Проектирование системы кондиционирования воздуха для офисного помещения

• Тепла, поглощенного испарителем холодильного контура;

• Тепла, вырабатываемого компрессором при сжатии хладагента. 
Выделяемое тепло отводится окружающим воздухом (конденсаторы с воздушным охлаждением) или жидкостью (конденсаторы с водяным охлаждением).

• Испаритель, который служит для охлаждения рабочей среды - воздуха или воды. Соответственно эти теплообменники подразделяются на испарители для охлаждения воды или жидкостей, содержащих антифриз, и для охлаждения воздуха.
• Ресивер, который предназначен для компенсации изменения объема хладагента в зимнее и летнее время. Он служит также для сбора в нем всего количества хладагента, заправленного в установку, в случае вскрытия холодильного контура для обслуживания или ремонта.
• Терморегулирующий вентиль-это регулятор, положение регулирующего органа (иглы) которого обусловлено температурой в испарителе и задача которого заключается в регулировании количества хладагента, подаваемого в испаритель, в зависимости от перегрева паров хладагента на выходе из испарителя.
• Отделитель жидкости. Его задача состоит в том, чтобы хладагент в компрессор попадал тольков виде паров и ни в коем случае не в виде жидкости.
• Фильтр – осушитель (для осушения хладагента от влаги).
• Соленоидный вентиль, который предназначен для отсечения полостей высокого и низкого давления при остановке холодильной машины.
• Смотровой глазок, который служит для контроля наличия влаги в хладагенте и контроля полноты заправки холодильной машины.
• Реле низкого давления (для аварийного отключения компрессора при понижении давления).
• Реле высокого давления (для аварийного отключения компрессора при превышении давления).
• Обратный клапан, который служит для предотвращения перетекания хладагента в конденсатор при запуске холодильноймашины.

 

Чиллер соединен с внутренними блоками (фанкойлами) стальным водогазопроводным трубопроводом, через который к фанкойлам подается охлажденная в чиллере вода.

Фанкойл (местный кондиционер) состоит  из:

• камеры смешения, предназначенной для смешения свежего и рециркуляционного воздуха. Рециркуляционный воздух забирается из помещения через заборную решетку и подается в камеру смешения. Туда же поступает и свежий воздух через наружную решетку по теплоизолированному воздуховоду, где и смешивается с рециркуляционным. Соотношение свежего и рециркуляционного воздуха также регулируется камерой смешения;
• ТЭНов первого подогрева, предназначенных для подогрева смешанного воздуха в холодное время года;
• водяного воздухоохладителя, изготовленного из медных трубок с алюминиевыми ребрами. В качества хладагента (рабочей среды)  используется вода. К нему крепится поддон для конденсатной воды, сделанный из нержавеющей стали. Воздухоохладитель предназначен для охлаждения воздуха до заданной температуры;
• Тэнов второго подогрева, выполненных в форме прямоугольного параллелепипеда с укрепленными в корпусе греющими элементами. Они обеспечивают получение необходимой температуры подаваемого в помещение воздуха;
• увлажнитель, предназначенный для увлажнения воздуха. После него воздух системой воздуховодов подается в помещение через распределительные решетки.

Также на входе во внутренний блок устанавливается легкосъемный моющийся воздушный фильтр, на выходе располагается  датчик температуры.

Схема холодильной установки представлена на рисунке 1.2.

 

 

Рисунок 1.2 – Схема холодильной установки

 

1.2 Тепловлажностный баланс кондиционируемого помещения

 

Расчетные параметры воздуха в кондиционируемых помещениях устанавливаются в результате притока и отвода тепла и влаги  в эти помещения.

Для упрощения расчета  общую тепловую нагрузку разбивают на ряд отдельных нагрузок в зависимости от количества источников теплоты (рисунок 1.3). Тепловые нагрузки разделяются на две основные категории: внешние и внутренние.

 

Рисунок 1.3 - Схема тепловых нагрузок на помещение

 

Тепло, поступаемое в данное офисное помещение, рассчитывают по формуле /3/:

                         ,                          (1.1)

где – тепловыделение от людей, Вт;

      – теплоприток от осветительных приборов, Вт;

           – теплопоступление через ограждающие конструкции, Вт;

  – теплопоступления от солнечной радиации через остекленные поверхности, Вт;

  –  теплопоступление от инфильтрации наружного воздуха (поступление воздуха через открытые двери, щели вокруг окон и дверей;                                

Общее количество влаги, поступаемое в помещение  определяем для данного случая следующим  образом /3/:

                                      ,                                          (1.2)

       где – влаговыделение от людей, кг/сек;

            – влагопоступление от инфильтрации наружного воздуха.

1.2.1 Телоприток от людей находящихся в помещении

 

Тепловая    нагрузка,    обусловленная    присутствием    людей, на летний и зимний период рассчитывается по формуле /3/:

                                             ,                                                (1.3)

    где – число человек, одновременно находящихся в помещении, n=100;

           – количество тепла, выделяемое в единицу времени одним человеком (Вт/ч) в зависимости от температуры в помещении и рода выполняемой работы,

на летний период = 70 Вт /3/;

на зимний период = 95 Вт /3/;

           τ – длительность ежедневного пребывания одного человека в помещении, τ=8 час/сутки;

           24 – число часов в сутках.

На летний период

 

На зимний период

 

1.2.2 Теплоприток от осветительных приборов

 

Тепловыделения  от электрического освещения (люминисцентных ламп), на летний и зимний период, определяют по формуле /4/:

                                            ,                                             (1.4)

  где – коэффициент перехода электрической энергии в тепловую,

         = 0,6 /4/;

      – установочная мощность ламп, Вт;

                                           ,                                              (1.5)

          где  – норма уровня освещенности помещений, приведенная в санитарных нормах СН 245-65 и СНиП, = 8 Вт/м²;

        – площадь потолка помещения, м².

 

 

1.2.3 Теплоприток через ограждающие конструкции

Теплоприток через крышу

       Тепло через крышу проникает в помещение вследствие наличия разности температур   и поглощения теплоты солнечной радиации /3/:

                                         ,                                         (1.6) Теплоприток вследствие теплопередачи /3/:                                                                               ,                                            (1.7)

где – действительный коэффициент теплопередачи ограждения, определенный после принятия толщины теплоизоляционного слоя, Вт/(м²*град);              

  – площадь теплопередающей поверхности ограждения, м²;

      – расчетная наружная температура воздуха, °С;

      – расчетная температура воздуха в помещении, °С.

Действительный коэффициент теплопередачи на летний и зимний период /3/:

                                       ,                                    (1.8)

 

где  – коэффициент теплоотдачи от воздуха к наружной поверхности ограждения, Вт/(м²*град), = 23,3 Вт/(м²*град), /3/;

      – коэффициент теплоотдачи от внутренней поверхности ограждения к воздуху данного помещения, Вт/(м²*град), = 8 Вт/(м²*град), /3/;

                 1,1 – для чердачных покрытий коэффициент теплопередачи увеличивается на 10%;

               , – толщины изоляционного слоя и слоя без изоляции соответственно, = 0,1м, = 0,3м;

              , – коэффициент теплопроводности изоляционного и строительного материала соответственно, Вт/(м*град), /5/,

              = 0,04 Вт/(м*град), = 1,6 Вт/(м*град).

 

 

 На летний период

.

 На  зимний период 

.

 

Теплоприток от солнечной радиации /3/:

На летний период

                                      ,                                          (1.9)

где – избыточная разность температур, характеризующая действие солнечной радиации в летнее время, °С,

    = 14,9 °С (для плоской кровли покрытой светлым рубероидом) /3/;

   – площадь поверхности ограждения, облучаемая солнцем, м² ,

    = (для данного случая).

 

.

     Теплопритоками от солнечной радиации на зимний период пренебрегают, следовательно,

 

Суммарный теплоприток через крышу:

 На летний период

Вт.

На зимний период

Вт.

Теплоприток через стену, ориентированную на восток

 

Тепло через  данную стену проникает в помещение  вследствие наличия разности температур , поглощения теплоты солнечной радиации и поступления тепла через остекленные поверхности (так как имеются окна) /3/:

                                  ,                                    (1.10)

 Теплопритоки вследствие теплопередачи и от солнечной радиации определяются аналогично расчету приведенному выше. Результаты приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1

	Теплопритоки   вследствии теплопередачи, Вт	Теплопритоки от солнечной  радиации, Вт
На летний период
На зимний период

 

Теплоприток через остекленные поверхности за счет солнечной радиации и теплопередачи.

Расчеты поступления тепла в помещение, через остекление, освещенное солнцем, следует производить по формуле /4/:

                  ,                   (1.11)

где - коэффициент для учета уменьшения поступлений тепла через поверхность, освещенную солнцем, за счет затенения стекол переплетами рам и загрязнения атмосферы /4/,  = 0,45;

        - коэффициент для учета уменьшения поступлений тепла через остекленную поверхность, освещенную солнцем, за счет наличия жалюзи /4/,  = 0,36;

        - количество тепла, поступающего в помещение от солнечной радиации через 1м² стекла /4/, Вт, = 631,5 Вт; = 0 Вт;

        - коэффициент теплопередачи /4/, Вт/(м²*град),     

= 1,65 Вт/(м²*град);

      - площадь проема ограждений, оставляемого для оконной рамы, м².

На летний период

.

            

На зимний период

.

Суммарный теплоприток через стену.

На летний период

.

На зимний период

.

Теплоприток через стену, ориентированную на запад

Расчет проводится по аналогии с расчетом теплопритоков  через стену, ориентированную на восток. Результаты приведены в таблице 1.2.

Таблица 1.2

	Теплопритоки   вследствии теплопередачи, Вт	Теплопритоки  от солнечной радиации, Вт	Поступления тепла через остеклененные  поверхности, Вт	Суммарные теплопритоки через стену, Вт
На летний период
На зимний период

 

Теплоприток через стену, ориентированную на юг

Тепло через  данную стену проникает в помещение  вследствие наличия разности температур и поглощения теплоты солнечной радиации /3/:

                                         ,                                           (1.12)

Стену разбиваем  на 2 участка:

• участок стены, выходящий в окружающюю среду;
• участок стены, выходящий к смежным помещениям.

Следовательно:

                ,                          (1.13)

 

Теплоприток вследствие теплопередачи, через участок, выходящий в окружающюю среду /3/:

                                ,                                     (1.14)

Действительный коэффициент теплопередачи (в данном случае теплоизоляционный слой отсутствует) /3/:

                                                ,                                         (1.15)

^.

   На летний период