5.2. Расчет оросительной камеры:

1. По выбранному типоразмеру кондиционера КТЦЗ 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) = (33-64,5)/(30–64,5) = 0,9 кДж/кг;

I_в.к – конечная энтальпия воздуха, равна I_о;

I_в.н – начальная энтальпия воздуха, равна I_н;

По построению I_пр = 30 кДж/кг

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

Е_п = 0,58 μ = 1,8

5. Вычисляется относительный перепад температур воздуха θ, °С

θ = 0,33·с_w·μ·(1/Е_п–1/Е_а) = 0,33·4,2 ·1,8· (1/0,58–1/0,9) = 1,5°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 = 10,5°С

7. Вычисляется конечная температура воды

8. Определяем расход разбрызгиваемой воды

W = μ·G_п = 1,8·11251 = 20251,8 кг/ч

G_п – расход приточного воздуха =11251 кг/ч

9. Находим расход воды, подаваемой от холодильной станции, кг/ч

W_хол.ст = Q_охл/( с_w(t_w.к–t_w^хол.ст.)) = 354406,5/(4,2·(8,4 – 6)) = 35159,4 кг/ч

t_w^хол.ст. – температура воды, подаваемой от холодильной станции, равна 6–8°С;

Q_охл – расход холода на обработку воздуха в ОКФ, кДж/ч;

Q_охл = G_п(I_н-I_о) = 11251·(64,5-33) = 354406,5 кДж/ч;

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

∆P_w = 20 кПа. (исполнение 2)

5.3. 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 = 11251 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) = 0,278·1·11251·(37,5-(-23)) = 189230,6 Вт

G_в, 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 · 20251,8 · (150–70) = 1891680,1 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 = 3600·0,19·0.00296·1000 =2024,64 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 = 21,6 * 36,8 * 47,75 = 37717,1 Вт

k – коэффициент теплопередачи;

F – поверхность теплообменника;

F = 36,8 м² двух рядного

∆t – средняя разность температур

∆t = (Т1+Т2)/2–(t_н+t_к)/2 = (150+70)/2–(-23+37,5)/2 = 47,75°С

k = а·(vρ)^0.49·w^0.13 = 15,6·(3,03)^0.49·0.19^0.13 = 21,6

а – опытный коэффициент, равный:

а = 16,86 для однорядных теплообменников

а = 15,6 для двухрядных и полуторорядных теплообменников

Определяем массовую скорость воздуха:

(v_p) = G_в/3600*f_в = 11251/3600*1,03 = 3,03 кг/м² с

F_в = 1,03м²

Определяем процент запаса по теплопроизводительности:

%_запаса = (Q–Q_возд) ·100%/Q_возд = (22492,16 – 189230,6) ·100%/189230,6 =88%

Принимаем воздухонагреватель КТЦЗ-10 01.01304, двухрядный без обводного канала