Проектирование системы кондиционирования воздуха для офисного помещения

Дипломная работа

Теплоприток вследствие теплопередачи, через участок, выходящий к смежным помещениям /3/:

, (1.16)

Действительный коэффициент теплопередачи определяем по формуле (1.15)

На летний период

На зимний период

Теплоприток от солнечной радиации через участок, выходящий в окружающюю среду /3/:

, (1.17)

где = 8 °С (для железобетонной стены, ориентированной на юг) /3/;

На летний период

Теплоприток от солнечной радиации через участок, выходящий к смежным помещениям определяем по формуле (1.17)

На летний период

На зимний период

Суммарный теплоприток через стену:

На летний период

На зимний период

Теплоприток через стену, ориентированную на север

Расчет проводим аналогично определению теплопритоков через стену, ориентированную на юг. Результаты сведены в таблицу 1.3.

Таблица 1.3

Теплопритоки вследствии теплопередачи, Вт
Теплопритоки от солнечной радиации, Вт

Суммарные теплопритоки через стену, Вт

На летний период
На зимний период

Суммарный теплоприток через ограждающие конструкции

, (1.18)

На летний период

На зимний период

1.2.4 Теплопоступления от инфильтрации

Поступление тепла за счет инфильтрации рассчитывается по формуле /4/:

, (1.19)

где — длина и высота окна, м;

  • расчетная скорость ветра для данного периода года, принимаемая по СНиП;
  • коэффициент сопротивления воздухопроницанию площади окна, равной 1 м 2 /4/;
  • теплосодержание наружного воздуха и воздуха в помещении соответственно, ккал/кг;
  • количество воздуха, поступающего в здание при открывании дверей, кг/ч.

Так как все двери данного помещения выходят к смежным, то можно предположить: .

На летний период

На зимний период

1.2.5 Суммарный теплоприток в помещение

На летний период

На зимний период

1.2.6 Влаговыделения от людей

Количество влаги, выделямой людьми, рассчитывается по формуле /3/:

, (1.20)

где — влаговыделение одного человека, кг/сек /3/,

кг/сек, кг/сек.

На летний период

На зимний период

1.2.7 Влагопоступления от инфильтрации

Влагопоступления от инфильтрации рассчитываются по формуле /3/:

, (1.21)

где — влагопоступления через двери, которыми пренебрегаем (все двери выходят в смежные помещения);

  • влагопоступления через окна, кг/сек.

, (1.22)

где — значение инфильтрации через окна, м 3 /м*сек /3/,

= 0,51 м 3 /м*сек, = 0,94 м3 /м*сек;

  • общая длина щелей, м;
  • плотность сухого воздуха, кг/м 3 ;
  • , – влагосодержание наружного и внутреннего воздуха соответственно, кг/кг сухого воздуха.

На летний период

Следовательно:

= .

На зимний период

Следовательно:

= .

1.2.8 Суммарные влагопоступления в помещение

, (1.23)

На летний период

На зимний период

1.2.9 Количество приточного воздуха

Для отвода из помещения поступлений тепла и влаги необходимо в него подать воздух, температура и влажность которого ниже (для летнего периода), либо выше (для зимнего периода), чем в помещении /3/.

Количество воздуха, необходимое для удаления теплопритоков

, (1.24)

где — теплоемкость сухого воздуха, Дж/кгград;

На летний период

На зимний период при расходе воздуха , составит:

, (1.25)

Количество воздуха, необходимого для людей

, (1.26)

где — количество наружного воздуха, вводимого на 1 человека (согласно СНиП).

Кратность воздухообмена

Интенсивность смены воздуха можно охарактеризовать кратностью воздухообмена. Кратность воздухообмена показывает, сколько раз воздух данного помещения сменяется в течение секунды/3/.

, (1.27)

где – внутренний объем помещения, м 3 .

Влагосодержание приточного воздуха

Определить влагосодержание приточного воздуха можно из условия удаления избыточных влаговыделений /3/.

, (1.28)

На летний период

На зимний период

Отношение наружного воздуха к рециркуляционному воздуху

, (1.29)

1.2.10 i — d диаграмма кондиционирования

В i — d диаграмме графически связаны все параметры, определяющие тепловлажностное состояние воздуха, это I, d, φ, р п . При кондиционировании воздуха происходят изменения его тепловлажностного состояния, которые удобно прослеживать и рассчитывать с помощью i – d диаграммы

(рисунок 1.4, 1.5).

При расчете установки кондиционирования воздуха необходимо знать не только величину суммарных тепло- и влаговыделений, но и их отношение /3/:

, (1.30)

на летний период

на зимний период

Эта величина называется тепловлажностным отношением. Нанесем на i — d диаграмму точку П, соответствующую заданному состоянию воздуха (в помещении), и точку Пр, соответствующую состоянию приточного воздуха. Линия, соединяющая эти две точки, характеризует изменение тепловлажностного состояния воздуха в помещении и называется лучом процесса. Положение луча процесса в i – d диаграмме определяют угловым коэффициентом ε п . Чтобы удержать положение точки П (т.е. чтобы температура и влажность в помещении не менялись), в летнее время в помещение подают более холодный и более сухой воздух, в зимнее – более теплый и более влажный, состояние которого на i – d диаграммах (рисунок 1.4, 1.5) обозначено точкой Пр. Для построения процессов тепловлажностной обработки на летний период зададимся параметром =30 С, на зимний — =5,52 0 С . Положение точки Пр на линии с наклоном εп определяется допустимой разностью (перепадом) температур между приточным воздухом (точка Пр) и воздухом в помещении (точка П).

Перепад температур выбирается, исходя из принятого способа распределения воздуха, а также высоты помещения. Далее нанесем на i — d диаграмму точку О.С., соответствующую параметрам окружающей среды. На линии соединяющей точки П и О.С. отложим точку С, на расстоянии, от точки П, равном отношению наружного воздуха к рециркуляционному воздуху. Эта точка характеризует параметры воздуха после смешения.

Также на i – d диаграмму для летнего времени нанесем:

  • точку В, характеризующую параметры воздуха на выходе из воздухоохладителя. Линия между точками С и В соответствует процессу охлаждения воздуха в воздухоохладителе.
  • точку Т, которая определяет параметры воздуха на выходе из ТЭНов второго подогрева. Линия между точками В и Т соответствует процессу нагрева. В этом процессе влагосодержание воздуха остается неизменным, поэтому в i – d диаграмме процесс нагрева прослеживается снизу вверх по линии d =const.

Линия, соединяющая точки Т и Пр соответствует процессу изотермического увлажнения. В i – d диаграмме этот процесс можно проследить по линии Т=const (слева направо).

На зимнее время на i – d диаграмму (рисунок 1.5) нанесем:

  • точку Т, которая определяет параметры воздуха на выходе из ТЭНов второго подогрева. Линия между точками С и Т соответствует процессу нагрева. В этом процессе влагосодержание воздуха остается неизменным, поэтому в i – d диаграмме процесс нагрева прослеживается снизу вверх по линии d =const.

Также, как и на диаграмме для летнего времени (рисунок 1.4), линия, соединяющая точки Т и Пр соответствует процессу изотермического увлажнения. В i – d диаграмме этот процесс можно проследить по линии Т=const (слева направо).

Рисунок 1.4 — Процесс кондиционирования воздуха на летний период

Рисунок 1.5 — Процесс кондиционирования воздуха на зимний период

1.2.11 Расчет мощности элементов установки

Необходимая суммарная мощности воздухоохладителя

Исходя из уравнения теплового баланса, определяем мощность воздухоохладителя /2/, воспользовавшись i – d диаграммой приведенной выше:

, (1.31)

где — энтальпии воздуха в точке смешения и на выходе из воздухоохладителя соответственно (вычисленные по i – d диаграмме),кДж/кг.

Учитывая, что один воздухоохладитель мощностью 89,2 кВт имеет большие размеры и занимает значительную часть площади помещения, для обеспечения заданных параметров воздуха будем использовать зональное кондиционирование, т.е. вместо 1 воздухоохладителя мощностью 89,2 кВт установим 4 воздухоохладителя такой же суммарной мощностью.

Мощность ТЭНов второго подогрева

Для определения мощности ТЭНов воспользуемся i – d диаграммами

(рисунки 1.4, 1.5).

На летний период

, (1.32)

где — энтальпии воздуха на выходе из ТЭНов второго подогрева (точка Т) и на выходе из воздухоохладителя (точка В), соответственно, кДж/кг.

На зимний период

Производительность увлажнителя

Для определения производительности увлажнителя также воспользуемся i – d диаграммами:

, (1.33)

где — влагосодержание воздуха на выходе из увлажнителя (точка Пр) и на входе в него (точка Т), соответственно, кг/кг с.в.

На летний период

На зимний период

Мощность одного воздухоохладителя

, (1.34)