3.5.1 Пересчет баланса по теплоте

Как и ранее сведём в таблицу:

Таблица 3.16 – Баланс по теплоте (пересчёт)
ΔQ, кВт	Теплый период	Холодный период
рабочее время	453,87	420,62
нерабочее время	0	-29,63

3.5.2 Пересчет баланса по влаге

4,369·10^-4кг/c;

3,732·10^-4кг/c;

Таблица 3.17 – Баланс по влаге (пересчёт)
ΔW, кг/с·10-4	Теплый период	Холодный период
рабочее время	4,369	3,732
нерабочее время	0	0

4. Выбор схемы организации воздухообмена и режима работы системы кондиционирования для расчетных периодов года

Выбрать схему организации воздухообмена означает выбрать способ подачи приточного воздуха и способ удаления отработанного. При осуществлении выбора принимаются во внимание следующие соображения:

• приточный воздух должен полностью поглощать выделяемые вредности;

• удаляемый воздух желательно забирать в месте скопления вредностей или в месте их выделения;

• воздухораспределители необходимо установить так, чтобы воздух на входе в рабочую зону имел заданные параметры

По итогам балансов видно, что воздухообмен необходимо ориентировать на борьбу с теплотой. Схема воздухообмена зависит от положения воздухораспределителей и воздухосборников. Последние целесообразно вывести под станки в целях избежания помех для персонала, создаваемых достаточно громоздким трубопроводом. Положение же воздухораспределителей необходимо определить. При больших количествах теплоты рекомендуется использовать схему «сверху – вниз». Рациональность этого предположения можно проверить расчётом. Таким образом, предварительно воздухораспределители размещаются в рабочей зоне, а в процессе расчёта воздухообмена (пункт 5 пояснительной записки) их положение определится окончательно.

В зимний период времени СКВ использоваться круглосуточно. В летний период – только в рабочее время.

5. Расчет воздухообменов и определение параметров приточного воздуха

5.1 Общие положения

При создании микроклимата используется качественный способ регулирования параметров воздуха в рабочей зоне. Наибольший небаланс по теплоте в рассматриваемой работе имеется в тёплый период года, в рабочее время. С него и необходимо начать расчёт, чтобы получить максимальное значение подачи воздуха (воздухообмена L) и согласовать его с нормативными требованиями. Полученное значение воздухообмена далее принимается как данное для всех остальных расчётных периодов. Необходимые для расчёта параметры воздуха определяются по h-d диаграмме.

Плотность воздуха в рабочем диапазоне температур меняется незначительно, поэтому ее можно принять постоянной ρ = 1,2 кг/м³.

5.2. Расчёт воздухообмена в тёплый период года в рабочее время

Вначале рассмотрим схему воздухообмена «снизу-вниз», так как подача воздуха в рабочую зону является оптимальным решением для обслуживающего персонала.

Угловой коэффициент процесса:

(5.1)

Значение ε очень велико, поэтому примем ε = +∞. То есть в h-d диаграмме процесс поглощения вредностей пойдёт вертикально вверх.

Точка В^т– расчетные параметры воздуха в рабочей зоне в теплый период года:

= 25 ºС;= 65%;= 57,5 кДж/кг_с.в.;= 12,8 г/кг_с.в.;

Необходимо провести оценку воздухообмена при подаче воздуха в рабочую зону (как это было принято предварительно в пункте 4). Для этого случая по [1], приложение 7 допустимая разность температур Δt_доп= 2 ºC. Значит параметры точки О^тследующие:

= 23 ºС;= 73%;= 54,5 кДж/кг_с.в.;= 12,8 г/кг_с.в.;

Воздухообмен при таких параметрах приточного воздуха определяется по формуле:

м³/с. (5.2)

Тогда кратность воздухообмена в помещении:

n , 81> 28. (5.3)

Придётся увеличивать разницу , это в конечном итоге приведёт к понижению температуры подаваемого воздуха, что в свою очередь невозможно без выноса воздухораспределителей за пределы рабочей зоны, то есть вверх. Схемы воздухообмена – «сверху – вниз» изображена нарисунке 5.1.

1 – станки; 2 – источники искусственного света (лампы); 3 – воздухораспределители; 4 – воздухосборники; 5 – технический этаж; 6 – подвесной потолок (высота 4,2 м); 7 – рабочая зона (высота 2 м); 8 – технический этаж или околопотолочное пространство нижнего этажа.

Рисунок 5.1– Схема воздухообмена

Будет экономично, технически грамотно и визуально комфортно, если воздухораспределители вмонтировать в подвесной потолок. Такая высота расположения является одновременно и самой большой для нашего цеха, то есть мы можем получить максимальную разность.

Для распределения воздуха в цехах по [12] выбираем плафоны, регулируемые многодиффузорные типа 5.904-39 ПРМ_П1 с прямоугольным воздухоотводом.

Масса – 1,6 кг;

Размеры канала (b₀×l₀) – 0,25×0,25 м;

Площадь канала (A₀) – 0,06 м²;

Диапазон расходов – 430 - 18000 м³/ч;

Cкорость (v₀) – 2 - 20 м/с.

Уточняем допустимую разность температур по формуле Абрамовича:

, (5.4)

где – допустимая разность температур воздуха поступившего в рабочую зону и воздуха рабочей зоны,= 2 ºС;

n – коэффициент затухания температуры, принимаем по [11], n = 1,35;

А₀– площадь канала, А₀= 0,06 м²;

х – расстояние от выходного сечения воздухораспределителя до рабочей зоны. Определяется как разница между высотой помещения и высотой рабочей зоны: х = H_п.– H_р.з.= 4,2 – 2 = 2,2 м;

k_с– коэффициент стеснения, k_с= 1;

k_в– коэффициент взаимодействия, k_в= 1;

k_н– коэффициент неизотермичности, k_н= 1.

13,3 ºС.

Технологически возможно снизить влажность воздуха до значений лежащих в следующем диапазоне = 90…97%, примем= 95%. Тогда параметры точки О^т' (вынос воздухораспределителей вверх):

= 18,6 ºС;= 95%;= 51 кДж/кг_с.в.;= 12,8 г/кг_с.в.;

Воздухообменпри таких параметрах приточного воздуха:

58,19 м³/с.

Тогда кратность воздухообмена в помещении:

n 35,91 > 28 ч^-1.

Так как кратность воздухообмена больше допустимых значений, в проектируемом цехе необходимо применять доувлажнение. Примем кратность воздухообмена равной 28 ч^-1. Тогда воздухообмен будет равен:

м³/с.

Следовательно:

кДж/кг.

Параметры точки О_доувлопределяем поh-dдиаграмме:

t_o^доувл= 18,5С;d_o^доувл= 12 г/кг_с.в.;h_o^доувл= 49,2 кДж/кг;_о^доувл= 85%.

Определим разность влагосодержаний точек В^ти О^доувл:

г/кг_{с. в.} (5.5)

Изменение влагосодержания находится в пределах допустимых значений для поддержания надежности работы системы доувлажнения.

Сравнивая воздухообмен по пыли с воздухообменом по теплоте:

< .

За расчетный воздухообмен принимаем больший м³/с.

Рассмотрим выбранные воздухораспределители. Для этого необходимо сделать следующее:

1. проверить на соответствие норме скорость воздуха в струе;

2. выбрать количество плафонов;

3. определится с расположением плафонов в помещении.

Согласно [1] максимальная скорость рассчитывается по следующей формуле:

, (5.6)

где k – коэффициент перехода, принимаем по [1], приложение 6: k = 1,8;

– нормируемая скорость воздуха. Минимальная скорость требуется в холодный период времени≤ 0,3 м/с, примем= 0,3 м/с;

0,54 м/с – то есть на входе в рабочую зону скорость струи не должна превышать 0,54 м/с. Скорость, которую может иметь поток воздуха на выходе из плафона, определяется по формуле Абрамовича:

, (5.7)

где А₀– площадь канала, А₀= 0,06 м²;

m – коэффициент затухания скорости струи, принимаем по [12], m = 1,3

х – расстояние от выходного сечения воздухораспределителя до рабочей зоны, х = 2,2 м;

k_с– коэффициент стеснения, k_с= 1;

k_в– коэффициент взаимодействия, k_в= 1;

k_н– коэффициент неизотермичности, k_н= 1.

3,73 м/с;

Определим коэффициенты mиnинтерполяцией:

Расход через один плафон определяется по уравнению неразрывности:

L_пл.=·А₀= 3,73·0,06 = 0,224 м³/с = 805,7 м³/ч. (5.8)

805,7 м³/ч входит в рабочий диапазон расходов плафона. Тогда количество плафонов:

N = 196 штук. (5.9)

Оптимальное расстояние между плафонами определим по формуле:

0,94 м; (5.10)

Принятые воздухораспределители нам подходят. Примерную схему расположения плафонов и подающих трубопроводов с кондиционерами приведём на рисунке 7.8(пункт 7), а сам плафон нарисунке 5.2.

Рисунок 5.2– Плафон регулируемый многодиффузорный

Параметры наружного и внутреннего воздуха в тёплый период года таковы, что применять рециркуляцию будет нецелесообразно, так как это приведет к увеличению затрат холода