ИНСТРУКЦИЯ по типовым ЦЕНТРАЛЬНЫМ КОНДИЦИОНЕРАМ КТЦ2

СТРОИГЕЛЬНОГОДОРОЕНОГО И КОММУНАЛЬНОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ ОБЪЕДИНЕНИЕ "С0ЮЗК0НДИЦИ0НЕР"

ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО -ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ И ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСКИЙ ИНСТИТУТ ПО ОБОРУДОВАНИЮ ДЛЯ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА И ВЕНТИЛЯЦИИ ВНИИкондиционер

ИНСТРУКЦИЯ

ПО ТИПОВЫМ ЦЕНТРАЛЬНЫМ КОНДИЦИОНЕРАМ КТЦ2 ЧАСТЬ П

Харьков Т984

Исходными для определения величины    являются    зависимости,

характеризующие базовые теплообменники, приведенные в [i]

Af^=B₁W.    (1.4)

Значения коэффициентов 6₄ приведены в табл.1.3.

Таблица 1.3

Din базового !1-метровый !1,25-метро-!1,5-метро- !2-метровый теплообмен- ! г _ г г^. г, г__вуй____L _вый 1 ника ! Б=828! Б=3£5! Б=828! Б=Т659 Б=1655 ! Б=1655 Число \ч ! мм ! мм ! мм ! мм ! мы ! мм рядов f 1 1 1 t j j 1 1 J ] j I ряд 935 I2II 1157 1570 1735 2260 2 ряда Т966 2242 2259 2673 3331 4421

Выражения (I.1*1.2) имеют весьма простой вид. Тем не менее, решение их даже для одиночных теплообменников связано с известными трудностями, вызванными нелинейностью уравнения (1.2). Эти трудности возрастают при расчете воздухонагревателей, представляющих собой группу совместно работающих базовых теплообменников различных габаритов и рядности. Сложность расчета усугубляется многообразием возможных вариантов обвязок теплообменников по теплоносителю.

Для упрощения решения указанной задачи в настоящих материалах приводятся номограммы, позволяющие свести расчет к несложным графическим построениям (приложение 2). Эти номограммы были построены на основе метода, разработанного во ВНИИкондиционере_у [2] _й [3].

Предлагаемые номограммы представляют собой графики зависимостей Kw(^fe) для ряда кондиционеров воздухопроизводитель-ностыо от Ю до 250 тыс. м⁵/ч с числом рядов на каждой номограм-

Построение золотого процесса с»ого охлаждения

- 14 -

В настоящих материалах вопрос выбора расчетных значений температур воздуха и воды при решении проектных задач не рассматривается. Решение этого вопроса следует проводить в соответствии с рекомендациями СНиПов и данными [ 5J.

Для определения потерь напора по теплоносителю Z\P_W на номограммах приведены также графики (Kw/ К&). При этом следует иметь в виду, что величина APw представляет собой гидравлическое сопцотивление воздухонагревателя без учета сопротивления трубопроводов обвязки.

Для подбора воздухонагревателей необходимо определить на номограмме (для соответствующей производительности и варианта обвязки) положение точки с расчетными относительными перегревами КбрИ Kwp • Кривые, расположенные справа от этой точки, соответствуют воздухонагревателям с поверхностью, обеспечивающей заданное значение теплопроизводительности с некоторым запасом. При этом величина запаса по теплопроизводительности тем меньше, чем блике кривая к указанной точке.

Набор номограмм в приложении 2 сопровождается в приложении I "Перечнем номограмм", в котором устанавливается соответствие номеров листов производительности кондиционеров и типу воздухонагревателей (без обводного канала, для обводного канала или клапана). На листах 2*7 приложения I даны характеристики вариантов обвязок на каждой из номограмм.

На листе 23 приложения 2 приведена зависимость, позволяющая рассчитывать два последовательно соединенных по воде однорядных воздухонагревателя всех воздухопроизводительностей по графическим материалам листов 1*22 приложения 2.

- 15 -

Для выбора воздухонагревателей при значениях расхода воздуха, отличающихся от номинальных, на предлагаемых графиках, кроме кривых &6^5Е&попХ^{СПЛ0ШНые})| нанесены также кривые

Gfc= 0,80 G*nom (пунктирные), Gg = 0,64 Gno*n(nJTpHx-пунктирные)и другие.

Кроме того, для воздухонагревателей кондиционеров KT1J2-I0t КТЦ2-80 на соответствующих номограммах для О *1 и П =2 приведены кривые Ку/ (    )»соответствующие работе указанных

кондиционеров с повышенными удельными воздушными нагрузками при G& = 1,25 (г пот.

Значения искомых коэффициентов Kw ^и Kfc , соответствующих промежуточным величинам расходов воздуха, находятся путем линейной интерполяции между соседними кривыми.

Примеры расчета и выбора воздухонагревателей Пример I

Исходные данные: производительность кондиционере по воздуху V = 40000 м⁵/ч (при нормальных условиях Ре = 760 мм рт.ст., 20°С); начальные и конечные параметры воды и воздуха: t6n= -20°С; t_WH=I30°C; t_WK=70°C;    t6_K=I6°C.

1.    Вычисляем Kfyy =    =    0,24;    Kwp= 750 = 0,4.

2.    В соответствии с Перечнем номограмм (лист I приложения I) воздухонагреватели кондиционеров с требуемой воздухопроизводи-тельностью описываются номограммами, приведенными на листах 7

и 8 (приложения 2). Лист 7 соответствует последовательной обвязке по фронту и параллельной по ходу воздуха (см. лист 5 приложения I). Лист 8 соответствует последовательной обвязке по фронту и последовательной по ходу воздуха.

3.    Наносим на номограмму, приведенную на листе 7 приложения

2, точку с координатами (0,24; 0,4). Как видно из графика, требуемой воздухопроизводительности соответствует с наименьшим запасом сплошная кривая (    =    G-_no*i числа рядов П = 2.

4.    Для определения запаса по поверхности необходимо провести луч из начала координат через полученную точку до пересечения

с указанной кривой. Точка пересечения определяет значения коэффициентов Кбу(0,264) и К^у(0,444), соответствующих реальному процессу при расчетном расходе воды, определяемом заданными К&р и Kwp .

Запас по поверхности вычисляется по формуле

ный воздухонагреватель (и, следовательно, обвязка по ходу воздуха отсутствует), аналогичные построения на листе 8 приложения 2 дают идентичные результаты.

-17-

7. Расчетный расход воды Gvvp

G- -Q2*| V Р2оКбр _Q _gv 400004,2 ‘О,^ ^WP '    к—    0,4

* 6910 кг/ч.

8. Определяем скорость воздуха в набегающем потоке при температуре 20°С

адооо

^ф 2>бОО F<p " 3600 *«,14

где Rp - плопадь фронтального сечения воздухонагревателя, значение которой приведены в табл.1.5.

По номограмме в приложении 5 определяем величину аэродина-

о

мнческого сопротивления - 5,0 кг/м .

Определяем среднюю температуру воздуха в теплообменнике

t,cp ₌^e*1    - = "SSffig -2°с .

По табл. 1.2 определяем Ч* = 0,93 и вычисляем окончательно аэродинамическое сопротивление

APq = 0,93 *5,0 = 4,65 кг/м².

Для подобранного воздухонагревателя рассмотрим решение с помощью номограмм одной из обратных задач. Необходимо определить температуру обратной водм при температурах наружного воздуха, соответствующих переходному периоду. Пусть t6_H=0°C; twH=70°C; h_K= I6°C.

Вычисляем

t6*    _    16    -0

twM ”t.6«    70    -0

7тверждено приказом Генерального директора объединения "Сою^конди-ционер" от ?2.06.1981 г. № 44

Согласовано с Главпромстройпроектом Госстроя СССР письмом от 29.05.1981 г. К» Т°/5-1843

Инструкция по центральным кондиционерам КТЦ2 предназначена для проектных организаций как руководство при проектировании систем кондиционирования воздуха (СКВ') для выбора кондиционера и может использоваться в работе планирующих, сбытовых и монтажных организаций.

Инструкция состоит из 2-х частей, в которых содержатся следующие материалы:

Часть I. Технические характеристики и конструктивные особенности кондиционеров КТЦ2 (оборудования).

Часть П. Методические материалы по расчету и выбору кондиционеров КТП2.

Инстрншию состарили:

Матов В.И., Хареисо Н.С., Шмигуль О.П., Куликов Г. С.. Загривый Н.И., Щекин И.Р., Вялый Б. И.

ЧАСТЬ II

МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ПО РАСЧЕТУ И ВЫБОРУ ОБОРУДОВАНИЯ КОНДИЦИОНЕРОВ КТЦ2

- 5 -ОБОЗНАЧЕНИЯ

Q - тепло- и холодопроизводительность, ккал/ч; Gg- массовый расход воздуха, кг/ч;

Gnoftr номинальный массовый расход воздуха, кг /ч; Y - объемный расход воздуха, м⁵/ч;

G_W“ массовый расход воды, кг/ч;

-    коэффициент орошения;

1^5- скорость воздуха в набегающем потоке при температуре 20°С, м/с;

-    массовая скорость воздуха в набегающем потоке, кг/м²*с;

W - скорость воды в трубках теплообт^енника, м/с;

Ср^С^ удельные теплоемкости воздуха и воды, ккал/кг^,0С; _w- плотность воздуха и воды, кг/м⁵;

Р<5 - барометрическое давление, мм рт.ст.;

-    относительная влажность;

CbG-s

Cw&vt

б - длина труб теплообменников, мм;

F - площадь теплопередающей поверхности, м^;

Fp - расчетное значение требуемой поверхности нагрева, м^; Rpp- площадь фронтального сечения кондиционера, м^;

П - число рядов воздухонагревателя или воздухоохладителе К - коэффициент теплопередачи, ккал/м^’ч^в0С;

^6_f^vr относительные нагревы воздуха и воды;

расчетные относительные нагревы воздуха и воды; KgyK*g реальные относительные иагревы воздуха и воды; te t t “ начальные и конечные температуры воздуха и воды,°С;

Ьм j wM _t Вк 1 wk

начальные и конечные температуры воздуха по мокрому термометру, °С;

А1с,дЦд4«- перегревы воздуха, воды и начальный температурный напор, °С;

Atca- среднеарифметическая разность температур воздуха и воды, °С;

tcp- средняя температура воздуха обрабатываемого в воздухонагревателе, °С; to- средняя температура поверхности воздухоохладителя,°С; d_Q- влагосодержание насыщенного воздуха при температуре to . кг/кг;

t_Hp_rt_Kp- условные расчетные начальная и конечная температуры воздуха, °с;

1_Н;1_К- начальное и конечное состояние энтальпий воздуха, ккал/кг;

ДЦА1м- изменение энтальпии воздуха и начальный энтальпийный напор, ккал/кг;

Al₀- приведенный энтальпийный напор, ккал/кг;

Wh - энтальпи* насыщенного воздуха при температуре начальной волы twH, ккал/кг;

Wm= Т2,9 ккал/кг - середина диапазона аппроксимации кривой

=100%;

Qt- приведенный коэффициент энтальпийной эффективности; Е - коэффициент адиабатической эффективности;

6 - коэффициент аппроксимации;

ЛрЦДРу^- аэродинамическое и гидравлическое сопротивления

воздухонагревателей, кг/м²;

- аэродинамическое сопротивление оросительной системы и

каплеуловителей БТМ—2;

ЛРб<г аэродинамическое сопротивление поверхностных теплообмен

ников БТМ, кг/м²;

Afi - избыточное давление воды перед коллектором камеры ороше ния, кг/см².

- 7 -ВВЕДЕНИЕ

Кондиционеры типовые центральные КТЦ2 предназначены для осуществления основных процессов кондиционирования воздуха, а именно: очистки от пыли, тепловлакностной обработки, перемещения и смешения в различных пропорциях приточного и рециркуляционного воздушных потоков, а также утилизации тепловой энергии удаляемого из помещений воздуха.

Кондиционеры КТЦ2 изготавливаются с типовыми и специальными схемами компоновки оборудования. Кондиционеры с типовыми схемами компоновки оборудования имеют восемь базовых схем. Дополнительная комплектация воздухонагревателями, воздушными клапанами, камерами обслуживания и воздушными позволяет образовывать модификации кондиционеров шести базовых схем, в тех случаях, когда задачи кондиционирования не могут быть решены с использованием кондиционеров базовых схем и их модификаций, применяются кондиционеры со специальными схемами компоновки оборудования.

В состав тепломассообменного оборудования кондиционеров КТЦ2 входят новые эффективные биметаллические теплообменники, которые используются для нагрева воздуха в воздухонагревателях и охлаждения воздуха в тепломассообменном блоке БТМ-2. Указанные теплообменники характеризуются высокими теплоаэродинамическими показателями, превышающими соответствующие характеристики выпускаемых ранее стальных теплообменников со спирально-навивным оребрением.

Многообразие внешних условий, данных по наружному и внутреннему климату, величин тепловых нагрузок, условий эксплуатации требует в каждом конкретном случае осуществлять выбор оборудования, входящего в состав кондиционеров КТЦ2. От правильности выбора оборудования и режимов его работы в большой степени зависит качество поддержания микроклимата, надежность и экономичность работы СКВ.

В настоящих материалах приводятся методики инженерного расчета и зубора тепломассообменного оборудования кондиционеров КТЦ2, базирующихся на теоретических и экспериментальных исследованиях, проведенных во ВНИИкондиционере. Представлены примерь расчета и выбора воздухонагревателей, поверхностных воздухоохладителей и камер орошения ОКФ и ОКС с учетом технических характеристик оборудования, приведенных в части I "Технические характеристики и конструктивные особенности кондиционеров КТЦ-2*

Апробация указанных методик в проектной практике показали их надежность и возможность использования для выбора оптимальных системных решений.

Методические материалы по расчету и выбору тепломассообменного оборудования кондиционеров КТЦ2 подготовлена к изданию сотрудниками ВНИИкондиционера (кандидаты техн. наук Б.И.Вялый, А.В.Степанов, Г.С.Куликсз, инженеры В.Н.Бондаренко, В.И.Владимиров, Н. Ф. Коссовский).

До Еыхода д свет более полных материалов они являются обязательным руководством для выбора оборудования кондиционеров КТЦ2 при проектировании систем кондиционирования ьоздуха и могут быть также использованы в работах пусконаладочных, монтажных и ремонтных организаций.

- 9 -

РАЗДЕЛ I

МЕТОДИКА РАСЧЕТА И ВЫБОРА ВОЗДУХОНАГРЕВАТЕЛЕЙ При расчете и выборе воздухонагревателей центральных кондиционеров встречаются два основных типа задач.

Первый из них заключается в выборе поверхности воздухонагревателя, т.е. в определении количества рядов базовых теплообменников и способа их обвязки по теплоносителю. При этом требуется обеспечить заданную теплопроизводительность (с учетом нормативного запаса) и теплоиспользование сетевой воды, определяемое температурным графиком ТЭЦ. Задачи такого типа называются прямыми задачами.

Второй тип задач (обратные задачи) представляет собой различные поверочные расчеты при известных конструктивных и теплотехнических характеристиках компоновок воздухонагревателей.

Расчет воздухонагревателей строится на основании совместного решения уравнений теплопередачи и теплового баланса

Q»KFAt_cc» у G)^aC6&$Atfc _; Q-Cw&w    (i.i)

где Cg^Cw" Удельные теплоемкости воздуха и воды, ккал/кг*°С; массовые расходы воздуха и воды, кг/ч;

F - площадь теплопередающей поверхности, м^;

Q - теплопроизводительность, ккал/ч;

Atcd - среднеарифметическая разность температур воздуха и воды, °С;

At6_TAt_w - перегрев воздуха и воды, °С.

Коэффициент теплопередачи К может быть представлен в виде зависимости

^a(4P)<p^w^    a-2)

где    -    массовая скорость воздуха в набегающем потоке,кг/м^*с;

W - скорость воды в трубках теплообменника, м/с;

Q _fD _r*£ - постоянные для конкретного типа базовых теплообменников коэффициенты, значения которых приведены в табл.I.I.

Таблица Г. I

Число рядов !	! а *	П !	Т !	6	! m
I	30,72	0,406	0,178	0,65	1,600
2	23,13	0,513	0,119	0,91	1,737

Величина аэродинамического сопротивления теплообменников (кг/м^) подсчитывается по формуле

АР_а=ЬЧ^;^р’    (ьз)

где 0^ - скорость воздуха в набегающем потоке при температуре воздуха 20°С.

Значения коэффициентов 6 и ГП приведены в табл.1.1.

В приложении 5 приведены графики для определения величины аэродинамического сопротивления при средней температуре воздуха, определяемой как полусумма температур на входе и выходе из теплообменника, равной 20°С.

В тех случаях, когда средняя температура воздуха отличается от 20°С необходимо проводить коррекции с помощью коэффициента ^ , величина которого дана в табл.1.2.

Таблица 1.2

. _t6* + t6H i I W г .-ю . i ! ! ! -5 1 0 * 5 i 10 i t I 15 120'- 0,91 0,92 0,94 0,95 0,97 0,98 I 1,02 1,03

При выборе воздухонагревателя необходимо располагать информацией о величине потерь напора теплоносителя AP_W , кг/м^.