Шиляев.Типовые приверы расчета систем.Оторления вентиляции и кондиционирования

ления, влаговыделения и выделения углекислого газа от людей, принимаемые по табл. 3.1. [1].

Qлявн 200 87 17400Вт,

Qлпол 200 116 23200Вт,

Wл 200 40 8000г / ч= 8 кг/ч,

Mл 200 40 8000г / ч = 8 кг/ч.

3.Определим луч процеса по формуле (3.10):

3,6 23200 6000 13140кДж /кг. 8

4.Проведем луч процесса для помещения через точку В

(см. рис. 3.6).

5.Определим температуру приточного воздуха tп по фор-

муле (3.9):

tп =20 – 2= 18 °С.

6. Определим температуру удаляемого воздуха ty по фор-

муле (3.5):

ty =20 + 1,5 (5 – 1,5) = 25,3 °С,

где 1,5 °С/м – градиент температуры, определен по табл. 3.4, исходя из удельных выделений явной теплоты в помещении.

Удельные выделения явной теплоты определяют по фор-

муле (3.6)

qя 17400 6000 43,33Вт /м3 . 540

7. Определяем точки П, У на луче процесса (см. рис. 3.6).

201

8. Определяем для приточного и удаляемого воздуха их энтальпии (Iп,Iу ) и влагосодержания (dп, dy ) (см. рис. 3.6):

Iп = 36 кДж/кг, Iу = 45,1 кДж/кг, dп = 7 г/кг, dy = 7,7 г/кг.

9. Определяем массовую производительность СКВ (объемная производительность СКВопределяется при 20 С 1,2 кг / м3 ):

а) по избыткам полного тепла по формуле (3.1)

G1 3,6 23200 6000 11552 кг/ч (9627 м3/ч); 45,1 36

б) по избыткам явного тепла по формуле (3.2)

G2 3,6 17400 6000 = 11482 кг/ч (9568 м3/ч); 1,005 25,3 18

в) по избыткам влаги по формуле (3.3)

G3 8000 = 11429 кг/ч (9524 м3/ч); 7,7 7

г) пo удалению СО2 по формуле (3.4).

Как видно из приведенных расчетов, наибольшая производительность СКВ соответствует условию удаления полных теплоизбытков, ее в данном случае следует принять при проектировании типовой системы кондиционирования воздуха.

Пример 3.3. Определение производительности СКВ по условию удаления полных теплоизбытков

Исходные данные

1.Теплопоступления и параметры внутреннего воздуха принять по условиям предыдущего примера (пример 3.2).

2.Подача приточного воздуха осуществляется на высоте 4 м.

Порядок расчета

1. Определим температуру приточного воздуха согласно формуле (3.9):

202

tп = 20 – 6 = 14 °С.

2. Определим массовую производительность СКВ по формуле (3.1) (объемная производительность СКВ определяется при

20 С 1,2 кг / м3 ):

G1 3,6 23200 6000 7455 кг/ч (6213 м3 /ч). 45,1 31,0

Как видно из сравнения численных значений производительностей СКВ в приведенных примерах, уменьшить воздухообмен и габариты вентиляционного оборудования можно за счет повышения t доп – допустимой разности температур. Эта характеристика определяется выбором схемы воздухораспределения в помещении.

Пример 3.4. Построение процесса обработки воздуха на I-d-диаграмме влажного воздуха

для прямоточной системы кондиционирования воздуха в теплый период года

Исходные данные

1.Параметры внутреннего воздуха tв = 21 °С, в = 50 %.

2.Параметры наружного воздуха tн = 28 °С, Iн = 54,4 кДж/кг.

3.Теплоизбытки в помещении составляют 48400 Вт, влагоизбытки – 10,3 кг/ч.

4.Приточный воздух подается непосредственно в рабочую зону помещения.

Порядок расчета

Определяем численное значение углового коэффициента луча процесса по формуле (3.10):

3,6 48400 16917 кДж/кг. 10,3

На I-d-диаграмме влажного воздуха определяем положение точек В, Н и через точку В проводим луч процесса (рис. 3.7).

203

Iв Iп

G3,6 48400 62228,6 кг/ч. 41,3 38,5

Тогда

Qвн2 = 62228,6 (37 – 31) = 373371 кДж/ч (103,7 кВт).

Расход холода определяем по формуле (3.12):

Qxол = 62228,6 (54,4 – 31) = 1456149,2 кДж/ч (404,5 кВт).

Пример 3.5. Определение расхода теплоты и воды для тепловлажностной обработки воздуха в холодный период в СКВ, работающей по прямоточной схеме

Исходные данные

1.Параметрынаружного воздуха tн = –40 °С, Iн =–40,2 кДж/кг.

2.Расчетные параметры внутреннего воздуха tв = 22 °С,

в = 55 %.

3.Температура удаляемого воздуха ty = 24 °С.

4.Теплопоступления в помещении Qизбпол = 250000 кДж/ч;

влагопоступления в помещении W = 12 кг/ч.

5. Расход приточного воздуха G = 30 000 кг/ч.

Порядок расчета

Определяем угловой коэффициент луча процесса в помещении по формуле (3.10):

250000 20833 кДж/кг. 12

Изображаем процесс обработки воздуха на I-d-диаграмме согласно подразд. 3.2.3 (рис. 3.8).

Для определения положения точки П вычислим энтальпию приточного воздуха по формуле (3.14):

Iп = 48 – 250000 39,7 кДж/кг. 30000

205

Точка С находится на прямой НВ при пересечении с изоэнтальпой Iс, определяемой по формуле (3.18):

Iс=Gн Iн+G1р Iв ,

G

Расходхолодапри рециркуляциивоздухапо формуле(3.20)

Qхолрец = 62228,6 (46,6 – 31) = 970766,2 кДж/ч (269,7 кВт).

Как видно из примеров 3.4 и 3.6, при рециркуляции воздуха происходит экономия расхода холода. Снижение расхода холода

Qхол 404,5 269,7 134,8 кВт.

Пример 3.7. Определение возможности подмешивания рециркуляционного воздуха перед воздухонагревателем первой ступени в СКВ в холодный период

Исходные данные

1.Расчетные параметры наружного воздуха tн = –39 °С, dн = 0,1 г/кг, Iн = –38,9 кДж/кг.

2.Параметры внутреннего воздуха tв = 20 °С, в = 50 %.

3.Температура удаляемого воздуха равна 24 °С.

4.Расход приточного воздуха – 45000 кг/ч. Расход наружного воздуха – 29000 кг/ч.

5.Полные теплоизбытки в помещении равны 160000 Вт, влагоизбытки – 31 кг/ч.

Порядок расчета

Определим численное значение углового коэффициента луча процесса в помещении по формуле (3.10)

3,6 160000 18581 кДж/кг. 31

207

Построим схему процесса СКВ с первой рециркуляцией при подмешивании рециркуляционного воздуха перед воздухонагревателем первой ступени согласно подразд. 3.2.5 (рис. 3.9).

Рис. 3.9. К примеру 3.7

Энтальпиюприточного воздухавычислимпо формуле(3.14)

Определим влагосодержание воздушной смеси после подмешивания рециркуляционного воздуха к наружному воздуху по формуле (3.23)

Как видно из рис. 3.9, точка С, характеризующая состояние воздушной смеси перед воздухонагревателем первой ступени, лежит ниже линии 100 %. Воздушная смесь соответствует насыщенному воздуху при t –11 оС.

В реальных условиях в этом воздухе произойдет конденсация водяных паров с образованием снежинок. На входе в воздухо-

208

нагреватель будет образовываться «ледяная шуба», что может привести кего поломке (заморозитьвоздухонагреватель).

Для данных условий указанная схема обработки воздуха не может быть рекомендована.

Рассмотрим другой вариант. Наружный воздух предварительно нагревается в воздухонагревателе первой ступени

итолько затем к нему подмешивается рециркуляционный воздух.

Всоответствии с подразд. 3.2.5 определим состояние наружного воздуха после воздухонагревателя (точка К). На I-d- диаграмме (рис. 3.9) отметим точку С', лежащую на пересечении изолиний, dс = 2,8 г/кг и Iо = 27,5 кДж/кг.

Точка К определится на пересечении изолинии dн с продолжением отрезка УС'.

Как видно из рис. 3.9, предварительный нагрев наружного воздуха до 19 ºС и последующее подмешивание к нему части удаляемого воздуха позволяет получить смесь с ϕ≈ 18 %. Эту

схему можно рекомендовать для реализации на практике. Здесь тепловлажностная обработка воздуха включает следующие этапы: НК – нагрев наружного воздуха в ВН1; КУ – смешение наружного и рециркуляционного воздуха; С'О – адиабатическое увлажнение воздуха в ОКФ; ОП – нагрев воздуха в ВН2; ПВУ – процесс в помещении.

Пример 3.8. Определение воздухообмена зрительного зала кинотеатра на 300 мест г. Москвы для проектирования системы вентиляции

Исходные данные

1.Высота зала 5,5 м, площадь 273 м2.

2.Теплопотери через ограждения в зимний период равны

70000 кДж/ч.

3.Теплопоступления от солнечной радиации (через остекление и перекрытия) 12500 кДж/ч.

209

Определить минимально необходимое количество приточного воздуха по борьбе с СО2. С целью экономии тепловой энергии предусмотреть организацию рециркуляции внутреннего воздуха и определить его количество. Произвести расчет тепловой мощности калорифера для подогрева наружного воздуха в зимний период с рециркуляцией и без рециркуляции.

Порядок расчета

Расчет производится сначала для летнего (теплого) периода года, затем для зимнего (холодного).

1.Определимрасчетныепараметрывентиляционноговоздуха.

Для теплого периода года: (по параметрам А)

–наружная температура tнА= 22,3 °С (табл. 3.5);

–энтальпия IнА= 49,4 кДж/кг (табл. 3.5).

–температура внутреннего воздуха определяется по дан-

ным табл. 3.3, °С,

tв = tнА+3 = 22,3 + 3 = 25,3 °С.

Относительная влажность должна быть не выше 65 %, скорость движения воздуха не должна превышать 0,5 м/с для теплого периода года (см. табл. 3.3).

Для холодного периода: (по параметрам Б)

–наружная температура tнБ= –26 °С;

–энтальпия Iн= –25,3 кДж/кг;

–температура внутреннего воздуха tв = 16–18 °С (табл. 3.6). Примем tв = 18 °С.

210