Подбор оборудования центрального кондиционера КТЦЗ

При компоновке кондиционеров серии КТЦЗ в курсовой работе применяют камеры форсуночные ОКФ–З. Оросительная система ОКФ–З состоит из двух рядов стояков, оснащенных эксцентриситетными широко факельными форсунками ЭШФ 7/10 (диаметр входного отверстия 7 мм, соплового отверстия 10 мм) с равномерным распределением воды по окружности распыла. Камеры ОКФ–З изготовляются в двух исполнениях.

Исполнение 1 – первый по ходу воздуха ряд имеет большую плотность установки форсунок, второй меньшую.

Исполнение 2 – форсунки установлены с одинаковой плотностью в каждом ряду.

Подачу воды можно предусматривать в один или два ряда стояков:

– однородные прямоточные ОКФ при подаче воды в первый по ходу воздуха ряд;

– однородные противоточные ОКФ – во второй по ходу воздуха ряд;

– двухрядные ОКФ – в два ряда.

ОКФ–З могут быть использованы для реализации как адиабатных, так и политропных процессов обработки воздуха.

Целью расчета оросительной камеры является:

– выбор исполнения ОКФ–З

– определение расхода охлаждающей воды W

– определение начальной t_wh и конечной t_wk температуры воды;

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КАМЕРЫ ОРОШЕНИЯ ОКФ-З

ОСНОВНЫЕ РАЗМЕРЫ КАМЕРЫ ОРОШЕНИЯ ОКФ-З

4.1. Расчет оросительной камеры:

1. По выбранному типоразмеру кондиционера КТЦ-З определяется индекс и технические характеристики камеры ОКФ–З.

В курсовой работе рекомендуется выполнять расчеты для двух исполнений одновременно.

2. На J–d диаграмме изображается луч процесса обработки воздуха в камере орошения по теплому периоду. Точка пересечения луча процесса с кривой насыщения φ = 100% соответствует предельному состоянию воздуха в камере t_пр, I_пр.

3. Вычисляется коэффициент адиабатной эффективности Е_а.

Е_а = (I_в.к–I_в.н)/(I_пр–I_в.н) = (51,5-55)/(43,1–55) = 0,29 кДж/кг;

I_в.к – конечная энтальпия воздуха, равна I_о;

I_в.н – начальная энтальпия воздуха, равна I_н;

По построению I_пр = 43,1 кДж/кг

4. По графикам находим коэффициент орошения μ и коэффициент энтальпийной эффективности Е_п для принятого типоразмера и исполнения камеры орошения

Е_п = 0,15 μ = 0,35

5. Вычисляется относительный перепад температур воздуха θ, °С

θ = 0,33·с_w·μ·(1/Е_п–1/Е_а) = 0,33·4,2 ·0,35· (1/0,15–1/0,29) = 1,56°С

с_w – теплоемкость воды;

с_w = 4,2 кДж/(кг*°С)

0,33 – коэффициент апроксимации;

6. Вычисляется начальная температура воды

t_пр – температура соответствующая предельному состоянию;

t_пр = 15,5°С

7. Вычисляется конечная температура воды

8. Определяем расход разбрызгиваемой воды

W = μ·G_п = 0,35·2353 = 823,5 кг/ч

G_п – расход приточного воздуха;

9. Определяем по графику давление воды перед форсунками ∆P_w кПа, в зависимости от расхода разбрызгиваемой воды и типа ОКФ-З.

∆P_w = 75 кПа. (исполнение 1)

4.2. Проверка оросительной камеры:

В этот период оросительная камера работает в режиме адиабатного увлажнения.

Конструкция камеры, ее тип, исполнение и элементы оборудования остаются те же, что и для теплого периода.

Обеспечение меньшего расхода воды в холодный период возможно двумя способами:

- уменьшение давления воды перед форсунками;

- уменьшение числа работающих форсунок.

Рассмотрим расчет оросительной камеры по второму способу.

Исходные данные принимаются из построения процессов в J-d диаграмме для холодного периода и расчета камеры в теплый период:

- расход обрабатываемого в камере воздуха G_п

- параметры (I, t) воздуха на выходе в оросительную камеру и на выходе из нее

- тип оросительной камеры и технические характеристики ее элементов

- давление воды перед форсунками ∆P_w

Е_а = 1– (t_в.к–t_м.т)/(t_в.н–t_м.т) = 1–(25–19)/(27,6–19) = 0,3

t_в.к – конечная температура воздуха, равна t_о;

t_м.т – температура воздуха по мокрому термометру;

t_в.н – начальная температура воздуха

t_м.т = 19°С

Принимаем μ = 0,35

Находим расход разбрызгиваемой воды:

W = μ·G_п = 0,35·2353 = 823 кг/ч

Расход одной форсунки типа ЭШФ 7/10

g_форс = 460 кг/ч

Число форсунок, работающих в холодный период

n_х.п. = W/g_форс = 823/460 = 2 шт.

Если число работающих в холодный период форсунок отличается от общего числа форсунок в ОКФ более чем на 10%, то часть форсунок (чаще в первом по ходу воздуха ряду) заглушается. Число заглушающихся форсунок:

n_загл = n–n_х.п = 12–2= 10 шт.

n – общее число форсунок в принятой камере орошения; n =12

Определяем аэродинамическое сопротивление камеры ОКФ-З

∆P_окф = 14,126·(vρ)^1.81 = 14,126·(0,32) ^1.81 = 1,8 Па

vρ – массовая скорость воздуха;

vρ = G_п/(3600*f_в) =2353/(3600·2,07) = 0,32 кг/(м²°С)

f_в – площадь фронтального сечения ВО;

f_в = 2,07 м²

4.3. Расчет ВП–1:

Центральные кондиционеры КТЦЗ комплектуются воздухонагревателями без обводного канала ВН и с обводными каналами ВНО для осуществления различных способов регулирования температуры обрабатываемого воздуха. В обводном канале устанавливается воздушный клапан с электрическим (КВЭ), пневматическим (КВП) или ручным (КВР) приводом. В расчетном режиме клапан считается закрытым, поэтому скорость воздуха в ВНО выше, чем в ВН.

Необходимая поверхность нагрева набирается из базовых теплообменников высотой 1.0; 1.25; 1.5; 2.0 метра. Базовые теплообменники изготавливаются с одно-, двух и полуторорядным расположением трубок по ходу воздуха, за счет чего изменяется поверхность нагрева теплообменника.

Теплоносителем служит горячая или перегретая вода с температурой от 70°С до 180°С и давлением до 1.2 МПа.

Исходными данными для расчета воздухонагревателей являются:

_- массовый расход воздуха, проходящего через воздухонагреватель

G_п = 2353 кг/ч

_- начальная и конечная температура воздуха t_н и t_к, °С

- параметры теплоносителя Т1, Т2, °С

для ВП I T1 = 150°С Т2 = 70°С

для ВП II T1 = 70°С Т2 = 40°С

Находим расход тепла на нагревание воздуха, Вт

Q_возд = 0,278·с·G_п·(t_к–t_н) = 0,278·1,2·2353·(23,4-(-24,3)) = 37443 Вт

G_п, t_к, t_н – принимаются из расчета процессов обработки воздуха в холодный период.

Находим количество тепла, отдаваемое теплоносителем, Вт

Q_т/н = 0,278·с_w·W· (T1–T2) = 0,278·4,2·2557.4·(150–70) = 238885 Вт

T1, T2 – параметры теплоносителя;

W – расход теплоносителя;

с_w – удельная теплоемкость воды;

с_w = 4,187 кДж/(кг°С)

W = 3600·w·f_т/н·ρ_w = 3600·0,24·0,00296·1000 = 2557.4 кг/ч

w – скорость движения теплоносителя по трубкам теплообменника;

f_т/н – площадь сечения трубок для прохода теплоносителя;

ρ_w – плотность теплоносителя (воды) ρ_w = 1000 кг/м³

Рекомендуется принимать w = 0.15 – 0.8 м/с

Повышение скорости w > 0.8 м/с не приводит к существенному увеличению теплоотдачи, но значительно возрастает гидравлическое сопротивление воздухонагревателя, а при уменьшении скорости w < 0.15 м/c отмечается заметное снижение теплоотдачи и возрастает опасность замерзания воздухонагревателей первого подогрева.

Уравнение теплопередачи:

Q = k·F·∆t = 9,7·36,8·109.5 =39087 Вт

k – коэффициент теплопередачи;

F – поверхность теплообменника;

F = 36,8 м² x 1 шт.

∆t – средняя разность температур

∆t = (Т1+Т2)/2–(t_н+t_к)/2 = (150+70)/2–(23,4-24,3)/2 = 109.5°С

k = а·(vρ)^0.49·w^0.13 = 16,86·(0,32)^0.49·(0,24)^0.13 =9.7

а – опытный коэффициент, равный:

а = 16,86 для однорядных теплообменников

а = 15,6 для двухрядных и полуторорядных теплообменников

Определяем процент запаса по теплопроизводительности:

%_запаса = (Q–Q_возд) ·100%/Q_возд = (39087-37443) ·100%/39087= 4,2 %

Принимаем воздухонагреватель КТЦЗ-10 01.10214 без обводного канала.

4.4. Расчет ВП–2:

Q_возд = 0,278·1,2·2353·(18-7.6) =8164 Вт

Q_т/н = 0,278·4,2·266,4·(70–40) =9331 Вт

W = 3600·0,05·0,00148·1000 = 266,4 кг/ч

Q = 6,04·36,8·42,2 = 9390 Вт

k = а·(vρ)^0.49·w^0.13 = 15,6·(0,32)^0.49·(0,05)^0.13 = 6,04

∆t = (70+40)/2–(7,6+18)/2 = 42,2°С

%_запаса = (9390–8164) ·100%/9390= 13 %

Принимаем воздухонагреватель КТЦЗ-10-1 01.10114, однорядный с обводным каналом.

Список литературы:

1. Методические указания к курсовому проекту «Кондиционирование воздуха и холодоснабжение»

2. СНиП 2.04.05-91*. Отопление, вентиляция и кондиционирование.

3. Титов В.П. Курсовое и дипломное проектирование по вентиляции гражданских и промышленных зданий.

4. Внутренние санитарно-технические устройства.В 3 ч.Ч 3.Вентиляция и кондиционирование воздуха.Кн. 2/Б.В. Баркалов,Н.Н. Павлов,С.С Амирджалов и др.;Под ред.Н.Н. Павлова и Ю.И. Шиллера.-4-е.,перераб. и доп.-М.:Стройиздат,1992.

Поиск по сайту: