ВСН 30-77. Инструкция по проектированию двухступенчатых бескомпрессорных систем кондиционирования воздуха


Rс = 1+2,34а ?? критерий, учитывающий влияние влагообмена на теплообмен;

?? коэффициент пропорциональности, мм рт. ст./град.;

Рри и Рми ?? парциальные давления водяного пара в состоянии насыщения соответственно при температурах tри и tми, мм рт. ст.

10. Уравнения, по которым следует выполнять интегральные расчеты БСКВ, проектируемых по схемам на рис. 1 и 2 из типовых секций КТ при равных номинальных производительностях по воздуху приточных и испарительных кондиционеров, приведены в табл. 1.

Пределы применимости расчетных уравнений даны в табл. 2. С помощью каждого уравнения в табл. 1 могут быть рассчитаны БСКВ различной производительности по воздуху в пределах типового ряда кондиционеров, а именно 30, 40, 60, 80, 120, 160 и 240 тыс. м3/ч, и при различных или одинаковых начальных параметрах воздуха, поступающего как в приточный, так и в испарительный кондиционеры (см. табл. 2 и п. 1.3 настоящей Инструкции).

Примечание. При расчете БСКВ по схеме на рис. 2 следует выполнять требования п. 2.16 настоящей Инструкции. Поверхности теплообменника I и каждого теплообменника II приточного кондиционера должны отвечать результатам расчета по уравнениям табл. 1 или графику на рис. 10.

11. Каждое уравнение в табл. 1 соответствует БСКВ с фиксированными поверхностями I, II и III теплообменников, а также определенным коэффициентам орошения В в форсуночных камерах с заданными конструктивными характеристиками.

Таблица 1

Характеристика элементов БСКВ

Оросительные камеры

п/п

Теплообменники

ли

ний

на

графике,

Расчетные уравнения

Критерий глубины

Критерий живых сечений

Условный коэффициент орошения Вусл

Малый контур циркуляции

Большой контур циркуляции

рис. 10

I

II

III

I

II

III

I

II

III

Коэффициент орошения ВМК = 1,5

Коэффициент орошения ВБК = 1,8

1

440??460

z = 12

440??460

z = 12

220??230

z = 6

80??110

80??110

170??220

1,2

1,5

0,6

2

330??340

z = 9

330??340

z = 9

330??340

z = 9

110??150

110??150

110??150

1,2

1,5

0,6

Диаметр форсунок

d = 3,5 мм

Диаметр форсунок d = 3,5; 4; 4,5 мм

3

330??340

z = 9

330??340

z = 9

220??150

z = 6

110??150

110??150

170??220

1,2

1,5

0,6

Примечания к таблице 1: 1. z ?? суммарное число рядов оребренных труб по пути движения воздуха в типовых секциях подогрева или охлаждения, из которых собираются теплообменники I, II , III.

2. Весовая скорость воздуха в теплообменниках I, II и III при их номинальной производительности не должна превышать v?? = 7,3 кг/м2??с. При этом суммарное сопротивление I и II теплообменников приточного кондиционера соответственно уравнениям составит: 1. Н = 85 мм вод. ст. 2. Н = 64 мм вод. ст. 3. Н = 64 мм вод. ст.

3. При компоновке теплообменников приточного кондиционера из пластинчатых или спирально-навивных калориферов, выпускаемых промышленностью, необходимо обеспечивать указанные в табл. 1 значения критериев и .

Полученные значения для теплообменников из пластинчатых калориферов должны быть уменьшены на 5??10 %.

4. Камеры орошения малого и большого контуров циркуляции воды следует принимать двухрядными с взаимовстречным распылением воды центробежными форсунками.

Плотность расположения форсунок следует принимать 24 шт. м2/ряд, весовую скорость воздуха в камере v?? = 2,8??3,3 кг/м2с.

5. Скорость воды в циркуляционных трубопроводах БСКВ следует принимать в пределах 0,7 ?? 1,3 м/с.

Мощность циркуляционных насосов должна подбираться из условия обеспечения давления воды перед форсунками оросительных камер в пределах 2??3,5 ати, а также компенсации потерь давления в циркуляционных трубопроводах и теплообменниках.

Таблица 2

Параметры воздуха в летний период на входе

в приточный кондиционер (см. п. 13)

в испарительный кондиционер

Произведение

Температура точки росы tp, ??С

Температура мокрого термометра tм, ??С

Относительная влажность, ?? %

Температура точки росы tpи, ??С

Температура мокрого термометра tми, ??С

Относительная влажность, ?? %

критериев

М3с ?? Rc

От 1 до 18

От 15 до 25

?? 65

От 1 до 18

От 15 до 25

?? 65

От 1,3 до 3,7

12. С помощью уравнений, приведенных в табл. 1, следует решать как прямые, так и обратные задачи. Целью прямых задач является определение поверхности охлаждения теплообменников при известных начальных параметрах воздуха, поступающего в приточный и испарительный кондиционеры, и при заданной глубине охлаждения приточного воздуха.

Целью обратной задачи является определение глубины охлаждения воздуха в БСКВ при известных начальных параметрах воздуха, поступающего в приточный и испарительный кондиционеры, и известных поверхностях охлаждения теплообменников.

13. Для облегчения расчетов по уравнениям в табл. 1 приводится расчетный график на рис. 10.

Рис. 10. График для определения величины охлаждения воздуха в бескомпрессорных системах кондиционирования воздуха

Линии 1, 2 и 3 соответствуют характеристикам систем в табл. 1

Графическая интерпретация расчетных величин по уравнению п. 9 прил. 2 для основных вариантов работы испарительного кондиционера системы БСКВ приведена на рис. 11, 12, 13.

Рис. 11. Графическая интерпретация расчетных зависимостей при работе испарительного кондиционера на рециркуляционном воздухе

tн ?? температура наружного воздуха (параметры Б); tc2 ?? температура воздуха, поступающего в приточный кондиционер; tп ?? температура рециркуляционного воздуха, поступающего в испарительный кондиционер; tми и tри ?? температура мокрого термометра и точка росы воздуха, поступающего в испарительный кондиционер; ??tcI; ??tcII; ??tcIII ?? разности температур соответственно в I, II и III теплообменниках

Рис. 12. Графическая интерпретация расчетных зависимостей при работе испарительного кондиционера на наружном воздухе

tн ?? температура наружного воздуха (параметры Б), поступающего в испарительный кондиционер; tми и tри ?? температуры мокрого термометра и точки росы воздуха, поступающего в испарительный кондиционер; tс2 ?? температура воздуха поступающего в приточный кондиционер; ; ; ?? разности температур соответственно в I, II и III теплообменниках

Рис. 13. Графическая интерпретация расчетных зависимостей при работе испарительного кондиционера на вытяжном воздухе из технологических помещений

tн ?? температура наружного воздуха (параметры Б); tc2 ?? температура воздуха, поступающего в приточный кондиционер; t5 ?? температура вытяжного воздуха, поступающего в испарительный кондиционер; tми и tри ?? температуры мокрого термометра и точки росы воздуха, поступающего в испарительный кондиционер; ; ; ?? разности температур воздуха соответственно в I, II и III теплообменниках

14. При решении прямых задач конечная температура охлажденного в приточном кондиционере воздуха tс4 не может быть задана произвольно.

При ее назначении следует руководствоваться требованиями п. 1 прил. 2 к настоящей Инструкции.

Температура tс4 связана с температурой воздуха tc8 после испарительного кондиционера (см. рис. 9).

Температура tc8, определяемая по теплосодержанию I8 и ?? = 100%, не должна быть выше температуры воздуха, поступающего в теплый период года в испарительный кондиционер (см. п. 15б прил. 2 к настоящей Инструкции).

15. Графоаналитический метод построения на I ?? d-диаграмме (см. рис. 9) процессов в БСКВ при известных параметрах воздуха, поступающего в приточный и испарительный кондиционеры (tc2 и tc5), а также при известной температуре охлажденного приточного воздуха tc4 состоит в следующем:

а) вычисляют величину ??Iпр (разность теплосодержаний воздуха в приточном кондиционере)

??Iпр = (tc2 ?? tc4).

Согласно требованиям пп. 2.2, 2.16 настоящей Инструкции и п. 9 прил. 1 к ней

??Iпр = ??Iисп;

б) определяют теплосодержание воздуха после испарительного кондиционера (точка 8 на рис. 9). Из точки 5 (параметры воздуха, поступающего в испарительный кондиционер) проводят линию постоянного теплосодержания I5 до пересечения с ?? = 100 % в точке tми. Вычисляют

I8 = I5 + ??Iисп

и на линии ?? = 100 % при I8 находят точку 8 и tс8;

в) определяют температуру воды (точка 11), поступающей в теплообменники I и III

t11 = (tc8 + 0,2);

г) определяют температуру воздуха tc3 после теплообменника приточного кондиционера

tc3 = t11 + (0,5 ?? 2,5).

На I ?? d-диаграмме проводят линию постоянного влагосодержания через точку 1 и на эту линию наносят точку 3 при вычисленной tc3 (рис. 9);

д) определяют разность теплосодержаний воздуха в теплообменнике II приточного кондиционера

??III = (tc3 ?? tc4);

е) определяют начальную и конечную температуры воды, циркулирующей в малом контуре циркуляции воды, точки 9, 10 на ?? = 100% (рис. 9).

Температура воды, поступающей в теплообменник II (эта же температура соответствует температуре воды после охлаждения в оросительной камере МК) равна:

t9 = (tc4 ?? 0,3).

Температуру воды после теплообменника II вычисляют

,

где ВМК ?? коэффициент орошения в оросительной камере МК, ВМК = 1,5;

ж) определяют параметры воздуха после оросительной камеры малого контура циркуляции МК (точка 7 на рис. 9); вычисляют точку росы воздуха

tc7 = (t9 ?? 0,2),

при ?? = 95% и tp7 на I ?? d-диаграмму наносят точку 7 и определяют теплосодержание I7 и температуру tc7;

з) определяют параметры воздуха после теплообменника III испарительного кондиционера (точка 6 на I ?? d-диаграмме, рис. 9).

Вычисляют теплосодержание

I6 = (I7 ?? ??III)

при ??III = ??IМК.

Из точки 5, характеризующей параметры воздуха, поступающего в испарительный кондиционер, на I ?? d-диаграмме проводят линию d = const.

На этой линии откладывают величину I6 и наносят точку 6;

и) определяют разность теплосодержаний воздуха в оросительной камере БК ??IБК = I8 ?? I7 и температуру воды, поступающей в камеру орошения БК,

,

где ВБК ?? коэффициент орошения в камере БК;

к) полученные указанным выше способом точки 2, 3, 4 и 5, 6, 7, 8, характеризующие параметры воздуха до и после теплообменных аппаратов БСКВ, соединяют прямыми линиями (см. рис. 9).

16. Последовательность расчета БСКВ при решении прямых задач, заключающихся в определении поверхности теплообменников I, II и III, такова:

а) на I ?? d-диаграмму наносят известные параметры: наружного воздуха, поступающего в приточный кондиционер, Iн, tн ?? точка 1 (см. рис. 9, 11, 12 и 13); воздуха, поступающего в испарительный кондиционер (рециркуляционного из помещений, рис. 11; наружного, рис. 12; вытяжного из технологических помещений, рис. 13, точка 5);

б) по I ?? d-диаграмме определяют:

начальную температуру воздуха, поступающего в приточный кондиционер,

tc2 = (tн + 1,5),

температуру мокрого термометра tми и температуру точки росы tри воздуха, поступающего в испарительный кондиционер;

в) вычисляют критерий

;

г) вычисляют критерий Rс по диаграмме на рис. 14, предварительно определив разность tри ?? tми, принимая tр = tри и tвн = tми;

д) вычисляют величину комплекса (1 + М3сRс);

е) вычисляют величину относительного изменения температуры воздуха

;

ж) при известных и (1 + М3сRс) с помощью графика на рис. 10 (ход решения прямых задач показан пунктирными линиями) и табл. 1 подбирают элементы системы, обеспечивающей требуемое охлаждение приточного воздуха;

з) при решении прямой задачи точка пересечения прямых и (1 = М3с Rс) на графике рис. 10 может оказаться выше линий, характеризующих охлаждающую способность каждой системы. Это означает, что при данных параметрах воздуха, поступающего в приточный и испарительный кондиционеры, требуемое охлаждение воздуха не может быть обеспечено с помощью БСКВ при принятых (табл. 1) поверхностях охлаждения. Если же точка пересечения прямых и (1 + М3сRс) находится между линиями графика, то для расчета следует принимать вышележащую линию.

17. Для решения обратных задач при расчете БСКВ должны быть предварительно известны:

параметры воздуха, поступающего в приточный кондиционер (наружного, рециркуляционного или их смеси);

параметры воздуха, поступающего в испарительный кондиционер (наружного, вытяжного или их смеси);

производительность системы по воздуху;

конструктивные характеристики теплообменников: критерий глубины и отношение живых сечений ;

условные коэффициенты орошения теплообменников.

Расчет БСКВ при решении обратных задач заключается:

в определении параметров воздуха после приточного кондиционера;

в определении параметров воздуха и воды после элементов системы и каждого контура циркуляции;

в построении процессов на I ?? d-диаграмме.

18. Последовательность расчета БСКВ при решении обратных задач такова: