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 Gпр (кг/ч), необходимого для снятия теплоизбытков Qпом (ккал/ч) в помещении:
в) расход воздуха в испарительном кондиционере, принимая его равным расходу воздуха в приточном кондиционере,
Gисп = Gпр;
г) расход воды в малом контуре циркуляции
WМК = Gисп ВМК = Gисп ?? 1,5;
д) расход воды в большом контуре циркуляции
WБК = Gисп ВБК = Gисп 1,8,
где ВБК - 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 Fохл (м2) каждого теплообменника; живое сечение для прохода воды (м2) каждого теплообменника; живое сечение для прохода воздуха fж (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 Вусл 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 tс4 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 ??Iисп 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 tс4 (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 tc3 (рис. 9). При расчете теплообменника определяют:
а) критерий глубины ;
б) отношение живых сечений ;
в) весовую скорость воздуха в живом сечении теплообменника
(2)
г) расход воды в теплообменнике
W = GпрВусл; (3)
д) скорость воды в трубках теплообменника
(4)
е) величину начальной движущей силы теплообмена (tc - tвн), приняв tвн равной начальной температуре воды t11, поступающей в теплообменник, а tc = tc2;
ж) величину охлаждения воздуха в теплообменнике tc по уравнению
(5)
где С - коэффициент, для перекрестного движения контактирующих сред С = 0,96 - 0,97, для противоточного движения сред С = 1.
Примечание. Уравнение (5) справедливо для расчета спирально-навивных теплообменников (секций подогрева или охлаждения) центральных кондиционеров Кт или Кд. При расчете теплообменников приточного кондиционера из пластинчатых калориферов полученные по уравнению (5) значения tc должны быть уменьшены на 5 - 10 %.
з) температуру охлажденного в теплообменнике воздуха (точка 3 на рис. 9)
tc3 = tc2 - ??tc;
и) конечную температуру отепленной воды tвк, используя уравнение теплового баланса для теплообменника (точка 12 на рис. 9)
(6)
(7)
к) сопротивление теплообменника по воздуху в зависимости от типа теплообменника:
для теплообменников со спирально-навивными крупными гофрами (секции кондиционеров)
H = 0,0866 z (v??)1,87, (8)
для калориферов КВБ
H = 0,28 z1 (v)1,65, (9)
для калориферов К4ВП
H = 0,175 z1 (v)1,72, (10)
где z - число рядов труб теплообменника по ходу воздуха;
z1 - число калориферов по ходу воздуха.
26. Рассчитывают теплообменник III. Расчет сводится к нахождению по уравнению (5) температуры охлажденного воздуха tс6 (рис. 9).
Последовательность расчета теплообменника III аналогична приведенной в п. 25 прил. 2 к настоящей Инструкции. Начальная температура воды, поступающей в теплообменник III, принимается равной t11 (точка 11 на рис. 9), а в уравнении (5) температура tc = tс5.
27. Рассчитывают теплообменник II. Расчет сводится к определению начальной температуры воды (точка 9 на рис. 9), необходимой для охлаждения приточного воздуха до tс4 (точка 4 на рис. 9).
При расчете:
а) начальную температуру воздуха tс3 принимают равной температуре охлажденного воздуха в теплообменнике I;
б) вычисляют критерий глубины и отношение живых сечений ;
скорости воздуха v и скорости воды ?? определяют по формулам (2) и (4) п. 25;
в) определяют величину охлаждения воздуха tcII и перепад теплосодержаний ??III (рис. 9)
tcII = (tc3 - tc4),
(11)
г) определяют начальную движущую силу теплообмена (tc - tвн) из уравнения (5);
д) определяют начальную температуру воды t9, поступающей в теплообменник II (точка 9 на рис. 9),
t9 = tc3 - (tc - tвн);
е) определяют конечную температуру t10 отепленной воды после теплообменника II (точка 10 на рис. 9) по уравнению (7) и по п. 25к вычисляют сопротивление теплообменника проходу воздуха.
28. Рассчитывают оросительную камеру МК. Расчет заключается в определении коэффициента орошения ВМК, необходимого для требуемого охлаждения воды, циркулирующей в теплообменнике II.
При расчете оросительной камеры МК должны быть известны:
начальная температура воды tвн, которая равна температуре отепленной воды из теплообменника II (точка 10 на рис. 9);
конечная температура tвк охлажденной воды, которая равна начальной температуре воды, поступающей в теплообменник II (точка 9 на рис. 9);
начальные параметры воздуха (температура tс и точка росы tp) перед оросительной камерой МК. Эти параметры соответствуют конечным параметрам воздуха после теплообменника III (точка 6 на рис. 9).
Расчет оросительной камеры на режимах охлаждения воды проводится по уравнению
(12)
где - критерий относительного охлаждения воды;
- температурный критерий;
- коэффициент орошения;
А - опытный коэффициент.
На I - d-диаграмме строят процесс сухого охлаждения воздуха в теплообменнике III (точки 5 и 6 на рис. 9) и определяют:
а) температуру точки росы tри и содержание воздуха Iв перед оросительной камерой МК;
б) критерий относительного охлаждения воды
(13)
в) температурный критерий
(14)
г) критерий R по диаграмме на рис. 14, предварительно определив разность tp - tвн (рис. 9), принимая tp = tри и tвн = t10;
д) коэффициент орошения ВМК по номограмме на рис. 15 или по формулам в зависимости от диаметра форсунок
(15)
(16)
е) теплосодержание воздуха после оросительной камеры
I7 = I6 + ВМК (tвн - tвк) св; (17)
ж) на I - d-диаграмму наносят точку 7 при I7 и = 95 - 97 %. Строят процесс повышения теплосодержания воздуха в камере МК (линию 6-7 на рис. 9).
Примечание. Если коэффициент орошения ВМК в камере МК отличается от условного коэффициента орошения во II теплообменнике меньше чем на 10 %, то расчет считается законченным.
Увязка коэффициентов орошения ВМК и ведется изменением величины tcII охлаждения воздуха во II теплообменнике.
Если коэффициент орошения в камере ВМК меньше более чем на 10 %, то принятого количества вспомогательного воздуха недостаточно для охлаждения воды. Пересчет теплообменника II ведется с уменьшенной величиной tcII т.е. при увеличенной температуре воздуха после теплообменника. Если ВМК больше более чем на 10 %, то следует провести повторный расчет теплообменника, увеличивая ??tcII и принимая более глубокое охлаждение воздуха.
29. Рассчитывают оросительную камеру БК. Расчет сводится к определению коэффициента орошения ВБК, необходимого для требуемого охлаждения воды, отепленной в теплообменниках I и III.
При расчете камеры БК должны быть известны: начальная температура воды tвн, которая равна температуре отепленной воды в теплообменниках I и III (точка 12 на рис. 9), и конечная температура tвк охлажденной воды, которая равна начальной температуре воды, поступающей в теплообменники I и III (точка 11 на рис. 9).
Начальные параметры воздуха перед камерой БК соответствуют конечным параметрам воздуха после оросительной камеры МК (точка 7 на рис. 9).
На I - d-диаграмме (точка 7) при I7 и = 95 - 97 % находят и вычисляют:
а) температуру точки росы tр7 и температуру мокрого термометра tм7 на входе в оросительную камеру БК;
б) разность (tp - tвн), принимая tp = tp7 и tвн = t12;
в) разность (tвк - tвн), принимая tвк = t11 и tвн = t12;
г) критерий R по диаграмме на рис. 14, предварительно определив разность (tp - tвн), принимая tp = tp7 и tвн = t12;
д) коэффициент орошения ВБК по формулам в зависимости от диаметра форсунок
(18)
(19)
е) теплосодержание воздуха I8 после оросительной камеры БК по формуле
I8 = I7 + ВБК(tвн - tвк)св; (20)
ж) на I - d-диаграмму наносят точку 8 при = 100 % и I8 и строят процесс (линию 7-8 на рис. 9) повышения теплосодержания воздуха в камере БК.
Примечание. Если коэффициент орошения ВБК отличается от суммы условных коэффициентов орошения в I и III теплообменниках меньше, чем на 10 %, то расчет оросительной камеры БК считается законченным.
Последовательность увязки ВБК и та же, что и для оросительной камеры МК (см. примечание к п. 28). Увязку проводят изменением температуры воды t11 перед I теплообменником.
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА
Пример 1 (прямая задача)
В примере определяется состав элементов БСКВ (число секций для I, II и III теплообменников). Приточный кондиционер работает на наружном воздухе, а испарительный - на рециркуляционном воздухе из помещения (рис. 16).
Рис. 14. Диаграмма для определения критерия R
R = 1+2,34а; ,
где tp - температура точки росы; tвн - температура распыляемой воды, Рп; Рвн - парциальные давления водяных паров в состоянии насыщения, мм. рт. ст.
Примечание. По этой диаграмме определяется и величина критерия Rc при tp - tвн = tри - tми, см. п. 9 прил. 2.
Рис. 15. Номограмма для определения величины охлаждения воды в оросительных камерах составлена по формулам:
для форсунок с dф = 3,5 мм
для форсунок с dф = 5 мм
; ; tp = tc - tp;
R = 1 + 2,34a; B - коэффициент орошения; tвн - начальная температура воды, град; tвк - конечная температура воды, град; tp - температура точки росы воздуха, град.
Рис. 16.
Исходные данные
Расчетные параметры наружного воздуха для Ташкента tн = 37,7 С; Iн = 14,7 ккал/кг (точка 1). Параметры рециркуляционного воздуха (точка 5) tc5 = 27 ??С и I5 = 12,9 ккал/кг. Параметры приточного воздуха tc4 = 20,3 °С и I4 = 10,5 ккал/кг.
Условные коэффициенты орошения в I, II, III теплообменниках принимаются соответственно 1,2; 1,5; 0,6, см. табл. 1. Схема системы БСКВ приведена на рис. 1.
Решение
1. Расчет выполняется в соответствии с требованиями п. 16 приложения 2 к настоящей Инструкции;
а) на I - d-диаграмму наносят параметры наружного воздуха (точка 1) и воздуха, поступающего в испарительный кондиционер (точка 5);
