Архитектурно-строительный факультет
КУРСОВАЯ РАБОТА
по дисциплине: КВ и ХС
Анализ работы систем кондиционирования воздуха
Содержание
- Исходные данные…………………………………………………………….…
- Введение…………………………………………………………………………
- Центральная СКВ работающая на наружном воздухе. (ЦН-1)……………….
- Построение процессов в I-d диаграмме СКВ ЦН-1…………………………….
4.1 Теплый период………………………………………………………………
4.2 Холодный период…………………………………………………………..
- Диаграмма режимов работы СКВ ЦН-1.........................................................
- Центральная СКВ работающая на наружном воздухе. (ЦР-1)…………………
- Построение процессов в I-d диаграмме СКВ ЦР-1……………………………..
7.1 Теплый период……………………………………………………………….
7.2 Холодный период…………………………………………………………..
- Диаграмма режимов работы СКВ ЦР-1.........................................................
- Центральная СКВ работающая на наружном воздухе. (ЦР-3) ………………
- Построение процессов в I-d диаграмме СКВ ЦР-3…………………………….
10.1 Теплый период…………………………………………………………...
10.2 Холодный период ………………………………………………………
- Диаграмма режимов работы СКВ ЦР-3.........................................................
- . Многозональная СКВ МН-1………………………………………………….
- Построение процессов в I-d диаграмме СКВ МН-1…………………………..
13.1 Теплый период…………………………………………………………..
- Холодный период ………………………………………………………
- Многозональная СКВ МН-2…………………………………………………..
- Построение процессов в I-d диаграмме СКВ МН-2………………………….
15.1 Теплый период……………………………………………………………
15.2 Холодный период ………………………………………………………
- Комбинированная СКВ КС-1……………………………………………………
- Построение процессов в I-d диаграмме СКВ КС-1……………………………
ПРИЛОЖЕНИЕ
Построения процессов обработки воздуха системами СКВ ЦН-1, ЦР-1, ЦР-3, МН-1, МН-2, КС-1 в i-d диаграмме.
- Исходные данные
- г. Челябинск
- Расчетные параметры в холодный период года:
- Расчетная температура в теплый период года :
- Параметры внутреннего воздуха
|
Период года |
ΣQ[ кДж\ч ] |
ΣW[г/час] |
G[кг/ч] |
Gв[кг/ч] |
||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
|
ТП |
36000 |
3500 |
5460 |
1971,4 |
10,28 |
|
|
ХП |
9000 |
2000 |
5460 |
1971,4 |
4,5 |
Таблица 1 - Сводная таблица тепло-, влаго-, газовыделений
- Введение
Кондиционирование воздуха – процесс создания и автоматического поддержания в помещении заданных метеорологических условий и чистоты воздуха. Для поддержания оптимальных параметров используют системы кондиционирование воздуха (СКВ). Они представляют собой комплекс технологических средств термовлажностной обработки воздуха, его перемещение по каналам и воздуховодам и распределение, приготовление теплоты и холода; автоматизации, диспетчеризации и контроля. Аппараты, в которых осуществляется термовлажностная обработка воздуха, автоматическое регулирование метеорологических параметров, называется кондиционированием.
- Центральная СКВ работающая на наружном воздухе.
(ЦН-1).
Применяется в тех случаях, когда в основном в помещении круглогодично поддерживаются два параметра и . При постоянном расходе и отсутствии рециркуляции расчетным является теплый период года. Расчетный период года характеризуется максимальными теплопоступлениями при параметрах наружного воздуха, соответствующих классу кондиционирования.
Расчетные параметры для общественных зданий следует принимать по параметрам А для систем вентиляции и СКВ 3-го класса в теплый период года. Параметры Б – для СКВ 1-го класса в теплый период года. Параметры Б - 2˚С – 2 кДж/кг для СКВ 2-го класса в теплый период года. Параметры Б для систем вентиляции и СКВ всех классов в холодный период года.
Внутренние параметры воздушной среды принимаются по СНиП 41-01-2003 «ОВК» или в соответствии с типом зданий или внутренним санитарным нормам.
Рисунок 1 - Принципиальная схема СКВ ЦН-1
1 – узел воздухозабора
2 – утепленный клапан
3 – секция фильтров
4 – калориферы 1-го подогрева
5 – камера орошения
6 – вентилятор
7 – калориферы 2-го подогрева
К1,К2,К3 – клапаны
- Построение процессов в I-d диаграмме СКВ ЦН-1
4.1 Теплый период
- Строим точку наружного воздуха «НТП»
- Строим точку воздуха с параметрами помещения «П»
- Определяем луч процесса
- Для нахождения параметров за камерой орошения (КО) мы должны луч процесса продолжить до пересечения с . Находим точку КО’ – эта точка соответствует теоретическому состоянию воздуха за камерой орошения. Точка В приточного воздуха будет лежать на луче процесса . Далее определяем параметры приточного воздуха, точку В с учетом его нагрева в вентиляторе.
- Соединяем точку камеры орошения «КО» с точкой с параметрами наружного воздуха «НТП», получая линию процесса протекающего в камере орошения - политропный процесс охлаждения и осушения наружного воздуха.
- Определяем расход воздуха по теплоте и влаге:
- За расчетный принимаем максимальный – GQ=5460кг/ч
10) Определяем нагрузку на камеру орошения:
=30 [кВт].
4.2 Холодный период
1) Строим точку наружного воздуха «НХП»
2)Строим точку воздуха с параметрами помещения «П»
3)Определяем луч процесса
4)Находим точку калорифера 1-го подогрева «КI» пересечением IКО и dН
5)Определяем нагрузку на калорифер 1-го подогрева:
6)Определяем нагрузку на калорифер 2-го подогрева:
5.Диаграмма режимов работы СКВ ЦН-1
- Центральная однозональная СКВ работающая с постоянной рециркуляцией воздуха.(ЦР-1)
Применяется для кондиционирования воздуха в одном помещении или группе помещений с однотипными параметрами внутреннего воздуха. При круглогодичном поддержании двух параметров и . При постоянном объеме наружного и рециркуляционного воздуха, когда доля рециркуляции не превышает 25-30 %.
Доля рециркуляции характеризуется отношением рециркуляционного воздуха к общему.
Внутренние параметры воздушной среды принимаются по СНиП 41-01-2003 «ОВК» или в соответствии с типом зданий или внутренним санитарным нормам.
Рисунок 2 - Принципиальная схема СКВ ЦР-1
1 – узел воздухозабора
2 – утепленный клапан
3 – секция фильтров
4 – калориферы 1-го подогрева
5 – камера орошения
6 – вентилятор
7 – калориферы 2-го подогрева
8 – рециркуляционный
К1,К2,К3 - клапаны
- Построение процессов в I-d диаграмме СКВ ЦР-1
7.1 Теплый период
- Строим точку наружного воздуха «НТП»
- Строим точку воздуха с параметрами помещения «П» и точку рециркуляции «Р» отложив 1˚С по dП-const.
- Определяем луч процесса
- Для нахождения параметров за камерой орошения (КО) мы должны луч процесса продолжить до пересечения с . Находим точку КО’ – эта точка соответствует теоретическому состоянию воздуха за камерой орошения. Точка В приточного воздуха будет лежать на луче процесса . Далее определяем параметры приточного воздуха, точку В с учетом его нагрева в вентиляторе.
- Определяем долю расхода на рециркуляцию воздуха:
Так как доля рециркуляции должна должна быть 25-30 %, то задаемся Y=0,27. Тогда расход рециркуляционного будет равен
- Следовательно расход наружного воздуха будет равен
- Определяем точку смеси в теплый период «СМТП»:
[кДж/кг]
- Соединяем точку камеры орошения «КО» с точкой с параметрами смеси «СМТП», получая линию процесса протекающего в камере орошения.
- Определяем нагрузку на камеру орошения:
7.2 Холодный период
1)Строим точку наружного воздуха «НХП»
2) Строим точку воздуха с параметрами помещения «П» и точку рециркуляции «Р» отложив 1˚С по dП-const.
3) Определяем луч процесса
4) находим точку KII на пересечении луча процесса с линией dко
5)Соединяем точку с параметрами наружного воздуха «НХП» c точкой
помещения «П», определяя линию смешения.
6) Определяем точку смеси в холодный период «СМХП’ »:
[кДж/кг]
Т.к. точка «СМ» лежит ниже , то необходимо выполнить первоначальный нагрев с последующем смешением
7) Найдем аналитически
Находим точку калорифера 1-го подогрева «КI» пересечением dн и
8) Определяем нагрузку на калорифер 1-го подогрева:
- Диаграмма режимов работы СКВ ЦР-1
- Центральная однозональная СКВ работающая на переменной рециркуляции воздуха. (ЦР-3)
Применяется для кондиционирования воздуха в одном помещении или группе помещений с однотипными параметрами внутреннего воздуха. При круглогодичном поддержании двух параметров и и допустимой рециркуляции воздуха. Доля рециркуляции принимается от 0,3 до 0,9.
Доля рециркуляции характеризуется отношением рециркуляционного воздуха к общему.
ЦР-3 работает при условии G-const, а Gp-var.
СКВ ЦР-3 отличается от ЦН-1 тем, что добавляется смесительная камера со сдвоенным клапаном, рециркуляционные воздуховоды с вентилятором.
Внутренние параметры воздушной среды принимаются по СНиП 41-01-2003 «ОВК» или в соответствии с типом зданий или внутренним санитарным нормам.
Рисунок 3 - Принципиальная схема СКВ ЦР-3
1 – узел воздухозабора
2 – утепленный клапан
3 – секция фильтров
4 – калориферы 1-го подогрева
5 – камера орошения
6 – вентилятор
7 – калориферы 2-го подогрева
8 – рециркуляционный
К1,К2,К3 - клапаны
- Построение процессов в I-d диаграмме СКВ ЦР-3
10.1 Теплый период
- Строим точку воздуха с параметрами помещения «П» и точку рециркуляции «Р» отложив 1˚С по dП-const.
- Определяем луч процесса
- Для нахождения параметров за камерой орошения (КО) мы должны луч процесса продолжить до пересечения с . Находим точку КО’ – эта точка соответствует теоретическому состоянию воздуха за камерой орошения. Точка В приточного воздуха будет лежать на луче процесса . Далее определяем параметры приточного воздуха, точку В с учетом его нагрева в вентиляторе.
- Так как доля рециркуляции должна должна быть 30-90 %, то задаемся Y=0,3. Тогда расход рециркуляционного будет равен
- Следовательно расход наружного воздуха будет равен
- Определяем точку смеси в теплый период «СМТП»:
- Соединяем точку камеры орошения «КО» с точкой с параметрами смеси «СМТП», получая линию процесса протекающего в камере орошения.
- Определяем нагрузку на камеру орошения:
10.2 Холодный период
1) Строим точку наружного воздуха «НХП»
- Строим точку воздуха с параметрами помещения «П» и точку рециркуляции «Р» отложив 1˚С по dП-const.
- Определяем луч процесса
- находим точку KII на пересечении луча процесса с линией dко
- Соединяем точку с параметрами наружного воздуха «НХП» c точкой помещения «П», определяя линию смешения.
- Определяем точку смеси в холодный период «СМХП’ »:
[кДж/кг]
- Т.к. точка «СМ» лежит ниже , то необходимо выполнить первоначальный нагрев с последующем смешением
- Найдем аналитически
- Находим точку калорифера 1-го подогрева «КI» пересечением dн и
- Определяем нагрузку на калорифер 1-го подогрева:
- Диаграмма режимов работы СКВ ЦР-3
- Многозональная СКВ МН-1
Мн-1 предназначена для обслуживания небольшой группы относительно больших помещений. При необходимости строго поддерживать в них один параметр воздуха (t) при допустимых отклонениях φ. МН1 работает на наружный воздух и состоит в основном из центрального кондиционера ЦН-1 с тем лишь отличием, что в место одного общего устанавливаются воздухонагреватели на каждом помещении или зоны помещения.
Параметры воздуха за КО поддерживаются терморегулятором Т1 как в ЦН1. В ТП года за счет изменения теплопроизводительности.
Поскольку МН1 обслуживает несколько помещений с различными термовлажностными режимами, то для расчета и построения Id диаграммы выбирается одно из помещений в качестве основного. Оно характеризуется для ТП года max теплоизбытками. Для этого помещения в расчетный ТП года зональный воздухонагреватель не работает, а в остальных помещениях осуществляется подогрев воздуха в зональном воздухоподогревателе.
Рисунок 4 - Принципиальная схема СКВ МН-1
1 – узел воздухозабора
2 – утепленный клапан
3 – секция фильтров
4 – калориферы 1-го подогрева
5 – камера орошения
6 – вентилятор
7 – калориферы 2-го подогрева
8 – рециркуляционный
К1,К2,К3 - клапаны
- Построение процессов в I-d диаграмме СКВ МН-1
13.1 Теплый период
1) Строим точку воздуха с параметрами помещения «Прасч».
2) Определяем луч процесса
3)Для нахождения параметров за камерой орошения (КО) мы должны луч процесса продолжить до пересечения с . Находим точку КО’ – эта точка соответствует теоретическому состоянию воздуха за камерой орошения. Точка В приточного воздуха будет лежать на луче процесса . Далее определяем параметры приточного воздуха, точку В с учетом его нагрева в вентиляторе.
4) Определяем еще два луча процесса для двух помещений.
5) Общий расход воздуха для СКВ МН1 равен сумме расходов для каждого помещения или зоны.
G1=36000/42,6-36=5460 кг/час; G2=19800/43,2-36,3=2870 кг/час; G3=18000/49,3-39,8=1895 кг/час
6) Определяем нагрузку на камеру орошения:
13.2 Холодный период
1) Строим точку наружного воздуха «НХП»
2) Находим точку KII на пересечении луча процесса с линией dко
3) Находим точку калорифера 1-го подогрева «КI» пересечением dн и
4) Определяем нагрузку на калорифер 1-го подогрева:
- Многозональная СКВ МН-2
СКВ МН-2 работает на наружном воздухе и имеет 2 канала: горячий и холодный. Система предназначена для кондиционирования воздуха большой группы относительно мелких помещений, при необходимости поддерживая в них один параметр воздуха (температура), при допустимых колебаниях . МН-2 состоит из ЦН-1, общего калорифера КII и двухканальной системы воздуховодов. Первый узел регулирования работает также как в системе ЦН-1.
Поддержание требуемой температуры воздуха в помещении осуществляется за счет изменения количества холодного и горячего воздуха, поступающего соответственно из холодного и горячего каналов. В каждом помещении устанавливается датчик температуры (терморегулятор), воздействующий на соответствующий исполнительный механизм (им`,им``,им``` и т.д.), которые меняют положение смесительного клапана, вследствие чего меняется соотношение количества горячего и холодного воздуха, подаваемого в помещение. Это приводит к изменению температуры смешения. При этом общее количество подаваемого в помещение воздуха остается не изменным. Температура в горячем канале () поддерживается постоянной и выбирается по ХП для помещения с минимальными теплоизбытками.
Рисунок 5 - Принципиальная схема СКВ МН-2
1 – узел воздухозабора
2 – утепленный клапан
3 – секция фильтров
4 – калориферы 1-го подогрева
5 – камера орошения
6 – вентилятор
7 – калориферы 2-го подогрева
8 – рециркуляционный
К1,К2,К3 - клапаны
- Построение процессов в I-d диаграмме МН-2
15.1 Теплый период
1) Выбираем помещения с максимальными теплоизбытками в ТП и с минимальными теплоизбытками в ХП. Строим точку воздуха с параметрами помещения «П». Точка П1 – точка с параметрами воздуха в помещении, для которых присущи максимальные теплоизбытки в ТП.
Точка П2 – точка, характеризующая помещение с минимальными теплоизбытками в ХП.
Точка П3 – точка, характеризующая помещение, у которого теплоизбытки в ТП меньше, чем в П1, а в ХП – больше, чем в П2.
2) Определяем луч процесса , проводим его через точку П1.
3) Для нахождения параметров за камерой орошения (КО) мы должны луч процесса продолжить до пересечения с . Находим точку КО’ – эта точка соответствует теоретическому состоянию воздуха за камерой орошения. Точка В приточного воздуха будет лежать на луче процесса . Далее определяем параметры приточного воздуха, точку В с учетом его нагрева в вентиляторе.
4) Определяем луч процесса , проводим его через точку П3.
5) На пересечении и получаем точку смеси «СМТП3».
6) Соединяем точку камеры орошения «КО» с точкой с параметрами точки наружного воздуха «НТП», получая линию процесса протекающего в камере орошения.
7) Общий расход воздуха для СКВ МН-2 равен сумме расходов для каждого помещения или зоны.
; G1=36000/42,6-36=5460 кг/час; G2=10800/43,2-36,7=1662 кг/час; G3=10080/49,3-40,2=1108 кг/час
8) Определяем нагрузку на камеру орошения:
6) Определяем нагрузку на калорифер 2-го подогрева:
15.2 Холодный период
1) Строим точку наружного воздуха «НХП»
- Определяем луч процесса, проводим его через точку П2.
- На пересечении и получаем точку «КII»
- Определяем луч процесса , проводим его через точку П3.
На пересечении и получаем точку смеси «СМХП3».
- Находим точку калорифера 1-го подогрева «КI» пересечением dн и
- Определяем нагрузку на калорифер 1-го подогрева:
- Комбинированная СКВ с количественно-качественным регулированием КС-1
Предназначена для большой группы мелких помещений в которых регулируется температура воздуха при допустимых колебаниях относительной влажности.
Используется для кондиционирования воздуха многоэтажных, административных, общественных зданий.
КС-1 состоит из центрального кондиционера ЦН-1 и местных не автономных кондиционеров установленных в каждом помещении. В качестве не автономного кондиционера–доводчика могут быть использованы эжекционные кондиционеры-доводчики ЭКД. Они требуют перед собой давление воздуха свыше 400 Па (т.е. КС-1 относиться к СКВ среднего и высокого давления) Для СКВ низкого давления устанавливают доводчики типа КД (у них свой вентилятор).
Кондиционеры-доводчики могут быть напольного, потолочного, настенного типа. Кондиционеры-доводчики работают на поступлении наружного и циркуляционного воздуха. Коэффициент эжекции величина постоянная:
Рисунок 6 - Принципиальная схема СКВ КС-1
1 – узел воздухозабора
2 – утепленный клапан
3 – секция фильтров
4 – калориферы 1-го подогрева
5 – камера орошения
6 – вентилятор
7 – Эжекционный кондиционер-доводчик
- Построение процессов в I-d диаграмме КС-1
1) Строим точку воздуха с параметрами помещения «П».
2) Определяем луч процесса
3) Для нахождения параметров за камерой орошения (КО) мы должны луч процесса продолжить до пересечения с . Находим точку КО’ – эта точка соответствует теоретическому состоянию воздуха за камерой орошения. Точка В приточного воздуха будет лежать на луче процесса . Далее определяем параметры приточного воздуха, точку В с учетом его нагрева в вентиляторе.
4) Расход воздуха для СКВ КС-1 равен сумме расходов на рециркуляцию и наружного
5) Определяем долю рециркуляции
6) Определяем .
7) Теплоизбытки в помещении уменьшились и луч процесса стал более крутым. Строим через точку П.
8) На пересечении и получаем точку смеси «СМ’»
10) Соединяем точку «В» и точку «СМ’». Продолжаем эту линию до пересечения с , получаем точку «Днагр».
11) Теплоизбытки в помещении увеличились и луч процесса стал более пологим. Строим через точку П.
12) На пересечении и получаем точку смеси «СМ’’»
13) Соединяем точку «В» и точку «СМ’’». Продолжаем эту линию до пересечения с , получаем точку «Дохл».
14) Определяем нагрузки
Скачать: