Инструкция по проектированию двухступенчатых бескомпрессорных систем кондиционирования воздуха

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

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 j = 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:

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

а) вычисляют величину DI_пр (разность теплосодержаний воздуха в приточном кондиционере)

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

DI_пр = DI_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 j = 100 % в точке t_ми. Вычисляют

I₈ = I₅ + DI_исп

и на линии j = 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

е) определяют начальную и конечную температуры воды, циркулирующей в малом контуре циркуляции воды, точки 9, 10 на j = 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_р7 = (t₉ - 0,2),

при j = 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 - DI_II)

при DI_II = DI_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 DI_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_3сR_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

DI = (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

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.

21. При применении аналитического метода расчета БСКВ предварительно должны быть известны:

параметры наружного воздуха;

параметры воздуха, поступающего в приточный и испарительный кондиционеры;

количество воздуха, поступающего в приточный и испарительные кондиционеры;

температура охлажденного воздуха в приточном кондиционере (для решения прямых задач см. пп. 14 и 15 прил. 2 к настоящей Инструкции);

конструктивные и гидродинамические характеристики системы (для решения обратных задач см. пп. 17 и 18 прил. 2 к настоящей Инструкции).

Для теплообменников I, II и III должны быть известны: тип секций воздухонагревателей кондиционера, тип секций поверхностных воздухоохладителей или марка калориферов; воздухоохлаждающая поверхность F_охл (м²) каждого теплообменника; живое сечение для прохода воды y (м²) каждого теплообменника; живое сечение для прохода воздуха f_ж (м²) каждого теплообменника; условные коэффициенты орошения теплообменников

где W - расход воды, проходящей через теплообменник, кг/ч;

G - расход воздуха, кг/ч.

Для оросительных камер малого и большого контуров циркуляции должны быть известны: типы оросительных камер, число и диаметры форсунок.

Примечание. Коэффициент В_усл должен находиться в пределах от 0,6 до 1,8. Оптимальные условные коэффициенты орошения для теплообменников I, II, III соответственно 1,2; 1,5; 0,6.

22. Сущность аналитического метода расчета малого и большого контуров циркуляции БСКВ с учетом требований в пп. 5 и 6 прил. 2 к настоящей Инструкции заключается в следующем:

а) предварительно рассчитывают теплообменники I и III большого контура циркуляции с целью нахождения параметров охлажденного в них воздуха, который поступает в теплообменные аппараты малого контура циркуляций (теплообменник II и оросительную камеру МК);

б) рассчитывают теплообменные аппараты малого контура циркуляции и определяют температуру охлажденного воздуха t_с4 и параметры воздуха после оросительной камеры МК, которые являются начальными для оросительной камеры большого контура циркуляции;

в) рассчитывают оросительную камеру большого контура циркуляции с целью определения температуры холодной воды, необходимой для работы теплообменников I и III;

г) предварительно определяют температуру холодной воды, поступающей в теплообменники I и III, а также параметры воздуха, охлажденного в этих теплообменниках, в соответствии с указаниями п. 15 а - г и з прил. 2 к настоящей Инструкции.

При неравенстве количеств воздуха, проходящего в приточном и испарительном кондиционерах, величина DI_исп находится по выражению:

                                                        (1)

Последовательность расчета

23. Наносят на I - d-диаграмму параметры воздуха, поступающего в приточный и испарительный кондиционеры в соответствии с п. 16а и б прил. 2 к настоящей Инструкции.

24. Предварительно задаются температурой охлажденного воздуха t_с4 (рис. 9) в соответствии с указаниями пп. 1 и 14 прил. 2 к настоящей Инструкции и определяют начальную температуру воды, поступающей в теплообменники I и III (точка 11 на рис. 9) в соответствии с п. 15 а - в того же приложения.

25. Рассчитывают теплообменник I. Расчет сводится к нахождению температуры охлажденного воздуха t_c3 (рис. 9). При расчете теплообменника определяют:

а) критерий глубины ;

б) отношение живых сечений ;

в) весовую скорость воздуха в живом сечении теплообменника

                                                              (2)