чистых комнат", предприятий легкой, пищевой, мясной, рыбной и молочной промышленности и холодильников.
Во всех случаях СКВ должны занимать возможно меньшие площади для размещения оборудования, однако практически для оборудования СКВ требуется от 25 до 400% (для "чистых комнат") от площади кондиционируемых помещений. Внешние формы и отделка оборудования, располагаемого внутри кондиционируемых помещений, должны соответствовать архитектурному облику последних.
В проектах следует предусматривать возможность строительства и ввода СКВ в эксплуатацию по этажам, а иногда и по отдельным помещениям. Необходимо предусматривать также:
1) возможность быстрого переключения кондиционеров с режима обогрева на режим охлаждения в переходное время года, а также при резких переменах температуры наружного воздуха и теплопоступлений, т. е. системы должны иметь малую тепловую инерционность;
2) взаимную блокировку кондиционеров, чтобы при выключении одного из них можно было подать воздух из соседних кондиционеров, хотя бы в меньшем количестве;
3) обеспечение индивидуального регулирования температуры, относительной влажности в каждом отдельном помещении;
4) возможность отопления одних помещений при одновременном охлаждении других, обслуживаемых той же системой;
5) сосредоточение оборудования, требующего систематического обслуживания в минимальном количестве мест;
6) простоту и удобство обслуживания и ремонта, а также малую потребность в них за период эксплуатации;
7) возможность частичной перепланировки помещений в процессе эксплуатации без переустройства СКВ, что особенно важно, например, для производственных зданий с быстро меняющейся технологией.

2.Установки центральных кондиционеров
2.1 Базовые схемы
Кондиционеры КТЦ3 изготавливают только по четырем базовым (типовым) схемам компоновки оборудования и их модификациям, образующимся путем доукомплектования, замены или исключения отдельных видов оборудования из базовых схем. Кондиционеры могут работать в двух режимах производительности по воздуху - номинальной и максимальной. Отличие кондиционеров максимальной производительности от кондиционеров номинальной производительности состоит в том, что при сохранении габаритных размеров увеличивается производительность по воздуху в 1.25 раза, что позволяет улучшить показатели по занимаемой площади и объему на строительных объектах. Кондиционеры, которые укомплектованы масляными фильтрами, применяются только с номинальной производительностью.
По базовым схемам 1, 2, 3(см. рис.) изготавливают центральные кондиционеры, а по базовой схеме 4- кондиционеры - теплоутилизаторы. Базовые схемы 1, 3, 4 имеют десять индексов (обозначений), т. е. для всего ряда кондиционеров КТЦ3-10, КТЦ3-20, КТЦ3-31.5, КТЦ3-40, КТЦ3-63, КТЦ3-80, КТЦ3-125, КТЦ3-160, КТЦ3-200, КТЦ3-250, а базовая схема 2 имеет 4 индекса (обозначения), т.е. КТЦ3-31.5, КТЦ3-40, КТЦ3-63, КТЦ3-80.
Аэродинамическое сопротивление кондиционеров по базовым схемам или их модификациям определяется путем суммирования аэродинамических сопротивлений отдельных видов оборудования, составляющих базовую схему или ее модификацию.
Масса базовой схемы или ее модификации определяется путем суммирования масс отдельных видов оборудования, составляющих базовую схему или ее модификацию.


Таблица 1.1-Базовая схема 1
Тип кондиционера
L
L1
L2
L3
L4
H
h
КТЦ3- 10
6955
1440
740
1250
580
1952
217
КТЦ3-20
7560
1440
770
1825
705
1952
-18
КТЦ3-31.5
8125
1440
810
1850
725
2845
530
КТЦ3-40
8690
2005
810
1850
725
3345
530
КТЦ3-63
9740
1440
810
2900
950
2845
255
КТЦ3-80
10305
2005
810
2900
950
3345
255
КТЦ3-125
11125
2005
1020
3510
1120
4845
530
КТЦ3-160
13655
2520
-
6543
3187
5845
350
КТЦ3-200
13955
2005
-
7180
3664
4845
390
КТЦ3-250
14420
2520
-
7130
3615
5845
390
Таблица 1.2 - Базовая схема 2
Тип кондиционера
L
L1
L2
L3
L4
H
h
КТЦ3-31.5
8125
1440
810
1850
725
2845
530
КТЦ3-40
8690
2005
810
1850
725
3345
530
КТЦ3-63
9175
1440
810
2900
950
2845
255
КТЦ3-80
9740
2005
810
2900
950
3345
255

Таблица 1.3-Базовая схема 3
Тип кондиционера
L
L1
L2
L3
L4
H
h
КТЦ3-10
6390
1440
740
1250
580
1952
217
КТЦ3-20
6995
1440
770
1825
705
1952
-18
КТЦ3-31.5
7060
1440
810
1850
725
2845
530
КТЦ3-40
7625
2005
810
1850
725
3345
530
КТЦ3-63
8675
1440
810
2900
950
2845
255
КТЦ3-80
9240
2005
810
2900
950
3345
255
КТЦ3-125
10060
2005
1020
3510
1120
4845
530
КТЦ3-160
12590
2520
-
6543
3187
5845
350
КТЦ3-200
12890
2005
-
7180
3664
4845
390
КТЦ3-250
13355
2520
-
7130
3615
5845
390

2.2 Камеры орошения
Камеры орошения изготавливают трех типов:
1) Камера орошения ОКФ-3
2) Камера орошения ОКС1-3
3) Камера орошения ОКС2-3
Камеры орошения ОКФ-3 применяются в центральных кондиционерах КТЦ3 производительностью по воздуху 10; 20; 31,5; 40; 63; 80; 125; 160; 200; 250 м3/ч, а также могут быть применены в приточных камерах аналогичных производительностей по воздуху или же для замены вышедших из строя в процессе их длитель0ной эксплуатации при поставке их по отдельным наряд-заказам.
Камеры орошения ОКС1-3 и ОКС2-3 применяются в центральных кондиционерах КТЦ3 производительностью по воздуху 31.5; 40; 63; 80 тыс. м3/ч

Камера орошения ОКФ-3 предназначена для осуществления политропических или адиабатических процессов тепловлажностной обработки воздуха.
Камера орошения состоит из бака, на котором крепятся корпус камеры с оросительной системой, а также воздухораспределитель и каплеуловитель (входной и выходной сепараторы).
Оросительная система камеры орошения состоит из двух рядов стояков, укомплектованных широкофакельными форсунками, с равномерным распределением воды по окружности распыла, с диаметром соплового отверстия 10 мм, что позволяет считать оросительную систему камеры практически не засоряемой.
Камеры орошения изготавливаются в двух исполнениях 1 и 2, отличающихся друг от друга плотностью форсунок. Камера орошения исполнения 1 имеет меньшую плотность, иполнение 2- большую.
В камере орошения исполнения 1 форсунки устанавливаются с различной плотностью в каждом ряду, первый ряд по ходу воздуха имеет большую плотность, второй - меньшую. Изменение плотности по рядам достигается с помощью установки различного количества стояков в каждом ряду при неизменном количестве форсунок на самом стояке.
В камере орошения исполнения 2 форсунки устанавливаются с одинаковой плотностью в каждом ряду, равной плотности форсунок первого ряда камеры орошения исполнения 1.
Распыление воды- взаимовстречное, т. е. первый ряд форсунок распыляет воду по потоку воздуха, второй- против него. Широкофакельные форсунки устойчиво работают при давлении воды от 20 кПА (0.2 кгс/см2) и выше.
Камеры орошения с указанными форсунками позволяют осуществлять управляемые процессы обработки, приводящие в ряде случаев к повышению экономичности систем кондиционирования воздуха за счет снижения расходов тепловой и электрической энергии.
Сущность управляемых процессов заключается в обработке воздуха в камере орошения при переменной поверхности контакта до различных требуемых параметров, что дает возможность отказаться от применения байпаса и установки воздухонагревателя второго подогрева. Последнее приводит к экономии тепловой энергии на подогрев холодного воздуха в сравнении с традиционными решениями, а также к сокращению металлоемкости установок и занимаемых площадей.
Регулирование управляемых процессов осуществляется при помощи изменения расхода воды через форсунки (при адиабатических процессах). При этом для поддержания параметров притока в заданной зоне при охлаждении воздуха в большинстве случаев не требуется изменения температуры охлаждающей воды, а только поддержание ее заданного значения, определенного по расчету.
На передней стенке бака камеры орошения имеется муфта с четырьмя резьбами, предназначенная для установки датчиков системы автоматического регулирования.
В баке камеры орошения установлен сетчатый фильтр для очистки рециркуляционной воды, подаваемой к форсункам, шаровой клапан для автоматического пополнения бака водой и перелив для поддержания заданного уровня воды в баке.
Шаровой клапан имеет производительность 20 м3/ч воды при давлении 150 кПа (1.5 кгс/см2).
Для подсоединения к камере трубопроводов забора воды из бака перелива и подвода воды к форсункам поставляются контрфланцы с прокладкой и комплектом крепежа.
Объемы трубопроводов, предназначенные для обеспечения работы оросительной системы камеры орошения, не должны превышать следующих значений для кондиционеров:
КТЦ3-10 и КТЦ3-20 - 0.3 м3
КТЦ3-31.5 и КТЦ3 -40 -0.8м3
КТЦ3-63 и КТЦ3-80 1.6 м3
КТЦ3-125 и КТЦ3-160 - 1.4 м3
КТЦ3-200 и КТЦ3-250-2.1 м3
При больших объема трубопроводов возможен подсос воздуха насосом из камеры и срыв его работы.
Аэродинамическое сопротивление камеры при номинальном режиме работы составляет 120 Па (12 кгс /см2), при максимальном-190 Па (19 кгс/см2).

Камеры орошения ОКС (ОКС1-3 и ОКС2-3) являются универсальным контактным аппаратом, предназначенным для эффективного осуществления политропических и адиабатических процессов тепловлажностной обработки воздуха в составе центральных кондиционеров.
Камера орошения ОКС состоит из бака (1), на котором крепятся корпус камеры (3, 9, 14) с оросительной системой и каплеуловитель (8 ) (выходной сепаратор).
Оросительная система состоит из коллектора (5) с форсунками и сеточного устройства (4). Коллектор установлен горизонтально в верхней части камеры орошения над сетками, которые двумя горизонтальными ярусами размещены в оросительном пространстве камеры по ее высоте.
Теплообменная поверхность образуется за счет измельчения капель на сетках.
Форсунки камер орошения ОКС имеют диаметр соплового отверстия 14 мм, что позволяет считать оросительную систему камеры практически не засоряемой.
Камеры орошения ОКС изготавливаются в двух исполнениях 1 и 2, отличающихся друг от друга плотностью форсунок. Камера орошения исполнения 1 имеет меньшую плотность, исполнения 2- большую.
Для осуществления политропических процессов тепловлажностной обработки рекомендуется применять камеру орошения с большей плотностью, при адиабатических процессах - с меньшей плотностью.
Камеры орошения, кроме работы в политропическом режиме на холодной воде, могут работать в режиме испарительного нагрева с низкопотенциальным теплоносителем.
При применении камер орошения ОКС в режиме испарительного нагрева воздуха с начальной температурой до минус 200С воздухонагреватель первого подогрева не устанавливается. При обработке воздуха с температурой ниже 200С рекомендуется устанавливать однорядный воздухонагреватель первого подогрева.
При работе камеры орошения ОКС в испарительном нагреве поступает воздух отрицательных температур, поэтому возможно замерзание воды на входных сепараторах, отсюда уменьшение живого сечения прохода воздуха, увеличение аэродинамического сопротивления камеры и т. д.
Поэтому в камерах орошения ОКС воздухораспределитель (входной сепаратор) не устанавливается. Исключение из конструкции камеры ОКС входного сепаратора потребовало увеличить размер камеры со стороны входа воздуха, а, следовательно, и общий размер камеры. В увеличенной входной части камеры установлен поддон для сбора воды, выносимой при работе камеры без входного сепаратора. Вода из поддона стекает в бак камеры.
Так как в камерах орошения ОКС входные сепараторы не установлены, между камерой орошения по ходу воздуха и оборудованием кондиционера перед камерой орошения устанавливать камеру обслуживания не нужно, а оборудование присоединяется непосредственно к камере орошения.
Обслуживание оборудования кондиционера, присоединяемого к камере орошения, и самой камеры ведется через дверку, расположенную в начале камеры со стороны входа воздуха. При такой компановке с камерой орошения ОКС габарит кондиционера не возрастает.
В баке камеры орошения установлен сетчатый фильтр для очистки рециркуляционной воды, подаваемой к форсункам, шаровой клапан для автоматического пополнения бака водой и перелив для поддержания заданного уровня воды в баке. Шаровой клапан имеет производительность 20 м3/ч воды при давлении 150 кПа (1.5 кгс/см2).
На передней стенке бака камеры орошения имеется муфта с четырьмя резьбами (10), предназначенная для установления датчиков системы автоматического регулирования.
Для подсоединения к камере трубопроводов забора воды из бака, перелива и подвода воды к форсункам поставляются контрфланцы с прокладкой и комплектом крепежа.
Камеры орошения изготавливаются в правом и левом исполнениях.
Фильтр Ду (2)- подсоединение к всасывающему патрубку насоса и перелив Ду (2) в камерах выполнены съемными и на месте монтажа могут устанавливаться с правой или левой стороны.
В камере орошения ОКС2-3 из-за наличия водонагревателя водяной фильтр в баке всегда должен быть установлен со стороы входной дверки, в противном случае обслуживание водяного фильтра будет произвести невозможно.
Объемы трубопроводов, предназначенные для обеспечения работы оросительной системы камеры орошения в адиабатическом режиме, не должны превышать следующих значений для кондиционеров:
КТЦ3-31.5 и КТЦ3-40 - 0.8 м3
КТЦ3-63 и КТЦ3-80 -1.6 м3
При больших объемах трубопроводов происходит подсос воздуха насосом из камеры и срыв его работы.
На баке камеры орошения ОКС2-3 установлен водонагреватель с гладкими теплоотдающими трубками, на наружную поверхность которых падает распыляемая форсунками вода, температура которой изменяется за счет теплоносителя, подведенного к водонагревателю и циркулирующая по его трубкам.
В камерах орошения ОКС2-3 производительность по воздуху 63 тыс. м3/ч и 80 тыс. м3/ч водонагреватель состоит из двух теплообменников.
Автоматическая регулировка процесса испарительного нагрева воздуха а камере орошения ОКС может обеспечиваться путем изменения температуры и расхода воды.
При использовании камеры ОКС1-3 (без встроенного водонагревателя) в режиме испарительного нагрева должен применяться внешний водонагреватель (бойлер).
При использовании камеры орошения ОКС2-3 со встроенным водонагревателем в режиме испарительного нагрева температура подаваемой воды в водонагреватель не должна превышать 700С
Температура подаваемой воды к форсункам не должна превышать плюс 200С.
Указанные температуры наружного воздуха и подаваемой воды приведены для того, чтобы избежать парообразования в обработанном воздухе, подаваемом в помещение.

2.3 Воздухонагреватели
Воздухонагреватели предназначены для тепловой обработки воздуха до заданных параметров.
Теплоносителем служит горячая вода температурой от 700С до 1800С и давлением до 1.2 МПа (12 кгс/см2).
Воздухонагреватели предназначены для комплектации центральных кондиционеров КТЦ3 производительностью по воздуху от 10 до 250 м3/ч всех базовых систем и их модификаций, а также могут быть применены в системах воздушного отопления и вентиляции.
Для осуществления различных способов регулирования температуры обрабатываемого воздуха, воздухонагреватели изготавливаются без обводного канала ВН и с обводным каналом или клапаном ВНО, с одним, полутора или двумя рядами теплоотдающих элементов.
Условное обозначение воздухонагревателей:
-однорядный - ВН1-3; ВНО1-3
- полутора рядный - ВН1.5-3; ВНО1.5-3
- двухрядный -ВН2-3; ВНО-3

1.Зависимости для коэффициента теплопередачи воздухонагревателей биметаллических кондиционеров центральных типа КТЦ3:
Однорядных:
К=28.03*(Vp)H0.448*W0.129

Двухрядных:
K=25.48*(Vp)H0.485*W0.127

Полутора рядных:
K=25.3*(Vp)H0.447*W0.087

Где К- коэффициент теплопередачи, Вт/(м2*0С)
(Vp)H- массовая скорость набегающего потока воздуха, кг/(м2*с)
W-скорость воды в трубках, м/с

2. Зависимости для аэродинамического сопротивления воздухонагревателей биметаллических кондиционеров центральных типа КТЦ3:

Однорядных:
?Pa=4.18*(Vp)H1.707

Двухрядных:
?Pa=6.94*(Vp)H1.716

Полутора рядных:
?Pa=3.92*(Vp)H1.761

где ?Ра - аэродинамическое сопротивление, Па

3. Зависимость для гидравлического сопротивления базовых теплообменников воздухонагревателей биметаллических кондиционеров центральных типа КТЦ3:

?Pw=500*W2(2.7(Fw/Fn)2 + 6.7*(nx-1)*(Fw/Fk)2 + 1.7 nx*lt +0.6*nx+3.9)

где ?Pw- гидравлическое сопротивление, Па
Fw, Fn, Fk- площадь сечения одного хода патрубка коллектора, м2

стр. 1
(общее количество: 9)

ОГЛАВЛЕНИЕ

След. стр. >>