Кондиционирование воздуха и холодоснабжение
.pdf
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ Белорусский национальный технический университет
Кафедра «Теплогазоснабжение и вентиляция»
П. И. Дячек Д. Г. Ливанский
КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ ВОЗДУХА И ХОЛОДОСНАБЖЕНИЕ
Пособие для студентов специальности 1-70 04 02 «Теплогазоснабжение,вентиляция и охрана воздушного бассейна» заочной формы обучения
Рекомендовано учебно-методическим объединением по образованию в области строительства и архитектуры
Минск
БНТУ
2016
1
УДК [697.9+621.565]:378.147.091.313(075.4) ББК 38.762.2я7
Д99
Рецензенты:
кафедра «Энергетика» Белорусского государственного аграрного-технического университета, канд. техн. наук, доцент, зав. кафедрой В.А. Коротинский; начальник управления проектных работ
РУП «Главгосстройэкспертиза» А.А. Кирилюк
Дячек, П. И.
Д99 Кондиционирование воздуха и холодоснабжение : пособие для студентов специальности 1-70 04 02 «Теплогазоснабжение, вентиляция и охрана воздушного бассейна» заочной формы обучения / П.И. Дячек, Д.Г. Ливанский. – Минск : БНТУ, 2016. – 90 с.
ISBN 978-985-550-693-6.
Изложены программа дисциплины, задания и методические указания по выполнению курсовой работы для студентов заочной формы обучения специальности 1-70 04 02 «Теплогазоснабжение, вентиляция и охрана воздушного бассейна», которые предназначены для оказания методической помощи и самостоятельному изучению курса.
|
УДК [697.9+621.565]:378.147.091.313(075.4) |
|
ББК 38.762.2я7 |
ISBN 978-985-550-693-6 |
© Дячек П. И., Ливанский Д. Г., 2016 |
|
© Белорусский национальный |
|
технический университет, 2016 |
2
|
Оглавление |
|
Оглавление.............................................................................................. |
3 |
|
1. |
Программа курса................................................................................. |
4 |
2. |
Исходные данные к выполнению курсовой работы...................... |
25 |
3. |
Методические указания к выполнению курсовой работы............ |
27 |
4. |
Примеры расчета.............................................................................. |
31 |
Литература ............................................................................................ |
89 |
|
3
1. Программа курса
Цели и задачи изучения дисциплины
Кондиционирование воздуха является одной из важных технологий, позволяющей создать оптимальные условия воздушной среды
взонах пребывания людей и при реализации технологических процессов.
Цель дисциплины «Кондиционирование воздуха и холодоснабжение» – усвоение студентами вопросов теории функционирования и практики применения кондиционеров воздуха и систем их энергоснабжения (систем кондиционирования воздуха, СКВ), выбора рациональных схем и систем обработки воздуха при обслуживании помещений различного назначения.
Всоответствии с учебным планом студенты специальности «Теплогазоснабжение, вентиляция и охрана воздушного бассейна» слушают курс лекций, посещают практические занятия, выполняют лабораторные работы и курсовую работу, сдают экзамен.
Основные задачи – сформировать у студентов знания и умения
вчасти:
–теоретических основ функционирования и практики применения кондиционеров и систем их энергоснабжения;
–методов проектирования СКВ для помещений различного назначения;
–методов подбора функциональных блоков, эксплуатации и наладки СКВ при обслуживании помещений различного назначения;
–экономии энергетических ресурсов и применение инновационных технологий при эксплуатации СКВ.
Учебным планом предусмотрено изучение данной дисциплины
вседьмом семестре. Полученные знания студенты используют при изучении других профилирующих дисциплин и выполнении по ним курсовых проектов. Особое внимание при изучении данного курса следует обратить на усвоение теоретического материала, а также принципов применения, подбора и эксплуатации серийно выпускаемых кондиционеров и холодильных машин, снижения энергозатрат в процессах обработки воздуха.
Изучение курса «Кондиционирование воздуха и холодоснабжение» – базируется на знаниях, полученных при изучении других дис-
4
циплин: высшей математики, физики, химии, электротехники, механики жидкости и газа, термодинамики и теплопередачи, вентиляции, отопления и теплоснабжения, строительной теплофизики и др.
В результате изучения дисциплины студент должен
знать:
–санитарно-технические и технологические основы КВ;
–процессы кондиционирования воздуха;
–функциональные блоки и состав систем кондиционирования воздуха;
–физические основы функционирования основных типов ХМ;
–функциональные блоки и состав основных типов ХМ и систем холодоснабжения;
уметь:
–разрабатывать процессы и схемные решения СКВ;
–анализировать условия работы СКВ и подбирать основные функциональные блоки;
–определять нагрузки на холодильное оборудование;
–анализировать условия работы и подбирать холодильное оборудование.
Виды занятий и формы контроля знаний
№ |
Наименование видов занятий |
Количество |
п/п |
и форм контроля знаний |
часов |
1 |
Курс |
5 |
2 |
Семестр |
10 |
3 |
Лекции |
8 |
4 |
Экзамен, семестр |
10 |
5 |
Зачет, семестр |
– |
6 |
Практические занятия |
6 |
7 |
Лабораторные занятия |
4 |
8 |
Расчетно-графическая работа, семестр |
– |
9 |
Контрольные работы, семестр |
– |
10 |
Курсовая работа, семестр |
10 |
11 |
Курсовой проект, семестр |
– |
12 |
Самостоятельная работа |
140 |
5
Раздел 1. Кондиционирование воздуха
|
|
|
|
|
|
|
|
Заочная |
|
№ |
Наименование |
|
форма |
|
Содержание темы, раздела |
обучения |
|||
темы |
темы, раздела |
|||
|
часы, |
|||
|
|
|
лекции |
1.1Введение. Значение курса в подготовке инженеКраткий исторов по специальности «Теплогазоснабжерический обзор ние, вентиляция и охрана воздушного бассейна». Место и значение систем кондиционирования воздуха в обеспечении комфортных условий в среде обитания человека и при реализации технологиче-
скихпроцессов.
Историческийобзориособенностиразвития техники кондиционирования воздуха (КВ) и холодоснабжения за последние годы. Задачи развития техники кондиционированиявоздуха
1.2 Общие понятия |
Общие понятия и определения. Пара- |
и определения |
метры воздушной среды и влияние их на |
|
самочувствие людей и технологические |
|
процессы. Назначение систем кондицио- |
|
нирования воздуха в общем комплексе |
|
средств обеспечения требуемых парамет- |
|
ров микроклимата зданий различного на- |
|
значения |
1.3Комплекс тре- Санитарно-гигиенические и технолобований, предъгические требования к параметрам возявляемыйксисдушной среды в обслуживаемых СКВ
темам КВ |
помещениях. |
|
Конструктивно-компоновочные тре- |
|
бования. |
|
Технические требования (обеспечение |
|
устойчивости и безопасности систем в |
|
условиях чрезвычайных ситуаций, на- |
|
дежность, ремонтопригодностьипр.) |
|
Эстетические требования. |
|
Экологические требования. |
|
Экономические показатели СКВ (ин- |
|
вестиции и эксплуатационные затраты). |
|
Энергоэкономичность систем СКВ. |
|
Социально-экономические последст- |
|
вия применения СКВ |
6
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Заочная |
№ |
Наименование |
|
|
|
|
|
форма |
Содержание темы, раздела |
|
обучения |
|||||
темы |
темы, раздела |
|
|||||
|
|
|
|
|
часы, |
||
|
|
|
|
|
|
|
лекции |
1.4 |
Состав систем |
Классификация СКВ. Состав системы |
|
||||
|
кондициониро- |
кондиционирования |
воздуха. |
Основные |
|
||
|
вания воздуха |
функциональные блоки иих назначение. |
|
||||
|
|
Типоразмерные ряды. Схема «универ- |
|
||||
|
|
сального» кондционера. Структурная схе- |
|
||||
|
|
маСКВ. Системавоздухораспределенияи |
|
||||
|
|
еёвлияниенапараметрыкомфортности |
|
||||
1.5 |
Свойствавоз- |
Термодинамика |
влажного |
воздуха. |
|
||
|
духаипроцес- |
Уравнения и диаграммы состояния влаж- |
|
||||
|
сыизменения |
ного воздуха (по Молье и Рамзину). Ос- |
|
||||
|
егосостояния |
новные процессы изменения параметров |
|
||||
|
|
воздуха при кондиционировании (увлаж- |
|
||||
|
|
нение, осушка, нагрев, охлаждение, очис- |
|
||||
|
|
тка от механических примесей). Другие |
|
||||
|
|
процессы изменения параметров воздуш- |
|
||||
|
|
ной среды (ионизация, одоризация, борь- |
|
||||
|
|
ба с запахами, обогащение кислородом |
|
||||
|
|
и пр.). Построение на h–d-диаграмме |
|
||||
|
|
процессов изменения параметров конди- |
|
||||
|
|
ционируемоговоздуха |
|
|
|
||
1.6 |
Санитарно- |
Режим воздушной среды помещений. |
|
||||
|
гигиенические |
Микроклимат |
кондиционируемых |
по- |
|
||
|
и технологиче- |
мещений различного назначения. Сани- |
|
||||
|
ские основы |
тарно-гигиенические и технологические |
|
||||
|
кондициониро- |
требования к |
параметрам |
воздушной |
|
||
|
вания воздуха |
среды в обслуживаемых СКВ помеще- |
|
||||
|
|
ниях. Условия теплового комфорта. Вли- |
|
||||
|
|
яние на ощущение комфорта шума, архи- |
|
||||
|
|
тектурных решений, особенностей фи- |
|
||||
|
|
зиологического состояний людей и пр. |
|
||||
|
|
Возможные пределы изменения внут- |
|
||||
|
|
ренних параметров воздуха, оптималь- |
|
||||
|
|
ныеидопустимыепараметры |
|
|
|
||
1.7 |
Процессы и |
Нагрев (охлаждение) воздуха. |
|
4 |
|||
|
средства кон- |
Воздухонагреватели (воздухоохлади- |
|
||||
|
диционирова- |
тели) рекуперативного типа. Устройство, |
|
||||
|
ния воздуха |
схемыподключенияксистемамтепло- |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
7
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Заочная |
|
№ |
Наименование |
|
|
|
|
|
форма |
|
Содержание темы, раздела |
обучения |
|||||||
темы |
темы, раздела |
|||||||
|
|
|
|
|
часы, |
|||
|
|
|
|
|
|
|
лекции |
|
1.7 |
Процессы и |
снабжения (холодоснабжения); теплоно- |
4 |
|||||
|
средства кон- |
сители (холодоносители). Изображение |
|
|||||
|
диционирова- |
процессов нагрева (охлаждения) воздуха |
|
|||||
|
ния воздуха |
вh–d-диаграмме. |
|
|
|
|
||
|
|
Конструкция |
воздухонагревателей |
|
||||
|
|
(воздухоохладителей). Базовые элементы |
|
|||||
|
|
для создания воздухонагревателей (воз- |
|
|||||
|
|
духоохладителей), |
их |
конструктивные |
|
|||
|
|
разновидности в зависимости от регули- |
|
|||||
|
|
рования по воде и по воздуху. Показате- |
|
|||||
|
|
лидлярасчетарежимовработы. |
|
|||||
|
|
Управление работой воздухонагревате- |
|
|||||
|
|
лей (воздухоохладителей), неравномер- |
|
|||||
|
|
ность температурного поля по фронталь- |
|
|||||
|
|
номусечению. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Другие способы нагрева (охлаждения) |
|
|||||
|
|
воздуха. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Режимы потребления |
теплоты ихо- |
|
||||
|
|
лода. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Технико-экономические |
показатели |
|
||||
|
|
систем нагрева (охлаждения) воздуха. |
|
|||||
|
|
Защита воздухонагревателей от раз- |
|
|||||
|
|
мораживания. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Процессы |
повышения |
влагосодер- |
|
|||
|
|
жания воздуха. |
|
|
|
|
||
|
|
Термодинамические и физико-мате- |
|
|||||
|
|
матические основы протекания процес- |
|
|||||
|
|
сов тепло и массообмена в аппаратах КВ. |
|
|||||
|
|
Теоретические основы процессов пере- |
|
|||||
|
|
носа при контакте воздуха с поверхно- |
|
|||||
|
|
стью воды. Изображение процессов |
|
|||||
|
|
увлажнения в h–d-диаграмме. Способы и |
|
|||||
|
|
системы увлажнения воздуха. Контакт- |
|
|||||
|
|
ные увлажнители (типы и устройство), |
|
|||||
|
|
форсуночные |
и |
другие |
оросительные |
|
||
|
|
камеры, пароувлажнители, роторные |
|
|||||
|
|
увлажнители, увлажнение воздуха с по- |
|
|||||
|
|
мощьюнасадокипористыхсред, плено- |
|
|||||
8
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Заочная |
|
№ |
Наименование |
|
|
|
форма |
|
Содержание темы, раздела |
обучения |
|||||
темы |
темы, раздела |
|||||
|
|
|
часы, |
|||
|
|
|
|
|
лекции |
|
1.7 |
Процессы и |
чные (пластинчатые) увлажнители. Дру- |
4 |
|||
|
средства кон- |
гие типы тепломассообменных аппара- |
|
|||
|
диционирова- |
тов. |
|
|
|
|
|
ния воздуха |
Конструкция и методы расчета камер |
|
|||
|
|
орошения. |
Конструкция |
механических |
|
|
|
|
форсунок и их характеристики. Кон- |
|
|||
|
|
структивная схема типовых камер оро- |
|
|||
|
|
шения и систем водоснабжения. Расчеты |
|
|||
|
|
процессов обработки воздуха при кон- |
|
|||
|
|
тактесводойразличнойтемпературы. |
|
|||
|
|
Управление процессом увлажнения |
|
|||
|
|
воздуха, системы и устройства для кон- |
|
|||
|
|
троляпроцессовтепломассопереноса. |
|
|||
|
|
Технико-экономические показатели си- |
|
|||
|
|
стемувлажнениявоздуха. |
влагосодержа- |
|
||
|
|
Процессы |
снижения |
|
||
|
|
ния(осушки) воздуха. |
|
|
||
|
|
Способыисистемыосушкивоздуха. |
|
|||
|
|
Теоретические основы процессов пере- |
|
|||
|
|
носа при контакте воздуха с холодной |
|
|||
|
|
поверхностью и взаимодействие водяно- |
|
|||
|
|
го пара с сорбентами. Осушка воздуха |
|
|||
|
|
путем контакта с холодной поверхно- |
|
|||
|
|
стью, типы и устройство осушителей. |
|
|||
|
|
Осушкавоздухаспомощьюсорбентов |
|
|||
|
|
Изображение процессов в h–d-диа- |
|
|||
|
|
грамме. |
|
|
|
|
|
|
Управление процессом осушки возду- |
|
|||
|
|
ха, системы и устройства для контроля |
|
|||
|
|
процессовтепломассопереноса. |
|
|||
|
|
Технико-экономические показатели си- |
|
|||
|
|
стемосушкивоздуха. |
|
|
||
|
|
Очисткавоздуха. |
|
|
||
|
|
Общие сведения о физических и хими- |
|
|||
|
|
ческихпроцессахочисткивоздуха. |
|
|||
|
|
Очистные |
устройства, |
классификация |
|
|
|
|
и типы. Нормативные требования кочи- |
|
|||
|
|
стке воздуха от механических примесей, |
|
|||
|
|
газов и аэрозолей. Очистка воздуха от |
|
|||
|
|
механическихпримесей, способыисред- |
|
|||
9
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Заочная |
|
№ |
Наименование |
|
|
|
форма |
|
Содержание темы, раздела |
обучения |
|||||
темы |
темы, раздела |
|||||
|
|
|
часы, |
|||
|
|
|
|
|
лекции |
|
1.7 |
Процессы и |
-ства. Воздушные фильтры. |
Конструк- |
4 |
||
|
средства кон- |
тивные особенности. Фильтрующие ма- |
|
|||
|
диционирова- |
териалы, используемые в фильтрах цен- |
|
|||
|
ния воздуха |
тральных СКВ. Очистка воздуха от газо- |
|
|||
|
|
образныхпримесей. Борьбасзапахами. |
|
|||
|
|
Функциональные параметры очистных |
|
|||
|
|
устройств. Классыочистки. |
|
|
||
|
|
Воздушные клапаны. Конструктивные |
|
|||
|
|
особенности и разновидности воздушных |
|
|||
|
|
клапанов |
|
|
|
|
1.8 |
Вспомогатель- |
Клапаны. Соединительные секции. |
|
|||
|
ное оборудова- |
Смесительные |
камеры. Вентиляторные |
|
||
|
ние СКВ |
секции. Компоновка кондиционеров. |
|
|||
|
|
Варианты исполнения (по размещению, |
|
|||
|
|
стороне обслуживания, взаимному рас- |
|
|||
|
|
положению блоков в пространстве, |
|
|||
|
|
направлению подвода и отвода воздуха, |
|
|||
|
|
способу монтажа в месте расположения). |
|
|||
|
|
Конструктивные материалы и защитные |
|
|||
|
|
покрытия, применяемые при сборке |
|
|||
|
|
функциональных блоков. Краткие сведе- |
|
|||
|
|
ния о технологии изготовления функцио- |
|
|||
|
|
нальныхблоков |
|
|
|
|
1.9 |
Утилизация |
Источники теплоты (холода). Типы |
|
|||
|
теплоты (холо- |
утилизаторов (рекуперативного и реге- |
|
|||
|
да) в системах |
неративного типа, с промежуточным |
|
|||
|
кондициониро- |
теплоносителем и на тепловых трубках). |
|
|||
|
вания воздуха |
Особенности конструкции и теплового |
|
|||
|
|
режима. Процессы переноса энергии |
|
|||
|
|
и массы при утилизации теплоты (холо- |
|
|||
|
|
да). Параметры процесса утилизации. |
|
|||
|
|
Системы утилизации теплоты и холода. |
|
|||
|
|
Эксплуатация утилизаторов. |
|
|
||
|
|
Управление |
процессом |
утилизации |
|
|
|
|
теплоты (холода), системы и устройства |
|
|||
|
|
для контроля процессов тепломассопе- |
|
|||
|
|
реноса. |
|
|
|
|
|
|
Технико-экономические |
показатели |
|
||
|
|
системутилизациитеплоты(холода) |
|
|||
10