В центрально-местных СКВ центральный кондиционер обрабатывает, как правило, только наружный воздух. Количество подаваемого СКВ наружного воздуха значительно влияет на затраты теплоты и холода. Поэтому его объем должен быть минимально необходимым, но не меньше величины, обеспечивающей:
1) удаление выделяющихся в помещении вредных газов и паров;
2) санитарную норму наружного воздуха на одного человека;
При отсутствии в помещении токсичных выделений минимальный объем по пункту 2 определяется из выражения:
Lн.2 = l1∙n,
где n – число людей в помещении;
l1 – санитарная норма наружного воздуха на одного человека. Принимается по приложению СНиП 41-01 [2]:
Определяют расход наружного воздуха для всех кондиционируемых помещений. Результаты расчетов заносят в таблицу 6.
Таблица 6. Расход наружного воздуха
Номер помещения
Наименование помещения
Количество людей
На одного человека
Всего в помещении
nчел, чел.
L1, м³/ч
Lнi, м³/ч
Светокопия
Бухгалтерия
Плановый отдел
Отдел кадров
ОКС
Кабинет проектирования
Буфет
Макетная
Кабинет проектирования
Кабинет проектирования
Машинописное бюро
Канцелярия
Главный инженер
Приемная
Директор
Патентный отдел
Кабинет проектирования
Библиотека
Книгохранилище
Кабинет проектирования
Кабинет проектирования
Lн.сум
Определяют суммарный расход наружного воздуха с запасом на утечки Lн.сум. и подбирают центральный кондиционер. Величина Lн.сум должна находиться в пределах рабочего диапазона производительности по воздуху выбранного центрального кондиционера.
Lн.сум = 1,1∑ Lн.i.=1,1∙8640 = 9504 м3/ч.
К установке принимаем центральную установку кондиционирования RECAIR 4C:
Lц = 2,9 м3/с = 10440 м3/ч,
В = 1320 мм; L = 5350 мм; Н = 1100 мм; Н1 = 2200 мм, вес 1656 кг.
Расчет процессов обработки воздуха и выбор доводчиков
Расчет и построение процессов обработки воздуха следует выполнять для характерных помещений: с наибольшим и наименьшим значением углового коэффициента ε, характеризующего процесс изменения состояния воздуха в помещении, и максимальным значением относительной влажности воздуха.
При выборе фэнкойлов учитывают режим их работы. При использовании фэнкойлов также для целей отопления в холодный период года, применяют вертикальные фэнкойлы, которые устанавливают под окнами. В этом случае необходимо учитывать схему тепло-холодоснабжения фэнкойлов. Если проектируется четырехтрубная схема, то и фэнкойлы также должны быть четырехтрубными.
Теплый период года
Рассмотрим процесс независимой обработки наружного воздуха в центральном кондиционере и рециркуляционного воздуха в фэнкойле.
Для одного помещения (светокопия) выполняем расчет процесса обработки воздуха в ХП и ТП и подбираем фанкойл.
Процесс обработки воздуха выполняем по прямоточной схеме для ХП и ТП года.
1. Наносят на h-d-диаграмму точки Н(t, h) и В(t, φ), характеризующие состояние наружного и внутреннего воздуха.
2. Определяют минимально возможное значение влагосодержания приточного воздуха из условия реализации процесса охлаждения наружного воздуха в поверхностном воздухоохладителе центрального кондиционера. Для этого определяют предельную температуру на поверхности воздухораспределителя центрального кондиционера tf :
tf = tw.x + (3 ÷ 5)°С, где
tw.x – начальная температура холодной воды, поступающей в поверхностный водоохладитель от чиллера; tw.x = 7°С.
tf = 7 + 3 = 10°С.
На пересечении изотермы tfс линией насыщения получаем точку F и проводим луч H-F, соответствующий процессу охлаждения и осушения воздуха в ПВО.
На пересечении луча H-F с кривой φ0 получаем точку О, соответствующую параметрам воздуха на выходе из ПВО.
3. Определяют минимальную температуру приточного воздуха в центральном кондиционере, учитывая подогрев воздуха в приточном вентиляторе. Для этого из точки О проводят линию постоянного влагосодержания и на пересечении этой линии с изотермой tп = tо +1 получают точку П, характеризующую состояние приточного воздуха., определяют температуру приточного воздуха, поступающего от ЦК:
tпц= tо+ 1 = 14 + 1 = 15°С
4. Определяют расход рециркуляционного воздуха через фэнкойл Gрец, кг/ч, из условия ассимиляции избытков явной теплоты. При этом задаются температурой приточного воздуха, подаваемого фэнкойлом tпм: в первом приближении принимают tпм= 17°С.
,
где ΔQяв – избытки явной теплоты в помещении, Вт; Gн – расход наружного воздуха, подаваемого центральным кондиционером, кг/ч (определяют по данным таблицы 6 с пересчетом в массовые единицы: Gн = ρ∙l1∙n1 = 1,2∙60∙8 = 576 кг/ч); tу, tпц – температура соответственно удаляемого и приточного воздуха, подаваемого центральным кондиционером, оС; tв, tпм– температура соответственно внутреннего воздуха в ОЗ и приточного, подаваемого фэнкойлом, оС; ср = 1,005 кДж/(кг∙К) – удельная изобарная теплоемкость воздуха
В помещениях жилых и общественных зданий температура удаляемого воздуха ориентировочно может быть определена по формуле:
где grad t – градиент температуры по высоте помещения выше обслуживаемой зоны, К/м: при теплонапряженности помещения более 23 Вт/м3 grad t = 0,8 – 1,5 (меньшее значение принимается для холодного периода года, большее – для теплого); Н – высота помещения, м.
По ориентировочному расходу рециркуляционного воздуха Gрец подбирают типоразмер фэнкойла так, чтобы при максимальной скорости вращения вентилятора выполнялось условие: Gрец ≤ Gфмакс.
м³/ч
По определяем ближайший типоразмер фанкойла.
Принимаем к установке 3 фанкойла моделей Laser типоразмер 10 (228):
Холодопроизводительность – 7621 Вт;
Теплопроизводительность – 18474 Вт.
Lр = 5293 ≤ Lmaxф = 3 · 1869= 5607 м³/ч
Принимаем кг/ч,
где Gmaxф – номинальный расход воздуха, подаваемого фанкойлом при максимальной частоте вращения.
5. Определяют способность ассимилировать влагу, выделяющуюся в помещении, приточным воздухом, подаваемым центральным кондиционером. Для этого определяют влагосодержание внутреннего воздуха из условия ассимиляции избытков влаги приточным воздухом:
г/кг.
Так как dв > dвмакс (12,3 > 11,9 г/кг), то процесс охлаждения воздуха в фэнкойле будет проходить с конденсацией водяных паров и необходимо определить влагосодержание приточного воздуха, подаваемого фэнкойлом dпм:
г/кг.
По значениям tпми dпм(при работе в режиме с выпадением конденсата) наносят точку Пм, характеризующую состояние рециркуляционного воздуха после охлаждения в фэнкойле.
6. Определим холодильную нагрузку на ПВО ЦК и фэнкойл.
1. Наносят на h-d-диаграмму точки Н и В, характеризующие состояние наружного и внутреннего воздуха в расчетном режиме.
2. Вычисляют влагосодержание приточного воздуха, подаваемого центральным кондиционером из условия ассимиляции избытков влаги ΔGw в помещении:
г/кг.
Таблица 5.2.Параметры воздуха в ХП
Параметры
Значения параметров
t, °С
h, кДж/кг
d, кг/г
φ, %
Н
-4
0,8
1,9
В
6,2
О
8,2
3,3
Т
3,5
8,2
1,9
ПЦ
28,7
3,3
ПМ
19,9
35,9
6,2
3. На пересечении линии dпц= const с кривой φо = 90-95% получают точку О, характеризующую состояние воздуха на выходе из оросительной камеры центрального кондиционера. Через точку О проводят луч процесса адиабатного увлажнения ho = const и на пересечении с лучом процесса подогрева наружного воздуха в воздухоподогревателях первой ступени dн = const, получают точку Т, характеризующую состояние воздуха после первого подогрева.
4. В холодный период года необходимо решить вопрос о распределении тепловой нагрузки между центральным кондиционером и фэнкойлом. В первом приближении можно принять температуру приточного воздуха, поступающего от центрального кондиционера tпц , равной или близкой температуре воздуха в помещении tв. В этом случае вся отопительная нагрузка будет возлагаться на фэнкойлы. При этом необходимо сопоставить теплопроизводительность фэнкойлов при максимальной скорости вентилятора (18474 Вт) и теплопотери помещения (1218 Вт). Принимаем tпц= 20°С и из уравнения воздушно-теплового баланса по явной теплоте рассчитываем температуру приточного воздуха, подаваемого фэнкойлом:
5. На пересечении линии постоянного влагосодержания внутреннего воздуха с изотермой приточного воздуха tпмполучают точку Пм, характеризующую состояние воздуха после нагревания в фэнкойле, а на пересечении линии dпц= const с изотермой приточного воздуха tпц, получаем точку П, характеризующую состояние приточного воздуха, подаваемого центральным кондиционером.
6. На основе построения процесса обработки воздуха в холодный период года определяют расходы теплоты в воздухонагревателях: