Выбор и обоснование технологической схемы обработки газовой среды

Введение

Для обеспечения нормальных условий обитаемости человека на судах применяется кондиционирование газовой среды помещения, т.е. технологическая ее обработка, которая обеспечивает, как минимум, поддержание определенных состава среды, давления, температуры, влажности, подвижности среды в заданном интервале их значений.

Кондиционирование газовой среды может быть комфортным и технологическим (последнее делится на рефрежирацию и техническое кондиционирование).

При кондиционировании воздуха в судовых помещениях должны поддерживаться такие параметры воздушной (газовой среды), при которых каждый человек благодаря индивидуальной системе автоматической терморегуляции своего организма чувствовал бы себя комфортно, т. е. не замечал бы влияния этой среды на свое самочувствие.

В судовых помещениях в зависимости от их назначения, насыщенности оборудованием, времени года, района плаванья судна может наблюдаться избыток теплоты и влаги или их недостаток, либо избыток влаги при недостатке тепла. Для поддержания необходимых комфортных параметров газа в помещениях его перед подачей в эти помещения подвергают тепло-влажностной обработке, а специальных аппаратах и агрегатах системы кондиционирования. При этом газ может нагреваться, охлаждаться, увлажняться или осушаться. Кондиционируемая газовая среда всегда является влажным газом, представляющим собой смесь сухого газа и водяных паров.

Для комфортного или технического кондиционирования необходима комплексная обработка газовой среды - сложный комплекс технологических, физико­-химических процессов, при котором в помещении обеспечивается поддержание определенных параметров и состава газовой среды.

 

Выбор и обоснование технологической схемы обработки газовой среды

Рис. 1 Схема (а) и процессы кондиционирования в летнем (б) й зим­нем (в) режимах работы двухканальной системы Кр — коридор; ВРС — воздухораспределитель смесительный

Для обработки газовой среды (воздуха) жилых помещений судна выбираем систему круглогодичного кондиционирования воздуха. СКВ выбираем двухканальную с полной обработкой воздуха в центральном кондиционере и смесительными выпускными воздухораспределителями.

Это система, которая позволяет регулировать параметры воздуха в помещении качественным путем соотношения расходов воздуха через панели 1 и 2, на выходе из воздухораспределителя получаем смешанный воздух наружных параметров.

Нагрев воздуха осуществляется двумя воздухонагревателями, один из которых находиться на входе в кондиционер(после) фильтра, а второй после увлажнителя.

Охлаждение осуществляется хладоновым воздухоохладителем, который стоит после воздухонагревателя второй ступени.

Так же СКВ данного типа присущи следующие достоинства: бесшумность работы СКВ и воздухораспределителей, хорошее качество распределения воздуха по помещениям, индивидуальное регулирование при помощи единого тепла и хладоносителя - воздуха, надежность работы и простоты обслуживания при эксплуатации.

Выбор и обоснование конструктивных схем всех аппаратов и

Механизмов агрегата.

1) Выбор воздухоохладителя:

Выбираем воздухоохладитель с непосредственным испарением хладона. Воздухоохладитель кондиционера является испарителем холодильной машины, системы с непосредственным испарением хладона более экономичны, меньше по массе и габаритам, чем системы с рассольным охлаждением, в системе отсутствует специальный рассольный испаритель, рассольный циркуляционный насос и т. п., благодаря чему уменьшаются капитальные и эксплуатационные затраты на холодильную установку. Для воздухоохладителя выбираем трубчато-пластинчатую поверхность теплообмена со спиральными ребрами.

Для данного судна принимаем центральный кондиционер «Бриз-19», с воздухоохладителем типа ВФ.

Для такой поверхности:

δ_Р =0,3 мм, S_р=2,5 мм, d_н=10 мм, =6,6

D_вн=8 мм, S₁=25 мм, S₂=22 мм, β=12,2 мм, β=13,4 мм, k_f=0,51.

В качестве хладагента выбираем R-22 c t₀=8°C.

2) Выбор воздухонагревателей:

На морских судах и других судах целесообразнее применять водяные и паровые воздухонагреватели, при этом паровые в двое компактней водяных.

Выбираем паровые воздухонагреватели с пластинчатым оребрением

(d_н= 10 мм) теплообменной поверхности. Подвод пара давлением 0,4 МПа и температурой 120°С, отвод конденсата через коллекторы.

Во избежание замерзания конденсата в трубках воздухонагревателя первой ступени (при t_нв - 3°С) воздухонагреватель разделяют на две секции, в каждой из которых воздух подогревается не более, чем на 15 - 20 °С. При снижении нагрузки на ВН₁ производится отключение секций, начиная с последней по ходу воздуха, и уменьшение подачи в них пара.

Выбор электровентилятора.

Выбираем центробежный вентилятор одностороннего всасывания, улитка которого закреплена на фланец электродвигателя.

Выбор фильтра.

Выбираем воздушный магистральный фильтр марки ФВМ 40,0 (V_в= 1,1- 1,75 м³/с) с аэродинамическим сопротивлением ∆Р_ф = 400 Па и размерами:

В = 480 мм, H=770 мм, h = 710 мм, массой 14 кг.

 

Выбор увлажнителя воздуха.

Выбираем паровой увлажнитель воздуха, с помощью которого воздух увлажняется насыщенным водяным паром давлением 0,4 МПа. Такой увлажнитель прост по устройству и имеет небольшие габариты. Его устанавливают между воздухонагревателем первичного и вторичного подогрева.

Недостаток такого увлажнителя - повышенный шум, вызываемый дросселированием и истечением пара.

Выбираем паровой увлажнитель типа УВП, в котором диафрагма установлена внутри увлажнительной трубки, стенки которой выполняют роль звуковой преграды.

 

Механизмов.

1) Расчет фреонового воздухоохладителя:

Коэффициент влаговыпадения:

ξ= ;

Расход хладона:

= кДж/кг;

= =0,91 кг/с;

Число Рейнольдса (по воздуху):

= = 720;

k=1 для стандартной поверхности.

Коэффициент теплоотдачи от воздуха к поверхности на сухом режиме:

* *

Вт/

 

Коэффициент теплоотдачи от воздуха к поверхности на мокром режиме:

Вт/

Коэффициент В:

В = = 363,6

Коэффициент эффективности ребра:

= = = 0,995

Среднелогарифмический перепад температур:

= = 8,98

Удельная нагрузка на ВО:

= 31,7*8,98 = 285 Вт/

Общая тепловая нагрузка на ВО:

Q = G * * () = 0,4*1,2*1,51*(30-10,5) =14,33 кВт

Расход хладагента через трубки:

= = = 1,24 кг/с;

Площадь прохода хладагента через трубки:

= = 0,0008

Число трубок в одном ряду охладителя:

= 20 шт;

где z = 1 рядов трубок

Высота ВО:

H = = 0,025 * (0.5 + 19) = 0,49 м

Площадь сечения ВО:

F = = = 0,056

 

 

Ширина ВО:

B = = = 0,114 м

Величина теплообменной поверхности:

= = 82,9

Коэффициент вспомогательный Б:

Б = = = 2,33

Расчетная величина температуры поверхности:

= - = 10,5 - = 8,5

Число рядов трубок по глубине охладителя:

= = = 96 шт;

Аэродинамическое сопротивление ВО:

= 14,3 Па;

Глубина по воздуху:

L = = 0,022*(0.5 + 96) = 2,12 м

Габаритный объем охладителя:

V = B * H * L = 0,114 * 0,49 * 2,12 = 0,118

Выбираем воздухоохладитель ВФ-30 центрального кондиционера типа «Бриз». Полная поверхность теплообмена данного воздухоохладителя — 96 м²;

Подбор циркулярного насоса

Расход хладогента:

;

Нагрузка на конденсатор:

= 334

Массовый расход охлаждающей воды:

;

– теплоёмкость воды

;

– температура воды на входе в конденсатор,

– температура воды на выходе из конденсатора

Объёмный расход охлаждающей воды:

;

Выбираем 2 насоса марки 2К6.

Введение

Для обеспечения нормальных условий обитаемости человека на судах применяется кондиционирование газовой среды помещения, т.е. технологическая ее обработка, которая обеспечивает, как минимум, поддержание определенных состава среды, давления, температуры, влажности, подвижности среды в заданном интервале их значений.

Кондиционирование газовой среды может быть комфортным и технологическим (последнее делится на рефрежирацию и техническое кондиционирование).

При кондиционировании воздуха в судовых помещениях должны поддерживаться такие параметры воздушной (газовой среды), при которых каждый человек благодаря индивидуальной системе автоматической терморегуляции своего организма чувствовал бы себя комфортно, т. е. не замечал бы влияния этой среды на свое самочувствие.

В судовых помещениях в зависимости от их назначения, насыщенности оборудованием, времени года, района плаванья судна может наблюдаться избыток теплоты и влаги или их недостаток, либо избыток влаги при недостатке тепла. Для поддержания необходимых комфортных параметров газа в помещениях его перед подачей в эти помещения подвергают тепло-влажностной обработке, а специальных аппаратах и агрегатах системы кондиционирования. При этом газ может нагреваться, охлаждаться, увлажняться или осушаться. Кондиционируемая газовая среда всегда является влажным газом, представляющим собой смесь сухого газа и водяных паров.

Для комфортного или технического кондиционирования необходима комплексная обработка газовой среды - сложный комплекс технологических, физико­-химических процессов, при котором в помещении обеспечивается поддержание определенных параметров и состава газовой среды.

 

Выбор и обоснование технологической схемы обработки газовой среды

Рис. 1 Схема (а) и процессы кондиционирования в летнем (б) й зим­нем (в) режимах работы двухканальной системы Кр — коридор; ВРС — воздухораспределитель смесительный

Для обработки газовой среды (воздуха) жилых помещений судна выбираем систему круглогодичного кондиционирования воздуха. СКВ выбираем двухканальную с полной обработкой воздуха в центральном кондиционере и смесительными выпускными воздухораспределителями.

Это система, которая позволяет регулировать параметры воздуха в помещении качественным путем соотношения расходов воздуха через панели 1 и 2, на выходе из воздухораспределителя получаем смешанный воздух наружных параметров.

Нагрев воздуха осуществляется двумя воздухонагревателями, один из которых находиться на входе в кондиционер(после) фильтра, а второй после увлажнителя.

Охлаждение осуществляется хладоновым воздухоохладителем, который стоит после воздухонагревателя второй ступени.

Так же СКВ данного типа присущи следующие достоинства: бесшумность работы СКВ и воздухораспределителей, хорошее качество распределения воздуха по помещениям, индивидуальное регулирование при помощи единого тепла и хладоносителя - воздуха, надежность работы и простоты обслуживания при эксплуатации.