Определяется коэффициент теплопередачи калорифера

5.  Определяется коэффициент теплопередачи калорифера,

Вт/м2 0С:

для однорядных теплообменников

для двухрядных теплообменников

Использование этих формул ограничивает диапазон скоростей воды 0,15…0,3 м/с

При скорости воды в трубках калорифера  м/с коэффициент теплопередачи определяется по формуле, Вт/м2·0С:

6.  Определяем фактический расход тепла через калорифер, кДж/ч:

Фактический расход тепла для одного теплообменника определяется по

 формуле, Вт:

,

где К - коэффициент теплопередачи калорифера, Вт/м2·0С;

F - площадь поверхности теплообмена-принимается по табл. III.8 [3], м2.

Вт

Вт

Определяем число теплообменников в калориферах:

7.  Вычисляем запас по теплу, %:

Калорифер I подогрева

Калорифер II подогрева

Запас в первом калорифере составляет 3,64%, а во втором – 3,61 %, что соответствует заданному условию.

8.  Аэродинамическое сопротивление калорифера определяется по табл. III.7 [3].

Калорифер I подогрева - 72,9 Па;

Калорифер II подогрева - 37 Па.

Расчет форсуночной камеры кондиционера

Процессор обработки воздуха в теплый период в основном политропный (охлаждение и осушение). Для осуществления политропных процессов тепловлажностной обработки рекомендуется применять камеру орошения с большой плотностью форсунок. В камерах орошения ОКФ-3 применяются форсунки ЭШФ 7/10, в оросительных камерах ОКС – форсунки УП14-10/15.

Расчёт ведём по теплому периоду, а затем по холодному.

Определяем число форсунок в камере орошения по таблице в зависимости от исполнения выбранной камеры орошения, n шт.

Определяем давление перед форсунками  в зависимости от относительной влажности на входе  и на выходе в оросительную камеру кондиционера по графику[6] и рис.2, кПа;

По графику рис.3 и [3] определяем - производительность одной форсунки, кг/ч.

Расчет воды определяется по формуле, кг/ч:

Находим коэффициент орошения

 ,

где  - расход воздуха через оросительную камеру.

При расчётах коэф-та орошения меньше 0,7 для камер ОКФ-3, БТМ-3 и 0,6 для камер ОКС-3 необходимо сравнивать их с минимальными допустимыми значениями , определяем по формуле:

 ,

где =460 кг/ч для форсунок ЭШФ 7/10 и =870 кг/ч для форсунок УП14-10/15.

Если , камера орошения будет работать в устойчивом режиме, при  принятая камера в расчётном режиме будет работать не устойчиво и не обеспечит заданные параметры обрабатываемого воздуха. В этом случае следует уменьшить количество подключенных форсунок, изменив исполнение или число рядов стояков, или тип камеры.

Эффективность процессов охлаждения при одновременном осушении воздуха оценивается энтальпийным показателем процесса , соответствующим относительному перепаду энтальпий теплообменивающихся сред (воздух – вода) [6], который определяется по формуле:

,

где

 - начальная и конечная энтальпии воздуха оросительной камеры, кДж/кг; -энтальпия насыщенного воздуха, соответствующая температуре воды, поступающая в оросительную камеру, кДж/кг.

В зависимости от коэффициента орошения  по приложению 1, определяется численное значение коэффициента . Энтальпию насыщенного воздуха при начальной температуре воды определяем из выражения, кДж/кг:

По i-d-диаграмме в точке пересечения энтальпии  с линией % находим значение требуемой температуры холодной воды на входе в камеру орошения , 0С.

Температуру воды на выходе из оросительной камеры определяют из формулы:

Для холодного периода основным является процесс адиабатного увлажнения воздуха. Эффективность этого процесса оценивается коэффициентом адиабатной эффективности .

Расчёт выполняем в следующем порядке.

Определяем коэффициент .

 ,

где  - начальная и конечная температуры воздуха по сухому термометру,0С;

 - температура мокрого термометра, 0С.

На рис.4 показаны , для адиабатного процесса обработки воздуха в оросительной камере.

Коэффициент орошения  находим по графикам, соответствующим выбранному типоразмеру и исполнению камеры орошения.

Определяем расход воды через камеру орошения, кг/ч:

Находим давление воды перед форсунками по графикам в зависимости от расхода жидкости.

Тёплый период:

Для кондиционера КТЦЗ-20 подходит камера орошения ОКФ-3 . В камере ОКФ-3 используются форсунки ЭШФ 7/10.

Индекс 02.01304, исполнение 2

,  

Количество форсунок в первом ряду -24

Количество форсунок во втором ряду -24

Всего 48шт.

Определяем по i-d диаграмме влажность на входе и выходе оросительной камеры , ,

По графику определяем производительность одной форсунки

 - камера орошения будет работать в устойчивом режиме.

,

Температура воды на выходе из оросительной камеры

Холодный период:

,  

Определяем коэффициент

Коэффициент орошения  находим по графикам,

Определяем расход воды через камеру орошения, кг/ч:

Находим давление воды перед форсунками по графикам в зависимости от расхода жидкости.

Приближенный расчет и подбор холодильного оборудования

Потребность в холоде  

Qохл равна 538293,6 кДж/час.

Определяем температуру испарения хладагента (фреон-12), 0С:

,

где tВК – температура воды, выходящей из поддона форсуночной камеры, 0С; tХ - температура воды, выходящей из испарителя холодильной установки, принимаем +6 0С;

tИ – не должно быть ниже +1 0С.

0С

Температура конденсации хладагента, оС:

,

где tВ2 = tВ1 + Δt - температура воды, выходящей из конденсатора; tВ1 - температура воды, входящей в конденсатор, при применении водопроводной воды для охлаждения конденсатора принимают значения ; Δt = (4…5) 0C - перепад температур воды в конденсаторе. Температура конденсации не должна превышать +36 0С. При применении водопроводной воды для охлаждения конденсатора принимают значения tв1 = 20…22 0С.

 0С;

 0С.

Температура переохлаждаемого жидкого хладагента перед терморегулирующим вентилем, 0С:

,

 0С.

Температура всасывания паров хладагента в цилиндр компрессора, 0С:

 0С.

Холодопроизводительность с учётом некоторого запаса должна составить, кВт:

 кВт

Выбираем холодильную машину ХМФУ-80/II.

Холодопроизводительность компрессора составит, кВт:

,

где νпор - объём, описываемый поршнями;

qν - удельная объёмная холодопроизводительность фреона-12;

λраб - коэффициент подачи компрессора, определяемый по выражению:

 кВт

Объёмный коэффициент подачи для фреоновых машин:

,

где С - коэффициент мертвого пространства, равный 0,03…0,05;

РК и РИ – соответственно давления конденсации и испарения, которые зависят от tК и tИ.

Коэффициент подогрева λ2 вычисляется по формуле:

где ТИ и ТК - температуры испарения и конденсации, К.

Коэффициент плотности λ3 =0,95…0,98, а коэффициент дросселирования λ4 = 0,94…0,97.

Мощность электродвигателя компрессора находится по формуле, кВт:

,

кВт

Далее выполняется проверка поверхности испарителя и конденсатора выбранной холодильной машины. Величина поверхности испарителя рассчитывается из выражения, м2:

где КИ - коэффициент теплопередачи кожухотрубного испарителя. При охлаждении воды и хладагента применяется фреон-12, его величина равна 350…530Вт/м2.

м2

Среднелогарифмическая разность температур, 0С:

0С

Выбираем испаритель ИТР-70Б с площадью внутренней поверхности 68 м2, номинальный расход воды 2-80 м3/ч. Тепловая нагрузка на конденсатор составляет, кВт:

где Ni - индикаторная мощность, определяемая выражением, кВт:

где ηм - механический КПД, учитывающий потери на трение и равный 0,8…0,9.

 кВт

 кВт

Величина поверхности конденсатора равна, м2:

где Кк - коэффициент теплопередачи горизонтального кожухотрубного конденсатора на фреоне. В зависимости от расхода охлаждающей воды КК = 400…650 Вт/м2; tср.л - среднелогарифмическая разность температур, которая в данном случае равна

 0С

 м2

Выбираем конденсатор КТР-50Б с внутренней поверхностью теплообменника 48,3 м2 м расходом охлаждающей воды 10-40 м3/ч

Расход воды, охлаждающей конденсатор, м3/ч:

; м3/ч

Заключение

В данном курсовом проекте была спроектирована система кондиционирования воздуха в культурном центре (сцена и зрительный зал) г.Харьков.