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)

Рисунок 1.9 - Схема изменения температур теплоносителей в ТОА

  - поправка на сложность движения теплоносителей, ,

                                                

 где                                 ,                                 (1.70)

                                       ,                              (1.71)

 

 

                                                                                                                                             

   По  полученным значениям P и R из графика представленного на рисунке1.10 определяем .

Рисунок 1.10 – График зависимости от и R

                   =0,94, тогда

 

Потребная площадь теплообменной поверхности

   Потребную площадь теплообменной поверхности воздухоохладителя можно найти из уравнения теплопередачи /2/:

                                                ,                                             (1.72)

                                    

                  1.3.4 Компоновка теплообменного аппарата

 

Количество ходов в ТОА /1/

                                                      ,                                        (1.73)

 

         Принимаем .

 

Высота ТОА

                                                   ,                                         (1.74)

                                       

 

Длина труб в ТОА

                                                    ,                                     (1.75)

                                          

 

Действительная площадь теплообменной поверхности воздухоохладителя

                                      ,                                    (1.76)

                       

            Схема компоновки ТОА представлена  на рисунке 1.11.

Рисунок 1.11 - Схема компоновки ТОА

где  - направление движения воздуха.

Действительная мощность ТОА:

                                      ,                                         (1.77)

 

Погрешность между действительной мощностью ТОА и заданной

                                       ,                                          (1.78)

 

 

Температуры воздуха и воды на выходе

       Энтальпия воздуха на выходе:

                                           ,                                        (1.79)

где - энтальпия воздуха на входе, кДЖ/кг.

                             

 

       Температура воздуха на выходе

При кДж/кг и относительной влажности температура воздуха на выходе , согласно i-d диаграмме влажного воздуха.

     Погрешность между заданной температурой воздуха на выходе и расчитанной температурой:

                                  ,                               (1.80)

                                

Так как погрешность  составляет меньше 5%, то заданную температуру можно считать приемлемой для дальнейших расчетов.

 

  Температура воды на выходе         

                                         ,                                     (1.81)

где - теплоемкость воды при средней температуре воды, кДЖ/кг.

                                    

      Погрешность между заданной температурой воды на выходе и расчитанной температурой:

                                            ,                                  (1.82)

                                    .                          

Так как погрешность  составляет меньше 5%, то заданную температуру можно считать приемлемой для дальнейших расчетов.

1.3.5 Гидравлический расчет теплообменного аппарата

 

   Полное гидравлическое сопротивление выражается формулой /2/

                                    +,                             (1.83)

    где   ΔPтр – гидравлическое сопротивление трения, Па;

 ΣΔPM – сумма потерь давления в местных сопротивлениях, Па;                     ΔPу –потери давления, обусловленные ускорением (торможением) потока, Па.

Гидравлическое сопротивление трения

 

Потери давления на трение в трубах могут быть определены по формуле /2/

                                            ,                              (1.84)

где - коэффициент трения /2/

                                       ,                         (1.85)

 

 

 

Гидравлическое сопротивление при ускорении потока

  Потери  давления, обусловленные ускорением  потока вследствие изменения  объема теплоносителя при постоянном  сечении канала определяются по формуле /2/

                               ,                          (1.86)

  где  , - удельные объемы воды на выходе из ТОА и на входе в него соответственно, м3/кг /3/.

 

 

Местное гидравлическое сопротивление

Потери  давления на местные сопротивления находятся по уравнению /7/

 

                             ,                          (1.87) 

              где - потери давления, обусловленные поворотом потока,                            , - потери давления, обусловленные выходом из коллектора и входом в него соответственно.

 

Потери давления, обусловленные поворотом потока /7/

                                  ,                            (1.88)      

  где – коэффициент местного сопротивления, определяемый в зависимости от угла поворота потока /9/;                                                              - количество поворотов потока.

                                   ,                                (1.89)

  где – угол поворота потока.

 

 

 

  Потери давления, обусловленные наличием коллектора /9/                                                                                                                                                                                             ,                                 (1.90)

                                        ,                              (1.91)

  где – коэффициент местного сопротивления, определяемый в зависимости от вида коллектора и его параметров /9/.

 Для раздающего  коллектора  ,

Для собирающего  коллектора .

 

 

  Суммарные потери давления на местные сопротивления:

 

 

Полное гидравлическое сопротивление

                             +,              (1.92)

+

1.3.6 Аэродинамическое сопротивление

 

Аэродинамическое  сопротивление поперечно обтекаемых пучков оребренных труб определяется по формуле /10/

                                         ,                           (1.93)

где  - число Єйлера.

                                             ,                                (1.94)

 где , – поправочные коэффициенты, зависящие от расположения труб в трубном пучке /10/:  , .

                         .

                                                  

 

1.3.7 Расчет на прочность

 

Расчет  на прочность проводим для труб под  внутренним давлением и паяного  соединения.

Расчет на прочность труб под  внутренним давлением

Допустимая толщина стенки и сравнение с принятой в расчетах:

 – предел прочности   для меди,МПа.

 – предел текучести   для меди,МПа.

 

Допустимую  толщину стенки определяем по формуле /1/:

                                              ,                              (1.95)                                        где - внутреннее давление в трубе, Па,

с – прибавка на коррозию,

φ –коэффициент прочности продольного сварного шва.

 

  , что удовлетворяет прочностным требованиям.

 

 Максимально возможное рабочее давление /1/:

                                           ,                                 (1.96)

 

 

      Максимально допустимое кратковременное гидравлическое давление /1/

                                           ,                                (1.97)

                            

 

 

 

       Запас прочности

                                                 ,                                        (1.98)

 

Расчет на прочность паяного  соединения

   Расчет  на прочность нахлесточного паяного  соединения заключается в определении  минимальной  длины нахлестки  [].

Рисунок 1.12 - Нахлесточное паяное соединение

 

   При соединении трубчатых элементов внахлестку перекрытие определяется из соотношения /9/

                                                ,                                          (1.99)

где - допускаемое напряжение для основного метала изделия при растяжении, для меди М1=70 МПа,                                                                                                -  наружный радиус трубы,

F – площадь сечения листа основного металла,

  - допускаемое напряжение при срезе паяных соединений.

Для припоя марки ПСр 45 МПа.

                                               ,                                    (1.100)

 где  - принятая длина нахлестки, м.

 

 

Условие  выполняется.

1.3.8 Вес ТОА

Вес трубок

                                                 ,                                   (1.101)

где - плотность материала трубок (меди),

 – объем трубок.

                                         ,                    (1.102)

м3

 

 

Вес ребер

                                                    ,                                     (1.103)

где - плотность материала ребер (алюминия),

 – объем ребер.

                                       ,                        (1.104)

 

 

 

Масса корпуса

                                                   ,                                     (1.105)

где - плотность материала корпуса (Сталь3),

 – объем корпуса.

                                            ,                               (1.106)

где  a,b,c – длина, ширина и толщина листа стали соответственно, м.

  - количество листов одного размера.

                                            

          

 

Вес ТОА

Упрощая расчет прибавляем к весу ТОА 5% от общей  массы аппарата.

                                 +,                    (1.107)

         +.

Вывод

 

В рамках данной работы был проведен конструкторский расчет водяного воздухоохладителя с необходимой мощностью 22,3 кВт, с коллективным оребрением трубок . Расход воды составляет 0,332кг/с, а расход воздуха – 1,56 кг/с. В ходе теплового расчета были определены коэффициент теплоотдачи для воды, величина которого составляет        6,529 Вт/м2*К и коэффициент теплоотдачи для воздуха, с учетом эффективности оребрения, неравномерности теплоотдачи по поверхности ребра и наличия влаговыпадения, равный 73,108 Вт/м2*К. Коэффициент теплопередачи через оребренную стенку составляет Вт/м2*К. Был рассчитан среднелогарифмический температурный напор для многократно перекрестного тока с общим противотоком, который составил °С. Из уравнения теплопередачи, была определена потребная площадь теплообменной поверхности воздухоохладителя. Она равна м2. Были определены температуры теплоносителей на выходе из ТОА =11,7 °С, После чего был скомпонован теплообменный аппарат с длиной теплообменной поверхности 1,6м, высотой 0,405 м и шириной 0,248м.

Информация о работе Проектирование системы кондиционирования воздуха для офисного помещения