Системы кондиционирования

Задача №1

Определить нагрузку на калориферы первого и второго подогрева, если: , , , , , , .

Решение:

Нагрузка на калорифер первого подогрева:

Нагрузка на калорифер второго подогрева:

Задача №2

Определить нагрузку на холодильную машину, обслуживающую камеру орошения, если:

, , , ,

Решение: По - диаграмме находим: кДж/кг, кДж/кг

Нагрузка на холодильную машину, обслуживающая камеру орошения определяется по формуле:

Задача №3

Определить теплопоступление в офисное помещение по экспресс-методике., если в нем находится 5 человек и 3 компьютера: , , .

Решение:

1.Теплопритоки за счет теплопередачи и солнечной радиации:

2.Теплопоступления от орг.техники: теплопоступления от одного компьютера составляют , следовательно

3.Теплопоступления от людей: теплопоступления на одного человека при работе в офисе составляют , следовательно

Суммарно: Коэффициент 1,2 учитывает возможные дополнительные теплопритоки.

Задача №4

Определить температуру смеси рециркуляционного и наружного воздуха, если: , , ,

Решение: Отопление

Задача №1

Исходные данные

1. Рассчитать расход теплоты на нагревание инфильтрующегося через окно воздуха в помещении жилой комнаты, оборудованной естественной вытяжной вентиляцией с нормаль­ным воздухообменом 3 м³/ч на 1 м² пола.

2. Высота здания от уровня земли до верха вытяжной шахты естественной вентиляции Н=17,1 м, высота до середины оконного проема - 3,3 м.

3. Высота окна равна 1,4 м, ширина 1,8 м, расстояние от пола до подоконника - 0,9 м.

4. Для двойного остекления в спаренных переплетах значение .

5. Плотность наружного воздуха при ,

6. Коэффициент учета влияния встречного теплового потока в конструкциях равен

7. Коэффициент учета изменения скоростного давления ветра равен

8. Удельный вес наружного воздуха при , и внутреннего воздуха при ,

9. Аэродинамические коэффициенты С_н=0,8; Сз=-0,6.

10.Скорость ветра, м/с, V =4,4.

11.Площадь пола жилой комнаты А_П= 29,5 м².

Решение:

1. Определяем разность давлений воздуха на наружную и внутреннюю поверхность ог­раждения (окна первого этажа) по формуле: Па

- высота здания от поверхности земли до верха карниза, - расстояние от поверхности земли до середины окон, дверей и проемов, =3,3м

2. Вычисляем расход инфильтрующегося воздуха через окно первого этажа по формуле кг/ч

- площадь ограждений,

3. Рассчитываем расход теплоты для нагревания инфильтрующегося воздуха через окно первого этажа вследствие действия теплового и ветрового давления: - массовая теплоемкость наружного воздуха, , - коэффициент учитывающий нагревание инфильтрующегося воздуха в ограждении встречным тепловым потоком, - для окон с одинарными и спаренными переплетами.

4. Вычисляем расход теплоты для нагревания инфильтрующегося воздуха при естест­венной вентиляции, не компенсируемый притоком подогретого воздуха:

- нормативный воздухообмен, принимается равным 3 м³/ч на 1 м² площади пола

За расчетную величину следует принять большее из полученных значений

Задача 2

Определить число секций чугунного секционного радиатора М-140 АО, устанавли­ваемого у наружной стены без ниши под подоконником (на расстоянии от него 40 мм) на пя­том этаже пятиэтажного здания, в двухтрубной насосной системе водяного отопления с ниж­ним расположением магистралей, если t_Г = 95°С, t₀ = 70°С, t_Н = 20°С, понижение температу­ры воды в подающей магистрали до стояка , . Барометрическое дав­ление в месте строительства 1013,3 гПа (760 мм рт.ст.).

Решение:

Принимаем высоту этажа здания 2.5 м в чистоте, средний расход воды в стояке 250 кг/ч, диаметр труб D_у = 20 мм. Тогда суммарное понижение температуры воды в подающем стояке, проложенном через первый - четвертый этажи здания, найдем по формуле:

, где ,Вт/м-теплоотдача 1 м вертикальной трубы, - длина участка подающего стояка, м, - расход воды в подающем стояке, кг/ч, - поправочный коэффициент, учитывающий теплопередачу через дополнительную площадь приборов принятых к установке, - для радиаторов и конвекторов, - поправочный коэффициент, учитывающий дополнительные теплопотери вследствие размещения отопительных приборов у наружных ограждений, - для радиаторов и конвекторов (без кожуха), с- удельная массовая теплоемкость воды, с=4,187 кДж/кг·°С.

Расход воды в радиаторе по формуле:

Средняя температура воды в радиаторе по формуле с учетом понижения температуры воды в подающей магистрали и стояке ( - расчетная температура горячей и обратной воды в системе, - суммарное понижение температуры воды на участках подающей магистрали от начала системы, до рассматриваемого стояка). Тогда разность температуры °С.Теплоотдачу подводок вертикальных (0,3 м) и горизонтальных (2,0 м) труб D_у = 15мм вычисляем при t_ВХ = 95 - 2 - 2,8 90°С и t_ВЫХ = 70°С по формуле:

Вт.По формуле Вт.

Определим значение комплексного коэффициента : - разность средней температуры воды в приборе и температуры окружающего воздуха , °С , - коэффициент учета атмосферного давления в данной местности, - коэффициент учета направления движения теплоносителя воды в приборе снизу-вверх тогда требуемый номинальный тепловой поток составит:

Вт.Используя значение одной секции радиатора М-90, определим ориентировочное число секций прибора N=1262/140 = 9,01.

Вычислим затем по формуле:

находим минимальное число секций прибора при .

Принимаем к установке десять секций.

Задача 3

Определим длину и число чугунных ребристых труб, устанавливаемых открыто в два яруса, в системе парового отопления, если: избыточное давление пара в приборе 0,02 МПа; t_В=-15°С, Q_П=6500 Вт, Q_ТР=350 Вт; коэффициент теплопередачи ребристых груб Вт/(м²°С); t_НАС=104,25°С, длина выпускаемых труб 1,5 м, имеющих площадь нагревательной поверхности 3,0 м².

Решение: Разность температуры определяемся по формуле: , - температура насыщенного пара, - температура окружающего воздуха.

Плотность теплового потока прибора получим при коэффициенте теплопередачи чугунных ребристых труб, установленных одна над другой: , - коэффициент теплопередачи, Вт/м²·°С

Расчетная площадь прибора из ребристых труб определяется по формуле:

, - тепловая нагрузка прибора за вычетом теплоотдачи транзитных труб, - теплоотдача открыто проложенных в пределах помещения труб.

Число ребристых труб в одном ярусе находим по формуле: , 2 – число ярусов, - площадь нагревательной поверхности,Принимаем к установке в каждом ярусе по две последовательно соединенных чугунных ребристых трубы длиной 1,5 м. Общая площадь нагревательной поверхности прибора из четы­рех ребристых труб

 

Задача 4 Подбор водоструйного элеватора по номограмме

Исходные данные

!. Рассчитать диаметр сопла d_С, м, и камеры смешивания d_К, м, водоструйный элеватор (по номе­ру) для системы водяного отопления жилого здания.

2. Полные теплопотери здания 525000 Вт.

3. Параметры теплоносителя в тепловой сети, =150°С, =70°С и в системе отопления t_Г =95°С, t₀ = 70 °С.

4. Потери давления в системе отопления, по данным гидравлического расчета, составляют = 10000 Па.

Решение: Определяется расход воды в системе отопления по формуле, т/ч:

где - полные теплопотери здания, Вт; с - удельная теплоёмкость воды, равная с=4,187 кДж/(кг·°С); t_Г, tо - параметры теплоносителя в подающем и обратном трубопроводе системы отопления, °С.Вычисляется коэффициент смешивания

u_Р=u*1.15=2.2*1.15=2.53

где - параметры теплоносителя в подающем трубопроводе в тепловой сети, °С. Определяется расчетный диаметр горловины (камеры смешивания) элеватора, мм, по формуле

где - требуемое давление, развиваемое элеватором, принимаемое равным потерям давле­ния в главном циркуляционном кольце, кПа. Вычисляется расчетный диаметр сопла, мм, по формуле

Теплоснабжение

Задача №1

Определить удельные теплопотери и расчетные теплопотери через наруж­ные ограждения здания длиной 86 м, шириной 14 м и высотой 20 м.

Коэффициент остекления (отношение поверхности окон к общей поверх­ности вертикальных наружных ограждений) =0,2. Коэффициенты теплопере­дачи стен, окон, потолка и пола: =1,20 Вт/(м²· °С); =3,23 Вт/(м² ·°С); =0,90 Вт/(м²· °С); =0,77Вт/(м² ·°С). Коэффициенты снижения расчетной разности температур для стен, окон, потолка и пола: =1; 0,8; =0,6. Температура внутреннего воздуха 18°С, а расчетная для отопления температура наружного воздуха 25 °С.

Решение:

Периметр здания

Площадь здания м².

Наружный объем здания: м³.

Удельная тепловая нагрузка на отопление, отнесенная к объему здания определяется по формуле:

=0,28ккал/м³·ч·°С (1ккал/ч=1,163Вт)

Расчетные теплопотери теплопередачей через наружные ограждения зда­ния:

(Напомним, что 1 Вт=1 Дж/с и 1 МВт=1 МДж/с.)

 

Задача №2

При расчетной температуре наружного воздуха для отопления 32°С температура воды в падающем трубопроводе отопительной сети 150 °С и в обратном 70°С. Расчетная внутренняя температура отапливаемых помеще­ний t_В.Р.=18°С.

Определить температуру воды в падающем и обратном трубопроводах те­пловой сети при t_Н= -7°С, если эта сеть работает по графику центрального каче­ственного регулирования воздушных систем отопления, когда коэффициент те­плопередачи нагревательных приборов (калориферов) можно считать не зави­сящим от температуры воды.

Решение:

Относительная тепловая нагрузка при t_Н= -7°С

Температуры воды в падающем и обратном трубопроводах при t_Н= -7°С

Задача №3

Определить тепловые потери 1 м паропровода диаметром =273/259 мм, проложенного на открытом воздухе с температурой t₀=10°С. Средняя скорость движения воздуха =5 м/с. По паропроводу передается насыщенный пар с тем­пературой =150°С. Тепловая изоляция паропровода имеет толщину =80 мм и теплопроводность =0,1 Вт/ (м·°С). При расчете принять коэффициент теплоотдачи от пара к стенке трубы =10000 Вт (м·°С), а коэффициент лучеиспускание поверхности изоляции с=5 Вт(м²·К⁴). Теплопроводность стенки стальной трубы =0,1 Вт/ (м·°С).

Решение: Для предварительного расчета задаемся коэффициентом теплоотдачи от поверхности изоляции к воздуху =20 Вт/(м • С) и определяем полное термическое сопротивление изолированного паропровода

(м·°С)/Вт

(м·°С)/Вт

(м·°С)/Вт

(м·°С)/Вт

Полученные цифры показывают, что термическое сопротивление внутрен­ней поверхности трубы и самой трубы значительно меньше полного тер­мического сопротивления, поэтому величинами и при расчете изолиро­ванных теплопроводов обычно пренебрегают.

В этом случае полное сопротивление:

Приближенное значение температуры наружной поверхности изоляции:

Уточненное значение коэффициента теплоотдачи от наружной поверхно­сти изоляции к окружающему воздуху:

- коэффициент теплоотдачи конвекцией:

- коэффициент теплоотдачи лучеиспусканием:

= = 4,69Вт/м²·°С

Вт/м²·°С

Производим пересчет и :

(м·°С)/Вт

Удельные тепловые потери:

Задача №4

Тепловая производительность - , Вт

Температура горячей воды - , °С

Температура холодной воды - , °С

Теплоемкость воды - с, Дж/кг°С

Температура греющей воды - , °С

Рассчитать требуемую поверхность нагрева и подобрать по каталогу ско­ростной водоводянои подогреватель, предназначенный для подогрева водопро­водной воды, поступающей в систему горячего водоснабжения.

Решение:

а) максимально-часовой расход нагреваемой воды:

б) задавшись температурой греющей воды на выходе из подогревателя t₂, находим максимально-часовой расход греющей воды:

в) греющая вода направляется в межтрубное пространство, нагреваемая - по трубкам. Оптимальная скорость движения воды в трубках и межтрубном пространстве 1 м/с. Тогда требуемая площадь сечения по трубкам и межтрубному пространству, м²:

г) по таблице технических данных выбираем подогреватели со значениями и , ближайшими к расчетным, определяем действительные скорости во­ды в трубках и в межтрубном пространстве, м/с:

д) величина коэффициента теплоотдачи от греющей воды к стенкам трубок, Вт/м²'°С:

Коэффициент теплоотдачи от стенки трубки к нагреваемой воде, Вт/м²·°С:

Коэффициент теплоотдачи, Вт/м² °С:

(термическим сопротивлением стенки латунной трубки толщиной 1 мм пренебрегаем).

Средняя логарифмическая разность температур:

где - большая разность температур греющей и нагреваемой жидкости; - меньшая разность температур греющей и нагреваемой жидкости. Требуемая площадь поверхности нагрева: