3.7. Расчет процессов кондиционирования в прямоточной скв для холодного периода года

Процессы кондиционирования в прямоточной СКВ представлены на рис.3.6. Построение на i,d -диаграмме и расчет производятся в по­следовательности, соответствующей пункту 3.6с некоторыми изме­нениями.

а)Исключается операция 5.

6) Проводят перпендикуляр из точки В_х до пересечения с лини­ей i_О,

пересечение дает точку КП.

7) Определяют теплопроизводительность воздухоподогревателя первого нагрева , кДж/ч:

,

или , кВт.

i, кДж/кг

d, г/кг

Р ис.3.6.Процессы в прямоточной СКВ для холодного периода года

3.8 Определение экономии тепла различных схем скв в холодный период года.

Экономия тепла в СКВ с рециркуляцией по сравнению с прямоточной СКВ ΔQ _КР¹, %, составит:

3.9. Выбор схемы скв и центрального кондиционера

По результатам графоаналитических расчетов выбирают наиболее энергетически экономичную схему СКВ. Затем выбирают центральный кондиционер по Прилож.3. В [1] предписано выбирать не менее двух кондиционеров с тем, чтобы каждый из них обеспечивал нагрузку не менее L₀/2,

м /ч. Можно использовать один кондиционер, но при этом ставится резервный вентилятор производительностью не менее L₀/2, м³/ч.

Таким образом, на каждый кондиционер ложится расход воздуха L_К= =L₀/n_K, м³/ч, где n_K – число кондиционеров. Рассматривают возможное место установки кондиционеров и холодильного оборудования .

3.10. Выбор и поверочные расчеты рабочих секций кондиционера типа ктц

Выбор фильтра производят в соответствии с маркой кондицио­нера в прилож.4 .

Выбор и расчет воздухоподогревателей первого и второго на­грева производят по описанной ниже методике. По прилож. 5 выбира­ют воздухоподогреватель, соответствующий конкретной марке кондиционера (например, КТЦ3 – 160). Находят параметры воздухоподогревателя: живое сечение для прохода воздуха f_В, м² , и из прилож.7 живое сечение для хода воды базового теплообменника f_Т, м².

Определяют массовую скорость воздуха υρ, кг/(м² × с):

υρ = L_K  ρ_B/ f_B.

Находят расход воды через воздухоподогреватель G_T , кг/с:

G_Т = Q_К / ( c_Т ( t_Г – t_О )),

где Q_K – тепловая нагрузка на воздухоподогреватель, кВт;

с_Т – удельная теплоемкость воды, кДж / (кг × К);

t_Г – температура воды в сетях теплоснабжения, °С;

t_О – обратная температура воды в сетях теплоснабжения, t_О = 70°С.

Определяют скорость движения воды в трубках воздухоподогревателя. В [3] рекомендуют обвязку водяными трубопроводами базовых теплообменников (их, как правило, больше одного) делать таким об­разом, чтобы скорость протекания воды в трубках каждого теплооб­менника была в пределах 0,15…0,3 м/с. Базовые теплообменники могут присоединяться по воде либо все последовательно, либо все парал­лельно, либо часть последовательно, а часть параллельно.

Скорость движения воды в трубках воздухоподогревателя W_Т, м/с, равна

W_T = G_T / ( ρ_T  ),

где – суммарное живое сечение трубок для воды, м², минимальное при последовательном присоединении =f_T, максимальное при па­раллельном присоединении

=f_T  n_T,

где n_T – число базовых теплооб­менников;

ρ_T – плотность теплоносителя, т/м³ .

Определяют коэффициент теплопередачи К, Вт/(м²×К):

К= В(υρ)ⁿ

Коэффициенты В, n, P выбирают по Прилож.6.

Определяют среднюю температуру теплоносителя в воздухоподогревателе t_CР.Т,°C:

t_CР.Т = ( t_Г + t₀) /2.

Определяют среднюю температуру воздуха в воздухоподогревателе

t_CР.В = ( t_K – t_KН) / 2,

где t_K –температура воздуха после воздухоподогревателя,°С;

t_KН –температура воздуха до воздухоподогревателя,°С.

Определяют необходимую (расчётную) площадь поверхности теплообмена F_Р1, м² :

F_Р1 = Q_К 10^–3/(K (t_CР.T – t_СР.B) ).

По полученному значению F_Р1 в прилож.5 подбирают ближай­ший по площади воздухоподогреватель. Находят параметры воздухоподогревателя:

F_К, м² – площадь поверхности теплообмена, м² ; f_B, м² – живое сечение по воздуху ; по прилож.7 – f_T, м² – живое сечение по теплоносителю.

В соответствии с вышеизложенной методикой повторяют тепловой поверочный расчёт воздухоподогревателя. В результате получают новую величину расчётной площади поверхности теплообмена F_Р2, м² .

Производят сравнение поверхностей теплообмена, полученной расчётом (F_p) и у выбранного воздухоподогревателя (F_K)- по формуле:

ΔF = 100 ( F_K – F_Р2) / F_K.

Запас поверхности теплообмена должен лежать в пределах

15% > ΔF > 0.

Используя изложенную методику, выбирают воздухоподогреватели как первого, так и второго нагрева и проводят их поверочные теп­ловые расчеты. Воздухоподогреватель второго нагрева рассчитывается на тёплый период года. Нужно учитывать, что в тёплый период года в соответствии с графиком отпуска тепла потребителям в системе отопления и горячего водоснабжения температура t_Г значительно снижается. Для каждого воздухоподогревателя определяют гидравлическое сопротивление Н_К, Па, со стороны воздуха из графика в прилож.8.

По прилож. 9 выбирают камеру орошения, соответствующую рас­ходу воздуха через кондиционер L_K, м³/ч. Находят характерные параметры для данной камеры орошения: n – количество форсунок, шт.; F_ОК – площадь поперечного сечения камеры, м² ; (υρ)_ОК – номинальную массовую скорость в поперечном сечении, кг/(м²×с); Н_ОК – гидравлическое сопротивление камеры, Па.

Поверочный расчёт оросительной камеры для тёплого периода года производят в приведенной ниже последовательности.

Определяют действительную массовую скорость воздуха в камере

орошения υρ, кг/(м²×с):

υρ = L_OK  ρ_В / (3600 F_OK).

Задаются давлением воды перед форсунками Р_Ф, кПа (давление в [6] рекомендуют выбирать в пределах 100…250 кПа). Выбирают диаметр сопла форсунки d₀ (по [2] ряд d₀ = 3; 3,5;4; 4,5; 5;5,5; 6 мм), при этом во избежание засорения форсунок рекомендуют выбирать d₀ в преде­лах 4,5…5,5 мм. Из расчётов процессов кондиционирования в тёплое время года находят относительную влажность воздуха перед оро­сительной камерой φ₁,% (принимают обозначение, принятое в [6] для графиков φ₁=f(φ₁, Р_Ф)). С полученными параметрами обращаются к графикам прилож.10 и находят действительную максимальную относи­тельную влажность за оросительной камерой φ₂,%, которую может обеспечить данная оросительная камера.

Рассчитывают производительность одной форсунки q_Ф,кг/с:

q_Ф = 1,18 10^–3P₀^0,48d^1,38.

Общий расход воды W_OK находят по формуле

W_OK = q_Ф n / k,

где k – коэффициент запаса, учитывающий засорение форсунок

( k = 1,1…1,2 [2] ) .

Рассчитывают коэффициент орошения В, кг/кг:

B = 3600  W / L_ОК  ρ_В

Из графика в прилож.11 находят коэффициент эффективности камеры орошения Е₁ .

Рассчитывают реальную энтальпию насыщенного воздуха за оросительной камерой i_ВН, кДж/кг:

i_ВН = i^Т _Н – (i^Т _Н –i_О) / E₁

где i₀ – энтальпия воздуха за оросительной камерой из расчётов процессов на i ,d – диаграмме, кДж/кг .

Обращаются к i,d – диаграмме и в точке пересечения i_ВН и φ = 100% находят начальную температуру воды t_BН,°C.

Конечная температура воды в оросительной камере t_BK,°C, равна

t_ВК = t_ВН  Q_ОК/(W_ОК  c_Т),

где с_Т – удельная теплоемкость воды (теплоносителя), с_Т = 4,19 кДж/(кг×К).

Далее делают расчет оросительной камеры для холодного перио­да года. Характеристики камеры орошения остаются такими же. По графику в прилож.12 находят коэффициент эффективности камеры оро­шения для зимнего режима работы Е_А.

Определяют температуру воздуха по мокрому термометру на вхо­де в оросительную камеру

t_M = ( t₁ – ( t₁ – t₂ ) ) / Е_А , °C,

где t₁, t₂ – температура воздуха, соответственно, перед оросительной камерой и за ней, °С.

По величине t_M,°С, судят об установившейся температуре воды в оросительной камере t_О, которая подвергается многократной рецир­куляции. Эти температуры приблизительно равны.