Парокомпрессионные ТНУ в системах вентиляции и кондиционирования воздуха.

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

По дисциплине «Установки для трансформации теплоты»

Специальность 140104 – Промышленная теплоэнергетика

 

 

 

Выполнил: студент Волкова А. А.

Учебный шифр: 108212

Проверил: Ларкин Д. К.

 

 

Подольск

Содержание

Введение…………………………………………………………………………………………….3

Задание……………………………………………………………………..............................4

1. Зимний период……………………………………………................5

1.1 Расчёт теплового баланса помещения и параметров ТНУ ……....5

1.2 Расчёт термодинамического цикла ТНУ………………………….6

1.3 Основные энергетические характеристики ТНУ ………………..8

1.4 Объёмная подача и выбор компрессора ………………………….8

1.5 Тепловой расчёт конденсатора- воздухонагревателя…………….9

1.6 Тепловой расчёт испарителя- воздухоохладителя……………....12

2. Летний период……………………………………………...............13

2.1 Расчёт теплового баланса помещения и параметров ТНУ ……...13

2.2 Расчёт термодинамического цикла ТНУ………………………....15

2.3 Основные энергетические характеристики ТНУ ……………….16

2.4 Объёмная подача и выбор компрессора …………………………17

2.5 Тепловой расчёт конденсатора- воздухонагревателя……………17

2.6 Тепловой расчёт испарителя- воздухоохладителя……………….19

Список используемой литературы……………………………….……..……...…..21

Парокомпрессионные ТНУ в системах вентиляции и кондиционирования воздуха.

Для промышленных и сельскохозяйственных зданий (цехов) различного назначения, содержащих производственное теплотехнологическое оборудование, животных, обслуживающий персонал и прочее, большое значение имеет поддержание параметров воздуха, комфортных для людей или животных. Для этой цели используются системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. При этом для большинства промышленных помещений кратность вентиляции должна составлять не менее трёхкратного объема помещения в час.

Для подогрева такого расхода воздуха в зимний период затрачивается большое количество теплоты, стоимость которой достаточно высока. При этом большая часть затраченной теплоты выбрасывается в атмосферу с вытяжным воздухом даже при наличии рекуперативных или регенеративных систем утилизации теплоты. Нагрев свежего наружного воздуха, подаваемого в систему вентиляции, до необходимой приточной температуры производится в калориферных установках, обогреваемых горячей водой или паром.

В летний период для обеспечения комфортных условий микроклимата приточный воздух необходимо охлаждать, на что в холодильных установках кондиционеров затрачивается большое количество электроэнергии.

Применение ТНУ, работающей круглый год (в качестве теплогенерирующей установки зимой и холодильной летом), позволит получать значительную экономию теплоты в отопительный период, сократить капитальные затраты на установку кондиционеров и уменьшить срок окупаемости системы микроклимата.

 

 

Задание

Цех представляет собой промышленное здание общей площадью F = 380м² и высотой H = 6м, имеющее общие теплопотери зимой Q_пот = 230кВт, теплопритоки летом Q_тпр = 60кВт, тепловую мощность отопления Q_от = 140кВт, В цехе установлено технологическое оборудование с общим тепловыделением Q_об = 130кВти влаговыделением W = 80кг/ч. Объёмный расход приточного воздуха должен обеспечивать удаление влаговыделений (зимой и летом) и избыточной теплоты (летом), но не менее трёхкратного объёма помещения в час.

В системе вентиляции и кондиционирования воздуха (рис.1) установлен тепловой насос (ТН), утилизирующий теплоту вытяжного воздуха помещения для нагрева приточного зимой, а летом для кондиционирования помещения цеха. Испаритель ТН используется в качестве воздухоохладителя, конденсатор ТН служит воздухонагревателем.

Рис. 1 Схема вентиляции и кондиционирования воздуха с ТНУ:

ВытШ, ПрШ - вытяжная и приточная шахты; ПрВз, ВытВз - приточные (1 и 2) и вытяжные (1 и 2) воздуховоды; ПрВ, ВытВ - приточный и вытяжной вентиляторы; К-ВН - конденсатор ТНУ – воздухонагреватель; И-ВО - испаритель ТНУ – воздухоохладитель; Км - компрессор ТНУ; РТО - регенеративный теплообменник ТНУ; Др - дроссельный (регулирующий) клапан

Работа схемы в зимний период.

Вытяжной воздух по вертикальным воздуховодам собирается в два параллельных горизонтальных вытяжных воздуховода- ВытВз, объединяющихся в общий, и через воздухоохладитель- И-ВО удаляется центробежным вытяжным вентилятором- ВытВ в вытяжную шахту- ВытШ. Приточный воздух зимой подаётся в цех центробежным вентилятором- ПрВ через воздухонагреватель- К-ВН и приточный воздуховод, который в помещении разделяется на два горизонтальных воздуховода- ПрВз, расположенных по стенам вдоль всего цеха. Нагрев приточного воздуха осуществляется за счёт теплоты охлаждения вытяжного воздуха и работы ТНУ.

Работа схемы в летний период.

Летом воздух, охлаждённый в воздухоохладителе- И-ВО направляется обратно в цех по рециркуляционной линии. Часть свежего приточного воздуха, минимально необходимая для вентиляции летом и равная трехкратному объёму помещения в час, подсасывается вытяжным вентилятором из приточной шахты, охлаждается и направляется с рециркулирующим воздухом в цех. А часть вытяжного воздуха, равная тому же объёму свежего, подсасывается приточным вентилятором- ПрВ из вытяжного воздуховода, смешивается с наружным воздухом, поступающим из приточной шахты, и подаётся на охлаждение конденсатора- К-ВН после чего выбрасывается в атмосферу через вторую вытяжную шахту.

Вентиляторы и тепловой насос расположены на закрытой вентиляционной площадке в цехе.

Температура наружного воздуха: зимой t_н = -25°С, а летом t_н = +30 °С. Относительная влажность наружного воздуха: зимой 90%; летом 60%. Рабочее тело ТНУ - фреон R-22. Относительная влажность воздуха в помещении φ = 80% температура t_в = +20°С (зимой и летом). Конденсатор и испаритель ТН ребристотрубчатые (фреон внутри труб).

1.Зимнийпериод.

Список литературы.

1. Кириллин В.А., Сычев В.В., Шейндлин А.Е. Техническая термодинамика. М.: Энергия, 1974 - 447 с.

2. Вукалович М.П., Алтунин В.В. Теплофизические свойства двуокиси углерода. М.: Атомиздат, 1965. – 455 с.

3. Теплофизические основы получения искусственного холода. Справочник. Серия: «Холодильная.техника», под ред. А.В. Быкова, М.: «Пищ.пром.», 1980 - 231с.

4. Богданов С.Н., Иванов О.П., Куприянова А.В. Холодильная техника. Свойства веществ. М.: «Агропромиздат», 1985 – 208с.

5. Холодильные компрессоры. Справочник. Серия: «Холодильная.техника», под ред. А.В. Быкова, М.: «Пищ.пром.», 1981 - 280с.

6. Холодильные машины. Справочник. Серия: «Холодильная.техника», под ред. А.В. Быкова, М.: «Пищ.пром.», 1982 - 223с.

7. Проценко В.П. Проблемы использования теплонаносных установок в системах централизованного теплоснабжения. // Энергетическое строительство. - 1994. - №2.

8. Свердлов Г.З., Явнель Б.К. Курсовое и дипломное проектирование холодильных установок и систем кондиционирования воздуха. М.:1978г.

9. Теплообменные аппараты холодильных установок. Под ред. Даниловой Г.Н. М.: 1986г.

10. Манюк В.И., Каплинский Я.И. и др. Справочник по наладке и эксплуатации водяных тепловых сетей. М.: 1982г.

11. Хайнрих Г., Найорк Х., Нестлер В. Теплонасосные установки для отопления и горячего водоснабжения. М.: Стройиздат, 1985.-351с.

12. Соколов Е.Я., Бродянский В.М. Энергетические основы трансформации тепла и процессов охлаждения. М.: Энергоиздат,1981. – 320с.

 

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

По дисциплине «Установки для трансформации теплоты»

Специальность 140104 – Промышленная теплоэнергетика

 

 

 

Выполнил: студент Волкова А. А.

Учебный шифр: 108212

Проверил: Ларкин Д. К.

 

 

Подольск

Содержание

Введение…………………………………………………………………………………………….3

Задание……………………………………………………………………..............................4

1. Зимний период……………………………………………................5

1.1 Расчёт теплового баланса помещения и параметров ТНУ ……....5

1.2 Расчёт термодинамического цикла ТНУ………………………….6

1.3 Основные энергетические характеристики ТНУ ………………..8

1.4 Объёмная подача и выбор компрессора ………………………….8

1.5 Тепловой расчёт конденсатора- воздухонагревателя…………….9

1.6 Тепловой расчёт испарителя- воздухоохладителя……………....12

2. Летний период……………………………………………...............13

2.1 Расчёт теплового баланса помещения и параметров ТНУ ……...13

2.2 Расчёт термодинамического цикла ТНУ………………………....15

2.3 Основные энергетические характеристики ТНУ ……………….16

2.4 Объёмная подача и выбор компрессора …………………………17

2.5 Тепловой расчёт конденсатора- воздухонагревателя……………17

2.6 Тепловой расчёт испарителя- воздухоохладителя……………….19

Список используемой литературы……………………………….……..……...…..21

Парокомпрессионные ТНУ в системах вентиляции и кондиционирования воздуха.

Для промышленных и сельскохозяйственных зданий (цехов) различного назначения, содержащих производственное теплотехнологическое оборудование, животных, обслуживающий персонал и прочее, большое значение имеет поддержание параметров воздуха, комфортных для людей или животных. Для этой цели используются системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. При этом для большинства промышленных помещений кратность вентиляции должна составлять не менее трёхкратного объема помещения в час.

Для подогрева такого расхода воздуха в зимний период затрачивается большое количество теплоты, стоимость которой достаточно высока. При этом большая часть затраченной теплоты выбрасывается в атмосферу с вытяжным воздухом даже при наличии рекуперативных или регенеративных систем утилизации теплоты. Нагрев свежего наружного воздуха, подаваемого в систему вентиляции, до необходимой приточной температуры производится в калориферных установках, обогреваемых горячей водой или паром.

В летний период для обеспечения комфортных условий микроклимата приточный воздух необходимо охлаждать, на что в холодильных установках кондиционеров затрачивается большое количество электроэнергии.

Применение ТНУ, работающей круглый год (в качестве теплогенерирующей установки зимой и холодильной летом), позволит получать значительную экономию теплоты в отопительный период, сократить капитальные затраты на установку кондиционеров и уменьшить срок окупаемости системы микроклимата.

 

 

Задание

Цех представляет собой промышленное здание общей площадью F = 380м² и высотой H = 6м, имеющее общие теплопотери зимой Q_пот = 230кВт, теплопритоки летом Q_тпр = 60кВт, тепловую мощность отопления Q_от = 140кВт, В цехе установлено технологическое оборудование с общим тепловыделением Q_об = 130кВти влаговыделением W = 80кг/ч. Объёмный расход приточного воздуха должен обеспечивать удаление влаговыделений (зимой и летом) и избыточной теплоты (летом), но не менее трёхкратного объёма помещения в час.

В системе вентиляции и кондиционирования воздуха (рис.1) установлен тепловой насос (ТН), утилизирующий теплоту вытяжного воздуха помещения для нагрева приточного зимой, а летом для кондиционирования помещения цеха. Испаритель ТН используется в качестве воздухоохладителя, конденсатор ТН служит воздухонагревателем.

Рис. 1 Схема вентиляции и кондиционирования воздуха с ТНУ:

ВытШ, ПрШ - вытяжная и приточная шахты; ПрВз, ВытВз - приточные (1 и 2) и вытяжные (1 и 2) воздуховоды; ПрВ, ВытВ - приточный и вытяжной вентиляторы; К-ВН - конденсатор ТНУ – воздухонагреватель; И-ВО - испаритель ТНУ – воздухоохладитель; Км - компрессор ТНУ; РТО - регенеративный теплообменник ТНУ; Др - дроссельный (регулирующий) клапан

Работа схемы в зимний период.

Вытяжной воздух по вертикальным воздуховодам собирается в два параллельных горизонтальных вытяжных воздуховода- ВытВз, объединяющихся в общий, и через воздухоохладитель- И-ВО удаляется центробежным вытяжным вентилятором- ВытВ в вытяжную шахту- ВытШ. Приточный воздух зимой подаётся в цех центробежным вентилятором- ПрВ через воздухонагреватель- К-ВН и приточный воздуховод, который в помещении разделяется на два горизонтальных воздуховода- ПрВз, расположенных по стенам вдоль всего цеха. Нагрев приточного воздуха осуществляется за счёт теплоты охлаждения вытяжного воздуха и работы ТНУ.

Работа схемы в летний период.

Летом воздух, охлаждённый в воздухоохладителе- И-ВО направляется обратно в цех по рециркуляционной линии. Часть свежего приточного воздуха, минимально необходимая для вентиляции летом и равная трехкратному объёму помещения в час, подсасывается вытяжным вентилятором из приточной шахты, охлаждается и направляется с рециркулирующим воздухом в цех. А часть вытяжного воздуха, равная тому же объёму свежего, подсасывается приточным вентилятором- ПрВ из вытяжного воздуховода, смешивается с наружным воздухом, поступающим из приточной шахты, и подаётся на охлаждение конденсатора- К-ВН после чего выбрасывается в атмосферу через вторую вытяжную шахту.

Вентиляторы и тепловой насос расположены на закрытой вентиляционной площадке в цехе.

Температура наружного воздуха: зимой t_н = -25°С, а летом t_н = +30 °С. Относительная влажность наружного воздуха: зимой 90%; летом 60%. Рабочее тело ТНУ - фреон R-22. Относительная влажность воздуха в помещении φ = 80% температура t_в = +20°С (зимой и летом). Конденсатор и испаритель ТН ребристотрубчатые (фреон внутри труб).

1.Зимнийпериод.