Разработка системы кондиционирования

Уважаемые читатели! Редакция журнала продолжает публикацию отдельных глав книги "Системы вентиляции и кондиционирования. Теория и практика", подготовленной специалистами компании "Евроклимат".

Пример расчета офисного помещения на базе кондиционера сплит-системы с притоком свежего воздуха.

Исходные данные: Банковские помещения общей площадью S=62 м2, высота помещений h=3,2 м, во всех помещениях имеется разборный подшивной потолок типа "Armstrong", зазор в подшивном потолке составляет 450 мм, помещение состоит из рабочего помещения S=50 м2 и коридора S=12 м2, количество сотрудников—10 человек, количество оргтехники—5 компьютеров и 1 ксерокс.

Руководствуясь требованиями СНиП 2.04.05-91* (Отопление, вентиляция и кондиционирование), в рабочее помещение необходимо подать санитарную норму свежего воздуха: 60 м3/ч на человека. Исходя из количества сотрудников (10 человек), определяем количество приточного воздуха:

Lн = 60х10 = 600 м3/ч.

Рабочее помещение:

Q1 = 50х3,2х35 = 5600 Вт

Q2 = 5х300 + 300 = 1800 Вт

Q3 = 10х100 = 1000 Вт.

Коридор:

Q1 = 12х3,2х35 = 1344 Вт

Qобщ = 9744 Вт.

По суммарной холодопроизводительности подбираем модель кондиционера (с учетом запаса):

модель MCAN + CN 31 с характеристиками:

Холодопроизводительность—10,4 кВт

Теплопроизводительность—9,7 кВт

Общее количество обрабатываемого воздуха L=1800 м3/ч.

Общее количество воздуха (1800 м3/ч) складывается из количества воздуха, забираемого с улицы, Lн = 600 м3/ч (что соответствует необходимым санитарным нормам) и количества рециркуляционного воздуха, забираемого из помещения, Lв=1200 м3/ч.

Размещаем кондиционер в зоне подшивного потолка (поз. 1, рис. 1).

Рис. 1. План помещения на отметке 0.000
Рис. 1. План помещения на отметке 0.000

Раздача обработанного воздуха в помещении осуществляется по воздуховодам (поз. 15, рис. 1.) через потолочные диффузоры (поз. 19, рис 1.). Количество воздуха распределяем по помещениям пропорционально выделяемому теплу.

Если общее количество холода, вырабатываемое кондиционером и составляющее 10,4 кВт, переносится воздухом в количестве 1800 м3/ч, соответственно в рабочую комнату мы подаем 1450 м3/ч, в коридор 350 м3/ч. Заносим эти данные в табл. 1.

Вытяжка осуществляется из коридора и рабочего помещения с помощью вытяжного вентилятора, размещенного в подшивном потолке (поз. 12, рис. 1). Выброс отработанного воздуха осуществляется на улицу через инерционную решетку (поз. 20, рис. 1), играющую роль обратного клапана. При работе вентилятора она открыта, при остановке—закрыта. Для уменьшения шума от вентилятора устанавливается трубчатый глушитель типа LDC (поз. 24, рис. 1). Количество вытяжного воздуха принимаем равным количеству приточного (наружного)—600 м3/ч. Вентилятор забирает этот воздух из коридора через вытяжной потолочный диффузор (поз. 21, рис. 1) и частично из помещения банка через проем размером 500 мм х 200 мм в подшивном потолке (см. рис. 1).

Из рабочего помещения осуществляется забор рециркуляционного воздуха в количестве 1200 м3/ч (см. табл. 1) через два потолочных вытяжных диффузора (поз. 21, рис. 1). Далее этот воздух из подшивного потолка засасывается в смесительный короб (поз. 13, рис. 1) кондиционера.

В холодный период года для подогрева наружного воздуха с отрицательной температурой используется секция электроподогрева. Причем для экономии электроэнергии процесс подогрева воздуха осуществляется после смешения его с рециркуляционным воздухом, имеющим положительную температуру. Для определения температуры смеси используют формулу

tсм=(tВ·LВ+tН·LН):(LВ+LН)

где tн — расчетная температура наружного воздуха в холодный период для данной местности (см. СНиП 2.04.05-91);

tв—внутренняя температура забираемого из помещения воздуха 22°С при высоте расположения воздухозаборной решетки до 3 м и 24°С при высоте свыше 3 м;

Lв—количество воздуха, забираемого из помещения на рециркуляцию, м3/ч;

Lн—количество наружного воздуха, смешиваемого с рециркуляционным, м3/ч.

Для нашего примера исходные данные следующие:

Для Москвы:

tн=минус 26°С;

tвн=24°C;

Lв=1200 м3/ч;

Lн=600 м3/ч.

Далее определяется температура смеси tсм:

tсм=(tВ·LВ+tН·LН):(LВ+LН) = (24·1200+(-26)·600):(1200+600) = (28800-15600):1800 = 7,3°С

Секция электроподогрева с блоком автоматики выбирается на основании теплотехнического расчета. Для модели CN 31 поставляются калориферы 4,5 и 9 кВт.

В сочетании с теплонасосным блоком секция электроподогрева обеспечивает требуемый температурный режим при низких температурах в зимнее время.

Такие секции поставляются в комплекте с автоматическим выключателем, электронной панелью управления и устройством защиты термостата от перегрева.

Управление работой секции осуществляется с помощью специальной панели, смонтированной на нагревателе.

Тепловая нагрузка на электронагревателе определяется по формуле

Q = Cp· Lсм· P · (tnp—tсм) = 0,28 · 1800 · 1,2 · (22—7,3) = 8890 Bт

где: Р — плотность воздуха, равная 1,2 кг/м3;

tпр — температура подаваемого кондиционером воздуха, равная 22°С;

Lсм — количество смешанного воздуха, равное 1800 м3/ч;

Ср — теплоемкость воздуха, равная 0,28 ккал/кг·°С.

Выбираем секцию электроподогрева мощностью 9 кВт.

Для раздачи воздуха выбираем потолочные диффузоры типа DLQ, ADLQ.

Конструктивно подшивной потолок состоит из плиток размером 600ґ600 мм, поэтому выбираем диффузор DLQ-2-а. Расход воздуха через диффузор 300 м3/ч.

Уровень звукового давления и скорость истечения воздуха определяется по номограммам, приведенным в каталогах.

Аналогично выбираем потолочный вытяжной диффузор (поз. 21, рис. 1).

На основании принятой схемы вентиляции выполняем аксонометрическую схему системы кондиционирования (рис. 2).

Рис. 2. Аксонометрическая схема кондиционирования системы
Рис. 2. Аксонометрическая схема кондиционирования системы

Сумма коэффициентов местных сопротивлений на отдельных участках (см. рис. 2) определяем следующим образом:

Участок 1

а) Решетка (отверстия с параллельными направляющими лопатками) — 7

б) Внезапное расширение потока — 0,25

Итого на участке 1 — 7,25

Этот результат 7,25 вносим в графу 9 табл. 2 данного примера.

Участок 2

а) Внезапное сужение потока — 0,25

б) Отвод 900 в количестве 5 шт. — 5х0,12 = 6,0

в) Отвод 450 в количестве 2 шт. — 2х0,32 = 0,64

г) Тройник на проход — 0,4

Итого на участке 2 — 7,29

Участок 3

а) Отвод 450 1 шт. — 0,32

б) Отвод 900 1 шт. — 1,2

в) Решетка (отверстия с параллельно направляющими лопатками) — 1,8

Итого на участке 3 — 3,32

Участок 4

а) Внезапное сужение потока F0/F1 = 0,031/0,38 = 0,12 — 0,44

б) Внезапное расширение потока F0/F1 = 0,031/0,18 = 0,27 — 0,5

в) Решетка (отверстия с параллельно направляющими лопатками) — 1,8

Итого на участке 4 — 2,74

Участок 5

а) Внезапное сужение потока F0/F1 = 0,031/0,38 = 0,12 — 0,44

б) Тройник на проход — 0,5

Итого на участке 5 — 0,94

Участок 6

а) Внезапное расширение потока F0/F1 = 0,031/0,18 = 0,27 — 0,5

б) Решетка (отверстия с параллельно направляющими лопатками) — 1,8

Итого на участке 6 — 2,3

Определив общие потери давления на всех участках рассчитываемой сети воздуховодов, необходимо гидравлически увязать три ветви воздуховодов, выходящих из воздухораспределительного короба (поз. 14, рис. 1), т. е. приравнять к общему сопротивлению. Для этого выбирают ветвь с большим сопротивлением, и к ней приравнивают другие, менее нагруженные ветви с помощью диафрагм, которые устанавливают в воздуховодах. Подбор диафрагмы ведем по известным методикам, изложенным в специальной литературе. Для нашего примера самая нагруженная ветвь — это участок 1–3 с потерей давления Рв = 47,73 Па (см. табл. 2). Ветвь 4 имеет потерю давления Р4 = 43,45 Па. Для компенсации избыточного давления в воздуховоде диаметром 200 мм при скорости воздуха в нем 5,3 м/с находим Ризб = 47,73 – 43,45 = 4,28 Па. Определяем скоростное давление в воздуховоде Рс = 14,3 Па при скорости V = 5,3 м/с. Вычисляем коэффициент местного сопротивления диафрагмы, необходимый для компенсации давления 4,28 Па.

x= Ризб/Рс= 4,28/14,3=0,3

Необходимый размер отверстия диафрагмы составляет 183 мм.

Аналогично определяем диафрагму для ветви с участками 5 и 6.

При диаметре воздуховода 200 мм, скорости в нем V = 5,3 м/с и скоростном давлении 14,3 Па Ризб = 47,73 – 25,06 = 22,67 Па.

Вычисляем коэффициент местного сопротивления, необходимый для компенсации давления 22,67 Па.

x= Ризб/Рс=22,67/14,3=1,58

Необходимый размер отверстия диафрагмы составляет 158 мм.

Продолжение следует…



наши проекты
  • АПИК
  • Университет климата
  • Выставка «Мир климата»
  • АПИК-тест