- •270109 «Теплогазоснабжение и вентиляция»,
- •Рецензенты:
- •Введение
- •1. Исходные данные для проектирования
- •1.1. Характеристика объекта строительства
- •1.2. Расчетная часть работы
- •1.3. Графическая часть работы
- •1.4. Расчетные параметры наружного воздуха
- •1.5. Расчетные параметры внутреннего воздуха
- •2. Расчет потоков вредных выделений в помещениях гражданских зданий
- •2.1. Теплопоступления от людей
- •2.2. Теплопоступления от источников искусственного освещения
- •2.3. Теплопоступления от солнечной радиации
- •2.4. Теплопотери через наружные ограждения здания
- •2.5. Теплопоступления от системы отопления
- •2.6. Влаговыделения в помещении
- •2.7. Газовые выделения в помещении
- •2.8. Тепловой баланс помещения
- •23 3. Особенности проектирования системы кондиционирования воздуха
- •3.1. Требования к системам кондиционирования воздуха
- •3.2. Системы комфортного кондиционирования воздуха
- •3.3. Воздухораспределение в помещениях общественных зданий
- •4. Построение процессов системы кондиционирования воздуха
- •4.2. Построение луча процесса
- •4.3. Определение параметров приточного воздуха
- •4.4 Определение параметров удаляемого воздуха
- •4.5. Определение производительности системы кондиционирования воздуха
- •Минимальный расход наружного воздуха Gн.Min, кг/ч, определяется по формуле
- •По формуле (4.9) определяется:
- •По формуле (4.10) определяется:
- •4.6. Построение процессов обработки воздуха в системе кондиционирования воздуха для теплого периода года
- •4.6.1. Прямоточное охлаждение воздуха с применением
- •4.6.2. Прямоточное изоэнтальпическое охлаждение
- •4.6.3. Прямое изоэнтальпическое охлаждение воздуха с применением нерегулируемого процесса в камере орошения и первой рециркуляцией
- •4.6.4. Прямое изоэнтальпическое охлаждение воздуха
- •4.7. Построение процессов обработки воздуха в системе кондиционирования воздуха для холодного периода года
- •4.7.1. Прямоточная схема системы кондиционирования воздуха
- •4.7.2. Прямоточная схема системы кондиционирования воздуха
- •4.7.3. Прямоточная схема системы кондиционирования воздуха
- •4.7.4. Прямоточная схема системы кондиционирования воздуха
- •5. Элементная база климатического оборудования
- •5.1. Общие сведения об оборудовании центральных систем
- •5.2. Камера орошения
- •5.2.1. Характеристика камеры орошения
- •5.2.2. Расчет камеры орошения
- •5.3. Воздухонагреватель
- •5.3.1. Характеристика воздухонагревателя
- •5.3.2. Расчет воздухонагревателя
- •5.4. Воздухоохладитель
- •5.4.1. Характеристика воздухоохладителей
- •5.4.2. Расчет воздухоохладителей при сухом охлаждении
- •5.4.3. Расчет воздухоохладителей при охлаждении и осушении воздуха
- •5.5. Подбор вентиляционного агрегата
- •5.6. Подбор и расчет продолжительности работы воздушного фильтра
- •5.7. Подбор воздушного клапана
- •5.8. Подбор вспомогательного оборудования
- •5.9. Компоновка центральных кондиционеров
- •6. Оборудование системы холодоснабжения
- •6.1. Общие сведения о холодоснабжении
- •6.2. Общие сведения о хладагентах
- •6.3. Термодинамические циклы холодильных машин
- •6.4. Построение цикла одноступенчатой холодильной установки на lg p-I-диаграмме
- •6.5. Теоретический расчет цикла холодильной машины. Подбор оборудования системы холодоснабжения
- •Контрольные вопросы
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Бланк задания на проектирование
- •Воздухоохладителя центрального кондиционера
- •Условные обозначения
- •Оглавление
- •Учебное издание
- •270109 «Теплогазоснабжение и вентиляция»,
- •3 94006 Воронеж, ул. 20-летия Октября, 84
6.5. Теоретический расчет цикла холодильной машины. Подбор оборудования системы холодоснабжения
Исходными данными для теоретического расчета цикла холодильной установки являются: расчетная холодопроизводительность машины (определенная по формуле 6.1) Qхуст, Вт, схема теоретического цикла на диаграмме.
По схеме процесса (рис. 6.3) с учетом характеристики хладагента на линии насыщения (табл. 6.1−6.3) определяются:
− энтальпии в точках 1, 2, 3, 3’ и 4 − i1, i2 , i3, i3’, i4;
− давления в точках 1 и 2 − P1 и P2;
− удельный объем паров в точке 1 (находят из lg Р-i диаграммы, параметры точки 1 (рис. 6.3)) − ν1.
На основании этих данных определяют:
− удельную холодопроизводительность цикла qо, кДж/кг, по формуле
; (6.3)
− удельную работу цикла l, кДж/кг, по формуле
; (6.4)
− удельное количество теплоты, отданное 1 кг холодильного агента в конденсаторе q, кДж/кг, по формуле
; (6.5)
− удельное количество теплоты, отданное в переохладителе qп, кДж/кг, по формуле
; (6.6)
− холодильный коэффициент цикла (количество теплоты, отводимой на единицу затрачиваемой работы), характеризующий экономичность работы холодильной компрессорной машины έ, по формуле
(6.7)
− удельную объемную холодопроизводительность цикла qv, кДж/(кг×м3), по формуле
(6.8)
где ν 1 – удельный объем паров (расход хладагента), м3/кг;
− массовый расход пара – массовую подачу компрессора Мк, кг/с, по формуле
; (6.9)
− объемный расход пара – объемную подачу компрессора Vд, в м3/с, по формуле
(6.10)
− степень сжатия паров в компрессоре по формуле
(6.11)
− коэффициент подачи компрессора λ на практике определяют, используя графическую зависимость , составленную по данным испытаний однотипных машин (рис. 6.4) [8];
Рис. 6.4. Графическая зависимость коэффициента подачи :
1 – для компрессоров с часовым объёмом, описываемым поршнем от 100
до 250 м3/ч; 2 – для компрессоров с часовым объёмом,
описываемым поршнем от 300 до 1250 м3/ч
− описываемый объем компрессора или объёмная производительность компрессора Vкомп, м3/с, по формуле
. (6.12)
Теоретический цикл фреоновых холодильных машин рассчитывают аналогично. Различие заключается лишь в том, что индекс 1 заменяется на индекс 1", индекс 2 − на 2".
Ориентируясь на рассчитанный описываемый объем компрессора (объёмная производительность компрессора) Vкомп, м3/с, подбирается один или несколько компрессоров соответствующего размера.
В табл. 6.4 в качестве примера представлены характеристики спиральных компрессоров «Копланд».
Версия электродвигателя определяется индивидуально для каждой модели по каталогам фирмы – изготовителя компрессора.
Таблица 6.4
Характеристики спиральных компрессоров «Копланд»
Модель |
Номинальная мощность привода, л.с. |
Холодопроизводительность, кВт, при работе на хладагенте |
Объемная производительность, м3/ч |
Количество масла, л. |
Вес Брутто, кг |
||
R407C |
R134a |
R22 |
|||||
ZR 18 K/E |
1,5 |
3,8 |
2,5 |
4,4 |
4,4 |
0,7 |
21 |
ZR 22 K/E |
1,8 |
4,6 |
3,2 |
5,4 |
5,3 |
1,0 |
26 |
ZR 28 K/E |
2,5 |
5,9 |
4,2 |
7,0 |
6,8 |
1,0 |
29 |
ZR 34 K/E |
3,0 |
7,0 |
4,9 |
8,3 |
8,0 |
1,1 |
30 |
ZR 40 K/E |
3,5 |
8,2 |
5,7 |
9,8 |
9,4 |
1,1 |
31 |
ZR 48 K/E |
4,0 |
10,2 |
6,9 |
11,9 |
11,5 |
1,4 |
33 |
ZR 49 K/E |
4,0 |
10,1 |
- |
11,8 |
11,7 |
1,9 |
40 |
ZR 61 K/E |
5,0 |
12,5 |
8,9 |
14,5 |
14,4 |
1,9 |
41 |
ZR 72 K/E |
6,0 |
14,8 |
10,5 |
17,6 |
17,0 |
1,7 |
44 |
ZR 81 K/E |
6,5 |
16,7 |
11,8 |
19,9 |
19,2 |
1,7 |
45 |
ZR 90 K/E |
7,5 |
18,7 |
12,8 |
21,6 |
20,9 |
4,1 |
105 |
ZR 11 M/E |
9,0 |
22,7 |
15,7 |
26,3 |
25,1 |
4,1 |
107 |
ZR 12 M/E |
10 |
26,3 |
18,2 |
30,5 |
28,8 |
4,1 |
111 |
ZR 16 M/E |
13 |
32,0 |
22,4 |
37,5 |
35,5 |
4,1 |
114 |
ZR 19 M/E |
15 |
39,5 |
26,8 |
46,0 |
42,8 |
4,1 |
130 |
ZR 250 K/E |
20 |
52,0 |
35,5 |
60,0 |
56,6 |
4,7 |
168 |
ZR 310 K/E |
25 |
65,0 |
44,0 |
74,0 |
71,4 |
6,3 |
188 |
ZR 380 K/E |
30 |
80,5 |
55,5 |
92,0 |
87,5 |
6,3 |
201 |
Примечание: В спиральных компрессорах «Копланд» серии ZR используются электродвигатели на 50 и 60 Гц.
Требуемая поверхность нагрева теплообменников Fктр и Fитр, м2, определяется по формуле
- для конденсатора:
(6.13)
- для испарителя:
(6.14)
где Qк – теплопроизводительность конденсатора, кВт, определяемая по разности удельных энтальпий в теоретическом цикле:
с учетом переохлаждения в конденсаторе по формуле
; (6.15)
без учета переохлаждения в конденсаторе по формуле
, (6.16)
Qи – теплопроизводительность испарителя, кВт, определяется по формуле
, (6.17)
где kз – коэффициент запаса, равный 1,1…1,2; Δtкср – средний температурный напор в конденсаторе, ºС, определяется по формуле
(6.18)
где – температура воды, используемой для охлаждения конденсатора, принимается на 4…6 °С выше tмн, ºС; – температура воды на выходе из конденсатора, принимается на 5…6 ºС ниже tкон, ºС;
Δtиср – средний температурный напор в испарителе, ºС, определяется по формуле
, (6.19)
где – требуемая температура охлажденной воды, принимается равной температуре воды в поддоне камер орошения или в сборном баке отопленной воды, т.е. , ºС; – требуемая температура охлажденной воды из испарителя, для неавтономных СКВ принимается равной 6…7 ºС.
В курсовой работе для одноступенчатых фреоновых холодильных машин коэффициенты теплопередачи в конденсаторах − Кк, Вт/(м2 × ºС), и испарителях − Ки, Вт/(м2׺С), можно приближенно принять равными:
Кк=560+60, Вт/(м2׺С) при водяном охлаждении;
Ки=290+60, Вт/(м2׺С) при охлаждении воды.
По результатам расчета определяется тип и фактическая поверхность нагрева теплообменников при этом запас не должен превышать 15 %.
Приводятся характеристики испарителя кожухотрубного типа Я29-ИКТ и конденсатора кожухотрубного типа Я29-ККТ, представленные в табл. 6.5 и табл. 6.6.
Таблица 6.5
Технические характеристики и размеры испарителей кожухотрубных фреоновых марки Я29-ИКТ/Ф
Марка аппарата |
Поверхность теплообмена, м2 |
Количество рядов, шт. |
Масса, кг |
Я29-ИКТ 25-10-4 |
4,1 |
4 |
163 |
Я29-ИКТ 25-15-6 |
6,1 |
4 |
210 |
Окончание табл. 6.5
Марка аппарата |
Поверхность теплообмена, м2 |
Количество рядов, шт. |
Масса, кг |
Я29-ИКТ 25-20-8 |
8,2 |
4 |
254 |
Я29-ИКТ 30-20-12 |
14,6 |
4 |
413 |
Я29-ИКТ 30-25-15 |
18,3 |
4 |
488 |
Я29-ИКТ 30-25-20 |
21,9 |
4 |
562 |
Я29-ИКТ 40-25-30 |
25,7 |
4 |
683 |
Я29-ИКТ 40-25-35 |
32,2 |
4 |
802 |
Я29-ИКТ 40-25-40 |
38,6 |
4 |
920 |
Я29-ИКТ 50-25-50 |
50,9 |
4 |
1151 |
Я29-ИКТ 50-25-60 |
61,1 |
4 |
1313 |
Я29-ИКТ 50-25-80 |
81,5 |
4 |
1653 |
Я29-ИКТ 60-25-90 |
86,5 |
6 |
1780 |
Я29-ИКТ 60-25-120 |
115,3 |
6 |
2234 |
Я29-ИКТ 60-25-140 |
144,2 |
6 |
2667 |
Таблица 6.6
Характеристики испарительных конденсаторов
типа Я29-ККТ (аналог КГТ)
Марка испарительного конденсатора |
Номинальный тепловой поток, кВт |
Площадь теплообменной поверхности, м2 |
Расход воздуха (общий), м3/ч |
Расход воды м3/ч |
Количество вентиляторов |
Установленная мощность электродвигателей, кВт |
Масса, кг |
|
циркулирующей |
свежей |
|||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
Я29-ИК-100 |
260 |
101,2 |
16000 |
28 |
0,35 |
1 |
2,2 |
1300 |
Я29-ИК-150 |
377 |
154,0 |
23000 |
45 |
0,6 |
2 |
3 |
2200 |
Я29-ИК-200 |
520 |
202,4 |
33000 |
56 |
0,7 |
2 |
4,4 |
2700 |
Я29-ИК-250 |
604 |
270,0 |
43000 |
65 |
0,9 |
3 |
4,5 |
3500 |
Я29-ИК-300 |
780 |
303,6 |
50000 |
84 |
1,05 |
3 |
6,6 |
4200 |
Я29-ИК-400 |
1040 |
404,8 |
69000 |
112 |
1,4 |
4 |
8,8 |
5500 |
Я29-ИК-500 |
1300 |
506,0 |
85000 |
140 |
1,75 |
5 |
11 |
6800 |
Я29-ИК-600 |
1560 |
607,2 |
100000 |
168 |
2,1 |
6 |
13,2 |
7300 |
По результатам расчета вычерчивается схема холодильной станции. В спецификации указываются количество и технические характеристики подобранного оборудования.