Инструкция по проектированию двухступенчатых бескомпрессорных систем кондиционирования воздуха

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 t_p, °С

Температура мокрого термометра t_м, °С

Относительная влажность,  %

Температура точки росы t_pи, °С

Температура мокрого термометра t_ми, °С

Относительная влажность,  %

критериев

М_3с  R_c

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

t_н – температура наружного воздуха (параметры Б); t_c2 – температура воздуха, поступающего в приточный кондиционер; t_п – температура рециркуляционного воздуха, поступающего в испарительный кондиционер; t_ми и t_ри – температура мокрого термометра и точка росы воздуха, поступающего в испарительный кондиционер; t_cI; t_cII; t_cIII – разности температур соответственно в I, II и III теплообменниках

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

t_н – температура наружного воздуха (параметры Б), поступающего в испарительный кондиционер; t_ми и t_ри – температуры мокрого термометра и точки росы воздуха, поступающего в испарительный кондиционер; t_с2 – 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

t_н – температура наружного воздуха (параметры Б); t_c2 – температура воздуха, поступающего в приточный кондиционер; t₅ – температура вытяжного воздуха, поступающего в испарительный кондиционер; t_ми и t_ри – 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 t_с4 не может быть задана произвольно.

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

Температура t_с4 связана с температурой воздуха t_c8 после испарительного кондиционера (см. рис. 9).

Температура t_c8, 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 (t_c2 и t_c5), а также при известной температуре охлажденного приточного воздуха t_c4 состоит в следующем:

а) вычисляют величину I_пр (разность теплосодержаний воздуха в приточном кондиционере)

I_пр = (t_c2 – t_c4).

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

I_пр = I_исп;

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 t_ми. Вычисляют

I₈ = I₅ + I_исп

и на линии  = 100 % при I₈ находят точку 8 и t_с8;

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

t₁₁ = (t_c8 + 0,2);

г) определяют температуру воздуха t_c3 после теплообменника приточного кондиционера

t_c3 = 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 t_c3 (рис. 9);

д) определяют разность теплосодержаний воздуха в теплообменнике II приточного кондиционера

I_II = (t_c3 – t_c4);

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 = (t_c4 – 0,3).

Температуру воды после теплообменника II вычисляют

,

где В_МК – коэффициент орошения в оросительной камере МК, В_МК = 1,5;

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

t_c7 = (t₉ – 0,2),

при  = 95% и t_p7 на I — d-диаграмму наносят точку 7 и определяют теплосодержание I₇ и температуру t_c7;

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

Вычисляют теплосодержание

I₆ = (I₇ – I_II)

при I_II = I_МК.

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 I_БК = I₈ – I₇ и температуру воды, поступающей в камеру орошения БК,

,

где В_БК – 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, I_н, t_н – 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,

t_c2 = (t_н + 1,5),

температуру мокрого термометра t_ми и температуру точки росы t_ри воздуха, поступающего в испарительный кондиционер;

в) вычисляют критерий

;

г) вычисляют критерий R_с по диаграмме на рис. 14, предварительно определив разность t_ри – t_ми, принимая t_р = t_ри и t_вн = t_ми;

д) вычисляют величину комплекса (1 + М_3сR_с);

е) вычисляют величину относительного изменения температуры воздуха

;

ж) при известных и (1 + М_3сR_с) 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 = М_3с R_с) 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 + М_3сR_с) 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:

а) на I — d-диаграмму наносятся известные параметры I_н, t_н наружного воздуха – точка 1 (рис. 11, 12 и 13);

воздуха, поступающего в испарительный кондиционер (ре­цир­ку­ля­ционного из помещения, 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 t_c2 = t_н + 1,5°С;

температуру мокрого термометра t_ми и температуру точки росы t_ри воздуха, поступающего в испарительный кондиционер;

в) вычисляют критерий М_3с при известных величинах t_c2, t_ми, t_ри, см. п. 9 приложения 2 к настоящей Инструкции.

г) вычисляют критерий R_с по диаграмме рис. 14, предварительно определив разность t_ри – t_ми, принимая t_p = t_ри, t_вн = t_ми;

д) вычисляют величину комплекса (1 = М_3сR_с);

е) определяют величину критерия

по уравнениям табл. 1 или по графику на рис. 10 при известных (1 + М_3сR_с) и выбранном типе БСКВ;

ж) вычисляют температуру воздуха, подаваемого в помещения, после приточного кондиционера

t_с4 = t_c2 – (t_c2 – t_ри);

з) графически решение обратной задачи показано на рис. 10 пунктирными линиями.

19. Для определения производительности системы по воздуху и воде вычисляют:

а) разность теплосодержаний приточного и внутреннего воздуха

I = (I₁₃ – I₄);

б) расход воздуха G_пр (кг/ч), необходимого для снятия теплоизбытков Q_пом (ккал/ч) в помещении:

;

в) расход воздуха в испарительном кондиционере, принимая его равным расходу воздуха в приточном кондиционере,

G_исп = G_пр;

г) расход воды в малом контуре циркуляции

W_МК = G_исп  В_МК = G_исп  1,5;

д) расход воды в большом контуре циркуляции

W_БК = G_исп В_БК + G_исп  1,8,

где В_БК – коэффициент орошения в камере БК

В_БК + + .

Аналитический метод расчета

20. С помощью аналитического метода рассчитываются системы БСКВ при различных производительностях по воздуху (в том числе при отличных от номинальных по ряду Кт и при неравных производительностях приточных и испарительных кондиционеров).

Этот метод применим к системам, компонуемым из типовых секций Кт, а также к системам из оборудования, серийно выпускаемого промышленностью.