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;

w - 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 w 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, м³/с	Скорость воздуха w, м/с	F_сеч. воздуховода, м²	Длина участка L, м	Коэф. сопр. тр. l	Re	Потери давл. DR_тр, Па

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	ω _ср, 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:

DR = SDR_тр + SDR_м + SDR_обор.,

где SDR_тр – потери давления в прямых участках, Па;

SDR_м – потери давления в местных сопротивлениях, Па;

SDR_обор. - потери давления в обрабатываемом

оборудовании, Па.

Потери давления на трение в прямом участке определяется по формуле

SDR_тр = ,

где l - коэффициент сопротивления трения;

– длина участка, м;

d – диаметр воздуховода, м;

r - плотность воздуха, кг/м³;

w - скорость воздуха, м/с.

Коэффициент сопротивления трения определяется по формуле

l = при Rе < 100 000;

l = где Rе > 100 000;

где Rе – критерий Рейнольдса,

Re = ,

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

Потери давления в местных сопротивлениях определяется по формуле

SDR_м = ,

где x - 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.

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Захаров Ю.В. Судовые установки кондиционирования воздуха и холодильные машины. Л., 1979. 584с.

2. Петров Ю.С. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Л., 1984. 160с.

3. Баркалов В.В., Карпис Е.Е. Кондиционирование воздуха в промышленных, общественных и жилых зданиях. М., 1982. 312с.

4. Свердлов Г.З., Явнель Б.К. Курсовое и дипломное проектирование холодильных установок и систем кондиционирования воздуха. М., 1978. 254с.

5. Селиверстов В.М. Расчеты судовых систем кондиционирования воздуха. Л., 1971. 264с.

6. Мундингер А.А. и др. Судовые системы вентиляции и кондиционирования воздуха. Л., 1974. 408с.

7. Голубков и др. Кондиционирование воздуха, отопление и вентиляция. М., 1982.232с.

8. Строительные нормы и правила СНиП 2.04.05 – 91^* Нормы проектирования. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. М., 2003. 64с.

9. ГОСТ 12.1.005.-88. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны. М. 1998. 76с.

10 Справочник проектировщика. Внутренние санитарно-технические устройства. 3ч. 4.3. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Кн. 1 и 2. Под редакц. Павлова н.Н. и Шиллера Ю.И. 4 изд. М, 1992. 320с.

11. Богословский В.Н., Кокорин О.Я. и Петров Л.В. Кондиционирование воздуха и холодоснабжение. М., 1985. 416.

12. Малова Н.Д. Справочник. Системы вентиляции и кондиционирования воздуха. Рекомендации по проектированию для предприятий пищевой промышленности. М., 2005. 400с.

13. Знаменский Р.Б. Методические рекомендации по расчету безвихревых воздухораспределителей, ЛИОТ. Л., 1989.20с.

14. Гримитлин М.И. Распределение воздуха в помещениях.

СПб., 1994. 316с.

Приложение 1

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО РЫБОЛОВСТВУ

Федеральное государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Дальневосточный государственный технический

рыбохозяйственный университет»

(ФГОУ ВПО «ДАЛЬРЫБВТУЗ»)

Кафедра Холодильная техника, кондиционирование

и теплотехника

1 2 3 4 56