Проектирование системы кондиционирования воздуха для офисного помещения

.

    На зимний период

.

 

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 м² /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, м³/м*сек /3/,

= 0,51 м³/м*сек,  = 0,94 м³/м*сек;

      - общая длина щелей, м;

      – плотность сухого воздуха, кг/м³;

      , – 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;

      – перепад температур между приточным воздухом и воздухом в помещении.

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, м³.

 

.

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 =3⁰С, на зимний - =5,52 ⁰С . Положение точки Пр на линии с наклоном ε_п 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)