Уважаемые читатели! Редакция журнала продолжает публикацию отдельных глав книги "Системы вентиляции и кондиционирования. Теория и практика", подготовленной специалистами компании "Евроклимат".
Пример расчета офисного помещения на базе кондиционера сплит-системы с притоком свежего воздуха.
Исходные данные: Банковские помещения общей площадью S=62 м2, высота помещений h=3,2 м, во всех помещениях имеется разборный подшивной потолок типа "Armstrong", зазор в подшивном потолке составляет 450 мм, помещение состоит из рабочего помещения S=50 м2 и коридора S=12 м2, количество сотрудников-10 человек, количество оргтехники-5 компьютеров и 1 ксерокс.
Руководствуясь требованиями СНиП 2.04.05-91* (Отопление, вентиляция и кондиционирование), в рабочее помещение необходимо подать санитарную норму свежего воздуха: 60 м3/ч на человека. Исходя из количества сотрудников (10 человек), определяем количество приточного воздуха:
Lн = 60х10 = 600 м3/ч.
Рабочее помещение:
Q1 = 50х3,2х35 = 5600 Вт
Q2 = 5х300 + 300 = 1800 Вт
Q3 = 10х100 = 1000 Вт.
Коридор:
Q1 = 12х3,2х35 = 1344 Вт
Qобщ = 9744 Вт.
По суммарной холодопроизводительности подбираем модель кондиционера (с учетом запаса):
модель MCAN + CN 31 с характеристиками:
Холодопроизводительность—10,4 кВт
Теплопроизводительность—9,7 кВт
Общее количество обрабатываемого воздуха L=1800 м3/ч.
Общее количество воздуха (1800 м3/ч) складывается из количества воздуха, забираемого с улицы, Lн = 600 м3/ч (что соответствует необходимым санитарным нормам) и количества рециркуляционного воздуха, забираемого из помещения, Lв=1200 м3/ч.
Размещаем кондиционер в зоне подшивного потолка (поз. 1, рис. 1).
|
|
Рис. 1. План помещения на отметке 0.000 |
Раздача обработанного воздуха в помещении осуществляется по воздуховодам (поз. 15, рис. 1.) через потолочные диффузоры (поз. 19, рис 1.). Количество воздуха распределяем по помещениям пропорционально выделяемому теплу.
Если общее количество холода, вырабатываемое кондиционером и составляющее 10,4 кВт, переносится воздухом в количестве 1800 м3/ч, соответственно в рабочую комнату мы подаем 1450 м3/ч, в коридор 350 м3/ч. Заносим эти данные в табл. 1.
Вытяжка осуществляется из коридора и рабочего помещения с помощью вытяжного вентилятора, размещенного в подшивном потолке (поз. 12, рис. 1). Выброс отработанного воздуха осуществляется на улицу через инерционную решетку (поз. 20, рис. 1), играющую роль обратного клапана. При работе вентилятора она открыта, при остановке-закрыта. Для уменьшения шума от вентилятора устанавливается трубчатый глушитель типа LDC (поз. 24, рис. 1). Количество вытяжного воздуха принимаем равным количеству приточного (наружного)—600 м3/ч. Вентилятор забирает этот воздух из коридора через вытяжной потолочный диффузор (поз. 21, рис. 1) и частично из помещения банка через проем размером 500 мм х 200 мм в подшивном потолке (см. рис. 1).
Из рабочего помещения осуществляется забор рециркуляционного воздуха в количестве 1200 м3/ч (см. табл. 1) через два потолочных вытяжных диффузора (поз. 21, рис. 1). Далее этот воздух из подшивного потолка засасывается в смесительный короб (поз. 13, рис. 1) кондиционера.
В холодный период года для подогрева наружного воздуха с отрицательной температурой используется секция электроподогрева. Причем для экономии электроэнергии процесс подогрева воздуха осуществляется после смешения его с рециркуляционным воздухом, имеющим положительную температуру. Для определения температуры смеси используют формулу
tсм=(tВ·LВ+tН·LН):(LВ+LН)
где tн — расчетная температура наружного воздуха в холодный период для данной местности (см. СНиП 2.04.05-91);
tв—внутренняя температура забираемого из помещения воздуха 22°С при высоте расположения воздухозаборной решетки до 3 м и 24°С при высоте свыше 3 м;
Lв—количество воздуха, забираемого из помещения на рециркуляцию, м3/ч;
Lн—количество наружного воздуха, смешиваемого с рециркуляционным, м3/ч.
Для нашего примера исходные данные следующие:
Для Москвы:
tн=минус 26°С;
tвн=24°C;
Lв=1200 м3/ч;
Lн=600 м3/ч.
Далее определяется температура смеси tсм:
tсм=(tВ·LВ+tН·LН):(LВ+LН) = (24·1200+(-26)·600):(1200+600) = (28800-15600):1800 = 7,3°С
Секция электроподогрева с блоком автоматики выбирается на основании теплотехнического расчета. Для модели CN 31 поставляются калориферы 4,5 и 9 кВт.
В сочетании с теплонасосным блоком секция электроподогрева обеспечивает требуемый температурный режим при низких температурах в зимнее время.
Такие секции поставляются в комплекте с автоматическим выключателем, электронной панелью управления и устройством защиты термостата от перегрева.
Управление работой секции осуществляется с помощью специальной панели, смонтированной на нагревателе.
Тепловая нагрузка на электронагревателе определяется по формуле
Q = Cp· Lсм· P · (tnp—tсм) = 0,28 · 1800 · 1,2 · (22—7,3) = 8890 Bт
где: Р — плотность воздуха, равная 1,2 кг/м3;
tпр — температура подаваемого кондиционером воздуха, равная 22°С;
Lсм — количество смешанного воздуха, равное 1800 м3/ч;
Ср — теплоемкость воздуха, равная 0,28 ккал/кг·°С.
Выбираем секцию электроподогрева мощностью 9 кВт.
Для раздачи воздуха выбираем потолочные диффузоры типа DLQ, ADLQ.
Конструктивно подшивной потолок состоит из плиток размером 600_600 мм, поэтому выбираем диффузор DLQ-2-а. Расход воздуха через диффузор 300 м3/ч.
Уровень звукового давления и скорость истечения воздуха определяется по номограммам, приведенным в каталогах.
Аналогично выбираем потолочный вытяжной диффузор (поз. 21, рис. 1).
На основании принятой схемы вентиляции выполняем аксонометрическую схему системы кондиционирования (рис. 2).
|
|
Рис. 2. Аксонометрическая схема кондиционирования системы |
Сумма коэффициентов местных сопротивлений на отдельных участках (см. рис. 2) определяем следующим образом:
Участок 1
а) Решетка (отверстия с параллельными направляющими лопатками) — 7
б) Внезапное расширение потока — 0,25
Итого на участке 1 — 7,25
Этот результат 7,25 вносим в графу 9 табл. 2 данного примера.
Участок 2
а) Внезапное сужение потока — 0,25
б) Отвод 900 в количестве 5 шт. — 5х0,12 = 6,0
в) Отвод 450 в количестве 2 шт. — 2х0,32 = 0,64
г) Тройник на проход — 0,4
Итого на участке 2 — 7,29
Участок 3
а) Отвод 450 1 шт. — 0,32
б) Отвод 900 1 шт. — 1,2
в) Решетка (отверстия с параллельно направляющими лопатками) — 1,8
Итого на участке 3 — 3,32
Участок 4
а) Внезапное сужение потока F0/F1 = 0,031/0,38 = 0,12 — 0,44
б) Внезапное расширение потока F0/F1 = 0,031/0,18 = 0,27 — 0,5
в) Решетка (отверстия с параллельно направляющими лопатками) — 1,8
Итого на участке 4 — 2,74
Участок 5
а) Внезапное сужение потока F0/F1 = 0,031/0,38 = 0,12 — 0,44
б) Тройник на проход — 0,5
Итого на участке 5 — 0,94
Участок 6
а) Внезапное расширение потока F0/F1 = 0,031/0,18 = 0,27 — 0,5
б) Решетка (отверстия с параллельно направляющими лопатками) — 1,8
Итого на участке 6 — 2,3
Определив общие потери давления на всех участках рассчитываемой сети воздуховодов, необходимо гидравлически увязать три ветви воздуховодов, выходящих из воздухораспределительного короба (поз. 14, рис. 1), т. е. приравнять к общему сопротивлению. Для этого выбирают ветвь с большим сопротивлением, и к ней приравнивают другие, менее нагруженные ветви с помощью диафрагм, которые устанавливают в воздуховодах. Подбор диафрагмы ведем по известным методикам, изложенным в специальной литературе. Для нашего примера самая нагруженная ветвь — это участок 1-3 с потерей давления Рв = 47,73 Па (см. табл. 2). Ветвь 4 имеет потерю давления Р4 = 43,45 Па. Для компенсации избыточного давления в воздуховоде диаметром 200 мм при скорости воздуха в нем 5,3 м/с находим Ризб = 47,73 — 43,45 = 4,28 Па. Определяем скоростное давление в воздуховоде Рс = 14,3 Па при скорости V = 5,3 м/с. Вычисляем коэффициент местного сопротивления диафрагмы, необходимый для компенсации давления 4,28 Па.
x= Ризб/Рс= 4,28/14,3=0,3
Необходимый размер отверстия диафрагмы составляет 183 мм.
Аналогично определяем диафрагму для ветви с участками 5 и 6.
При диаметре воздуховода 200 мм, скорости в нем V = 5,3 м/с и скоростном давлении 14,3 Па Ризб = 47,73 — 25,06 = 22,67 Па.
Вычисляем коэффициент местного сопротивления, необходимый для компенсации давления 22,67 Па.
x= Ризб/Рс=22,67/14,3=1,58
Необходимый размер отверстия диафрагмы составляет 158 мм.
Продолжение следует…