рефераты бесплатно
 
Главная | Карта сайта
рефераты бесплатно
РАЗДЕЛЫ

рефераты бесплатно
ПАРТНЕРЫ

рефераты бесплатно
АЛФАВИТ
... А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я

рефераты бесплатно
ПОИСК
Введите фамилию автора:


Дипломная работа: Проектирование системы кондиционирования воздуха

Дипломная работа: Проектирование системы кондиционирования воздуха

Введение

Кондиционирование воздуха - это придание ему и автоматическое поддержание необходимых тепловлажностных качеств. При этом в отличие от общеобменной вентиляции и отопления при кондиционировании в течении круглого года и особенно в теплое время в помещении можно поддерживать любые желаемые- постоянные или изменяющиеся по программе- параметры внутреннего воздуха, независимо от наружных метеорологических условий и переменных поступлений в помещение тепла и влаги.

Комплекс технических средств с помощью которых осуществляется кондиционирование воздуха называется системой кондиционирования воздуха (СКВ). В СКВ входят оборудование для осуществления всевозможных процессов обработки воздуха, его перемещения и распределения, источники тепло- и холодоснабжения, средства автоматического регулирования, дистанционного управления и контроля, насосы и трубопроводы, местные подогреватели, осушители и увлажнители, а также вспомогательное электрооборудование.

Основное оборудование для приготовления и перемещения воздуха обычно агрегитируется в аппарат, называемый кондиционером. В отдельном случае все технические средства для кондиционирования воздуха агрегитируются в кондиционере, и тогда понятия СКВ и кондиционер становятся однозначными.

Системы кондиционирования, как правило, снабжаются средствами очистки воздуха от пыли, бактерий и запахов: подогрева, увлажнения и осушения его: перемещения, распределения и автоматического регулирования температуры воздуха, его относительной влажности, а иногда и средствами регулирования газового состава и ионосодержания воздуха.

Техника кондиционирования воздуха имеет более полувековую историю, однако до 50-х годов в СССР она развивалась весьма медленно, что объясняется главным образом отсутствием заводского серийного производства кондиционеров, необходимых средств автоматизации, дистанционного контроля и управления, а также недостаточным по номенклатуре и количеству производством холодильного оборудования.

В 1954-1955 годах произошел серьезный перелом в производстве оборудования для кондиционирования воздуха. С тех пор созданы конструкции ряда типов кондиционеров и организовано их производство на специализированных предприятиях, расширена номенклатура и улучшены технические качества средств автоматизации, расширен ассортимент и увеличен выпуск холодильных машин.

Развитию кондиционирования способствовали следующие объективные причины:

1.  Развитие новых производств в разных отраслях промышленности, остро нуждающихся в поддержании определенных и постоянных параметров состояния воздуха.

2.  Возрастающие требования к облегчению условий труда и повышению его производительности в горячих и мокрых цехах, угольных шахтах, рудниках и тепловых электростанциях.

3.  Оснащение предприятий промышленности и связи, научно- исследовательских и конструкторских организаций дорогостоящими приборами, механизмами и счетно-решающими машинами, точная безотказная работа которых возможна только при определенной постоянной температуре и относительной влажности воздуха.

4.  увеличивающееся строительство закрытых помещений для длительного пребывания людей и стремление обеспечить удовлетворительную круглогодовую эксплуатацию этих помещений

5.  Новые тенденции в архитектуре, затрудняющие борьбу с избыточным теплом и влагой обычными вентиляционными средствами (например увеличение поверхностей остекления наружных стен).

6.  Высокие температуры наружного воздуха в летнее время в ряде районов страны, нередко сочетающиеся высокой относительной влажностью, при которых обычная приточная вентиляция не в с состоянии обеспечить необходимые внутренние условия.


1. Описательная часть

1.1 Основные требования к системам кондиционирования воздуха

Санитарно-гигиенические требования:

1.  обеспечение в помещениях регламентируемых нормами метеорологических условий

2.  скорость и направления выпуска воздуха, а также разница температур между воздухом в помещении и подаваемым воздухом, расположение воздухораспределителей и вытяжных отверстий должны быть такими, чтобы в зоне пребывания людей отсутствовали местные вредные или неприятные токи воздуха и застойные места

3.  снижение шума в помещениях до уровня, не беспокоящего людей

4.  предотвращение проникновения и распространения вредностей, дурных запахов или шума из одних помещений в другие

Строительно-монтажные и архитектурные требования:

1.  минимальная потребность в площади для размещения оборудования и каналов как внутри обслуживаемых помещений так и во вспомогательных помещениях

2.  соответствие внешних форм и отделки оборудования, располагаемого внутри кондиционируемых помещений, архитектурному облику последних и отсутствие конструктивных деталей, ухудшающих интерьеры

3.  наименьшие затраты времени и труда на монтаж и ввод в эксплуатацию установок

4.  возможность строительства и ввод системы в эксплуатацию по этажам и даже по отдельным помещениям

5.  пробивка минимального количества отверстий в строительных конструкциях для прокладки каналов и трубопроводов, а также малый вес оборудования, что особенно важно при устройстве СКВ в существующих зданиях

6.  хорошая вибро- и звукоизоляция оборудования от строительных конструкций

7.  пожарная безопасность и наличие средств предотвращения огня по каналам

Эксплуатационные требования:

1.  возможность быстрого переключения с режима обогрева на режим охлаждения в переходное время года, а также при резких переменах температуры наружного воздуха и теплопоступлений, то есть малая тепловая инерционность системы

2.  взаимная блокировка кондиционеров, заключающаяся в том, чтобы при выключении одного из кондиционеров подать воздух из соседних, хотя бы в меньшем количестве

3.  обеспечение индивидуального регулирования температуры и относительной влажности воздуха в каждом отдельном помещении.

4.  возможность отопления одних помещений при одновременном охлаждении других, обслуживаемых той же системой

5.  сосредоточение оборудования, требующего систематического обслуживания, в минимальном количестве мест

6.  простота ремонта и обслуживания, а также малая потребность в них в период эксплуатации

7.  возможность частичной перепланировки помещении в процессе эксплуатации без переустройства СКВ, что особенно важно для производственных зданий с быстро меняющейся технологией производства

8.  герметичность воздуховодов и притворов воздушных клапанов системы

Экономические требования:

1.  минимальная стоимость оборудования и строительно-монтажных работ, длительный срок службы, а отсюда и минимальные амортизационные отчисления

2.  максимально возможна экономия электроэнергии, воды, тепла и особенно дорогостоящего холода

1.2 Классификация СКВ

СКВ подразделяются на комфортные и технологические. Комфортные СКВ предназначены для создания и автоматического поддержания температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха, наиболее отвечающих санитарно- гигиеническим требованиям; технологические СКВ предназначены для обеспечения параметров воздуха, в максимальной степени отвечающих требованиям производства продукции.

В зависимости от расположения кондиционеров по отношению к обслуживаемым помещениям СКВ делятся на центральные и местные. По типу кондиционеров, используемых для приготовления воздуха, системы подразделяются на автономные и неавтономные.

Центральные СКВ, получившие наибольшее распространение, имеют неавтономные кондиционеры, снабжаемые извне холодом (доставляемых холодной водой или рассолом), теплом (доставляемых горячей водой или паром) и электрической энергией для привода вентиляторов и насосов.

Местные СКВ могут иметь неавтономные и автономные кондиционеры; последние снабжаются извне только электрической энергией.

Неавтономные системы подразделяются на воздушные, при которых в обслуживаемые помещения подается только воздух, и водовоздушные, при которых в кондиционируемые помещения подводятся воздух и вода, несущие тепло или холод.

По давлению создаваемому вентиляторами центральных кондиционеров СКВ подразделяются на системы низкого давления (до 100 кг/м2), среднего давления (от 100 до 300 кг/м2) и высокого давления ( выше 300 кг/м2).

1.3 Общие сведения о центральных кондиционерах и их классификация

Центральные кондиционеры, нашедшие самое широкое применение в комфортном и технологическом кондиционировании, представляют собой неавтономные кондиционеры, снабжаемые извне холодом (подводом холодной воды или незамерзающих жидкостей), теплом (подводом горячей воды или пара) и электроэнергией для привода вентиляторов, насосов, запорно-регулирующих аппаратов на воздушных и жидкостных коммуникациях и пр.

Центральные кондиционеры предназначены для обслуживания нескольких помещений или одного большого помещения. Иногда несколько центральных кондиционеров обслуживают одно помещение больших размеров (театральный зал, закрытый стадион, производственный цех и т.п.).

Современные центральные кондиционеры выпускаются в секционном исполнении и состоят из унифицированных типовых секций (трехмерных модулей), предназначенных для регулирования, смешивания, нагревания, охлаждения, очистки, осушки, увлажнения и перемещения воздуха.

Наряду с существенными преимуществами, связанными с возможностью эффективного поддержания заданной температуры, влажности и подвижности воздуха в помещениях большого объема, центральные кондиционеры, вместе с тем, имеют и некоторые недостатки, основными из которых являются необходимость проведения сложных монтажно-строительных работ, прокладка по зданию протяженных коммуникаций (воздуховодов и трубопроводов). Классификация центральных кондиционеров приведена на рис. 3.

Прямоточные центральные кондиционеры обрабатывают только наружный воздух, кондиционеры с рециркуляцией обрабатывают смесь наружного и рециркуляционного (вытяжного) воздуха.

1-я рециркуляция представляет собой подмешивание рециркуляционного воздуха к наружному перед теплообменником 1-го подогрева, что значительно снижает потребление тепла на 1-й подогрев.


Рис. 2. Внешний вид центрального кондиционера

Рис. 3. Классификация центральных кондиционеров.

2-я рециркуляция представляет собой подмешивание рециркуляционного воздуха к наружному воздуху, прошедшему обработку в воздухоохладителе или камере орошения перед вентилятором. При этом отпадает необходимость включения в работу теплообменника 2-го подогрева в летний период.

Кондиционер с теплоутилизацией — это прямоточный кондиционер с центральным теплоутилизатором, в котором нет смешения потоков наружного и рециркуляционного воздуха, а передача тепла от удаляемого воздуха к наружному происходит в специальном теплообменнике.

Следует отметить, что приведенная на рис. 3. классификация центральных кондиционеров включает только основные классы этого оборудования, которые, в свою очередь, могут подразделяться:

А) по напору встроенных вентиляторов:

♦ низкого давления (до 100 кг/м2);

♦ среднего давления (от 100 до 300 кг/м2);

♦ высокого давления (выше 300 кг/м2).

Б) по времени работы:

♦ сезонные;

♦ круглогодичные.

Возможны также различные комбинированные системы на базе центральных кондиционеров.

В системах кондиционирования, совмещенных с воздушным отоплением здания или помещения и предназначенных для круглогодичной эксплуатации, устанавливается, как правило, не менее двух кондиционеров производительностью по 50% общей производительности системы, при этом секция нагрева должна иметь теплопроизводительность, достаточную для отопления помещений.

Центральные кондиционеры, работающие с рециркуляцией, комплектуются смесительной камерой, позволяющей подавать переменные объемы наружного (свежего) и рециркуляционного воздуха. В этом случае для рециркуляции воздуха рекомендуется применять самостоятельный вентилятор.

Использование в центральном кондиционере рециркуляции и теплоутилизации позволяет существенно сократить затраты тепловой энергии, связанные с обогревом воздуха в холодное время года.

Если рециркуляция воздуха недопустима в связи с технологическими особенностями обслуживаемого помещения, то применяют центральную прямоточную схему кондиционера.

1.4 Конструкция центрального кондиционера

Центральный кондиционер состоит из отдельных типовых секций, герметично соединенных между собой. Корпус кондиционера исполнен на базе каркаса из алюминиевых профилей, к которым крепятся постоянные и съемные (для доступа к агрегатам) панели. Они состоят из наружного и внутреннего оцинкованных листов, между которыми устанавливается минераловатная теплоизоляционная прокладка. С целью облегчения подхода к узлам установки предусмотрены открываемые смотровые двери или съемные панели со стороны обслуживания.

Требования к параметрам кондиционируемого воздуха лежат в основе технологической компоновки, поэтому набор секций может быть весьма разнообразен. Секции могут быть скомпонованы в двухъярусном исполнении или с учетом рельефов помещений, в которых устанавливается кондиционер. Кроме стандартных типовых компоновок существует возможность создания собственной уникальной компоновки кондиционера.

Размеры секций унифицированы и зависят, как правило, от расхода и скорости обрабатываемого в кондиционере воздуха. Среди основных секций, используемых при компоновке центрального кондиционера: секция вентиляторная, охлаждения, нагрева, увлажнения, фильтрации, шумоглушения.

1.5 Конструкция и принцип работы основных секций и отдельных агрегатов центрального кондиционера

1.5.1 Секция охлаждения

Секция охлаждения представляет собой водяной или фреоновый теплообменник-воздухоохладитель, изготовленный из медных трубок (от 4 до 8 рядов) с алюминиевыми ребрами. В качестве хладагента (рабочей среды) может быть: охлажденная вода, смесь воды и гликоля, фреон (например, R-22). Хладагент, в зависимости от типа рабочей среды, может поступать от чиллера, градирни, артезианской скважины и т.п. Коллекторы выполнены из стальной оцинкованной (или с антикоррозийным покрытием) трубы.

Входные и выходные патрубки коллектора имеют наружную резьбу. Стандартно коллекторы оснащаются дополнительными патрубками для спуска хладагента и отведения воздуха.

Распределительный и обратный коллектор фреоновых теплообменников изготавливают из медных трубок.

Патрубки коллекторов выведены наружу секции. Воздухоохладитель имеет кожух из оцинкованной стали. Кожух может быть оборудован специальными транспортными держателями, облегчающими демонтаж и транспортировку.

Оребрение трубок воздухоохладителя производится, как правило, пластинчатыми ребрами, что обеспечивает высокую теплоотдачу при низком аэродинамическом сопротивлении теплообменника. Количество рядов трубок и расстояние между ребрами, в зависимости от типоразмера секции, может быть различным.

Стандартно в секцию охлаждения устанавливается поддон для конденсатной воды, сделанный из нержавеющей листовой стали и оснащенный выведенным наружу сливным патрубком, к которому присоединяется переливной сифон, т.н. водяной затвор (поставляется, как правило, вместе с секцией охлаждения).

Водяные воздухоохладители оснащаются противозамораживающими термостатами.

На рис. 4 представлена конструкция водяного трубчатого воздухоохладителя.

Кроме холодопроизводительности и расхода хладагента, водяные воздухоохладители характеризуются следующими параметрами:

Минимальная температура рабочей среды (вода), °С +3

Максимальное рабочее давление рабочей среды, МПа 1,6

Гидравлическое сопротивление, кПа 5-30

Все водяные воздухоохладители проходят испытания на заводах-производителях при нагрузке, МПа 2,1

Фреоновые воздухоохладители характеризуются следующими параметрами:

Минимальная температура кипения фреона, °С+ 2

Максимальное рабочее давление фреона, МПа 2,2

Фреоновые воздухоохладители испытываются на прочность с нагрузкой, МПа 2,9

Рис. 4. Конструкция водяного трубчатого воздухоохладителя: 1 — кожух из оцинкованной стали; 2,3 — входной и выходной патрубки коллектора с резьбой; 4 — медные трубки с алюминиевым пластинчатым оребрением.

За секцией охлаждения в центральном кондиционере устанавливаются, как правило, при скоростях обрабатываемого воздуха выше 2,5 м/с эффективные сепараторы (каплеуловители).

На рис. 5. представлена одна из возможных конструкций каплеуловителя, собранного из специально спрофилированных пластмассовых пластин, которые вертикально размещены в кожухе из нержавеющей стали.

Скорость воздуха должна находиться в диапазоне от 2;,5 до 5,0 м/с. Потери давления при этом составят до 16 Па.

Рис.5. Профиль каплеуловителя


1.5.2 Секция нагревания

В секции воздухонагревания могут использоваться водяные, паровые или электрические нагреватели.

Конструктивно воздухонагреватели выполнены, как и воздухоохладители, из медных трубок с алюминиевым оребрением. Коллекторы и патрубки диаметром до 25 мм выполнены из медных трубок, а диаметром более 32 мм — из стальных трубок с антикоррозийным покрытием.

Стандартно коллекторы оснащаются дополнительными патрубками с резьбой, предназначенными для спуска воды и отвода воздуха. Патрубки коллекторов выведены наружу. Концы патрубков подающего и обратного коллектора также имеют резьбу.

Кожух теплообменников имеет специальные транспортные держатели, облегчающие демонтаж и транспортировку. Оребрение трубок воздухонагревателя произведено пластинчатыми ребрами с шагом от 1,6 до 4,0 мм.

Как отмечалось выше, в качестве теплоносителя могут быть использованы вода или водяной пар. Водяные воздухонагреватели испытываются на прочность с нагрузкой 2,1 МПа, паровые — с нагрузкой 1,5 МПа.

При использовании воды:

Максимальная температура воды, °С 150

Максимальное рабочее давление воды, МПа 1,6

Гидравлическое сопротивление, кПа 5-25

При использовании пара:

Максимальная температура пара, °С 185

Максимальное рабочее давление пара, МПа 1,0

Электрические нагреватели выполнены в форме прямоугольного параллелепипеда с укрепленными в корпусе греющими элементами в виде спирали или оребренных ТЭНов. Электрические нагреватели подключаются в электросети: 3/380 В/50 Гц. Такая конструкция позволяет легко демонтировать нагреватель из секции для осмотра и ремонта (предварительно нужно снять панель). Элементы нагревателя укреплены вертикально, а контакты выведены к клеммовой панели на боковой стенке корпуса нагревателя. Каждый элемент отдельно выведен к клеммовой панели, однако для ступенчатого регулирования их соединяют блоками по три штуки. Нагреватель имеет термостат безопасности, ограничивающий чрезмерный рост температуры внутри системы, а также отключение нагревателей в случае прекращения подачи воздуха.

1.5.3 Секция увлажнения

Увлажнение воздуха в центральном кондиционере осуществляется в секции оросительного увлажнения водой (форсуночной камере) или секции парового увлажнения.

Камера орошения {рис.6.) состоит из корпуса, в который установлены трубные гребенки, поддон и насос.

Рис. 6.. Конструкция секции форсуночного увлажнения: 1 — первый сепаратор - каплеуловитель; 2 — кожух секции; 3 — трубные гребенки с форсунками; 4 — второй сепаратор - каплеуловитель; 5 — окно; 6 — поддон; 7— водный циркуляционный насос.

В форсуночной камере происходит адиабатическое увлажнение воздуха циркуляционной водой, которая поступает из поддона. Воздух вступает в непосредственный контакт с поверхностью капель воды, распыляемой с помощью форсунок. Распыляясь, вода превращается в густой туман мелких капель, сквозь который движется воздух, поглощая водяные пары.

Производительность форсунок зависит от диаметра выходного отверстия, давления и температуры воды перед форсункой. Установка форсунок в поперечном сечении форсуночной камеры выполняется на трубных гребенках, к которым циркуляционным насосом подается вода из поддона. Распыливающие форсунки выполнены так, чтобы снизить загрязнение отложениями.

Поддон выполняет функции резервуара запасной емкости воды, обеспечивающего плавную работу насоса. Поддон оснащен водосливом с поплавковым клапаном для спуска оборотной воды, а также водяным вводом для пополнения выпаренной воды.

Циркуляционный насос размещен возле поддона на кронштейне. На всасывающем патрубке насоса расположен сетчатый фильтр.

Конструкцию форсуночной камеры дополняют два сепаратора - каплеуловителя, предотвращающие унос капель воды к последующим секциям центрального кондиционера.

Один работает на выходе из секции как сепаратор, другой является направляющим для выравнивания потока воздуха на входе. Эти сепараторы являются высокоэффективны ми элементами оборудования. Сепараторы изготовлены из пластмассовых профилей и имеют несущую конструкцию из нержавеющей стали.

Вследствие уноса воды с воздухом в процессе увлажнения, необходимо восполнять потери воды.

Подпитка водой регулируется с помощью поплавка, который помещен на питательном патрубке, а циркуляционная выпускается ручным шаровым клапаном, размещенным на нагнетательной стороне насоса.

Кожух секции увлажнения изготавливается из нержавеющего листа, что полностью исключает коррозию, имеет окно для контроля и освещения внутреннего объема.

Эффективность увлажнения в секции такого типа составляет около 90%.

В состав секции парового увлажнения входят:

• кожух секции;

• сепаратор пара;

• термодинамический конденсатоотводчик;

• фильтр;

• инжекционное сопло;

• серводвигатель в стандартном исполнении, напряжением питания 220 В и сигналом управления 0-10 В.

Принцип работы парового увлажнителя довольно прост и представлен на рис. 7.

Рис. 7. Схема циркуляции пара в паровом увлажнителе.

Тип парогенератора подбирается в зависимости от необходимого расхода пара.

В конструкцию секции входит также распределительная паровая труба из нержавеющей стали с инжекционными соплами, фильтр пара, термодинамический конденсатоотводчик, а также электронные устройства регулирования уровня воды и автоматической продувки.

Увлажнение воздуха сухим перегретым паром имеет множество достоинств:

• быстрое смешивание водяных паров с воздухом и легко регулируемое количество впрыскиваемого пара позволяет очень точно регулировать влажность воздуха;

• сухой перегретый пар не содержит минеральных частиц и бактерий;

• минимальные эксплуатационные расходы;

• консервация парового увлажнителя сведена к минимуму.

1.5.4 Секция фильтрации

При необходимости обеспечения фильтрации повышенного качества в компоновку центрального кондиционера могут быть включены две секции: первичной и вторичной фильтрации.

Фильтры размещаются в тех пастях кондиционера, через которые проходит весь обрабатываемый воздух, и так, чтобы защитить от пыли возможно большее число секций кондиционера.

В секцию первичного фильтрования могут быть вмонтированы сетчатые фильтры класса EU1 или корзинчатые фильтры класса EU3. Сетчатые фильтры — это тканевые фильтры с развернутой поверхностью, уложенной в «зигзаг». Ткань армирована алюминиевой сеткой и смонтирована в кожухе, исполненном из оцинкованных стальных листов.

Фильтр закреплен в установке с помощью направляющих, которые позволяют его легко демонтировать.

Корзинчатый фильтр собирается из нескольких фильтрующих элементов со стандартными размерами. Количество и размеры фильтрующих элементов, применяемых в установке, зависят от ее модели.

Фильтрующие элементы корзинчатых фильтров закреплены в рамках с помощью пружинных прихватов, обеспечивающих герметичность, а также легкую и быструю смену. Фильтрующая ткань исполнена из супертонких синтетических волокон, не гигроскопичных, кислотоустойчивых и стойких к большинству органических растворителей. Все фильтры могут работать при температуре до 60 °С.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5


рефераты бесплатно
НОВОСТИ рефераты бесплатно
рефераты бесплатно
ВХОД рефераты бесплатно
Логин:
Пароль:
регистрация
забыли пароль?

рефераты бесплатно    
рефераты бесплатно
ТЕГИ рефераты бесплатно

Рефераты бесплатно, реферат бесплатно, сочинения, курсовые работы, реферат, доклады, рефераты, рефераты скачать, рефераты на тему, курсовые, дипломы, научные работы и многое другое.


Copyright © 2012 г.
При использовании материалов - ссылка на сайт обязательна.