2256

Для обеспечения требуемой влажности в помещении = 40-60 %, систему можно укомплектовать парогенератором. Процесс увлажнения воздуха зимой показан на рис. 3 (процесс 5-6). Расход пара определяется по формуле

G V d /1000, кг/ч.

где V – расход воздуха, м3/ч;

d = d5 – d6 – разность влагосодержаний (точка 5 – после воздухонагревателя, точка 6 – требуемые параметры помещения).

G 1,2 9887 8,5/1000 100,8 кг/ч.

Расчет воздушно-тепловых балансов сведен в табл. 2.

Таблица 2

*) При кондиционировании помещения необходимо обеспечить подпор в пределах 10 % для предотвращения поступления воздуха из некондиционируемых помещений или с улицы.

Размещаем оборудование, выполняем разводку воздуховодов по помещениям, вычерчиваем схемы системы кондиционирования (К1) и

33

вытяжной вентиляции (В1) и производим аэродинамический расчет систем К1 и В1.

Врезультате аэродинамического расчета определяем габаритные размеры воздуховодов и воздухораспределителей, а также аэродинамические потери напора в системах. Предположим, что в результате аэродинамического расчета потери напора в системе К1 составляют 142 Па, а в системе В1 – 151 Па.

Переходим к подбору оборудования. Система вытяжной вентиля-

ции должна быть укомплектована вентилятором, обеспечивающим необходимый расход воздуха (V = 7600 м3/ч см. табл. 2) и напор (не менее 160 Па – определены в ходе аэродинамического расчета). В данном примере рассмотрен вариант крышного вентилятора.

Подбор вентилятора ведем по каталогу вентиляционного оборудования компаний. Выбираем крышной вентилятор DH-630 производства немецкой фирмы Wolter.

Для заказа центрального кондиционера необходимо произвести подбор всех входящих в него элементов:

– клапана на заборе воздуха;

– фильтра;

– секции хладонового охладителя;

– секции водяного нагревателя;

– секции вентилятора.

Компьютерные программы ряда фирм позволяют сделать все необходимые расчеты для заказа оборудования.

Врезультате проведенных расчетов получаем технические данные элементов, входящих в комплект установки и габаритный чертеж центрального кондиционера (рис. 4).

Рис. 4. Схема центрального кондиционера

34

Для снабжения холодом секции хладонового охладителя подбираем компрессорно-конденсаторный блок, например, с воздушным охлаждением конденсатора по каталогам фирм.

Мощность хладонового воздухоохладителя, согласно расчетам по программе одной из фирм составляет для нашей системы 59,3 кВт. Выбираем ближайший, большей холодопроизводительности компрес- сорно-конденсаторный блок, например, MCAT182 фирмы Сlivet. Его производительность по холоду составляет 60 кВт.

Компрессорно-конденсаторный блок МСАТ182 имеет в своем составе два независимых контура охлаждения поршневых с герметичными компрессорами, поэтому регулирование мощности охлаждения 2-х ступенчатое.

Для обеспечения требуемых параметров в помещении необходим парогенератор. Подбор парогенератора осуществляется по каталогу фирм, в частности, Nordman. По проведенным выше расчетам производительность парогенератора должна составить G = 100,8 кг/ч. Выбираем, например, модель АТ9064, производительность которого составляет от 9,5 до 110 кг пара в час.

35

3.5. Кондиционирование помещений с использованием чиллера

Пример 3.5. Рассмотреть вариант кондиционирования помещений с использованием чиллера (рис. 1).

Помещения находятся на последнем этаже здания, но перекрытия и кровля не позволяют установить на них оборудование. На этаже имеется техническое помещение, предназначенное под вентиляционную камеру.Длина трассы и перепад высот не позволяют установить в качестве холодильной машины компрессорно-конденсаторный блок. Поэтому в качестве холодильной машины используем чиллер с воздушным охлаждением. Холодильную машину устанавливаем во дворе здания, на специально подготовленном фундаменте.

Ввентиляционной камере устанавливаем приточно-вытяжной кондиционер. В летний период воздух охлаждается в водяном поверхностном теплообменнике. Для циркуляции хладоносителя в системе «чиллер-центральный кондиционер» необходимо установить модуль (насосную станцию).

Исходные данные: г. Москва; 3-й этаж общественного здания; количество помещений – 10; общая площадь – 203 м2; высота помещений – 3,5 м; высота фальш-потолка – 800 мм (только в коридоре).

Впомещениях необходимо обеспечить круглогодичное поддержание следующих параметров внутреннего воздуха: температура t =

22 20С, влажность = 40-60 %.

Помещения без естественного проветривания.

Расчет теплопоступлений для летнего периода и количество наружного воздуха (согласно санитарной норме не менее 60 м3/ч на человека) сведен в табл. 1.

Решение.

Летний режим

Кондиционирование 1 класса. Расчетные параметры наружного воздуха для Москвы согласно СНиП 2.04.05-91* по параметрам «Б»

tН = 28,5 0С, Н = , hН = 54 кДж/кг.

Схема обработки воздуха с рециркуляцией. Летом наружный воздух (рис. 1 точка 1) смешивается с частью удаляемого из помещения воздуха (точка 3). Параметры смеси этих двух потоков показаны точкой 4. Ее положение на линии 1-3 зависит от отношения расходов наружного и рециркуляционного воздуха.

36

Рис. 1. Схема кондиционирования помещений с использованием центрального кондиционера и чиллера

37

Полученная смесь воздуха проходит через фильтр и попадает в поверхностный водяной воздухоохладитель, где воздух охлаждается и осушается (процесс 4-2). Воздух после воздухоохладителя нагревается в вентиляторе на 1 0С (точка 2’) и с температурой 14 0С поступает в помещение, где за счет теплоизбытков нагревается до требуемой температуры внутреннего воздуха 22 0С (точка 3). При отсутствии влаговыделений процесс 2’-3 протекает при d = const.

Производительность центрального кондиционера определяется необходимым количеством воздуха, подаваемого в помещение для ассимиляции теплоизбытков и обеспечения требуемых параметров воздуха в соответствии с процессом в h-d-диаграмме.

Определяем количество воздуха:

VQТ.ИЗБ , м3/ч,

сР t

где QТ.ИЗБ. = 26,47 кВт – теплоизбытки в помещениях, (см. табл. 1);

t = t3 – t2’ – разница температур воздуха внутри помещения и температурой приточного воздуха, согласно процесса в h-d-диаграмме;

= 1,2 кг/м3 – плотность воздуха;

39

сР = 1040 Дж/(кг К) – теплоемкость воздуха.

Расход наружного воздуха, согласно табл. 1 – 1320 м3/ч, что составляет менее 20 % от общего количества обрабатываемого воздуха. Для простоты расчета принимаем количество наружного воздуха в размере 20 % и находим точку с параметрами смеси воздушных потоков на h-d-диаграмме. На отрезке, соединяющем точки 1 и 3, от точки 3 откладываем отрезок, равный 1/5 от общей длины отрезка 1-3 и получаем точку 4.

Параметры точки 4

tСМ = 23,5 0С, hСМ = 47 кДж/кг.

На охлаждение расчетного расхода воздуха и на компенсацию теплоизбытков в помещениях необходимо следующее количество холода

QХОЛ V h, кBт,

где h = h4 – h2 – разность энтальпий (теплосодержаний) наружного воздуха (h4) и воздуха после воздухоохладителя (h2). Определяется по h-d-диаграмме (точки 4 и 2).

QХОЛ 1,2 2,651 47 36 31кBт.

Как видно из выполненных расчетов, теплоизбытки в помещениях и холодопроизводительность системы кондиционирования с использованием центрального кондиционера имеют различные значения. В данном примере кондиционер работает на смеси наружного и рециркуляционного воздуха. Общая холодопроизводительность системы идет на компенсацию теплоизбытков в помещениях и на охлаждение обрабатываемого воздуха от параметров смеси воздушных потоков до температуры внутри помещения.

Зимний режим

Расчетные параметры наружного воздуха для г. Москвы согласно СНиП 2.04.05-91*

tН = - 26 0С, Н = , hН = 25,3 кДж/кг.

Расчетные параметры внутреннего воздуха

40

tВН = 22 20С, = 40–60 %.

Строим процесс обработки воздуха в h-d-диаграмме (рис. 3). Зимой наружный воздух (точка 5) смешивается с частью удаляемо-

го из помещений воздуха (точка 9). Параметры смеси двух потоков показаны на диаграмме точкой 6. Ее положение на линии 5-9 зависит от отношения расходов этих воздушных потоков. Аналогично летнему режиму находим соотношение наружного и рециркуляционного воздуха. Количество наружного воздуха составляет 1/5 от общего количества воздуха. От точки 9 откладываем на прямой 5-9 отрезок равный по длине 1/5 отрезка 5-9. Получаем точку 6 с параметрами tСМ = = 11,5 0С, hСМ = 28 кДж/кг. Далее воздух очищается в секции фильтра и нагревается в водяном калорифере I ступени до параметров точки 7 (процесс 6-7). Далее воздух увлажняется и охлаждается в оросительной камере (процесс 7-8) до параметров точки 8 (адиабатный процесс h = const).

Каждый килограмм воздуха поглощает d воды, конечная точка

процесс увлажнения лежит на линии = 95 % (точка 8). Значительно увлажненный воздух поступает в нагреватель II ступени, где происходит его нагрев при постоянном влагосодержании d = const до параметров внутреннего воздуха, которые характеризует точка 9 (процесс

8-9).

Расход теплоты на калорифер I ступени

QТЕП.I сР V t7 t6 ,

где сР = 1040 Дж/(кг К) – теплоемкость воздуха;= 1,2 кг/м3 – плотность воздуха;

t7 = 16 0С – температура воздуха после 1-го подогрева; t6 = 11,5 0С – температура смеси воздушных потоков;

V = 9544 м3/ч – общий расход обрабатываемого воздуха.

QТЕП.I 1040 1,2 2,651 16 11,5 14,9 кBт.

Расход теплоты на калорифер II ступени

QТЕП.II сР V t9 t8 ,

где t9 = 22 0С – температура воздуха после II-го подогревателя; t8 = 110С – температура воздуха после оросительной камеры.

QТЕП.I 1040 1,2 2,651 22 11 36,4 кBт.

41