9. Подбор оборудования системы холодоснабжения

9.1. Чиллер

В курсовой работе рекомендуется применять чиллеры с воздушным охлаждением конденсатора и осевым вентилятором. Систему холодоснабжения следует проектировать, как правило, из двух или большего числа установок холодоснабжения; допускается проектировать одну машину или установку охлаждения с регулируемой мощностью.

Чиллер подбирают по суммарной холодильной нагрузке на центральный кондиционер Q_х^ц и местные доводчики – фэнкойлы Q_х^м . Принимая к установке два чиллера одинаковой холодопроизводительности, определяют его номинальную холодопроизводительность по каталожным данным при работе на воде.

Q_х^м = 51,99 кВт; Q_х^ц = 125,89 кВт

∑Q_х^ч = 177,88/2 = 89 кВт

Чиллер подбирают, обеспечивая выполнение условия :

,

где f_Qx=0,935 – поправка на холодопроизводительность при работе на водных растворах этиленгликоля.

Примем к установке 2 чиллера 30DQ типоразмера 036; АхВхН=1388×2168×2262 мм; при температуре наружного воздуха t_н = 28,6ºC:

Q_х= 100,7 кВт; N_к = 30,8 кВт.

- условие выполняется.

После выбора типоразмера чиллера определяют характеристики, необходимые для дальнейшего проектирования системы холодоснабжения.

Расход чистой воды через испаритель чиллера G_w.x, кг/с:

G_w.x = Q_х^ч /[c_w(t_w.к – t_w.н)] = 61,7/[4,187(12 – 7)] = 2,95 кг/с,

где c_w = 4,187 кДж.(кг∙К) – удельная теплоемкость воды;

(t_w.к – t_w.н) – разность температуры, ^оС.

Потери давления в испарителе чиллера Δр_w^ч определяют по графикам, представленным в каталогах, для соответствующего типоразмера чиллера. Если в контуре используется раствор этиленгликоля, то снятую с графика величину корректируют

Δр_х^ч = f_Δp ∙ Δр_w^ч = 1,481∙35 = 51,8 кПа,

где f_Δp=1,481 - поправка на перепад давления.

Гидромодуль

Чиллеры 30DQ комплектуются отдельным гидромодулем «Гидроник», технические данные которого представлены в приложении табл. П.10. Примем к установке гидромодуль «Гидроник» типоразмера 036; АхВхН=2150×1370×800 мм.

Номинальный расход, л/с	3,73
Рабочее давление*, кПа	112
Сухой вес агрегата, кг	350
Бак-аккумулятор, л	300
Расширительный бак, л	35
Объем воды в контуре, л	337

Расширительный бак

Полезный объем закрытого расширительного бака определяют по формуле

где ΔV – приращение объема жидкости в системе, м³, определяемое как

ΔV = βΔtV_c,

где Δt – изменение температуры воды в системе от минимального до максимального значения, ^оС; β – среднее значение коэффициента объемного расширения тепло-холодоносителя в контуре, К^-1 (для воды β = 0,0006 К^-1 ). Для незамерзающих жидкостей β определяют по справочным данным в зависимости от концентрации.

При работе системы только в режиме охлаждения минимальная температура принимается равной +4 ^оС, максимальная – равной температуре окружающего воздуха 25 – 30°С.

V_c – объем тепло-холодоносителя в системе, определяется суммированием объема тепло-холодоносителя в отдельных элементах системы или по укрупненным измерителям, м³.

p_мин – абсолютное минимальное давление в расширительном баке, кПа. Определяется в зависимости от взаимного расположения бака и потребителей. Если бак располагается ниже конечного потребителя, то величина p_мин определяется по формуле

p_мин = р_а +10^-3ρ_жgh + p_зап,

где р_а – атмосферное давление (р_а = 100 кПа); ρ_ж – плотность жидкости при минимальной температуре, кг/м³; h – расстояние по вертикали между уровнем жидкости в расширительном баке и верхней точкой системы, м; p_зап – запас по давлению (p_зап = 5 – 10 кПа). Если бак расположен выше конечного потребителя, то p_мин = 150 кПа.

p_макс – абсолютное максимальное давление воды в баке, кПа, определяется по формуле

p_макс = р_а + р_раб – (Δр_н ± 10^-3ρ_жgh₁),

где р_раб – рабочее давление допустимое для элементов системы тепло-холодоснабжения в низшей её точке, кПа (принимается наименьшее рабочее давление для всех элементов сети, например, для разборного пластинчатого теплообменника ALFA LAVAL – 500 кПа); Δр_н – давление, развиваемое насосом, кПа; h₁ – расстояние по вертикали от уровня установки насоса до уровня жидкости в расширительном баке, плюс принимают, когда уровень жидкости в баке расположен выше насоса, м.

p_пр – абсолютное давление в баке до его подключения к системе, кПа (обычно, насосные станции поставляются при давлении в расширительном баке p_пр = 150 кПа).

Бак подбирается по объему и предварительному давлению настройки бака. Давление предварительной настройки - исходное давление азота в буферной емкости обеспечивает оптимальное положение мембраны после заполнения системы жидкостью и компенсацию уменьшения объема при снижении температуры жидкости ниже температуры заправки.

Предохранительный клапан, устанавливаемый вместе с расширительным баком, подбирается на максимальное давление в системе.

В курсовой работе необходимо подобрать расширительный бак для контура фэнкойлов, проверить достаточность объема расширительного бака в насосной станции и подобрать расширительный бак для контура холодоснабжения воздухоохладителей центрального кондиционера.

• РБ контура тепло-холодоснабжения фэнкойлов

Приращение объема жидкости в системе:

ΔV = βΔtV_c = 0,0006∙5∙0,302 = 0,00091 м³

p_мин = р_а +10^-3ρ_жgh + p_зап = 100 + 1000∙9,8∙5,5/1000 + 10 = 163,9 кПа

p_макс = р_а + р_раб – (Δр_н ± 10^-3ρ_жgh₁) = 100 + 500 – (58 + 1000∙9,8∙1/1000) = 532,2 кПа

м³ – примем бак на 1,5 литра.

• РБ контура воздухоохладителей центрального кондиционера

Приращение объема жидкости в системе:

ΔV = βΔtV_c = 0,0060∙(35-4)∙0,086 = 0,0016 м³

p_мин = р_а +10^-3ρ_жgh + p_зап = 100 + 1080∙9,8∙1,0/1000 + 10 = 120,6 кПа

p_макс = р_а + р_раб – (Δр_н ± 10^-3ρ_жgh₁) = 100 + 500 – (83 + 1080∙9,8∙0,8/1000) = 508,5 кПа

м³ – примем бак на 17 литров.

• РБ контура чиллера

Приращение объема жидкости в системе:

ΔV = βΔtV_c = 0,0060∙(35-4)∙0,1262 = 0,0235 м³

p_мин = р_а +10^-3ρ_жgh + p_зап = 100 + 1080∙9,8∙1,0/1000 + 10 = 120,6 кПа

p_макс = р_а + р_раб – (Δр_н ± 10^-3ρ_жgh₁) = 100 + 500 – (51,8 + 1080∙9,8∙0,3/1000) = 545 кПа

м³ – бака гидромодуля на 35 л достаточно.

Бак – аккумулятор

Необходимо проверить достаточность объема бака-аккумулятора в составе насосной станции.

Потребный объем бака-аккумулятора V_АБ, л, когда время задержки компрессора составляет 6 мин, а допустимое отклонение температуры ±1,5°С, может быть приближенно определен по формуле

л

где Q_х^ч.макс = 201,4 кВт – максимальная мощность чиллера; V_пом = 3756 м³ – объем кондиционируемых помещений; V_c =337 л– объем воды в системе (в контуре чиллера); Z – количество контуров или ступеней мощности компрессора.

л

- бака-аккумулятора гидромодуля на 300 л достаточно.