Проектирование системы кондиционирования воздуха для офисного помещения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Оглавление

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

 

 

Введение

Роль холодильной техники  в создании высоко-технологического общества трудно переоценить. Само существование современных крупных городов невозможно без кондиционирования помещений и использования машинного охлаждения продуктов. Холодильная техника превратилась в мощную и быстрорастущую отрасль промышленности. Несколько причин способствовало такому бурному росту. Во-первых, при развитии высокоточных методов производства стало возможным изготовление более эффективного оборудования с большим ресурсом и меньшими габаритными размерами. Во-вторых, изобретение герметичных поршневых компрессоров малой мощности привело к разработке небольших холодильных агрегатов, которые в наше время широко используются.

Здоровье, работоспособность, да и просто самочувствие человека в значительной степени определяются условиями микроклимата и воздушной  среды в жилых и общественных помещениях, где он проводит значительную часть своего времени.

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.

Таким образом, подготовка воздуха в СКВ может включать его охлаждение, нагрев, увлажнение или осушку, очистку, (фильтрацию ионизацию  и т.п.), причем система позволяет  поддерживать в помещении заданные параметры воздуха независимо от уровня и колебаний метеорологических параметров наружного (атмосферного) воздуха, а также переменных поступлений в помещение тепла и влаги.

Комфортные системы  кондиционирования предназначены  для создания и автоматического  поддержания температуры, относительной  влажности, чистоты и скорости движения воздуха, отвечающих оптимальным санитарно-гигиеническим  требованиям.

Техника кондиционирования  воздуха имеет более чем полувековую  историю, однако до 50-х годов она  развивалась весьма медленно. В настоящее же время СКВ совершенствуются достаточно быстро и имеют большое применение. Этому способствуют следующие объективные причины:

• возросшие требования к облегчению условий труда и повышению его производительности в горячих и мокрых цехах, угольных шахтах и тепловых электростанциях;
• увеличившееся строительство закрытых помещений для длительного пребывания большого количества людей (театры, кинотеатры, закрытые стадионы, спортивные и концертные залы, рестораны, кафе, магазины и т.д.) и стремление обеспечить круглогодовую эксплуатацию этих помещений;
• новые тенденции в архитектуре, затрудняющие борьбу с избыточным теплом и влагой обычными вентиляционными средствами (например, наблюдаемое в последнее время увеличение поверхностей остекления наружных стен);
• высокие температуры наружного воздуха в большинстве регионов Украины, нередко сочетающиеся с высокой относительной влажностью, при которых обычная приточная вентиляция не в состоянии обеспечить необходимые внутренние метеорологические условия.

Поэтому задача проектирования и расчета систем кондиционирования является актуальной и требующей тщательного всестороннего изучения. В связи со сложной экономической ситуацией в Украине, большое значение придается технически и экономически грамотному обоснованию принятых решений.

В данном проекте рассматривается  задача проектирования системы кондиционирования воздуха для офисного помещения, разрабатываемая по техническим требованиям. Конкретное приложение данного проекта - система кондиционирования для последнего этажа 10-тиэтажного банка, разрабатываемая по приведенному ниже техническому заданию.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Техническое задание

 

Cпроектировать систему кондиционирования офисного помещения, расположенного в г. Харькове.

1. В помещении должны поддерживаться следующие параметры :

на летний период

• температура 23°С ± 2;
• относительная влажность 50% ± 5;

на зимний период

• температура 20°С ± 2;
• относительная влажность 50% ± 5.

2. Температура в смежных помещениях:

     на летний период +25ºС ±2;

     на зимний период  +18ºС ±2.

3. Количество людей одновременно находящихся в помещении – 100  человек, суммарное время работы в помещении –8 часов в сутки.
4. Климатическая зона: г.Харьков.
5. Мощность установленного освещения: 8 Вт/ м².
6. Параметры помещения:

• Стены выполнены из железобетона. Толщина стен, ориентированных на запад и восток : 0,640м; стен, ориентированных на юг и север: 1,03м.
• Теплоизоляция: потолок – пенополиуретан 0,1м.
• Двери выходят к смежным помещениям.
• Имеется по 4 окна, на восточной и западной стороне; длиной 4,85 м; высотой 3,6 м каждое.

 

План  помещения представлен на рисунке 1.1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1.1 – План помещения

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Основная

часть

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.1 Основные элементы холодильной  установки

 

Для создания комфортных условий в офисном помещении применим установку системы «чиллер-фанкойлы», т.е. зональное кондиционирование. Чиллер (холодильная машина) устанавливается на крыше здания, фанкойлы устанавливаются под потолком помещения.

 

Чиллер включает в себя:

• компрессор, который всасывает парообразный хладагент, поступающий от испарителя при низкой температуре и низком давлении, производит его сжатие, повышая давление и температуру, и направляет затем к конденсатору.

Важной  характеристикой компрессора является степень сжатия и объем хладагента, который нагнетается компрессором. Степень сжатия определяется как  отношение максимального давления на выходе компрессора к максимальному  давлению на входе.

• Конденсатор, который представляет собой теплообменный аппарат, передающий тепловую энергию от хладагента к окружающей среде, чаще всего воде или воздуху. Тепловая энергия, передаваемая хладагентом через конденсатор, складывается из: