6. Холодоснабжение:

Систему холодоснабжения от искусственных источников холода следует проектировать для охлаждения воздуха, если оптимальные метеорологические условия не могут быть обеспечены установками прямого и косвенного охлаждения по двухступенчатой схеме.

6.1. Подбор холодильных машин:

Схемы холодоснабжения воздухоохладителей кондиционеров включают холодильные машины, емкости для воды, насосы, трубопроводы.

Для обеспечения надежности и уменьшения капитальных и эксплуатационных затрат схемы автоматизированного холодоснабжения СКВ должны включать в себя минимальное число холодильных машин, насосов, емкостей (минимального объема), арматуры и средств автоматизации.

Систему холодоснабжения следует проектировать из двух или большего числа машин.

Каждая холодильная машина обычно имеет свой насос для подачи отепленной воды в кожухотрубный испаритель, на трубопроводах предусматриваются перемычки для использования резервного, насоса. Таким образом, предотвращают смешение за испарителем охлажденного и отепленного хладоносителя при отключении одной из машин.

Для обеспечения надежности, и гибкости регулирования, как правило, каждая холодильная машина имеет свою систему оборотного водоснабжения, а на трубопроводах предусматриваются перемычки для возможности использования резервного насоса.

Требуемая холодопроизводительность машины, кВт, определяется с учетом потерь холода в трубопроводах, транспортирующих охлажденную воду к кондиционерам, а также с учетом нагрева воды в циркуляционных насосах по формуле:

Q_х =

где k - коэффициент, учитывающий потери холода и подогрев холодоносителя в циркуляционных насосах.

Принимаем по табл. 2.1.[2] 2 машины МКТ-80-2-0 с холодопроизводительностью равной 139 кВт, потребляемая мощность N = 39,6 кВт.

Расходы: холодоносителя = 30 м³/ч; охлаждающей воды = 30 м³/ч.

6.2. Подбор сборного бака:

Емкости, установленные в системах холодоснабжения, выравнивают работу холодильных машин при колебаниях холодонагрузки; воспринимают изменение объема жидкости при изменениях ее температуры; принимают периодические стоки из аппаратуры и трубопроводов, расположенных выше этой емкости.

Объем бака V_б, м³, как и объем холодного отсека в двухсекционном баке, определяют по формуле:

V_б

где в - коэффициент рабочего времени холодильной машины, в = 0,7 - 0,8;

Q_х - холодопроизводительность одной из установленных холодильных машин, кВт;

τ_р - продолжительность работы до отключения, с, (для машин производи-тельностью до 45 кВт τ_р =900 с; до 180 кВт τ_р =1200 с; более 180 кВт τ_р =1800с);

ρ_s,c_s - плотность и удельная теплоемкость холодоносителя, кг/м³ и кДж/кг×°С соответственно;

Δt_s - диапазон изменения температуры холодоносителя (обычно 2-3 °С);

Баки изготавливаются с перегородками и без них. Размеры стандартных баков приведены в [2, табл. 2.3 приложения 2].

Принимаем стандартный бак вместимостью 10 м³. размеры бака в плане 1700×2600, высота 2009 мм (А 16В 101.000.02).

6.3. Подбор насосов:

Система холодоснабжения включает 3 водяных контура:

- подача охлажденной воды от бака к воздухоохладителю кондиционера;

- охлаждение теплой воды в испарителе холодильной машины;

- подача воды на охлаждение конденсаторов холодильных машин.

1. Насос для подачи охлажденной воды в кондиционер подбирают по расходу G_w, полученному в результате расчета воздухоохладителя, и напору H, который составляет

Н = Н_ф + Н_г + Н_тр + ΔН_кл=16,5+4,775+0,9+8,87=31,045 м вод ст

Насос камеры орошения забирает воду из бака холодной воды и подает ее к форсункам кондиционера.

где Н_ф - напор перед форсунками, м.в.ст., (принимается по расчету форсуночной камеры);

Н_г - разность отметок между верхом кондиционера и днищем резервуара, из которого подается вода в кондиционер, м.в.ст.;

Н_тр - потери давления в трубопроводах, м.в.ст.;

ΔН_кл - потери давления в регулирующем клапане, м.в.ст., которые должны составлять 30-50% от общих потерь давления в сети (без клапана), то есть ΔН_кл = (0,3 - 0,5)×(Н_ф + Н_г + ΔН_тр).

Потери давления в трубопроводах определяются в результате гидравлического расчета. В курсовой работе принимают Нтр ⁼ 0,8-1 м.в.ст.

Согласно расчету камеры орошения производительность насоса должна быть равной G_w = 72,16 м³/ч.

Принимаем по каталогу [7] насос К-100-80-160, мощностью 15 кВт.

Электродвигатель 4АМ160S2У3, n=3000 об/мин

2. Насосы для подачи отепленной воды в испаритель холодильной машины и далее в резервуар холодной воды предусматривают самостоятельные для каждой холодильной машины.

Производительность насоса принимается по расходу воды W_и, подаваемой в испаритель:

W_и = (3,6×Q_х)/(ρ_w×c_w×Δt_w)= (3,6×139000)/(1000×4,19×)=39,8 м³/ч

где Q_х – холодопроизводительность установки, Вт;

ρ_w, c_w - плотность, кг/м³, удельная теплоемкость, кДж/кг×°С, воды;

Δt_w - перепад температуры охлаждаемой воды в испарителе, равный 2-3 °С.

Напор насоса составляет:

Н = Н_исп + Н_р + Н_тр,

где Н_исп - потери напора в испарителе, м.в.ст.;

Н_р - полезная высота резервуаров холодной и отепленной воды от всасывающей трубы до перелива, м.в.ст.;

Н_тр - потери давления в трубопроводах.

В курсовой работе принять Н_и = 4 - 6 м.в.ст.; Н_тр = 2 - 3 м.в.ст.

Напор насоса равен:

Н = 5 + 2 + 3= 10 м.в.ст.

Н_и = 5 м.в.ст.; Н_р = 2 м.в.ст.; Н_тр = 3 м.в.ст.

Принимаем к установке три центробежных насоса К-80-65-160, с мощностью 7,5 кВт. Электродвигатель 4АМ112М2У3, n=3000 об/мин

Н=32 м в. ст. , W=50 м³/ч

3. Насос, подающий воду на охлаждение конденсаторов холодильных машин, подбирается в зависимости от принятой схемы охлаждения конденсаторов.

При использовании оборотной системы водоснабжения для охлаждения конденсаторов производительность насоса определяют по формуле:

Wк = (3,6×Q_к)/(ρ_w×c_w×Δt_w),

Q_к=Q_х+N_к=139000+39600=178600 Вт

Wк = (3,6×178600)/(1000×4,19×3) = 51,15 м³/ч.

ρ_w = 1000 кг/м³; c_w = 4,19 кДж/кг×°С; Δt_w = 3 °С.

где Δt_w - охлаждение воды в вентиляторных градирнях Δt_w = 3,5 - 4,5 °С;

в брызгательном бассейне Δt_w = 2 - 4 °С;

ρ_w, c_w - плотность и теплоемкость воды, кг/м³ и кДж/кг×°С;

Q_к - количество тепла, Вт, отводимого в конденсаторе.

N_к - потребляемая мощность компрессора, Вт.

Напор насоса, установленного ниже уровня всасываемой жидкости (под заливом), определяют по формуле:

Н = Н_г.н. - Н_г.в. + Н_тр. + Н_ф + Н_конд

где Н_г.н., Н_г.в. - геометрические высоты всасывания и нагнетания, м.в.ст.;

Н_тр. - потери давления в трубопроводах на пути нагнетания и всасывания, м.в.ст.;

Н_ф - напор воды перед форсунками градирни или брызгательного бассейна, м.в.ст.;

Н_конд - потери давления в конденсаторе, м.в.ст.

Н =0-0+5+8+7=20 м.в.ст.

Поскольку разность рекомендуемых расходов хладоносителя и охлаж-дающей воды для компрессионых холодильных машин СКВ является незначительной, в обоих контурах применяют насосы одного и того же типа (при соблюдении соответствующих перепадов температур и давлений в каждом из контуров).

Применение в обоих водяных контурах холодильных машин одинаковых насосов облегчает производство монтажных и наладочных работ, организацию ремонтов и обслуживание системы холодоснабжения.

Принимаем к установке три центробежных насоса К-80-65-160, с мощностью 7,5 кВт. Электродвигатель 4АМ112М2У3, n=3000 об/мин

Н=32 м в. ст. , W=50 м³/ч