Как построить процессы обработки воздуха на I-d диаграмме

Расчет систем кондиционирования воздуха на I-d диаграмме

Системы кондиционирования воздуха заполнили нашу жизнь целиком и полностью.Именно они создают тот необходимый микроклимат внутри помещения при котором мы чувствуем себя комфортно. Поэтому расчет этих параметров очень важен. Люди все больше внимания обращают на условия работы и жизни, ведь от этого зависит их здоровье. К сожалению, помещений с правильными параметрами не так уж много. Но все в ваших руках — руках квалифицированных проектировщиков! И если уж заказчик не думает о комфорте своих клиентов, то правильный расчет систем кондиционирования, как минимум, позволит ему сэкономить немалую сумму, а это уже весомый аргумент. А как же произвести более правильный расчет нежели на I-d диаграмме влажного воздуха? Правильно — никак.

Поэтому в этой статье рассмотрим пример расчета процессов отработки воздуха для трех наиболее распространенных схем:

Прямоточная — схема где воздушные массы с улицы нагревается и увлажняется без использования отработанного воздуха.
Схема с рециркуляцией — когда воздушные массы повторно используют в вентиляционном процессе. То есть часть или даже весь (при 100% рециркуляции) отработанный воздушный поток возвращается в приточную камеру.
Схема с рекуперацией — уличные воздушные массы в рекуператоре нагреваются или охлаждаются частично вытяжным воздухом.

Расчет прямоточного центрального кондиционера

Прямоточная схема самая простая в использовании. И расчет ее не так сложен, но сегодня она не так популярна, потому что энергосбережение все больше и больше охватывает мир. Но не все заказчики имеют деньги на подобное оборудование, поэтому разберемся в последовательности построения процессов на I-d диаграмме для данной схемы.

Расчет центрального кондиционера осуществляют для теплой и холодной поры года, но в первую очередь рассчитывают кондиционер на теплый пери

Исходными данными для центрального кондиционера с прямотоком:

параметры внешнего воздуха,
параметры внутреннего воздуха,
явные теплопоступления в комнату,
скрытые теплонадхождения,
влагопоступления,
разница температур (необходимо температуру приточного воздуха брать меньше чем в помещении).

Расчет центрального кондиционера производят в такой очередности

Находится необходимая производительность кондиционера:
Gk= Qя/cвΔ
Qя — явные теплопоступления;
cв – массовая теплоемкость воздуха (1,005 кДж/кг°С);
Δt – рабочая разница температур между поступающим воздухом и внутренним.
Рассчитывается нужная температура подаваемого воздуха:
tп= tв-Δt
tв- температура воздуха в комнате
Δt –рабочая разница температур между внутренним воздухом и тем что подается.
На I-d диаграмме обозначают параметры внутреннего (В) и внешнего воздуха(Вн). Параметры внешнего воздуха берут из климатических данных, внутреннего воздуха из начальных данных. Построение процессов на I-d диаграмме производится в такой последовательности:
Вн-К – процесс, что происходит в оросительной камере (охлаждение и осушение)
К-П – подогрев воздуха в калорифере
П-В – процесс, который происходит в кондиционированном помещении (поглощение теплоты и влаги)
Определяют сколько тепла полностью поступает в помещение:
Qп=Qя+Qск
После чего рассчитывают угловой коэффициент процесса, который определяется в помещении
ε =Qп/W
W –влагонадхождения.

Расходы холода (процесс ЗК) составят:

Gк – массовая производительность кондиционера

Iз – энтальпия начала процесса (точка З)

Расходы тепла (процесс КП)

Gк – массовая производительность кондиционера

Iк – энтальпия начала процесса (точка К)

Iп – энтальпия конца (точка П)

Перейдем к расчету кондиционера для зимнего периода

Некоторые заказчики не используют зимой водяное отопление, а поддерживают температуру за счет центрального кондиционера.

Производительность кондиционера такая же как и для лета:
Gk= Qя/cвΔt
Делается расчет рабочей разницы температур:
Δt= Qя/cвGk
Потом определяют температуру подаваемого воздуха (не больше 40° С по санитарным нормам)
tп= tв-Δt
Определяют сколько тепла полностью поступает в комнату и угловой коэффициент
Qп=Qя+Qск
ε =Qп/W
W –влагонадхождения.

Расходы холода (процесс З-К) составят:
Qк = Gк( Iз-Iк)
Gк – массовая производительность кондиционера
Iз – энтальпия начала процесса ( точка З)
Iк – энтальпия конца процесса ( точка К)
Расходы тепла (процесс КП)
Q= Gк(Iк-Iп)
Gк – массовая производительность кондиционера
Iк – энтальпия начала процесса ( точка К)
Iп – энтальпия конца ( точка П)

На I-d диаграмме обозначают параметры внутреннего и внешнего воздуха. Строятся процессы отработки воздуха в центральном кондиционере. Для холодного периода построение легче начать с конца то есть от точки внутреннего воздуха.

Вн-Т — нагрев воздуха в калорифере первичного подогрев

Т-К – охлаждение и увлажнение воздуха в оросительной камере

К-П – нагрев воздуха в калорифере вторичного нагрева

П-В – процесс смены состояния воздуха в кондиционированном помещении ( поглощение тепла и влаги)

Построение и расчет процессов обработки воздуха для центрального кондиционера с рециркуляцией

Рециркуляция- повторное потребление отработанного воздуха. Процент задействования вытяжного воздуха может быть до 100%. Эта схема экономичнее предыдущей. Но ее не везде можно использовать.

медицинских заведениях, пищевых, и в других, где присутствуют загрязнители воздуха или бактерии, категорически запрещено использовать рециркуляцию!

Исходные данные для построения процессов:

параметры внешнего воздуха
параметры внутреннего воздуха
явные теплопоступления
скрытые теплопоступления
влагопоступления
минимальное количество внешнего воздуха (или процент рециркуляционного).

Расчет для теплого периода года

2. Рассчитывают необходимую температуру приточного воздуха:

4 На I-d диаграмме обозначают параметры внутреннего и внешнего воздуха. Строятся процессы.

Точка С характеризует параметры смеси рециркуляционного и внешнего воздуха. Для нахождения точки на диаграмме нужно решить систему уравнений:

Gк- производительность кондиціонера

Gвн – расход внешнего воздуха ( из исходных даннях)

Gр – расход рециркуляционного воздуха

Построение процессов обработки воздуха для холодного периода года

1.Производительность кондиционера берется для теплого периода. И находят рабочую разницу температур:

2. Рассчитывают необходимую температуру приточного воздуха:

3.На I-d диаграмме обозначают параметры внутреннего и внешнего воздуха. Строятся процессы обработки воздуха в центральном кондиционере.

Если точка С ниже отрезка ТК ( линии І=const), воздух необходимо подогреть. Если же точка С выше, то ее опускают к линии и ставят точку С1 увеличивая при этом количество внешнего воздуха.

4.Рассчитывают угловой коэффициент процесса:

5. Расход тепла на калорифер первого подогрева

Второго подогрева
Qк = Gк( Iп-Iк)

Построение и расчет обработки воздуха для кондиционера с рекуперацией

Что такое рекуперация, какие бывают рекуператоры и для чего они предназначены мы уже рассматривали. На данный момент это самый экономичный вариант, который поможет сохранить немало денег. Поэтому он набирает все большей популярности среди заказчиков.

воздухообмен, Lпр и Lв
влагопоступления, W
расчетные параметры внешнего воздуха, tв
расчетные параметры внутреннего воздуха, tвн
явные теплопоступления в помещение, Q
разница между внешним воздухом и температурой после охлаждения, Δt
теплоемкость, с
плотность воздуха, ρ

Построение процессов обработки воздуха

Рассчитываем температуру приточного воздуха для теплого периода:
tп= tв-Δt+0,001p,
где р- давление, создаваемое вентилятором
Тепловлажностное отношение определяем по формуле:
ε =Qп/W

Тоже делаем и для зимнего периода. Строим процесс на диаграмме и производим расчет:

Количество явного тепла, отбираемого от бросового тепла в холодный период года:
Qрек=Lв·ρ·с(tв — Δt)
Разница энтальпий при нагревании приточного воздуха:
ΔI = Qрек/(Lпр·ρ)
Количество насыщенного водяного пара для обработки воздуха в зимний период и тепла для его выроботки (процесс П-К):
Gр =Lпр·ρ(dк-dн)
Qпары= Lпр·ρ·с(Iк-Iн)
Количество холода для обработки воздуха в теплый период (процесс В-П):
Qх= Lпр(Iв-Iп)

Построение диаграмм дает более точный расчет и возможность регулировки. Надеемся статья была для вас полезной и поможет в дальнейшей работе по созданию помещений для комфортного прибывания людей. Ведь каждый проектировщик желает стать специалистом в своем деле.

Расчет мощности кондиционера

Расчет мощности охлаждения

Типовой расчет мощности кондиционера

Типовой расчет позволяет найти мощность кондиционера для небольшого помещения: отдельной комнаты в квартире или коттедже, офиса площадью и других помещений, расположенных в капитальных зданиях. Расчет мощности охлаждения Q (в киловаттах) производится по следующей методике:

Мощность кондиционера должна лежать в диапазоне Q_range от –5% до +15% расчетной мощности Q .

Пример типового расчета мощности кондиционера

Рассчитаем мощность кондиционера для жилой комнаты площадью c высотой потолков 2,75 м в которой проживает один человек, а также есть компьютер, телевизор и небольшой холодильник с максимальной потребляемой мощностью 165 Вт. Комната расположена на солнечной стороне. Компьютер и телевизор одновременно не работают, так как ими пользуется один человек.

Нам осталось выбрать модель подходящей мощности. Большинство производителей выпускает сплит-системы с мощностями, близкими к стандартному ряду: 2,0 кВт; 2,6 кВт; 3,5 кВт; 5,3 кВт; 7,0 кВт. Из этого ряда мы выбираем модель мощностью 3,5 кВт.

Расчет мощности с использованием дополнительных параметров

Типовой расчет мощности кондиционера, описанный выше, в большинстве случаев дает достаточно точные результаты, однако вам будет полезно знать о некоторых дополнительных параметрах, которые порой не учитываются, но существенным образом влияют на требуемую мощность кондиционера.

Учет притока свежего воздуха от приоткрытого окна

Методика, по которой мы рассчитали мощность кондиционера, предполагает, что кондиционер работает при закрытых окнах и свежий воздух в комнату не поступает. В инструкции к кондиционеру обычно также говорится о том, что эксплуатировать его необходимо при закрытых окнах, иначе наружный воздух, попадая в помещение, будет создавать дополнительную тепловую нагрузку. Следуя инструкции, пользователю приходится периодически отключать кондиционер, проветривать помещение и снова включать его. Это создает определенные неудобства, поэтому покупатели часто интересуются, можно ли сделать так, чтобы и кондиционер работал, и воздух был свежим.

Для ответа на этот вопрос нам нужно разобраться, почему кондиционер может эффективно работать вместе с приточной вентиляцией, но не может — с открытым окном. Дело в том, что система вентиляции имеет вполне определенную производительность и подает в помещение заданный объем воздуха (подробнее об этом рассказывается на странице Вентиляция квартир и коттеджей), поэтому при расчете мощности кондиционера можно легко учесть эту тепловую нагрузку. С открытым окном ситуация иная, ведь объем воздуха, попадающий через него в комнату, никак не нормируется, и дополнительная тепловая нагрузка неизвестна.

Эту проблему можно попробовать решить, установив окно в режим зимнего проветривания (приоткрыв форточку) и закрыв в комнате дверь. Тогда в помещении не будет сквозняков, но небольшое количество свежего воздуха будет постоянно поступать внутрь. Сразу оговоримся, что работа кондиционера с приоткрытым окном не предусмотрена инструкцией, поэтому мы не можем гарантировать нормальную работу кондиционера в таком режиме. Тем не менее, во многих случаях такое техническое решение позволит поддерживать в помещении комфортные условия без периодического проветривания. Если вы планируете использовать кондиционер в таком режиме, то необходимо учесть следующее:

Мощность Q1 должна быть увеличена на для компенсации тепловой нагрузки от приточного воздуха. Эта величина получена исходя из однократного дополнительного воздухообмена при температуре / влажности наружного воздуха и температуре внутреннего воздуха В калькуляторе вы можете выбрать другую кратность воздухообмена (рекомендуемое значение для жилых помещений —
Потребление электроэнергии возрастет на Заметим, что это является одной из основных причин запрета эксплуатации кондиционеров при открытых окнах в офисах, отелях и других общественных помещениях.
В некоторых случаях теплопритоки могут оказаться слишком большими (например, при очень жаркой погоде) и кондиционер не сможет поддерживать заданную температуру. В этом случае окно придется закрыть.

Гарантированные

Многих покупателей волнует вопрос: не опасен ли кондиционер для здоровья? В Ответах на Часто задаваемые вопросы приводится несколько простых правил, выполняя которые вы обезопасите себя от риска простуды. Одно из этих правил заключается в том, что перепад температур воздуха снаружи и внутри помещения не должен быть слишком большим. Так, если на улице 35 – , то в помещении желательно поддерживать температуру не ниже 25 – . Но такие рекомендации подходят не всем, ведь для некоторых людей комфортная температура не превышает . Проблема в том, что типовой расчет мощности кондиционера производится в соответствии со Строительными Нормами и Правилами, а в СНиП указано, что для Москвы расчетная температура воздуха в теплый период года составляет . Соответственно, поддержание в помещение минимально возможной температуры на уровне гарантируется только при температуре наружного воздуха не выше .

Поскольку типовой расчет делается с небольшим запасом, то на практике кондиционер сможет эффективно охлаждать помещение при температуре наружного воздуха до 30 – , однако при увеличении температуры до 35 – его мощности уже будет недостаточно. Поэтому тем, кто «любит похолоднее» можно посоветовать увеличить мощность Q1 на 20 – 30% (в калькуляторе используется среднее значение – 25%).

Верхний этаж

Если квартира расположена на последнем этаже и сверху нет чердака или технического этажа, то тепло от нагретой крыши будет передаваться в помещение. Крыша, расположенная горизонтально, да еще темного цвета, получает в несколько раз больше тепла, чем светлые стены (для примера сравните в солнечный день температуру асфальта и стены снаружи помещения). Вследствие этого теплопритоки от потолка будут выше, чем учтено в типовом расчете, и мощность Q1 необходимо будет увеличить на 10 – 20% (точное значение зависит от фактического нагрева потолка, в калькуляторе используется среднее значение – 15%).

Большая площадь остекления

Насколько сильно влияет большая площадь остекления на поступление тепла? Самый простой способ понять это без сложных расчетов — обратиться к аналогии и рассмотреть обогрев помещения в зимний период. Эта аналогия уместна, поскольку теплоизоляция здания не зависит от того, где теплее — внутри или снаружи, а теплопритоки или теплопотери определяются только перепадом температур. Зимой перепад температур между наружным и внутренним воздухом может длительное время превышать ( ). Летом же перепад в два раза меньше ( ). Несмотря на то, что теплопотери зимой в два раза больше, чем теплопритоки летом, для расчета мощности обогревателей используется та же формула, что и для расчета кондиционера — 1 кВт на 10 м².

Объясняется это как раз влиянием солнечного излучения, проникающего в комнату через окно. Зимой солнце помогает обогревать помещение (вы, наверно, замечали, что в морозный солнечный день в квартире заметно теплее, чем в пасмурную погоду). А летом кондиционеру приходится тратить до 50% своей мощности на компенсацию теплопритоков от Солнца.

При типовом расчете предполагается, что в комнате есть одно окно стандартного размера (с площадью остекления 1,5 – 2,0 м²). В зависимости от инсоляции (степени освещенности солнечными лучами) мощность кондиционера изменяется на 15% в большую или меньшую сторону от среднего значения. Если площадь остекления больше стандартного значения, то мощность кондиционера необходимо увеличить. Поскольку в типовом расчете уже учтена стандартная площадь остекления то для компенсации дополнительных теплопритоков на каждый квадратный метр площади остекления свыше нужно прибавить при сильной инсоляции, при средней освещенности и для затененного помещения.

Если в течение дня в помещение заглядывает Солнце, на окне обязательно должны быть светлые шторы или жалюзи — они позволяют снизить теплопритоки от солнечного излучения.

На что еще обратить внимание?

Если учет дополнительных параметров привел к увеличению мощности, то мы рекомендуем выбрать инверторный кондиционер, который имеет переменную мощность охлаждения и поэтому будет эффективно работать в широком диапазоне тепловых нагрузок. Обычный (не инверторный) кондиционер увеличенной мощности специфики своей работы может создавать некомфортные условия, особенно в небольшом помещении.

Расчет потребляемой мощности и затрат на электроэнергию

Значение потребляемой кондиционером мощности позволяет определить, можно ли его подключать к обычной розетке или же нужно тянуть отдельный кабель к электрощиту. В современных домах электропроводка и розетки рассчитаны на ток до 16А, но если дом старый, то максимальный ток не должен превышать 10А. Для безопасной работы потребляемый сплит-системой ток должен быть на 30% меньше максимально допустимого, то есть в розетку можно включать оборудование, рабочий ток которого не превышает , что соответствует потребляемой мощности (заметим, что при таком энергопотреблении мощность охлаждения кондиционера будет лежать в диапазоне 4,5–9 кВт). Необходимо учитывать, что в квартирах к одному кабелю подключается несколько розеток, поэтому для расчета фактической нагрузки нужно суммировать мощности всех электроприборов, подключенных к розеткам одной линии.

Точное значение потребляемой кондиционером мощности и его рабочий ток указывается в каталоге. Поскольку мы не знаем, какая модель будет выбрана, то рассчитываем эти параметры исходя из среднего значения коэффициента ERR.

Зная потребляемую мощность, мы можем оценить расходы на электроэнергию. Для этого нужно задать среднее время работы кондиционера в сутки при опредленной мощности, например, 2 часа при 100%, 3 часа при 75%, 5 часов при 50% и 4 часа при 25% (такой режим работы характерен для жаркой погоды). После этого можно определить среднее потребление энергии в сутки и, умножив его на количество дней в месяце и стоимость получить стоимость потребляемой за месяц электроэнергии. Среднесуточное энергопотребление кондиционера зависит от устанавливаемой пользователем температуры воздуха, характера погоды и других трудно учитываемых факторов, поэтому наш расчет не претендует на высокую точность.

После выбора определенной модели вы сможете уточнить предполагаемый расход электроэнергии (о том, как это сделать рассказывается в разделе Потребляемая мощность).

Расчет мощности кондиционера, подбор кондиционера по площади

С мощностью охлаждения не следует смешивать потребляемую мощность, поскольку это совершенно разные параметры. Мощность охлаждения в несколько раз превышает мощность, потребляемую кондиционером. Например, кондиционер, потребляющий 700 Вт, имеет мощность охлаждения 2 кВт, и это не должно удивлять, поскольку кондиционер работает, также как холодильник, хладоноситель (фреон) отбирает тепло у воздуха в помещении и передает его на улицу через теплообменник (внешний блок кондиционера). Соотношение мощностей называется энергоэффективностью кондиционера (EER). Для бытовых кондиционеров этот параметр будет иметь значения в диапазоне 2,5 – 4.

Ниже приведена таблица распределения мощностей кондиционеров. По ней можно подобрать типы кондиционеров, наиболее оптимальные в тех или иных условиях. Например, в небольших комнатах или офисах, где требуются маломощные кондиционеры, рациональней устанавливать мобильные, оконные или настенные модели. Кондиционеры других моделей имеют большую мощность и, соответственно, более высокие цены, поэтому их лучше приобретать для охлаждения крупных помещений (торговых залов, складов и т.п.)

Холодильная мощность, кВт	1.5	2	2.5	3.5	5.5	7	9	10	14	17
Стандартные типоразмеры модели	05	07	09	12	18	24	30	36	48	60
Мобильные кондиционеры (мобильные моноблоки и сплит-системы)
Оконные кондиционеры
Настенные кондиционеры
Кассетные кондиционеры
Канальные кондиционеры
Колонные кондиционеры
Напольно-потолочные кондиционеры

Интересные материалы:

Единицы измерения мощности

С системой СИ она имеет следующее соотношение:

1Вт=3,4 БТЕ/ч или
1000 БТЕ/ч=293 Вт

Довольно часто модели называют «девятки» или «двенадцатки», поскольку маркируются они с упоминанием этих и других цифр, а измерение производительности производится в БТЕ/ч.

Как рассчитать мощность кондиционера

Мощность (точнее, мощность охлаждения) является основной характеристикой любого кондиционера. Ориентировочный расчет мощности охлаждения Q (в киловаттах) производится по общепринятой методике:

Q = Q1 + Q2 + Q3 , где Q1 теплопритоки от окна, стен, пола и потолка.

Q1 = S * h * q / 1000 , где

S площадь помещения (кв. м);

h высота помещения (м);

q коэффициент, равный 30 — 40 Вт/кб. м:

q = 30 для затененного помещения;

q = 35 при средней освещенности;

q = 40 для помещений, в которые попадает много солнечного света.

Если в помещение попадают прямые солнечные лучи, то на окнах должны быть светлые шторы или жалюзи.

Q2 сумма теплопритоков от людей.

Теплопритоки от взрослого человека:

0,1 кВт в спокойном состоянии;

0,13 кВт при легком движении;

0,2 кВт при физической нагрузке;

Q3 сумма теплопритоков от бытовых приборов.

Теплопритоки от бытовых приборов:

0,3 кВт от компьютера;

0,2 кВт от телевизора;

Для других приборов можно считать, что они выделяют в виде тепла 30% от максимальной потребляемой мощности (то есть предполагается, что средняя потребляемая мощность составляет 30% от максимальной)

Мощность выбранного кондиционера должна лежать в диапазоне от -5% до +15% расчетной мощности Q . Заметим, что расчет кондиционера по этой методике является не слишком точным и применим только для небольших помещений в капитальных зданиях: квартир, отдельных комнат коттеджей, офисных помещений площадью Для административных, торговых и промышленных объектов используются другие методики, учитывающие большее количество параметров.

Пример расчета мощности кондиционера

Интересно, что модели из этого ряда часто называют «7» (семерка), «9» (девятка), «12», «18» «24» и даже маркировка кондиционеров выполняется с использованием этих чисел, которые отражают мощность кондиционера не в привычных киловаттах, а в Связано это с тем, что первые кондиционеры появились в США, где до сих пор используется британская система единиц (дюймы, фунты). Для удобства покупателей мощность кондиционера выражалась в круглых цифрах: 7000 BTU/h, 9000 BTU/h и т.д. Эти же цифры использовались при маркировки кондиционера, чтобы по названию можно было легко определить его мощность. Однако некоторые производители, например Daikin, привязывают названия моделей к мощности, выраженной в ваттах, так кондиционер Daikin FTY35 имеет мощность 3,5 кВт.

Дополнительные параметры, которые необходимо учитывать при выборе кондиционера

Решить данную проблему не сложно. Проветривать помещение с включенным кондиционером можно в любое время, но при этом следует не забывать закрывать входную дверь в помещение (чтобы не создавать сквозняков). Также необходимо данный нюанс учесть и при расчете мощности системы. С этой целью Q1 повышаем на 20% для компенсации тепловой нагрузки от приточного воздуха. Необходимо понимать, что с увеличением мощности повысятся и расходы на электроэнергию. По этой причине кондиционеры не рекомендуют использовать во время проветривания помещений. При максимально высокой температуре (летняя жара) кондиционер может и не поддержать заданную температуру, поскольку тепловые притоки могут оказаться слишком сильными.

Если охлаждаемое помещение расположено на верхнем этаже, где нет чердака, то тепло от нагреваемой крыши будет передаваться в помещение. Теплопритоки потолка будут гораздо выше, чем стен, поэтому увеличиваем мощность Q1 на 15%.

Значительную роль играет и большая площадь остекления окон. Проследить за этим довольно просто. Достаточно измерить температуру в солнечной комнате и сравнить ее с остальными. Во время обычного расчета предусмотрено наличие оного окна в комнате, площадью до 2 м2. Если площадь остекления превышает допустимое значение. То на каждый квадратный метр остекления добавляют в среднем 100-200 Вт.

Для работы в широком диапазоне тепловых нагрузок хорошо подходит инверторный кондиционер. Он имеет переменную мощность охлаждения, поэтому способен создать комфортные условия в данном помещении.

Проектирование прямоточного центрального кондиционера с фреоновым охладителем – УКЦ

В данной статье рассматриваются основные особенности проектирования, подбора, монтажа и работы фреоновой охладительной секции центрального кондиционера HC, работающего по прямоточной схеме, совместно с компрессорно-конденсаторным блоком MSAT. Работа носит рекомендательный характер и предназначена для того, чтобы обсудить накопленный практический опыт в данном вопросе.

Широкая гамма современного оборудования для систем вентиляции и кондиционирования воздуха позволяет реализовать самые разнообразные технические решения. С одной стороны, это дает широкий простор для инженерно-конструкторской мысли и позволяет выбирать самые оптимальные варианты с точки зрения стоимости, энергоэффективности, уровня создаваемого комфорта, сложности монтажа и так далее. Но с другой стороны, современный специалист должен знать основные особенности работы оборудования, его функциональные возможности и допустимые рабочие диапазоны.

Только в этом случае система вентиляции и кондиционирования будет работать надежно и обеспечивать комфортные условия в течение всего периода эксплуатации.

С точки зрения различных “тонкостей, особенностей и нюансов”, одной из наиболее актуальных тем являются системы с фреоновым охлаждением.

Рассмотрим типичный случай проектирования и подбора испарительной секции центрального кондиционера, работающего без рециркуляции, то есть на 100% свежем воздухе, или, как еще говорят, . Необходимо подчеркнуть, что приведенный далее пример не является рекомендуемым, а только лишь отражает возможную ситуацию.

При проектировании системы, расчет испарительной секции центрального кондиционера выполняется в соответствие с требованиями СНиП 2.04-05-91. В частности, для Москвы температура наружного воздуха по параметрам Б Tн = 28,5°С, а удельная энтальпия 54 кДж/кг.

Допустим, что, согласно проекту, температура на выходе из испарительной секции кондиционера должна быть 14°С. Расход воздуха 10000 м3/час. Компоновочная схема центрального кондиционера, работающего на прямотоке, приведена на рис. 1.

Рис.1 Схема центрального кондиционера работающего на прямотоке

При этом, перепад температуры по воздуху (разность между температурой воздуха на входе и выходе) составит 14,5°С. В то время как оптимальное рекомендуемое значение составляет 6-10°C.

По этим данным с помощью программы подборы центральных кондиционеров рассчитывается теплообменник непосредственного охлаждения для испарительной секции. При выполнении расчета необходимо задать температуру кипения фреона в теплообменнике (температуру испарения). Стандартно для R22 эта величина равна 7,5°С. Однако, на практике, чтобы сделать стоимость кондиционера более низкой, выбор оборудования производят при температуре кипения +5°С. Таким образом, полный перепад температур на теплообменнике (разность между температурой воздуха на входе и температурой кипения фреона в теплообменнике) составит 23,5°С. Оптимальное рекомендуемое значение составляет 16-20°С.

Рис. 2 Расчет испарительного теплообменника по программе подбора

В результате, с помощью программы подбора центральных кондиционеров CLIVET определяются конструктивные параметры теплообменника и расчетные параметры воздуха на выходе из секции.

В данном случае был выбран теплообменник со следующими конструктивными параметрами: P30 Cu-Al 1300×840 28NT 5R 2.5.p.a. NCx. При этом, расчетная температура воздуха на выходе составит 14,1°С, относительная влажность 85,1% (рис. 2).

Полное количество теплоты, ассимилируемой из воздуха, составляет 64,0 кВт.

Соответственно подбирается компрессорно-конденсаторный блок, который, при температуре кипения фреона +5°С и температуре наружного воздуха Tн = 28,5°С, обеспечивает холодильную мощность 64,0 кВт. Однако, на практике следует учитывать место размещения компрессорно-конденсаторного блока, и, если блок будет расположен на солнечной стороне или открытой кровле здания, к расчетной температуре наружного воздуха вводится дополнительная поправка 5-10°С, учитывающая дополнительный нагрев воздуха.

Рис.3 Схема соединения одного контура компрессорно-конденсаторного блока

В данном случае можно выбрать компрессорно-конденсаторный блок MSAT-202 с номинальной холодильной мощностью 63,9 кВт.

Особое внимание следует обратить на то, что требуемую холодильную мощность способен обеспечить, как правило, только двухконтурный компрессорно-конденсаторный блок. То есть блок, в котором установлено два компрессора и имеется, соответственно, два отдельных холодильных контура. Для оптимальной работы такого блока необходимо, чтобы каждый контур имел свой отдельный испарительный теплообменник. Это следует учитывать при заказе испарительной секции центрального кондиционера, так как изготовитель должен будет установить на ней два узла распределения жидкого фреона и два коллектора для газообразного фреона.

При монтаже системы компрессорно-конденсаторный блок и испарительная секция центрального кондиционера соединяются между собой медными трубопроводами. На каждый холодильный контур необходимо использовать одну трубку для подачи жидкого фреона в испарительную секцию и одну трубку для возврата газообразного фреона в компрессорно-конденсаторный блок. Соответственно, для соединения с двухконтурным блоком используется четыре трубки. Расстояние между испарительной секцией и компрессорно-конденсаторным блоком не должно превышать 15-20 м, в зависимости от модели.

Рис. 4 Схема работы испарителя и ТРВ в расчетном режиме

Кроме этого, для обеспечения работы холодильного контура в трубку подачи жидкого хладагента устанавливают дополнительные элементы: электромагнитный клапан, фильтр-осушитель, смотровое стекло и терморегулирующий вентиль (ТРВ). Эскизная схема соединений показана на рис 3.

Основным элементом на соединительной схеме является ТРВ (позиция 6). Без него работа холодильного контура невозможна. Терморегулирующий вентиль служит для регулирования количества жидкого хладагента подаваемого из компрессорно-конденсаторного блока в испарительный теплообменник.

Правильно подобранный и смонтированный ТРВ должен заполнить теплообменник таким количеством жидкого фреона, чтобы он полностью успел испариться за время прохождения через трубки теплообменника и не попадал в компрессор. Для этой цели ТРВ поддерживает постоянным значение перегрева паров фреона. Для нормальной работы системы рекомендуемая величина перегрева должна составлять от 4 до 8°С. Слишком большой перегрев значительно снижает холодильную мощность системы, а слишком маленький — не гарантирует безопасность компрессора. Общая схема работы испарителя и ТРВ приведена на рис.4.

В некоторых случаях считается, что настройка ТРВ регулирует температуру кипения фреона в теплообменнике. На самом деле это не вполне корректно. Температура кипения определяется температурой, влажностью и объемом охлаждаемого воздуха, геометрией теплообменника и количеством поданного хладагента. В свою очередь, количество хладагента дозируется ТРВ таким образом, чтобы поддерживать заданную величину перегрева.

В результате, открытие ТРВ действительно приводит к незначительному увеличению температуры (давления) кипения фреона. Однако, при проектировании и наладке системы необходимо помнить, что регулировка температуры не входит в задачу ТРВ. Температура кипения фреона в испарителе, при расчетных параметрах работы, уже была определена конструктивно, при подборе секции центрального кондиционера. Функция ТРВ — оптимально заполнить теплообменник и поддерживать заданное значение перегрева, чтобы не допустить попадания жидкого фреона в компрессор.

Работа центрального кондиционера.

Если монтаж центрального кондиционера и компрессорно-конденсаторного блока выполнен правильно, то, несмотря на то, что полный перепад температур на теплообменнике и перепад температуры по воздуху превышают рекомендуемые значения, установка будет работать нормально и обеспечит поддержание расчетных параметров.

Рис. 5 Полный перепад температуры на теплообменнике

Реально центральный кондиционер работает в постоянно меняющихся условиях. В течение суток изменения температуры воздуха могут составить до 10°С. А учитывая российские климатические особенности, можно сказать, что большую часть времени кондиционеру придется работать не при расчетных +28,5°С, а при температуре наружного воздуха около 20°С. При этом, потребность в ассимиляции теплопритоков в обслуживаемых помещениях по ряду причин снижается не очень значительно.

Рассмотрим работу центрального кондиционера и компрессорно-конденсаторного блока при снижении температуры наружного воздуха.

Как показывает практический опыт эксплуатации систем кондиционирования, полный перепад температуры на теплообменнике испарительной секции остается практически постоянным, если не меняется давление конденсации. Безусловно, изменение температуры наружного воздуха оказывает влияние на давление конденсации. Однако, встроенная система автоматики компрессорно-конденсаторного блока обеспечивает поддержание давления конденсации за счет регулирования режимов работы вентилятора обдува конденсатора. Поэтому можно допустить, что полный перепад температуры на теплообменнике остается постоянным.

Рис. 6 Схема работы блока с опцией “Перепуск горячего газа”

В результате, при изменении температуры наружного воздуха для температуры кипения фреона в испарительном теплообменнике, получаем следующую зависимость (рис. 5).

Рис. 7 Смесительный узел LG

В соответствии с графиком получается, что уже при температуре наружного воздуха +23,5°С температура кипения фреона опускается до 0°С.

Рис.8 Схема соединения одного контура компрессорно-конденсаторного блока с опцией “Линия перепуска горячего газа”

Об этом свидетельствует появление первых кристаллов льда на поверхности теплообменника. Процесс обмерзания испарительного теплообменника идет практически необратимо, так как площадь теплообмена, покрываясь льдом, постоянно уменьшается. В результате, теплообменник полностью обмерзает и компрессорно-конденсаторный блок отключается из-за того, что давление на входе в компрессор становится недопустимо низким. И это уже при температуре наружного воздуха +23,5°С. Разумеется, при более низких температурах наружного воздуха, работа центрального кондиционера в режиме охлаждения становится невозможной.

Складывается ситуация когда проектировщик сделал правильный проект, поставщик правильно подобрал оборудование, монтажники правильно все смонтировали и наладили, а в результате заказчик за свои деньги не получил желаемого результата.

Поэтому, большинство центральных кондиционеров работают в режиме с частичной рециркуляцией воздуха, когда за счет смешения наружного и рециркуляционного воздуха, температура воздуха перед испарителем поддерживается примерно на постоянном уровне и система работает в расчетном режиме, независимо от изменений параметров наружного воздуха.

Вместе с тем, такой вариант не всегда приемлем и возникает реальная необходимость испо-льзовать центральный кондиционер с прямотоком при относительно низких температурах наружного воздуха (18-22°С). Существует несколько вариантов решения этой задачи и еще на этапе проектирования важно принять правильное решение.

Читайте также:

Коды ошибок кондиционеров Daikin

При конструктивном расчете испарительного теплообменника можно заложить температуру кипения фреона равную 10-12°С, что расширит рабочий диапазон системы в сторону более низких температур наружного воздуха. С другой стороны, это приведет к увеличению размеров испарителя, возрастанию потерь давления и, следовательно, увеличится стоимость оборудования и его эксплуатации. Но следует помнить, что проектировщик проектирует систему на расчетные параметры Б. Это предполагает, что некоторое время в году температура может быть значительно выше расчетной. Как было показано ранее, полный перепад температур на теплообменнике остается постоянным, поэтому, как только произойдет увеличение температуры наружного воздуха, увеличится и температура кипения фреона. Соответственно увеличится давление и температура паров хладагента на входе в компрессорно-конденсаторный блок. Но, с другой стороны, существует конструктивное ограничение, согласно которому температура насыщенных паров фреона на входе в компрессор не должна превышать 12,5°С. Поэтому, если при проектировании заложить температуру кипения равную 12°С, а расчетную температуру наружного воздуха принять 28,5°С, то как только на улице станет 29°С сработает защита компрессора и компрессорно-конденсаторный блок будет остановлен. В результате заказчик в самую жару останется без кондиционирования. Следовательно, поднимать температуру кипения выше 7-8°С не рекомендуется.

Еще один вариант решения проблемы заключается в том, что воздух перед испарителем можно подогреть с помощью водяного или электрического нагревателя от 18°С до 25°С. Но, во-первых, это не экономично, а во-вторых, для управления такой системой потребуется специальная дорогостоящая автоматика.

С учетом изложенного, наиболее приемлемым для практического применения является метод принудительного повышения давления (кипения) фреона в испарительном теплообменнике. Сущность этого метода заключается в том, что как только возникает угроза обмерзания теплообменника, часть горячего газа с выхода компрессора с температурой 80-120°С и давлением 22 бар подается непосредственно в теплообменник испарительной секции. В результате, температура кипения фреона поддерживается на постоянном расчетном уровне, не зависимо от температуры наружного воздуха. При этом, холодильная мощность компрессорно-конденсаторного блока несколько уменьшается, но при снижении температуры наружного воздуха также снижается потребность объекта в холоде.

Опция “Перепуск горячего газа”.

Для реализации этого решения фирма CLIVET предлагает компрессорно-конденсаторные блоки MSAT с опцией “Перепуск горячего газа”, представленной на рис. 6.

В основе блока с опцией “Перепуск горячего газа” находится регулятор производительности СРСЕ фирмы Danfoss. Регулятор CPCE устанавливается в корпус блока MSAT и соединяется с компрессором. Регулятор контролирует давление на линии всасывания компрессора (НД — низкое давление) и, если оно становится ниже заданного значения, клапан открывает линию перепуска горячего газа (рис. 7). Давление открытия клапана можно отрегулировать в диапазоне от 0 до 6 бар, с помощью регулировочного винта. При открытии клапана часть фреона сразу же после компрессора подается в испаритель, что приводит к увеличению температуры конденсации и, соответственно, происходит увеличение давления паров фреона на линии всасывания компрессора. Клапан регулятора закрывается.

Подмес горячего газа в испарительный теплообменник выполняется с помощью специального узла смешения LG (рис. 7), который устанавливается между ТРВ и распределителем жидкости (“пауком”) и обеспечивает равномерное перемешивание двух потоков фреона.

Монтаж системы не представляет никаких проблем, для тех, кто уже имеет опыт монтажа обычных компрессорно-конденсаторных блоков. Только в данном случае, для каждого контура используется еще одна дополнительная трубка — “линия перепуска” (рис. 8). Ее диаметр составляет от 18 до 22 мм в зависимости от холодильной мощности блока. Для того, чтобы предотвратить возможность конденсации жидкого хладагента в компрессоре, в некоторых случаях в линию перепуска горячего газа рекомендуется устанавливать дополнительный электромагнитный клапан.

Таким образом, использование блока с опцией “Перепуск горячего газа” позволяет поддерживать температуру кипения фреона в испарительной секции центрального кондиционера и избегать обледенения теплообменника при постоянно меняющихся условиях эксплуатации системы.

Перечень обозначений, используемых на рис. 3 и рис. 8:

Испаритель
Распределитель хладагента
Смотровое стекло
Электромагнитный клапан
Фильтр осушитель
ТРВ
Термобалон
Линия внешнего уравнивания
Маслоподъемная петля
—
Смесительный узел

Ананьев В.А., главный инженер департамента вентиляции профессионального оборудования ЗАО “ЕВРОКЛИМАТ”, Волков В.А., ведущий инженер, к.т.н.

Лекция 7. Общая схема центрального кондиционера

7.1. Описание центральных секционных кондиционеры типа КТ.
7.2. Общая схема центрального секционного кондиционера типа КТ.
7.3. Центральные кондиционеры, скомпонованные по двухуровневой схеме.

Для обработки больших количеств воздуха широко применяют центральные секционные кондиционеры типа КТ, снабжённые унифицированным типовым оборудованием базовыми секциями со стандартными проходными сечениями 1,65×2,0 и 1,65×2,5 с пропускной способностью соответственно 30 и 40 тыс. м^/ч.

На базе этих секций можно собирать 7 типоразмеров КТ с производительностью от 30 до 250 тыс. м ъ /ч.

Различные типовые секции соединяются последовательно в соответствии с принятой схемой и процессом работы, образуя кондиционер КТ требуемой производительности.

На рисунке 7.1 представлена общая схема центрального секционного кондиционера типа КТ.

Рисунок 7.1. Общая схема центрального секционного кондиционера типа КТ:

1 – утеплённый клапан; 2 – промежуточные секции; 3 – секция фильтров; 4 – калорифер первого подогрева; 5 – форсуночная камера орошения; 6 – распределительные трубы с форсунками; 7 – жалюзийные сепараторы капель; 8 – поддон форсуночной камеры; 9 – насос; 10 – подвод подпиточной воды (холодной); 11 – двухпозиционные клапаны регулирующие работу калорифера; 12 – калориферы второго подогрева; 13 – вентилятор; 14 – приточные воздуховоды; 15 – кондиционируемое помещение; 16 – воздуховоды отсоса; 17 – распределительные воздушные клапаны; 18 – первая рециркуляция воздуха; 19 – вторая рециркуляция воздуха; 20 – заборное устройство для наружного воздуха; 21 – отводящее устройство для удаляемого воздуха.

На рисунке 7.2 представлена фотография центрального кондиционера

Рисунок 7.2. Фотография центрального кондиционера

Схема компоновки центрального кондиционера по двухуровневой схеме и конструктивные особенности современного оборудования центральных систем кондиционирования воздуха

Центральные системы кондиционирования воздуха компонуются из отдельных конструктивных и функциональных блоков [4, 12]. Функциональные блоки служат для реализации процессов обработки, смешения потоков, изменения расхода, перемещения воздуха. Для доведения наружного воздуха до состояния приточного воздуха в зависимости от периода года его необходимо очистить от пыли, нагреть или охладить, увлажнить или осушить, при необходимости смешать в определенном соотношении с рециркуляционным воздухом, распределить по двум или нескольким потокам, обеспечить перемещение по сети воздуховодов. Согласно технологической схеме обработки воздуха центральный кондиционер компонуется различными функциональными технологическими блоками (воздушные клапаны, фильтры, воздухонагреватели, воздухоохладители, теплообменники для регенерации теплоты удаляемого воздуха, блоки увлажнения, блоки тепломассообмена, вентиляционные агрегаты, шумоглушители) и конструктивными блоками с определенной последовательностью их установки (рис. 7.3).

Рис. 7.3. Схема компоновки центрального кондиционера по двухуровневой схеме по вертикали и горизонтали

Конструктивные блоки необходимы для монтажа, обслуживания и ремонта технологических блоков. При компоновке центрального кондиционера их число стремятся уменьшить или совместить функциональный блок с конструктивным с целью сокращения габаритных размеров установки, а также занимаемой оборудованием строительной площади.

Конструктивными особенностями современного оборудования центральных систем кондиционирования воздуха являются:

– разнообразие схем компоновки (двухъярусная компоновка с теплоутилизаторами и т.д.);

– сведение к минимуму количества камер обслуживания, объединение приемного блока и блока фильтров, функциональные блоки с дверцами для обслуживания;
– отсутствие присоединительного блока, вместо него – вентиляторная секция;
– большое разнообразие блоков увлажнения, использование новых способов увлажнения воздуха (ультразвуковые увлажнители, современные форсуночные камеры орошения);
– использование воздухоохладителей прямого испарения (испаритель холодильной машины);
– в целом более компактные установки;
– моноблочное исполнение типовых схем установки с единым корпусом и панелями, что снижает вес агрегата, упрощает монтаж, уменьшает потери теплоты, холода, повышает герметичность установки.

Выводы по лекции

Центральные системы кондиционирования воздуха компонуются из отдельных конструктивных и функциональных блоков. Функциональные блоки служат для реализации процессов обработки, смешения потоков, изменения расхода, перемещения воздуха.

Вопросы для самопроверки

1. Описание центральных секционных кондиционеры типа КТ.
2. Общая схема центрального секционного кондиционера типа КТ.
3. Центральные кондиционеры, скомпонованные по двухуровневой схеме.
4 Что называют байпасом?

Список литературы и источников: [3-5, 7-12].

Онлайн калькулятор расчета мощности кондиционера

Расчет мощности кондиционера по площади и объему помещения *

Освещенность помещения солнцем:

Мощность прочей бытовой техники или оргтехники:

Наличие вентиляции в помещении (если она есть, то укажите кратность в/о-воздухообмена):

Помещение на верхнем этаже и над ним сразу крыша:

Мощность кондиционера = кВт *

* С помощью данного онлайн калькулятора (программы) можно быстро произвести расчет необходимой мощности охлаждения кондиционера для комнаты в квартире, частном доме, коттедже, для офиса и других типов помещений различной площади или объема, с разными видами тепловыделений и теплопритоков.
Расчет мощности или производительности кондиционера делается калькулятором по следующей формуле:
Q = Qогр + Qлюди + Qкомп + Qтеле + Qтехн + Qокна, кВт
где:
Qогр – поступление тепла через ограждающие конструкции: стены, пол, потолок и окна.
Расчет производится по формуле: Qогр = Пл * Выс * q * (Эт + Вент) / 1000
где
Пл – площадь помещения, в котором будет установлен кондиционер, м 2
Выс – высота потолка, м
q – коэффициент, характеризующий степень освещенности помещения солнцем. Он равен количеству солнечной энергии, поступающей на единицу объема комнаты, в которой стоит кондиционер. Данный коэффициент рассчитан опытным путем и может иметь следующие значения:
q = 30 Вт/м 3 – для помещения, расположенного в тени;
q = 35 Вт/м 3 – при средней освещенности солнцем;
q = 40 Вт/м 3 – для комнаты, в которую попадает большой объем солнечного света.
Эт – коэффициент, учитывающий при расчете дополнительные поступления тепла через потолок, если комната находится на верхнем этаже, над ней нет чердака или тех. этажа и сразу идет крыша; в этом случае он равен 1,15, т. е. мощность кондиционера увеличивается калькулятором на 15% (во всех остальных случаях он равен 1).
Вент – коэффициент, учитывающий при расчете теплопоступления от системы вентиляции, т. е. тепло, поступающее в комнату с улицы вместе с приточным воздухом. Он равен 0.2 на каждый крат воздухообмена (т. е. мощность или производительность кондиционера увеличивается онлайн калькулятором на 20% при количестве поступающего воздуха равном объему помещения в час)
Qлюди – тепловыделения от людей (в спокойном состоянии 1 человек выделяет 0,1 кВт тепла, при занятии спортом – 0,2 кВт)
Qкомп – теплопоступления от компьютеров, 1 компьютер вместе с монитором выделяет примерно 0,2 кВт тепла, ноутбук – 0,1 кВт.
Qтеле – тепловыделения от телевизора, 1 телевизор выделяет порядка 0,1 кВт тепла
Qтехн – выделения тепла от прочей бытовой техники (холодильник, аудио, видео, оргтехника и пр.). Значения можно принять равными их потребляемой мощности, которая указана в паспорте на изделие.
Qокна – поступления тепла через окно при большой площади окон (остекления).
Выше, при расчете теплопоступлений через ограждающие конструкции Qогр, коэффициент q уже учитывает стандартное окно, площадью 1,5-2 м 2 . Если площадь окон более 2 м 2 , то калькулятор при онлайн расчете увеличивает мощность или холодопроизводительность кондиционера на каждый дополнительный квадратный метр остекления по следующему принципу:
На 75 Вт – если комната с кондиционером, находится в тени;
На 100 Вт – при средней освещенности солнцем;
На 250 Вт – если в помещение попадает много солнечного света.

Наша компания производит широкий спектр оборудования для вентиляции и кондиционирования.

Служба логистики опертивно доставит оборудование до вашего объекта, склада или до терминала транспортной компании.

Cпециалисы монтажного отдела сделают монтаж и пуско-наладку системы вентиляции и кондиционирования “под ключ”

Cпециалисы сервисного отдела осуществляют плановое обслуживание оборудования, а также его гарантийный и постгарантийный ремонт

Обратившись к нам, Вы будете закреплены за одним менеджером, который будет сопровождать Вас на всех этапах работы.

В этом месяце на ряд продукции проходит сезонная акция. Цены снижены. Товары в наличии на складе.

Приложение 12 Пример расчета центральной системы кондиционирования воздуха

Исходные данные для расчета:

Тип помещения – тренажерный зал на 60 мест.

Теплопоступления от солнечной радиации – 1,4 кВт.

Параметры теплоносителя (вода):

– в холодный период (t x = 150…70С),

– в теплый период (t т = 70…30С).

– стены К = 0,33 Вт/(м 2 К) (окон нет),

– покрытия К = 0,25 Вт/(м 2 К).

Габаритные размеры помещения 30304,2(h), м

Аэродинамическое сопротивление воздуховодов Р_в = 160 Па.

1. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

1.1. Определение расчетных параметров наружного воздуха

Выбор расчетных параметров наружного воздуха осуществляют по [1, прил. 8] с учетом географического расположения объекта. Данные заносим в табл. 1П12.

Таблица 1П12 – Расчетные параметры наружного воздуха

Барометричес-кое давление, гПа

Удельная энтальпия, кДж/кг

Скорость ветра, м/с

Данные табл. 1П12 используем при построении схемы кондиционирования воздуха на I–d диаграмме.

Продолжение прил. 12

1.2. Определение расчетных параметров внутреннего воздуха

Расчетные параметры принимаются согласно [1, прил. 2] в зависимости от вида выполняемой работы и времени года. В тренажерном зале считаем, что работа тяжелая. Данные заносим в табл. 2П12.

Таблица 2П12 – Расчетные параметры внутреннего воздуха

Удельная энтальпия, кДж/кг

Данные табл. 2П12 используем для построения схемы кондиционирования воздуха на I–d диаграмме.

2. СОСТАВЛЕНИЕ ТЕПЛОВЫХ И ВЛАЖНОСТНЫХ БАЛАНСОВ ПОМЕЩЕНИЯ

Источниками тепловыделений в тренажерном зале являются люди, искусственное освещение, солнечная радиация, а также теплопоступления через внешние ограждения.

2.1. Расчет теплопоступлений от людей

Принято считать, что женщины выделяют 85 % от тепла, выделяемого мужчинами. Теплопоступления в помещении от людей, Вт, определяют по формуле (6).

Аналогично рассчитываются явные тепловыделения.

Q_пол = 290301 + 290300,85 = 16095 Вт;

Q_явн = 137301 + 137 300,85 = 7306,5 Вт.

Q_пол = 290301 + 290300,85 = 16095 Вт;

Q_явн = 151301 + 151300,85 = 8380,5 Вт.

Продолжение прил. 12

2.2. Расчет теплопоступлений от искусственного освещения

Теплопоступления от искусственного освещения, Вт, определяют по уравнению (8):

Q_осв = 0,067 200900 = 12060 Вт.

Теплопоступления за счет солнечной радиации принимаются по заданию

2.3. Расчет теплопоступлений через внешние ограждения

Теплопоступления через внешние ограждения определяют по формуле (10):

Q_огр = (0,33252 + 0,25900)(22,8 – 19 ) = 1171 Вт.

Результаты расчетов заносят в табл. 3П12.

Таблица 3П12 – Тепловой баланс помещения в различные периоды года

Теплоизбытки Q, Вт

от людей Q_пол

от искусственного освещения Q_осв

от солнечной радиации Q_{сол.рад}

через ограждения Q_огр

Данные табл. 3П12 используют при расчете углового коэффициента луча процесса в помещении

2.4. Расчет влаговыделений

Влаговыделения от людей в зависимости от их состояния и температуры внутреннего воздуха определяют по формуле (12).

W_т = (229301 + 229300,85)10 –3 = 12,71 кг/ч.

W_х = (207301 + 207300,85)10 –3 = 11,49 кг/ч.

Продолжение прил. 12

2.5. Определение углового коэффициента луча процесса в помещении

На основании расчета тепловлажностных балансов определяют угловой коэффициент луча процесса в помещении для теплого и холодного периодов года по уравнениям (14), (15):

_т = ; _х = .

Численные величины _х, _т характеризуют тангенс угла наклона луча в помещении.

3. РАСЧЕТ СИСТЕМЫ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА

3.1. Выбор и обоснование типа СКВ

При проектировании СКВ предпочтение отдают схеме с рециркуляцией, так как она позволяет экономить тепло в холодный период и холод в теплый период года. Однако при этом должны выполняться следующие требования:

1. В удаляемом воздухе должны отсутствовать вредные вещества: токсичные, пахучие, содержащие болезнетворные микроорганизмы. В данном случае в тренажерном зале нет вредных веществ.

2. Энтальпия удаляемого воздуха в теплый период года должна быть меньше энтальпии наружного воздуха. Из диаграммы (рис. 1П12) видно, что I_у  I_н

3. Применение рециркуляции не будет ухудшать архитектурно-планировочного решения здания.

4. Требуемое количество воздуха G должно превышать минимально необходимое его количество. В данном случае условие выполняется (подразд. 3.4).

3.2. Выбор схем воздухораспределения. Определение допустимой и рабочей разности температур

От выбора схемы воздухораспределения зависит допустимый перепад температур t_доп. При подаче воздуха непосредственно в рабочую зону принимаем t_доп = 2 С.

По уравнению (17) температура приточного воздуха

t_п = t_в – t_доп = 19 – 2 = 17 С.

Определяем температуру удаляемого воздуха рабочую температуру по уравнениям (18), (19):

= 19 + 0,5(4,2 – 2) = 20,1 С;

= 17 + 0,2(4,2 – 2) =17,4 С;

= 20,1 – 17 = 3,1 С.

Продолжение прил. 12

3.3. Определение производительности СКВ

Полезную и полную производительность вычисляют по формулам (21), (22):

G_п = кг/ч;

G = 1,123026,1 = 25328,7 кг/ч.

Удельную энтальпию уходящего и приточного воздуха в теплый период определяют по I–d-диаграмме (см. рис. 1П12), кДж/кг.

Находим объемную производительность СКВ по формуле (23):

L = м 3 /ч.

3.4. Определение количества наружного воздуха

Находим расход наружного воздуха исходя из:

обеспечения требуемой санитарной нормы подачи воздуха на одного человека по формуле (24):

= 8060 = 4800 м 3 /ч;

компенсации местной вытяжки и создания в помещении избыточного давления по формуле (25):

В данном помещении местной вытяжки не имеется, следовательно, L_м.о = 0.

Минимально полезный объем наружного воздуха принимается равным наибольшему расходу воздуха, т.е. L_н = 4800 м 3 /ч.

Из расчета видно, что расход приточного воздуха больше расхода наружного воздуха L = 21107,25 > L_н = 4800. Таким образом, принимаем схему СКВ с 1-й рециркуляцией (все 4 требования рециркуляции выполняются).

В схеме с рециркуляцией принятый расход наружного воздуха должен составлять не менее 10 % от общего количества приточного воздуха, т.е. должно выполняться условие (26):

;

где _н – плотность наружного воздуха, кг/м 3 .

Продолжение прил. 12

кг/ч;

0,1G = 0,125328,7 = 2532,87 кг/ч.

Таким образом, условие выполняется, т.е.

G_н = 5712  0,1G = 2532,87.

3.5. Построение схемы процессов кондиционирования воздуха на I–d–диаграмме

Построение схемы процессов СКВ для теплого периода года. Схема процесса кондиционирования воздуха на I–d-диаграмме для теплого периода года приведена на рис. 1П12.