Расчет системы кондиционирования воздуха для помещения в городе Кострома, страница 3

При включенной СКВ.

            Защита воздухонагревателя от замораживания осуществляется терморегулятором Т-3, установленный на обратном трубопроводе и настроенный на температуру 25 – 30 °C. Если температура ниже 25 – 30 °C, то Т-3 подаёт сигнал на клапан К-1. Увеличение расхода воды приводит к подогреванию воздухонагревателя. Если при полном открытии клапана температура обратной воды не повысилась, то Т-3 с выдержкой 2-3 мин даёт сигнал на аварийное отключение. Для включения системы защиты при положительных температурах наружного воздуха в работу включается терморегулятор Т-3’, играющий роль разрешающего терморегулятора и включает в работу Т-3 при температуре +3 °C. Если аварийного режима нет, то Т-3 не работает, т.е. если температура обратной воды более 30 °C, осуществляется общее регулирование от терморегулятора Т-1.

            Недостаток типового узла – узел защиты от замораживания не защищает воздухонагревательную установку от внезапного прекращения подачи теплоносителя. Для защиты в этом случае рекомендуется дополнительный контроль перепадов давлений на тепловом вводе.

При выключенной СКВ.

            Необходимость защиты при остановке объясняется неплотностью приёмных клапанов на наружном воздухе. Поэтому даже при выключенном вентиляторе проходит около 10 % расхода воздуха. Для предотвращения замораживания Т-3’ устанавливают перед воздухонагревателем. При понижении температуры ниже +3 °C, Т-3’ временно открывает клапан на проходе, и калорифер прогревается. Т-3’ работает периодически, а Т-3 в этом режиме не работает.

            Недостаток этого узла – большой перерасход теплоносителя. Во избежание этого ставят два регулятора. Один работает в режиме регулирования, другой – в режиме защиты.

3. Расчет элементов кондиционера.

3.1 Расчет оросительной камеры (ОКФ).

Параметры воздуха за камерой орошения: t_ко = 13,9 °С  I_ко= 36,2 кДж/кг. Принимаем температуру воды перед форсунками равную τ_н = t_р - 1°С с округление до 1 °С  в сторону уменьшения: τ_н =  12,2 – 1 = 11,2 °С  I_нас ⁼ 32 кДж/кг

1. Вычисляем значение коэффициента а, характеризующего конструктивные и гидродинамические характеристика камеры:

а = (I_н - I_ко) / {( I_н - I_нас) * [1 - α * (I_н- I_нас) + β * (I_ср - I_нас)]}

где: I_н - начальная энтальпия воздуха = 53,6 кДж/кг

I_ко - энтальпия камеры орошения = 36,2 кДж/кг

I_нас - энтальпия насыщения воздуха при t = t_{нач.воды}= 32 кДж/кг

I_ср - энтальпия среднего диапазона аппроксимации кривой насыщения =54,1 кДж/кг

α - корректирующий коэффициент = 0,000716

β - корректирующий коэффициент = 0,00351

a=(53,6 - 36,2)/{(53,6 - 32)·[1 - 0,000716·(53,6 - 32) + 0,00351·(54,l – 32)]} =0,758.

2. Находим коэффициент орошения для обработки 1кг воздуха:

μ= 0,294 * e^{(2,99 * a)}

μ= 0,294 * e^{(2.99 * 0,758)} = 2,84 > 2,5

Поэтому принимаем  τ_н  еще на 1°С меньше

τ_н =  11,2 – 1 = 10,2 °С  I_нас ⁼ 29,4 кДж/кг

a=(53,6 - 36,2)/{(53,6 – 29,4)·[1 - 0,000716·(53,6 – 29,4) + 0,00351·(54,l – 29,4)]} =0,67.

μ= 0,294 * e^{(2.99 * 0,67)} = 2,18 < 2,5

3. Определяем эффективность процесса:

Е=1- e^{( - 1,19 *μ)}

Е= 1-e^{( - 1,19 * 2,18)} = 0,9965

4. Проверяем начальную температуру воды:

τ`_н = t_н - 1 / Е * [(t_н - t_ко) + 0,33 * (Е / а - 1) * (I_н - I_ко)]

где: t_н - начальная температура воздуха = 25,8 °С

t_ко - температура камеры орошения = 13,9 °С

τ`_н = 25,8 – (1/0,9965) * [(25,8 – 13,9) + 0,33 * (0,9965/0,67 - 1) * (53,6 – 36,2)] = 11,1 °С

5. Сравниваем значение заданной величины τ_н с τ_н` :

Dτ = | τ`_н -  τ_н |

Dτ = | 11,1 – 10,2 | =0,9

0,3 < 0,9 < 1

6. Вычисляем расход воды:

W = μ * G

W = 2,18 * 34095 = 74327 кг/ч

7. Определяем расход воды через одну форсунку, предварительно выбирая камеру 2 исполнения (при охлаждении и осушении) типа КТЦЗ-31,5. Выбрать камеру, значит определить количество форсунок n = 72.

8. Расход воды через одну форсунку.

q=W/n

где: n - число форсунок = 72;

q= 74327/72 =1032 кг/ч

9. Находим давление воды перед форсунками:

p = (q / 118,2)^2,2

p = (1032 / 118,2)^2,2 = 117,6 кПа

10.Вычисляем значение конечной температуры воды после камеры орошения:

τ_к = τ`_н + (I_н - I_ко) / (4,19 * μ)

τ_к = 11,1 + (53,6 – 36,2) / (4,19 * 2,18) = 13 °С

11 .Расход холодной воды:

W_х = W * (τ_к - τ`_н) / (τ_к – τ_х)

W_х = 74327 * (13 – 11,1) / (13 - 5) = 17653 кг/ч

12.Расход рециркуляционной воды:

W_р = W - W_х

W_р = 74327 - 17653 =56674 кг/ч

13.Для устойчивого режима работы кондиционера необходимо сделать следующую проверку:

μ^min = q_фmin * n / G

где: q_фmin - расход воды для форсунок ЭШФ 7/10 = 460 кг/ч;

n – Количество работающих форсунок в камере орошения = 72;

G – Расход воздуха = 34095 кг/ч.

μ^min = 460 * 72 / 34095 = 0,97 < 2,16

Если μ_р > μ^min , камера орошения будет работать в устойчивом режиме, при μ_р < μ^min  принятая камера в расчетном режиме будет работать неустойчиво и не обеспечит заданные параметры обрабатываемого воздуха.

3.2 Расчет воздухонагревателей первого и второго подогрева с учетом возможности автоматического поддержания заданных параметров воздуха.

3.2.1. Расчет воздухонагревателя первого подогрева.

Определяем температурные критерии φ и ψ по формулам:

φ_2л = (t_2л - t_{н`</sub>) / (T<sub>1</sub> - t<sub>н`})

φ_2п = (t_2п - t_{н`</sub>) / (T<sub>1</sub> - t<sub>н`})

1. По максимальной φ_2л = 0,35 определяем расчетную температуру t = -6 °С

Находим ψ^max:

Ψ^max = (T₁ - T₂) / (T₁ - t₁)

где: T₁ =91°С

T₂ =48°С

t₁ = -6 °C

Ψ^max = (91 - 48) / (91 - (-6)) = 0,4433

 2. Определяем относительную теплотехническую характеристику.

ε = ψ / φ

ε = 0,4433 / 0,35 = 1,26

По номограмме [2] при ε = 1,26 и Ψ^max = 0,4433 определяем Ф^ном₁ = 0,36

3. Определяем требуемое значение теплотехнической характеристики:

Ф^тр = Ф^ном₁ · G

Ф^тр = 0,36 · 34095 = 12274

Подбираем  воздухонагреватель  кондиционера  КТЦ3-31,5 по последовательно противоточной схеме с теплотехнической характеристикой Ф₀ = 3737, значение А₀ = 3,85.