Порядок выполнения

1. Изучить теоретический материал.

2. Изучить исходные данные.

3. Рассчитать влагопритоки от всех источников.

4. Определить тепловлажностной коэффициент  = (Q – взять из практической работы №2) и построить в i-d диаграмме процесс изменения параметров состояния воздуха помещения.

Вопросы для самоконтроля

1. Объяснить процесс влаговыделения человека с точки зрения терморегуляции организма.

2. За счет каких физических факторов интенсифицируется процесс испарения с открытой водной поверхности?

3. Возможно ли поступление влаги в воздух в процессе сублимации?

4. Как влияет инфильтрующийся воздух на влагосодержание воздуха помещения?

5. Перечислить возможные источники поступления влаги в воздух помещения при работе оборудования.

6. Перечислить и дать определение влажностным характеристикам воздуха.

Практическая работа №4 аэродинамический расчет систем кондиционирования воздуха

Цель работы

Целью работы является практическое освоение аэродинамического расчета системы кондиционирования воздуха (СКВ), включая кондиционер и систему воздуховодов с воздухораспределительными устройствами. Результатом расчета является определение сопротивления системы и подбор вентилятора.

Теоретический материал

Аэродинамический расчет производится для известной схемы СКВ, включающей всасывающий и нагнетательный воздуховоды, кондиционер и воздухораспределительные устройства. На схеме СКВ указываются прямые участки, местные сопротивления и встраемое в схему оборудование: вентилятор, кондиционер, воздухораспределители. По всей длине каждого участка сохраняются постоянными средняя скорость и расход воздуха.

Расход воздуха через воздухораспределитель определяется в результате тепловлажностного расчета помещения. Расход воздуха через участки магистрального воздуховода определяется суммированием расходов воздуха через соответствующие этому участку воздухораспределители.

Скорость воздуха на участках магистральных воздуховодов и ответвлений принимается в соответствии с принятой системой СКВ: низкоскоростная, среднескоростная или высокоскоростная.

Таблица 16. Скорость воздуха в магистральных воздуховодах и в ответвлениях.

Тип кондиционера	Скорость воздуха, м/с
	в магистральных воздуховодах	в ответвлениях
Низкоскоростной Низконапорный	15-17	6-8
Среднескоростной Средненапорный	17-22	8-12
Высокоскоростной Высоконапорный	22-30	12-20

Пример расчетной схемы СКВ представлен на рис. 9.

Необходимый диаметр воздуховода определяется по формуле

d = ,

где L_В – расход воздуха на рассчитываемом участке

воздуховода, м³/с;

 - скорость движения воздуха, м/с (табл. 16).

Принимая воздуховоды прямоугольного сечения в формулы расчета сопротивлений подставляется эквивалентный диаметр, определяемый по формуле

d_экв = ,

где А и В – размеры сторон прямоугольного сечения

воздуховода, м.

Для каждого участка воздуховода определяются: расход воздуха L_в, диаметр (эквивалентный) d_экв, скорость воздуха  и длина l. Расчет сводится в таблицу 17.

Рисунок 9. Аксонометрическая схема СКВ.

Расчет и подбор воздухораспределителей (решеток):

Определение объема воздуха выходящего через одну решетку (воздухораспределитель)

V_реш. = F_реш. ·ω_ср.,

где F_реш. – площадь поверхности выпускающей решетки, м²;

ω_ср – средняя скорость потока воздуха выпускаемого через решетку, м/с. (табл. 18).

Таблица 17. Расчет потерь давления на трение в системе

№учка	Расход воздуха L, м^3/с	Скорость воздуха , м/с	Fсеч. воздуховода, м^2	Длина участка L, м	Коэф. сопр. тр. 	Re	Потери давл. тр, Па
1

Определение числа воздухораспределителей (решеток)

n = ,

где V_в.общ. – объем воздуха на расчетном участке, м³/с.

Таблица 18. Выходная скорость потока воздуха воздухораспределителей в помещении

№	Воздухораспределитель	ωср, м/с
1.	Решетки простые	2-3
2.	Решетки эжектирующие	2-4
3.	Перфорированные панели типа ВП	2-3
4.	Аэроплафоны потолочные	4-5
5.	Эжектирующие смесители типов ВСН. ВСР (для двухканальных систем)	3-4
6.	Доводчики жалюзийные двойного эжектирования типов ВДВЭ и ВДЭЭ (для высоконапорных систем)	2-4

Аэродинамическое сопротивление магистрального воздуховода состоящего из нескольких участков, также включая соответствующие местные сопротивления:

 = _тр + _м + _обор.,

где _тр – потери давления в прямых участках, Па;

_м – потери давления в местных сопротивлениях, Па;

_обор. - потери давления в обрабатываемом

оборудовании, Па.

Потери давления на трение в прямом участке определяется по формуле

_тр = ,

где  - коэффициент сопротивления трения;

–длина участка, м;

d – диаметр воздуховода, м;

 - плотность воздуха, кг/м³;

 - скорость воздуха, м/с.

Коэффициент сопротивления трения определяется по формуле

 = приRе  100 000;

 = гдеRе  100 000;

где Rе – критерий Рейнольдса,

Re = ,

где  - коэффициент кинематической вязкости воздуха, м²/с.

Потери давления в местных сопротивлениях определяется по формуле

_м = ,

где  - коэффициент местного сопротивления.

Коэффициенты для некоторых местных сопротивлений имеют следующие значения:

плавный поворот на 90⁰ - 0,5

прямое колено под 90⁰ - 1,1

тройник приточный под 90⁰ - 1,6

тройник приточный под 45⁰ - 0,5

шибер (открытое и закрытое состояние) - 0 и 35

дроссель-клапан: в открытом состоянии -0,04 – 0.15

в закрытом состоянии -5000-8000

свободный выход из канала - 1,0

внезапное расширение канала - 0,8 – 1,0

плавное сужение канала 0,4

В результате расчета определяются общие потери давления в системе кондиционирования, и подбирается вентилятор, марки некоторых приведены в приложениях 6, 7.

Пример записи подбора агрегата:

Устанавливается центробежный (судовой) вентилятор марки Ц 4-76 № 16, производительностью по воздуху V_В, м³/час, напором Н, кг/м², с электродвигателем марки АО2-91-6 мощностью N, кВт, число оборотов n, об/мин.