6.1.4 Расчет и оптимизация системы кондиционирования в теплый период года
В теплый период года используют системы вентиляции и кондиционирования воздуха(СКВ).
При искусственной вентиляции воздух перемещается посредством осевых и центробежных вентиляторов. Вентиляторы характеризуются производительностью L (м3/ч), давлением p(Па), мощностью N(кВт) и КПД. Осевые вентиляторы позволяю обеспечить подачу больше, чем центробежные, однако они развивают меньше давления. Производительность вентилятора определяется зависимостью:
L = 3600*F*v, (16)
где F - площадь сечения вентиляционного патрубка, м2;
v - скорость движения воздуха, м/с.
Теплоизбытки в помещении в теплый период года обусловлены:
- тепловыделениями от людей, оборудования, освещения;
- теплом от солнечной радиации;
- теплом, приникающим через оконные проемы и стенки.
Количество воздуха L, которое надо подать системой вентиляции для поглощения избыточной теплоты Qизб(кДж/ч), определяется зависимостью:
,
(17)
Таким образом, система вентиляции дает возможность получить в помещении в теплый период года лишь определенный перепад между внутренней и наружной температурами, что во многих случаях не обеспечивает комфортных условий жизнедеятельности человека.
Система кондиционирования воздуха обеспечивает комфортные значения температуры относительно влажности вне зависимости от внешних климатических факторов и внутренних условий в помещении. СКВ по виду обработки воздуха делят на зимние, летние, круглогодичные. Зимнее кондиционирование работает в режиме воздушного отопления.
При нагревании исходного воздуха относительная влажность уменьшается, поэтому в кондиционере воздух при нагревании должен увлажняться, а при охлаждении - осушаться.
Количество воздуха, которое надо подать в теплый и холодный периоды года, определяется по формулам:
;
(18)
где Qсум.т- суммарные теплопритоки в теплый период, кДж/ч;
Qсум.х- суммарные теплопритоки в холодный период года, кДж/ч;
tпр- температура приточного воздуха,0С.
Для избежания простудных заболеваний разность между температурой в помещении без СКВ и температурой приточного воздуха не должна превышать 160С.
Исходные данные
|
Производительность вентилятора L, м3/ч |
450 |
|
Избыточная теплота Qизб., кДж/ч |
2600 |
|
Удельная теплоёмкость воздуха C, кДж/кг*град. |
1 |
|
Плотность воздухар, кг/м3 |
1,173 |
|
Площадь стекла или ограждения помещения Fогр., м2 |
7 |
|
Коэффициент теплопередачи К, кДж/(м2*град.) |
19 |
|
Наружная температура tн, град. |
29 |
|
Площадь сечения воздухораспределителя Fв, м2 |
0,13 |
|
Количество воздухораспределителей n |
5 |
|
Относительная влажность W, % |
55 |
|
Оценка микроклимата |
|
|
Температура внутри помещения без СКВ tвн., град. |
32,9 |
|
Нормативная температура tнор.,град.(опт.при СКВ) |
22 |
|
Скорость движения воздуха V, м/с |
0,1923 |
|
Нормативная скорость движения воздуха Vнор., м/с |
0,2 |
|
Относительная влажность W, % |
55 |
|
Нормативная относительная влажность Wнор., % |
40-60 |
Расчет характеристик СКВ
|
Необходимая температура приточного воздуха tпр. |
15,3 |
|
Необходимое количество воздухораспределителей n |
5 |
|
Температура внутри помещения при выполнении |
|
|
СКВ с рассчитанными характеристиками |
22 |
|
Подача охлаждённого воздуха в помещение |
|
|
с температурой tпр. |
15,3 |
|
Температура воздуха в помещении без СКВ |
32,9 |
|
Разность между температурой воздуха в помещении |
|
|
без СКВ и температурой подаваемого воздуха |
17,6 |
В таблице 5. приведены значения производительности и разность температур воздуха в помещении без СКВ и температуры приточного воздуха.
Таблица 5 - Значения производительности и разность температур воздуха в помещении без СКВ
|
Разность температур |
27,6 |
21 |
17,6 |
15,4 |
13,9 |
12,9 |
12,0 |
10,9 |
8,5 |
|
Производительность СКВ |
200 |
300 |
400 |
500 |
600 |
700 |
800 |
1000 |
2000 |
На основании данных из Таблицы 5 построен график зависимости производительности СКВ от разности температур.
Рис.28. Зависимость производительности СКВ от разности температур.