Холодоснабжение
.pdf5.1 Проверочный расчет камеры орошения типа ОКФ для холодного периода года.
Цель расчета: определить расход воды, разбрызгиваемой в форсунках камеры орошения Gw, кг/ч и давление воды перед форсунками Рф, кПа, при известном расходе воздуха GKO= 192000 кг/ч и заданных начальном и конечном состояниях воздуха (Ibtj), (I2;t2), причем в условиях адиабатного увлажнения Ii=l2. Т.к. в ТПГ я принял оросительную камеру ОКФ 2-го исполнения с числом форсунок 90 шт, то проверю её и для ХПГ. Расчет проводим для процесса Н-КР1-П-В т.к. он является наиболее неблагоприятным и неэкономичным, поэтому выбранная для него камера орошения подойдет и для выбранного процесса Н-КР2-С2-П-В.
t,=15,1°С |
12= 22,9 кДж/кг |
t2=14,9°C |
tM=7,5°C |
Определяем коэффициент эффективности тепломассообмена в адиабатном процессе;
Eta-1 -(t2-tM)/(t,-tM)= 1 -(14,9-7,2)/( 15,1 -7,2)=0,0253
Определяем коэффициент орошения: B=(ln(l-Eta)/(-A]))1/al=(ln(l-0,0253)/(-0,61))1/l'l7=0,0665
Расход воды через форсунки:
Gw=B><GKO=0,0665* 192000=12768 кг/ч
Расход воды через одну форсунку:
§ф=0№/пф=12768/286=44,6 кг/ч
Определяем давление воды перед форсунками:
Рф=Еф2/1310=44,62/1310=1,51 кПа
Оросительная камера ОКФ 1-го исполнения подходит для ХПГ.
ВГАСУ 03-3-1154. КП
Пигт
23
6.РАСЧЕТ ВОЗДУХОНАГРЕВАТЕЛЕЙ.
Для подогрева воздуха в центральных СКВ применяются воздухонагреватели двух видов: без обводного канала ВН и с обводным каналом ВНО. Их можно применять и для охлаждения воздуха в качестве воздухоохладителей или в качестве составной части блока тепломассообмена БТМ-2 в тех случаях, когда необходимо с целью более глубокого охлаждения увеличить его рядность.
Цель расчета:
1.определение необходимой поверхности нагрева воздухонагревателей FTTp, м2;
2.выбор количества базовых теплообменников пр, шт, с фактической поверхностью нагрева FT*, м2;
3.определение аэродинамического сопротивления ДРа, Па;
4.определение гидравлического сопротивления ДРГ, Па.
При расчете необходимо учитывать ряд ограничений:
1.по скорости воды: 0,15<W<0,3 м/с
2.по массовой скорости воздуха: 2<(ри)ф<4 м/с Рассмотрим процесс Н-КР1
Исходные данные:
1.Расход воды через воздухонагреватели:
|
G„=63214 кг/ч |
|
2. |
начальная и конечная температура воздуха: |
|
. 3. |
t]=-8°C, |
t2=7,9°C |
начальная и конечная температура теплоносителя: |
||
|
^ , = 1 3 0 ° С , |
ГЙ=70°С |
Определим тепло производительность воздухонагревателя: QT=CBxGB(t2-t,)/3600= 1x63214(7,9-(-8))/Зб00=296,7кВт
Расход теплоносителя составит: GT=QTx3600/CT(trl-tl2)=296,7x3600/4,19( 150-70)=3187кг/ч
Массовая скорость воздуха во форсуночном сечении воздухонагревателя определяется:
(pu^=GB/(3600xfB)=63214/(3600x7,253)=2,42м/с где fe-площадь поперечного сечения для прохода воздуха [6].
Определим допустимое число параллельно включенных базовых теплообменников:
где рт-плотность теплоносителя:
рх=1000,3-0,06x^(1+0,06xtr)=l 000,3- 0,06х 125(1+0,06х 100)=947,8 кг/м3 где tr=( 130+70)/2= 100°С
fw=0,00293 м -площадь живого сечения одной трубки [4];
ВГАСУ 03-3-1154. КП |
Лист |
|
~~24 |
||
|
Скорость воды в трубках равна, м/с:
W=GT/(3600x ртх^хПрдоп)=3187/(3600 х947,8х0,00293х2)=0,16 Условие 0,15<W<0,3 м/с
0,15<0,16<0,3 м/с выполняется Определяем температурный напор в воздухонагревателе:
Atcp=0,5 x[(trl+tr2)-(t,+t2)]=0,5 х[( 130+70)-(-8+7,9)]=100,05°С
Определяем коэффициент теплопередачи:
Кт=ах(ри)фпхWr=25,5 х(2,42)°'486х(0,16)°'127=20,9 Вт/(м2х°С)
где а, п, г- эмпиричические коэффициенты [4]: а=25,5 п=0,486 г=0,127
Определяем требуемую площадь поверхности нагрева теплообменников: F.,Tp=QTx 1000/(KTx Atcp)=296,7* 1000/(20,9х 100)=210,6, м2
Фактическаю площадь поверхности нагрева теплообменника: Ртф= 243,4 м2
Коэффициент запаса:
Кф=((Ртф-Рттр)/Рттр) х 100=((243,4-210,6)/210,6) хЮ0=15,57%<20% Величина допустимая Аэродинамическое сопротивление базового теплообменника
АРа=Вх(рт>)фт=6,94х(2,42)1'716=31,62 Па где В=6,94, т=1,716-эмпирические коэффициенты [4].
Гидравлическое сопротивление:
APr=Bt хW2=25,63х0,162=0,656 Па
где В]=25,63 [4].
I |
ВГАСУ 03-3-1154. КП |
Лист |
|
~25 |
|
|
|
7.ХОЛОДОСНАБЖЕНИЕ СИСТЕМ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА.
7.1 РАСЧЕТ И ПОДБОР ХОЛОДИЛЬНЫХ КОМПРЕССОРОВ
Для холодоснабжения центральных систем кондиционирования воздуха в общественных жилых зданиях, как правило, используются одноступенчатые фреоновые паорокомпрессионные холодильные машины (хладагент: хладон R-12). Принципиальная схема представлена на рис. 1. Применяются машины с водяным охлаждением при оборотном водоснабжении с использованием вентиляторных градирен.
|
РВ - регулирующий вентиль, |
j |
И- испаритель. |
| |
Рис.1. Принципиальная схема фреоновой холо- |
|
дильной установки |
| |
Основные процессы изменения состояния рабочего агента в цикле од- |
|
ноступенчатой фреоновой парокомпрессионной установки, представленном |
|
на рис.2 и рис.3: |
|
1-2 - сжатие пара в компрессоре; |
!2-3 - охлаждение и конденсация пара в конденсаторе;
J |
3-4 |
- переохлаждение жидкости в переохладителе; |
|
4-5 |
- дросселирование жидкости в регулирующем вентиле; |
1 |
5-1"- испарение жидкости в испарителе; |
|
i |
1"-1 - перегрев пара в переохладителе. |
|
ВГАСУ 03-3-1154. КП
Лист
~~24
т
дильной установки на T-S-диаграмме.
Для получения холода герметичная система парокомпресорной холодильной машины может быть заполнена любой жидкостью, которая при испарении обеспечивает отвод от охлаждаемой среды (воды или воздуха) требуемого количества тепла. Однако от свойств заполняющих жидкостей в значительной степени зависит энергетическая эффективность и размеры аппаратов холодильной машины.
Целью расчета холодильной установки являются:
-определение производительности, типа и состава основного оборудования установки;
-определение требуемой мощности и подбор электропривода холодильного компрессора.
Исходные данные для расчета и подбора холодильной установки:
-расчётное холодоснабжение СКВ - Qx, кВт, которое принимается на основании расчета процесса охлаждения воздуха при выборе технологической схемы кондиционирования в условиях теплого периода года для прямоточной СКВ;
-требуемая температура охлажденной воды tx] принимается равной температуре воды в поддоне камер орошения или в сборном баке отепленной
воды, т.е. txi = tw2;
- требуемая температура охлажденной воды из испарителя tx2, °С; для неавтономных СКВ принимается tx2 = 6-7 °С;
- начальная температура воды, используемой для охлаждения конденсатора^,, "С
Зависимость холодопроизводительности Q0, кВт, от конструктивных размеров компрессора и температурного режима работы установки для наиболее типичной для СКВ одноступенчатой холодильной машины в общем виде выражается следующей формулой:
Qo = qox G = qv* Avx V„, |
(7.1) |
где Vh - теоретическая объемная производительность компрессора (часовой |
|
объем, описываемый его поршнями), м3/ч, определяемая основными |
кон- |
ВГАСУ 03-3-1154. КП
Лист
~~27
а) для установок с водяным охлаждением конденсатора на 5..6 °С выше температуры воды на выходе из конденсатора tB2, т.е. tK = te2+(5..6)°C.
б) для установок с воздушным охлаждением конденсатора на 15..20 °С выше расчетной температуры наружного воздуха по параметру Б,
т.е. tK = t„b + (15..20)°С
Давление пара в конденсаторе Рк определяется по таблицам насыщенного пара рабочего агента или по формуле (7.9) и табл.7.1 при температуре конденсации tK: Рк = Ps(tK), Па.
Температура переохлаждения жидкого рабочего агента tri0 в регенеративном теплообменнике - переохладителя может быть принята на 3..5°С ни-
же tK: tM0 — tK — (3..5) С.
Температура всасывания рабочего агента t^ для хладоновых установок может быть на Ю..30°С выше температуры испарения to и определяется из уравнения теплового баланса регенеративного переохладителя:
для хладонаК-12: tBC > t0 + 2.23 х (tBC-t0), (7.29)
Рассчитаем холодильный цикл и подберем основное оборудование для холодильной установки, на основе процесса Н-О, предназначенной для холодоснабжения СКВ. Расчет проведен в табличной форме (табл.7.3).
|
|
Расчет холодильной установки для СКВ |
Таблица 7.3 |
|||
|
|
|
||||
N N |
Определяемый |
Обо- |
Раз- |
Расчет- |
Расчет |
Резуль- |
пп |
параметр |
знач. |
мерн. |
ная |
|
тат |
|
|
|
|
формула |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
1 |
Расчетное холодо- |
Q* |
кВт |
|
потребление |
|
|
2 |
Расчетная холодо- |
Qo |
кВт |
3 |
производительность |
|
|
11ач. температура ох- |
txl |
°С |
|
4 |
лаждаемой воды |
|
°с |
Требуемая тем-тура |
tx2 |
||
|
охлажденной воды |
|
°с |
5 |
Тем-pa паруж. возд. |
^им |
|
|
по мокрому терм-ру |
|
°с |
6 |
| Нач. температура ох- |
t„l |
|
|
j лаждающей воды |
|
°с |
7 |
j Конеч. температура . |
tB2 |
|
|
! охлаждающей воды |
|
°с |
8 |
I Тсм-ра конденсации |
tK |
|
9 |
j Давление конд-ции |
PK |
кПа |
10 |
Гем-тура испарения |
to |
°с |
|
5 |
6 |
7 |
раз.5 |
|
2844654 |
|
ф.(7.24) |
1.1x2844654/3600 |
869.1 |
|
ф.(6.) |
|
9.5 |
|
Принято |
|
7 |
|
по I-d - |
|
23.2 |
|
диаграмме |
|
|
|
tBl=tHM+ |
23.2+4 |
27,2 |
|
(4.. .6)°С |
|
|
|
B |
= B |
27,2+0,8 |
28 |
t 2 |
t l + |
|
|
(4..6)°С |
|
29,2 |
|
tK= tHM+ 6 |
23,2+6 |
||
|
°с |
|
845,6 |
pK=ps(tK) |
|
||
to=tx2" |
7-3 |
4 |
|
(2..4) °C |
|
|
|
ВГАСУ 03-3-1154. КП
Лист
28
и |
Давление испарения |
Р о |
|
|
|
12 |
Степень повышения |
71 |
|
давления в компр-ре |
|
13 |
Температура после |
^п о |
|
переохлодителя |
|
|
|
14Температура всас. в компрессор пара
15Уд. холодопроизвод. Чо
16 |
Расход хладагента |
|
Gpa |
17 |
i Удельный объем |
|
V % * |
|
i насыщенного пара |
|
|
18 |
Удель ный объем |
• |
VBC |
|
1 всасываемого пара |
||
|
|
|
19^ Коэф-ент подачи
20Объем, описываемый поршнями
21! Удельная объемная j холодопр-ность
22| Стандартная холо- допр-ность уст-ки
23Удельная теплота испарения при t=to
24: Удельная теплота испарения при t=tK
25Удельная адиабатная работа сжатия
26Индикаторный КПД компрессора
27Удельная внутренняя работа сжатия
28'Злектромеханиче-
1ский КПД привода
29Требуемая мощность привода к-ра
30, Удельная теплота
:конденсации
31! Геплопроизводитсльность конде-ра
32Средний темп-рный напор в конден-торе
Av
vh
q v
Qo"
Го
rK
Jал
7i
Ji
Т}ъм
N ,
Як
QK
AtK
кПа
-
° C
°c
кДж/
кг
кг/ч
м^/кг
м^/кг
*
MJ /4
кДж/ м3
кВт
кДж/
кг
кДж/
кг
кДж/
кг
-
кДж/
кг
-
кВт
кДж/
кг
кВт
° С
Po=PS (to) |
|
351.6 |
* = Р к / Р 0 |
845/351.6 |
2.4 |
tn 0~ V |
29,2-5 |
24.2 |
( 3 . . 5 ) ° С |
|
|
tBC=to+2.23 |
4+2.23 х(29,2-24,2) |
15.15 |
*( tK- t[, о) |
|
|
Ф-(7.5) |
152.44- |
129,504 |
|
0.98x25,2+0.44x4 |
|
ф.(7.11) |
3600*869.1/129.504 |
24120 |
ф.(7.8) |
1/[24.27+0.63(4-10)] |
0.0488 |
ф.(7.6) |
0.0488+(2.7хЮ"4- |
0.0515 |
|
6 x i o ^ x 4 ) ( i 5 . l 5 - 4 ) |
|
ф.(7.7) |
0.859-0.0354x2.4 |
0.774 |
ф.(7.10) |
24120x0.0515/0.774 |
709.4 |
ф.(7.4) |
129.504/0.0515 |
2414 |
ф.(7.18) |
369.6(1305x0.785)/ |
199.1 |
|
(2414*0.774) |
|
ф.(7.14) |
149.5-0.575(2962-5) |
135.5 |
ф.(7.14) |
149.5-0.575(4-5) |
149.575 |
ф.(7.12)или |
In(302,2/277) |
12.93 |
ф.(7.13) |
V(302,2/277)135,5*1 |
|
|
49,575 |
|
ф.(7.16) |
0.847-0.0157x2.4 |
0.81 |
ф.(7.15) |
12.93/0.81 |
15.96 |
Принима- |
|
0.91 |
ем |
|
|
ф.(7.17) |
24120x15.96/ |
110.4 |
|
(0.91x3600) |
|
ф.(7.19) |
129.504+15.96 |
145,464 |
ф.(7.20) |
145.464x24120/3600 |
974.6 |
ф.(7.27) |
29,2-(27,2+28)/2 |
1.6 |
ВГАСУ 03-3-1154. КП
Лист
~~29
33 |
Коэф.теплопередачи |
Кк |
Вт/м' |
Принима- |
|
500 |
34 |
в конденсаторе |
|
С |
ем |
|
|
Требуемая пов-сть |
F * |
|
ф.(7.25) |
1000x974.6/ |
1218,2 |
|
|
теплообмена кон-ра |
|
|
(500x1.6) |
|
|
|
|
|
|
|
||
35 |
Средний темп-ный |
At„ |
°С |
ф.(7.28) |
(9.5+7)/2-4 |
4.25 |
|
напор в испарителе |
|
|
|
|
|
36 |
Коэф. теплопередачи |
Ки |
Вт/м' |
Принима- |
|
300 |
|
в испарителе |
|
С |
ем |
|
|
37 |
' Требуемая повер-сть |
F„ |
м2 |
ф.(7.24) |
1000x869.1/(300x4.2 |
689,7 |
|
i теплообмена исп-ля |
|
|
|
5) |
|
На основании проведённых расчётов подбираем 2компресора ФУУ-80 и 2 конденсатора КТР 65.
ВГАСУ 03-3-1154. КП |
Лист |
|
~~30 |
||
|
8.СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.
1.СНиП 2.04.05-86 Отопление, вентиляция и кондиционирование. М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1988. -64 с.
2.Богословский В.Н, Кондиционирование воздуха и холодоснабжение. М: Стройиздат, 1985. -367 с.
3.Пеклов А.А. Кондиционирование воздуха. - Киев: Будвельник, 1967. -296 с.
4.Петров В.Р. Кондиционирование воздуха и холодоснабжение. Методические указания к выполнению курсовой работы. ВГАСА. Воронеж, 1993. -40 с.
5.Петров В.Р. Зайко М.С. Кондиционирование воздуха и холодоснабжение.
Методические указания к решению задач контрольной работы №1; ВИСИ. Воронеж, 1990. -39 с.
6.Руководящий материал по центральным кондиционерам КТЦ-3. 4.1. Харьков: НПО Союзкондиционер, -1984. -122 с.
7.Сазонов Э.В. Вентиляция общественных зданий. - Воронеж: Изд-во ВГУ, 1991.-188 с.
8. Титов В.П. Курсовое и дипломное проектирование по вентиляции гражданских и промышленных зданий. -М.: Стройиздат, 1985. -208 с.
ВГАСУ 03-29-1154. КП |
Лист |
?? |