Проектирование системы кондиционирования воздуха для офисного помещения

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 13 Июня 2013 в 10:14, дипломная работа

Краткое описание

Человек в сутки потребляет 15 кг воздуха. Что это за воздух, какова его свежесть и чистота, жарко или холодно человеку в помещении, во многом зависит от инженерных систем, специально предназначенных для обеспечения воздушного комфорта, таких как системы кондиционирования воздуха (СКВ). СКВ представляет собой систему с большими возможностями. Принципиальное преимущество состоит в том, что, помимо выполнения задач вентиляции и отопления, СКВ позволяет создать благоприятный микроклимат (комфортный уровень температур) в летний, жаркий период года.

Содержание

Введение 10
Техническое задание 13
1. Основная часть 15
1.1 Основные элементы холодильной установки 16
1.2 Тепловлажностный баланс кондиционируемого помещения 20
1.2.1 Телоприток от людей находящихся в помещении 21
1.2.2 Теплоприток от осветительных приборов 22
1.2.3 Теплоприток через ограждающие конструкции 22
1.2.4 Теплопоступления от инфильтрации 29
1.2.5 Суммарный теплоприток в помещение 30
1.2.6 Влаговыделения от людей 30
1.2.7 Влагопоступления от инфильтрации 31
1.2.8 Суммарные влагопоступления в помещение 32
1.2.9 Количество приточного воздуха 32
1.2.10 i - d диаграмма кондиционирования 34
1.2.11 Расчет мощности элементов установки 39
1.3 Расчет воздухоохладителя 40
Введение 40
1.3.1 Исходные данные 41
1.3.2 Конструктивные характеристики теплообменного аппарата 42
1.3.3 Тепловой расчет теплообменного апарата 46
1.3.4 Компоновка теплообменного аппарата 51
1.3.5 Гидравлический расчет теплообменного аппарата 54
1.3.6 Аэродинамическое сопротивление 56
1.3.7 Расчет на прочность Ошибка! Закладка не определена.
1.3.8 Вес ТОА 59
Вывод 60
1.4 Расчет водяного контура 61
1.4.1 Расчет диаметров трубопроводов водяного контура 61
1.4.2 Расчет теплопритоков к водяному контуру 63
1.4.3 Расчет гидравлического сопротивления водяного контура 67
1.4.4 Выбор насоса 72
1.5 Цикл холодильной машины 73
1.5.1 Описание цикла холодильной машины 73
1.5.2 Построение lnP-I – диаграммы 75
1.6 Расчет теплообменного аппарата – охладителя жидкости 78
Введение 78
1.6.1 Исходные данные 78
1.6.2 Конструктивные характеристики испарителя 79
1.6.3 Тепловой расчет теплообменного аппарата 79
1.6.4 Компоновочный расчет 91
1.6.5 Расчет гидравлического сопротивления в каналах 93
1.6.6 Прочностной расчет 97
1.6.7 Расчет массы теплообменного аппарата 99
Вывод 100
1.7 Расчет конденсатора 101
Введение 101
1.7.1 Исходные данные 101
1.7.2 Изменение температурного напора по длине ТОА 102
1.7.3 Определение холодопроизводительности конденсатора 103
1.7.4 Конструктивные характеристики ТОА 104
1.7.5 Тепловой расчет конденсатора 107
1.7.6 Компоновка теплообменного аппарата 114
1.7.7 Аэродинамическое сопротивление 116
1.7.8 Гидравлический расчет теплообменного аппарата 117
1.7.9 Расчет на прочность 121
1.7.10 Вес ТОА 123
Вывод 124
1.8 Расчет компрессора 125
Введение 125
1.8.1 Задание 125
1.8.2 Исходные данные для расчета 126
1.8.3 Тепловой расчет компрессора 126
1.8.4 Динамический расчет компрессора 132
Заключение 137
2. Технологическая часть 138
Введение 139
2.1 Анализ рабочего чертежа 140
2.1.1 Материал детали 141
2.1.2 Конструктивные особенности детали 143
2.2 Оценка технологичности детали 143
2.2.1 Качественная оценка технологичности 143
2.2.2 Количественная оценка технологичности 146
2.3 Выбор метода получения заготовки 148
2.4 Расчет и обоснования потребного количества операций переходов обработки основных поверхностей шестерни 149
2.5 Разработка плана технологического процесса изготовления
шестерни 155
2.5.1 Выбор и обоснование технологических баз 156
2.5.2 Разработка и обоснование предварительного плана технологического процесса изготовления шестерни 157
2.5.3 Выбор и обоснование вида термооброботки и химико- термической обработки 158
2.6 Расчет припусков и операционных размеров на диаметральные поверхности шестерни 159
2.6.1 Расчетно-аналитический метод 159
2.6.2 Расчет припусков и операционных размеров-диаметров цилиндрических поверхностей нормативным методом 167
2.7 Разработка размерной схемы формообразования размеров-координат торцевых поверхностей шестерни 170
2.7.1 Расчет припусков на обработку и операционных размеров-координат торцевых поверхностей 173
2.8 Проектирование заготовительной операции и разработка чертежа заготовки шестерни 177
2.9 Оформление конечного варианта плана технологического процесса изготовления шестерни 179
Заключение 180
4. Безопасность жизнедеятельности и гражданская оборона 182
4.1 Анализ опасных и вредных факторов офисного помещения 183
4.2 Расчет систем искусственного и естественного освещения 185
4.3 Анализ возможных чрезвычайных ситуаций в офисном помещении 190
4.4 Прогнозирование последствий пожара в офисном здании 191
Вывод 194
4. Экономическая часть 195
4.1 Бизнес-план 196
Введение 196
4.1.2 Анализ положения дел в отрасли 197
4.1.3 Суть проекта 198
4.1.4 План маркетинга 201
4.1.5 Производственный план 202
Вывод 203
4.2 Размер критической программы выпуска 203
4.2.1 Полная себестоимость изготовления шестерни 203
4.2.2 Размер критической программы выпуска 206
Вывод 207
Основные результаты и выводы 208
Список используемой литературы 213

Скачать в ZIP архиве (2.91 Мб) Сколько стоит заказать работу?
Вложенные файлы: 1 файл

ДИПЛОМ.docx

— 3.03 Мб (Скачать файл)

.

 

1.3 Расчет воздухоохладителя

Введение

 

В СКВ для охлаждения воздуха  применяют трубчато-ребристые теплообменные аппараты (ТОА). Ребра, выполняющие функцию вторичных теплопередающих поверхностей, увеличивают наружную площадь поверхности ТОА. При использовании гладкотрубных ТОА большая часть воздуха, циркулирующего около змеевика, проходит в пространстве между трубами, не контактируя с поверхностью. Если на змеевике смонтированы ребра, то они выступают в открытое пространство между трубами и служат в качестве коллекторов теплоты. Ребра отводят теплоту из этой части воздуха, и передают её в трубу. Дополнительное увеличение площади теплопередающей поверхности осуществляется за счет применения коллективного оребрения.

Очевидно, что эффективность применения рёбер зависит от их соединения с  трубой, при котором должен создаваться хороший тепловой контакт между ними. В нашем случае предлагается использовать насадку ребер на трубу с последующей развальцовкой под давлением. Рёбра врезаются в поверхность трубы, создавая хороший тепловой контакт.

Трубчато-ребристый ТОА более компактный, чем гладкотрубный аппарат той же производительности, что позволяет значительно сэкономить производственную площадь.

В рамках данного дипломного проекта проведем конструкторский расчет водяного воздухоохладителя с коллективным оребрением трубок.

1.3.1 Исходные данные

 

Мощность  теплообменного аппарата            Q= 22,3 кВт;                                                 Расход воды                                                      Gв= 0,332 кг/с;

Температура воды на входе         Тв1= 5  С;

Температура воды на выходе                           Тв2= 21 С;

Расход воздуха           Gвозд= 1,56 кг/с;

Температура воздуха на входе        Твозд1= 24,2 С;

Температура воздуха на выходе        Твозд2=11,7 С.

 

Теплообменник – трубчато-ребристый.

Внешняя среда  – воздух.

Внутри трубок – вода.

Материал труб- Медь М1;

Материал  ребер- Алюминий;

Материал  корпуса-Сталь 3.

1.3.2 Конструктивные характеристики теплообменного аппарата

Параметры труб и оребрения

 

Теплообменный аппарат выполняется в виде шахматного пучка труб с коллективным оребрением.

Трубки имеют следующие характеристики:

  •     Внутренний диаметр d1= 0,006 м;
  •     Толщина стенки         δ = 0,001 м;
  •      Материал – медь М1 ГОСТ 617 – 72.

         Характеристики ребер имеют следующий вид:

    • Шаг ребер Sp =0,004м;
    • Толщина ребер δр =0,0005м;
    • Материал ребер –  алюминий марки АЛ2 ГОСТ 1583 – 93.

       Рисунок 1.6 - Схема оребрения труб

Количество труб

Площадь проходного сечения одной трубки:

                                                             ,                                             (1.35)

 

Из уравнения  расхода определяем расход воды через одну трубку:

                      ,                                      (1.36)

где - скорость воды в трубе, принимаем = 1,5 м/с,

      - плотность воды при средней температуре воды, кг/м3.

                     

      Количество труб:

                                                 ,                                              (1.37)

 

 

      Действительный расход через одну трубку:

                                                  ,                                             (1.38)

 

 

  Уточняем принятую скорость:

                                                  ,                                         (1.39)

 

      Продольный и поперечный шаги труб в пучке

     Задаем длину теплообменного аппарата (ТОА):

А=1,6м.

    Количество ребер по длине ТОА:

                                               ,                                                (1.40)

 

     Потребная площадь проходного сечения по воздуху:

                                              ,                   (1.41)

где   - скорость воздуха в межтрубном пространстве, принимаем   = 5 м/с,

- плотность воздуха при средней температуре воздуха, кг/м3.

 

      Исходя из потребной площади проходного сечения для воздуха определяем необходимую свободную от труб и ребер ширину ТОА:

                                                 ,                                               (1.42)

 

                                       

     Действительная ширина ТОА:

              ,                           (1.43)

где  - наружный диаметр трубы, м.

Рисунок 1.7 - Схема ТОА

 

 

Продольный шаг труб в пучке:

                                                       ,                                           (1.44)                                                                               

 

Поперечный шаг труб в пучке:

  Так как  мы имеем шахматную компоновку  труб в пучке, а точнее –  трубы расположены по схеме  равносторонний треугольник, то  исходя из геометрических соображений :   м.

Компоновка  труб представлена на рисунке 1.8.

Рисунок 1.8 - Компоновка труб в трубном пучке

Условный диаметр ребра

 

    Плоское общее ребро разобьем на равные геометрические фигуры (правильные шестиугольники), средний диаметр вписанной в этот шестиугольник окружности и описанной вокруг нее, будет являться условным диаметром ребра.

Диаметр окружности вписанной в шестиугольник:

                                           м,                              (1.45)

(из геометрических  соображений). 

Диаметр окружности описанной вокруг шестиугольника

                                              ,                                       (1.46)

где -сторона шестиугольника;

                                                           ,                                           (1.47)

                                           

                                          

Условный диаметр ребра

                                                    ,                                     (1.48)

                                          

Условная высота ребра

                                                       ,                                        (1.49)

 

 

Площадь поверхности ребер

                                        ,                           (1.50)

 

 

Площадь межреберного пространства

                                     ,                            (1.51)

                    

 

Полная площадь оребренной поверхности

                                                 ,                                      (1.52)

 

 

Площадь внутренней поверхности трубы

                                               ,                                      (1.53)

 

 

Коэффициент оребрения

                                                          ,                                          (1.54)

 

1.3.3 Тепловой расчет теплообменного аппарата

Коэффициент теплоотдачи для воды.

      Число Рейнольдса для принятой выше скорости движения воды /2/.

                    ,                                           (1.55)

где - кинематическая вязкость воды при средней температуре воды, м2/с /3/. 

                   

      В первом приближении принимаем температуру стенки со стороны воды и для нее определяем число Прандтля /3/.

   

 

Число Нуссельта для воды /2/

                       ,                       (1.56)

где - число Прандтля при средней температуре воды /3/;

 - коэффициент, учитывающий изменение среднего коэффициента теплоотдачи по длине трубы.

  ,   т.к.   =266,7>50,        где А- длина трубы, м.

         Коэффициент теплоотдачи для воды /2/

 

                            ,                                           (1.57)

где - коэффициент теплопроводности при средней температуре воды, Вт/м*град, /3/.

Коэффициент теплоотдачи для воздуха

 

          Число Рейнольдса для воздуха /2/

           ,                                       (1.58)

      где - кинематическая вязкость при средней температуре воздуха, м2/с /6/,

      dэкв – эквивалентный диаметр, м /7/.

                                       ,                                  (1.59)

 

.

 

 

  Конвективный коэффициент теплоотдачи для воздуха /7/                                                                                                                                                                                                                       ,                         (1.60)

где - коэффициент теплопроводности при средней температуре воздуха , Вт/м*град /6/.

 

 

Коэффициент эффективности ребер /8/

                                                ,                                        (1.61)

где  – параметр ребра,

                                                 ,                                            (1.62)

где - коэффициент теплопроводности материала ребер (алюминия), Вт/м*град /5/.

 

 

 

 

Приведенный коэффициент теплоотдачи /5/

                             ),                        (1.63)

          где – коэффициент, учитывающий уширение ребра к основанию /8/, так как ребра прямоугольные .

  - поправочный коэффициент, учитывающий неравномерность теплоотдачи по поверхности ребра, .

 

 

Действительный коэффициент теплоотдачи для воздуха /7/

                                               ,                                     (1.64)

            где  - коэффициент влаговыпадения, рассчитываемый по формуле /7/:

                                        ,                                 (1.65)

            где  - теплота парообразования, Дж/кг /7/;

                  - средняя температура воздуха и влагосодержание воздуха при данной температуре;

                  , - средняя температура стенки со стороны воздуха и влагосодержание воздуха при данной температуре;

                  - теплоемкость воздуха, Дж/кг*град.

 

 

 

Коэффициент теплопередачи

                                         ,                               (1.66)

где  - коэффициент теплопроводности материала труб (меди) , Вт/м*град /5/.

 

 

Среднелогарифмический температурный напор

 

Для сложных  схем движения теплоносителей, в данном случае для многократно перекрестного  тока с общим противотоком, среднелогарифмический температурный напор вычисляют следующим образом /1/:

                                                ,                                    (1.67)

где   ,                                                                   (1.68)

,

        .                                                                   (1.69)

3,2

 Изменение  температур в ТОА представлено  на рисунке 1.9.

Информация о работе Проектирование системы кондиционирования воздуха для офисного помещения