Учебное пособие 1823

Примечание: для поверхностей, ориентированных на север, qост равно нулю.

3.4. Теплопоступления от электрического оборудования

Теплопоступления от электрического оборудования Qэо в помещении определяются по общей электрической мощности с учетом его загрузки, эффективности работы местных отсосов, установленных над ними, и одновременности работы:

где Nоб – установленная мощность электрического оборудования каждого типа, кВт; Ко – коэффициент одновременности работы электрооборудования в

расчетном помещении, Ко=1; Кз – коэффициент загрузки теплового электрооборудования, Кз=0,8;

Кукр – коэффициент работы локализующего местного отсоса. При устройстве приточно-вытяжной локализующей вентиляции, Кукр=0,75.

3.5. Теплопотери через наружные ограждения здания

Определение потерь теплоты через ограждающие поверхности необходимо произвести ориентировочно, используя укрупненный измеритель - удельную тепловую характеристику здания q0зд, Вт/(м3∙°С), представляющую собой

11

тепловой поток, Вт, приходящийся на 1 м3 здания (по наружному обмеру) при разности температур внутреннего и наружного воздуха 1°С, по формуле

где Vн - объём помещения по наружному обмеру, м3;

tв.от - температура воздуха в помещении при расчете отопления, °С, принимается для залов театров, школ и клубов, где люди находятся без верхней одежды, равной 16 °С, а для кинотеатров, 14 °С;

kt - коэффициент, учитывающий дополнительные потери через участки наружных ограждений, расположенные за отопительными приборами, а также в результате остывания теплоносителя в трубопроводах, проложенных в неотапливаемых помещениях (принимают равным 1,07).

Значение удельной тепловой характеристики здания зависит от назначения, объема и формы здания и представлено в табл. 3.8.

3.6. Теплопоступления от системы отопления

Теплопоступления в помещение от нагревательных приборов Qсо, Вт, установленных в нем, при расчете общеобменной вентиляции или кондиционирования воздуха в холодный период года определяют по формуле

где Qтп - расчетная величина теплопотерь помещения, Вт;

tв - температура воздуха в помещении при расчете системы кондиционирования воздуха, ºС.

12

где wч - удельные выделения влаги одним человеком, г/(час∙чел), определяются по табл. 3.9.

Таблица 3.9 Удельные влаговыделения от людей, находящихся в состоянии покоя

(взрослые мужчины)

Примечания:

для детей до 12 лет выделения влаги рассчитывать с коэффициентом 0,5;

для женщин выделения влаги рассчитывать с коэффициентом 0,75.

3.8. Газовые выделения в помещении

Выделение в помещение диоксида углерода, выдыхаемого людьми,

где MСО2 - выделение диоксида углерода при дыхании одного человека, г/ч, принимать при состоянии покоя равным 45 г/ч.

Причем расчет количества выделения диоксида углерода для детей до 12 лет и женщин, следует вести с коэффициентами, аналогичными при определении влаговыделений в помещении.

3.9. Тепловой баланс помещения

Разность теплопоступлений в помещение и теплопотерь помещения называется теплоизбытками (если разность больше нуля) или теплонедостатками (если разность отрицательна).

Тепловой баланс кондиционируемого помещения Q, Вт, определяется по

13

4. ПОСТРОЕНИЕ ПРОЦЕССОВ СИСТЕМЫ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА НА J-d ДИАГРАММЕ ВЛАЖНОГО ВОЗДУХА

4.1.J-d диаграмма влажного воздуха

ВJ-d диаграмме графически связаны все параметры тепловлажностного состояния воздуха: температура t, °С, энтальпия (теплосодержание) J, кДж/кг, влагосодержание d, г/(кг сухого воздуха), относительная влажность φ, %,

парциальное давление водяных паров Рп, кПа.

J-d диаграмма, приведенная на рис. 4.1, построена в косоугольной системе координат. Для удобства графических построений на вертикальной оси отложены значения энтальпии J, кДж/кг, сухой части влажного воздуха, а по оси, составляющей с ординатой 135°, отложены значения влагосодержания d, г/(кг сухого воздуха), таким образом, расширена по сравнению с перпендикулярным положением осей область ненасыщенного влажного воздуха.

Значения J, кДж/кг, отмечены на прямых линиях постоянных энтальпий, проведенных параллельно наклонной оси абсцисс. Значения d, г/(кг сухого воздуха), показаны на горизонтальной шкале диаграммы. Линии постоянных влагосодержаний проходят вертикально.

Кривые постоянных значений φ, %, проведены с интервалом в 5 %. Кривая φ, равная 100 %, соответствующая состоянию полного насыщения воздуха водяным паром, называется пограничной линией. Она делит поле диаграммы на две части: выше нее расположена область ненасыщенного водяным паром влажного воздуха, а ниже - область пересыщенного влагой воздуха.

На область ненасыщенного водяным паром влажного воздуха нанесены изотермы (линии постоянных значений температуры). Шкала температур находится на оси ординат. Изотермы являются прямыми линиями, они не параллельны друг другу, что особенно проявляется при высоких температурах.

Соответствие между значениями влагосодержания d, г/(кг сухого воздуха),

ипарциального давления водяных паров Рп, кПа, в диаграмме устанавливается с помощью линии парциальных давлений водяного пара, проведенной через все линии постоянных влагосодержаний в нижней части диаграммы. От точек пересечения линии d = const с линией парциальных давлений проведены горизонтальные прямые постоянных парциальных давлений водяного пара. В правой части диаграммы на линии, параллельной оси ординат, имеется шкала

Рп, кПа.

Таким образом, по любым двум параметрам тепловлажностного состояния воздуха можно найти все остальные. На диаграмме изображаются процессы изменения состояния воздуха. Для этого достаточно соединить точки, соответствующие параметрам начала и конца процесса линией, по которой протекает процесс.

14

4.2. Построение луча процесса

Положение луча процесса в J-d диаграмме определяют угловым коэффициентом ε, кДж/кг. Этот параметр называют также тепловлажностным отношением, так как он показывает величину приращения количества теплоты на 1 кг полученной (или отданной) воздухом влаги.

По границам диаграммы нанесены деления с указанием направлений лучей процессов ε, кДж/кг. Для определения положения какого-либо луча процесса найти деление с соответствующим численным значением ε, кДж/кг, соединить с нулем отсчета на оси ординат и через точку начала процесса провести линию, параллельную полученному направлению.

Коэффициент ε, кДж/кг, определяется по формуле

где Q - поток полной теплоты, Вт;

W - влаговыделения в помещении, кг/ч;

J1, J2 - значения энтальпии воздуха в начале и конце процесса тепловлажностной обработки воздуха, кДж/кг;

d1, d - значения влагосодержания воздуха, г/(кг сухого воздуха), соответственно.

Если начальные параметры воздуха различны, а значения ε, кДж/кг, одинаковы, то линии, характеризующие изменение состояния воздуха, будут параллельными прямыми.

где tдоп - допустимый перепад температур, °С, зависящий от выбора принципиальной схемы воздухораспределения, назначения помещения, определяется по [2, прил. Д]:

Если высота помещения менее или равна 4 м, принимают температуру воздуха обслуживаемой зоны и удаляемого из помещения одинаковыми, то есть ty равна tв, находят температуру удаляемого из помещения воздуха по упрощенной формуле.

16

Температура воздуха, удаляемого системами вентиляции, для помещения

где hвозд - высота обслуживаемой зоны, м;

grad t - градиент температуры по высоте помещения, °С/м, определяется в зависимости от удельных избытков явной теплоты в помещении по табл. 4.1.

Таблица 4.1 Зависимость градиента температуры по высоте помещения

от удельных выделений явной теплоты

4.5. Определение производительности системы кондиционирования воздуха

Производительность СКВ, кг/ч, для частных случаев, когда воздух из помещений не удаляется местными отсосами и не забирается на технологические

17

Плотность воздуха ρ, кг/м3, определяется по формуле:

ρ=353/(273+t). (4.7)

Минимальный расход наружного воздуха GН.MIN, кг/ч, определяется по формуле

где Lн.уд. - минимальный расход наружного воздуха на 1 человека, м3/ч, помещений общественного назначения определяется по [2, прил. М]:

с естественным проветриванием - 40 м3/ч на 1 человека;

без естественного проветривания для помещений, в которых люди находятся:

--не более двух часов непрерывно - 20 м3/ч на 1 человека;

--более двух часов непрерывно - 60 м3/ч на 1 человека.

Количество рециркуляционного воздуха Gр, кг/ч, определяется по формуле

Фактический воздухообмен Gфп, кг/ч, в кондиционируемом помещении обеспечивается суммарной воздухопроизводительностью выбранных проектировщиком кондиционеров. При этом величина фактического воздухообмена должна быть менее любой из величин, полученной по формулам (4.4)…(4.9), и обязательно выполняться неравенство:

Gп1 Gпф Gп 2 .

При расчете фактического воздухообмена Gфп, кг/ч, коэффициент запаса рекомендуется принимать равным при длине воздуховодов не более 10 м – 1, не более 50 м – 1,1 и больше 50 м – 1,15.

Количество кондиционеров рекомендуется принимать с учетом требуемой надежности работы СКВ (обычно не менее 2-х или 3-х). Суммарная производительность выбранных кондиционеров должна быть равна их суммарной номинальной производительности. Для центральных кондиционеров КТЦ-3 номинальная воздухопроизводительность принимается равной 12000,

24000, 37800, 48000, 75600, 96000,150000, 192000, 240000 и 300000 кг/ч.

18

4.6. Построение процессов обработки воздуха в системе кондиционирования воздуха для теплого периода года

4.6.1. Прямоточное охлаждение воздуха с применением нерегулируемого процесса в камере орошения

Для тепловлажностной обработки воздуха используются оросительные камеры. В них испаряется до 3 % воды, а её восполнение не приводит к заметному изменению температуры воды в оросительной камере. Некоторое изменение температуры воды происходит вследствие поступления теплоты от циркуляционного насоса, а также через стенки трубопроводов, подводящих воду к форсункам и отводящих её из поддона оросительной камеры. Тонкий слой воды при контакте с воздухом приобретает температуру, равную температуре мокрого термометра. При контакте воздуха с водой, имеющей такую температуру, происходит процесс адиабатного (изоэнтальпийного) увлажнения воздуха.

Если влагосодержание наружного воздуха более влагосодержания приточного воздуха dн≥dп (рис. 4.2, а), то в поверхностном воздухоохладителе необходимо осуществить процесс одновременного охлаждения и осушения (или сухого охлаждения при dн=dп).

Рис. 4.2. Построение в J-d диаграмме процесса прямоточного охлаждения воздуха с применением нерегулируемого процесса в камере орошения:

а) - при dн≥dп; б) - при dн≤dп

Построение процесса обработки воздуха осуществляется по следующей последовательности:

-на J-d диаграмму наносятся точки Н (наружный воздух), В (внутренний

воздух);

-через точку В проводят линию, характеризующую величину луча процесса εТПГ;

19

-на пересечении луча процесса εТПГ и изотермы приточного воздуха tп определяется местоположение точки П;

-на пересечении луча процесса εТПГ и изотермы уходящего воздуха tу определяется местоположение точки У;

-из точки П проводится линия dп=const до пересечения с кривой φ=95 %. Параметры точки О соответствуют состоянию обрабатываемого воздуха на выходе из поверхностного воздухоохладителя;

-отрезок ОП' характеризует процесс нагревания воздуха в воздухонагревателе второго подогрева. Отрезок П'П - это подогрев воздуха на

1°С в вентиляторе и воздуховодах;

-соединяются точки Н и О отрезком НО, который характеризует процесс изменения состояния воздуха в воздухоохладителе.

Если влагосодержание наружного воздуха менее влагосодержания

приточного воздуха dн<dn (рис. 4.2, б), необходимо перед подачей в воздухонагреватель второго подогрева наружный воздух охладить и увлажнить. Для этого в поверхностном воздухоохладителе осуществляется процесс сухого охлаждения, а увлажнение в оросительной камере или сотовом увлажнителе.

Построение процесса обработки воздуха осуществляется по следующей последовательности:

-на J-d диаграмму наносятся точки Н, В, через В проводят луч процесса

εТПГ ;

-на пересечении луча процесса εТПГ и изотермы приточного воздуха tп определяется местоположение точки П, уходящего воздуха tу - точки У;

-из точки П проводится линия dп=const до пересечения с кривой φ=95 %. Параметры точки О соответствуют состоянию обрабатываемого воздуха на выходе из камеры орошения (сотового увлажнителя);

-на пересечении линии Jо=const и dн=const наносится точка О', которая характеризует состояние наружного воздуха после воздухоохладителя; - отрезок ОП' характеризует процесс нагревания воздуха в

воздухонагревателе второго подогрева. Отрезок П'П - это подогрев воздуха на

1°С в вентиляторе и воздуховодах;

-соединяются точки Н и О' отрезком НО', который характеризует процесс изменения состояния воздуха в воздухоохладителе.

Минимально неизбежный расход холода на осуществление процесса обработки воздуха определяется Qxmin , Вт, по формуле

Расход воздуха на охлаждение и осушку воздуха Qx, кВт, определяется по формуле

20