Malasz mi dal POLITECHNIKA POZNAŃSKA

INSTYTUT INŻYNIERII ŚRODOWISKA

ZAKŁAD OGRZEWNICTWA, KLIMATYZACJI

I OCHRONY POWIETRZA

PROJEKT INSTALACJI KLIMATYZACYJNEJ

Langner Michał

gr.12 ,rok akademicki 2005/2006

1. Zakres opracowania

Przedmiotem opracowania jest budynek żytkowy w Kielcach. W opracowaniu przedstawiono projekt instalacji klimatyzacyjnej.

2. Dane projektowe:

wysokość pomieszczenia: 3,5m

powierzchnia: 168 m2

obciążenia chłodnicze pomieszczenia: q_j=1000 W/m²

zyski ciepła utajonego: q_u=8 W/m²

lokalizacja pomieszczenia technicznego: zewnętrzna

odległość w poziomie agregatu sprężarkowo-skraplającego od parownika (chłodnicy): L=10m

różnica wysokości pomiędzy agregatem sprężarkowo-skraplającym a parownikiem: Δh= 4m

typ wymiennika do odzysku ciepła w centrali klimatyzacyjnej: regenerator obrotowy

sposób nawiewu powietrza do pomieszczenia: wyporowy

zastosować parowy nawilżacz powietrza

3. Dane dotyczące budynku:

Wymiary pomieszczenia AxBxH: (A- szerokość , B-długość , H- wysokość ) - 12x14x3,5m

Powierzchnia pomieszczenia -168

Kubatura pomieszczenia -588

4. Parametry pracy instalacji:

Budynek wyposażony będzie w instalacje nawiewno - wywiewną:

Przyjęto następujące obciążenia pomieszczenia klimatyzowanego:

obciążenie chłodnicze pomieszczenia Qj =100 W/m²

zyski ciepła utajonego Qu = 8 W/m²

Parametry obliczeniowe powietrza zewnętrznego:

Parametry powietrza zewnętrznego dla lata:

temperatura powietrza: t₁ = 30,0 ^oC

ilgotność względna φ₁=52%

Parametry powietrza zewnętrznego dla zimy:

temperatura powietrza wg termometru suchego: t₂ = -20,5 ^oC

wilgotność względna φ₂=100%

Parametry obliczeniowe powietrza wewnętrznego:

Parametry powietrza wewnętrznego dla lata:

temperatura w pomieszczeniu: t₃ = 24 ^oC

wilgotność powietrza: φ₃ = 47%

Parametry powietrza wewnętrznego dla zimy:

temperatura w pomieszczeniu: t₄ = 20 ^oC

wilgotność powietrza: φ₄ = 47%

Ilość powietrza wentylacyjnego:

Usunięcie zysków ciepła w pomieszczeniu przy zachowaniu różnicy temperatur pomiędzy temperaturą w pomieszczeniu i temperaturą nawiewu Δt = 4 K dla większego komfortu osób pracujących w budynku.

5. Rozwiązania techniczne instalacji klimatyzacji

Powietrze będzie dostarczane do pomieszczenia przez centralę klimatyzacyjną nawiewno-wywiewną znajdującą się w pomieszczeniu maszynowni wentylacyjnej.

Obliczone wydajności wynoszą odpowiednio:

strumień powietrza nawiewanego Vn = 12,600 m³/h

strumień powietrza wywiewanego Vw = 12,600 m³/h

Strumień powietrza został ustalony na podstawie przyjętego (wyznaczonego w karcie tematycznej zadania projektowego) obciążenia chłodniczego w pomieszczeniu Qj= 100 W/m2 i założonej różnicy temperatur Δt = 4 K.

Centrala klimatyzacyjna składa się z następujących sekcji:

NAWIEW:

- króciec

- przepustnica,

- filtr,

- regenerator obrotowy,

- chłodnica freonowa,

- nagrzewnica wodna lub elektryczna

- nawilżacz parowy,

- wentylator nawiewny,

- tłumik akustyczny,

- króciec

WYWIEW:

- króciec

- tłumik akustyczny,

- filtr,

- układ odzysku ciepła,

- wentylator wywiewny,

- przepustnica,

- króciec

Sposób pracy układy klimatyzacyjnego:

- Praca w sposób ciągły

- Obniżenie wydajności poza okresem użytkowania.

- Dla obniżenia zużycia energii cieplnej i elektrycznej w centrali przewidziano

zastosowania układu odzysku ciepła (regenerator obrotowy)

- Sterowanie wydajnością wentylatorów będzie się odbywać z wykorzystaniem

programatorów czasowych.

- Powietrze będzie uzdatniane w centrali klimatyzacyjnej (filtracja i chłodzenie w okresie

letnim, filtracja, ogrzewanie i nawilżanie w okresie zimowym).

- W okresie zimowym nawiewane powietrze będzie miało temperaturę +20 °C.

- W tacach ociekowych układu odzysku ciepła i sekcji chłodnicy umieszczone będą króćce

odpływowe instalacji skroplinowej.

- Instalacja podłączona będzie z kanalizacją poprzez syfony o słupie wody zapewniającym szczelność centrali.

- Centrala powinna być na dachu klimatyzowanego pomieszczenia.

- W pomieszczeniu klimatyzowanym przyjęto wyporowy system wymiany powietrza typu dół-góra.

- Instalację wentylacyjną zaprojektowano z kanałów wentylacyjnych prostokątnych i kołowych łączonych kołnierzowo na uszczelkę wykonanych z blachy stalowej ocynkowanej, Wszystkie przewody zostaną izolowane wełną mineralną grubości 40 mm pokrytą folią aluminiową.

6. Elementy instalacji klimatyzacyjnej

Centrala klimatyzacyjna

W projekcie wykorzystano centralę firmy SWEGON typ Basic 020 z obrotowym wymiennikiem ciepła, o sprawności odzysku ciepła jawnego osiągającej poziom do 80,5%. Grubość rotoru 250mm, wersja. Wymiennik wyposażony jest w przepustnicę obejściową (by-pass) i sprzężoną z nią przepustnicą na wlocie do wymiennika oraz opatentowany system pomiaru temperatury w wymienniku i regulacji pracy przepustnic. Pozostałe dane techniczne centrali przedstawiono w załączniku do projektu. Centrala będzie dostarczona z konstrukcją wsporczą i podstawą amortyzującą drgania oraz umożliwiającą odprowadzenie skroplin, a także z elementami montażowymi i eksploatacyjnymi, termostatem przeciwzamrożeniowym i wyłącznikiem serwisowym. Centrala posadowiona będzie zgodnie z wytycznymi producenta.

Przewody wentylacyjne

Powietrze rozprowadzone będzie z wykorzystaniem kanałów wentylacyjnych z blachy stalowej ocynkowanej. Rzędne wysokości usytuowania kanałów podano na rysunkach. Powietrze nawiewane rozprowadzane będzie magistralnie kanałem prostokątnym przymocowanym do konstrukcji stropu a następnie doprowadzane do nawiewników, prostokątne kanały wywiewne zbierające powietrze z kratek wywiewnych są zamontowane przy stropie.

Charakterystyka projektowanych kanałów i kształtek wentylacyjnych:

• blacha stalowa ocynkowana

• grubość blachy wg PN-B-03434

• klasa wykonania: niskociśnieniowe, typ N (-400÷+ 1000 Pa) wg PN-B-03434

• klasa szczelności: B (O podwyższonej szczelności) wg PN-B-76001,

• połączenie przewodów wg PN-B-76002,

• kanały wentylacyjne okrągłe:

• sztywne — kanały wentylacyjne typu SPIRO system

• zawiesia: pręty gwintowane (szpilki) i taśmy montażowe,

Instalacja prowadzona jest w obrębie strefy pożarowej, nie zaplanowano wykorzystania odcinających klap przeciwpożarowych.

Elementy nawiewne, wywiewne oraz umożliwiające transfer powietrza

Powietrze będzie nawiewane do pomieszczenia za pomocą nawiewników wyporowych zamontowanych przy ścianach budynku firmy HALTON typ AFB-500 Powietrze będzie wywiewane za pomocą stalowych kratek wywiewnych firmy HALTON typ ALE-1500x200. Lokalizację i detale podłączenia przedstawiono na rysunkach. Kolorystykę nawiewników i wywiewników należy uzgodnić z inwestorem i architektem. Rozmieszczenie nawiewników wynika z przekazanych podkładów architektonicznych, ustalonego z inwestorem trybu wykorzystania pomieszczenia i założenia uzyskania optymalnych warunków w strefie przebywania ludzi. Przed ostatecznym montażem przeprowadzona będzie koordynacja usytuowania nawiewników z elementami pozostałych instalacji w obrębie ścian budynku.

Czerpnia, wyrzutnia

Powietrze będzie czerpane za pośrednictwem czerpni zintegrowanej z centralą.. Powietrze będzie usuwane za pośrednictwem wyrzutni zintegrowanej z centralą.

Przepustnice regulacyjne

Przepustnice regulacyjne jednopłaszczyznowe (na kanałach okrągłych) zostaną zamontowane na odgałęzieniach zgodnie z rysunkową częścią opracowania. Skrzynki rozprężne nawiewników wyposażone są w przepustnicę wielopłaszczyznowe umożliwiającą regulację wydajności od strony pomieszczenia (nawiewnika). Dostęp do przepustnic usytuowanych w kratkach wywiewnych będzie możliwy od strony pomieszczenia klimatyzowanego. Instalację należy wyregulować aerodynamicznie zgodnie z przedstawionymi w projekcie strumieniami objętości .

Izolacje kanałów powietrza

Zaprojektowano izolację kanałów matami izolacyjnymi z wełny mineralnej pokrytymi folią aluminiową (przewodność cieplna 0,045 W/mK, gęstość 30 kg/m3).

Założono grubości izolacji równą 45 mm:

Kanały prowadzone na zewnątrz budynku będą wyposażone w płaszcz z blachy stalowej ocynkowanej. Izolację kanałów przedstawiono na rysunkach.

Zawieszenie kanałów wentylacyjnych

Kanały zawieszone będą na:

• prętach gwintowanych (szpilkach) wkręcanych w kotwy(kołki rozporowe)

• taśmach montażowych lub wkrętami bezpośrednio w kanał

Elementy zawieszeń będą wykonane z materiałów niepalnych zapewniających wystarczającą wytrzymałość mechaniczną w razie pożaru adekwatną do odporności ogniowej przewodu. Elementy zawieszeń (szyny i pręty montażowe) należy

wyposażyć we wkładki gumowe umożliwiające tłumienie hałasu i drgań. Kanały należy podwieszać co 2,0 mb kanału.

Inne elementy inst. klimatyzacyjnej:

Pozostałe elementy instalacji będą wykonane zgodnie załączonymi rysunkami.

Układ chłodniczy:

Źródłem chłodu dla chłodnicy freonowej zlokalizowanej w centrali będzie układ chłodniczy bezpośredniego odparowania pracujący na czynniku R404A. Dobrano agregat sprężarkowy firmy FRIGO typ UM 2x400MT. Miedziane przewody czynnika chłodniczego (ssawny 64x2,0 mm, cieczowy 42x1,5 mm) będą izolowane otuliną z wełny mineralnej i płaszczem PE.

7. Wytyczne

Praca instalacji klimatyzacyjnej wymaga dostarczenia odpowiednich mediów, niezbędnych do prawidłowego funkcjonowania instalacji oraz układu automatyki, który pozwoli sterować całą instalacją klimatyzacyjną.

Wytyczne dla branży architektonicznej:

W projekcie architektonicznym należy uwzględnić:

• przystosowanie elementów konstrukcyjnych budynku do zamontowania

elementów układu klimatyzacji,

• wykonanie elementów montażowych dla prowadzenia kanałów wentylacyjnych i

oraz posadowienia centrali.

• rewizje w suficie podwieszonym do obsługi przepustnic, nawiewników i rewizji

kanałowych

• lokalizację agregatu sprężarkowo-skraplającego na zewnątrz budynku

Wytyczne dla branży elektrycznej

Przyjęto, że centrum dla całego układu elektrycznego będzie szafa rozdzielcza . Szafa zasilana jest z rozdzielni energetycznej napięciem przemiennym 3 x 230V / 400V AC. Zawiera ona w sobie zasilanie i sterowanie wszystkimi urządzeniami niezbędnymi do pracy instalacji. Znajdują się w niej również zabezpieczenia zwarciowe, różnicowo - prądowe i termiczne dla sterowanych urządzeń z możliwością szybkiego odcięcia zasilania. Z szafy rozdzielczej prowadzone będą przewody do poszczególnych urządzeń. Trasy kablowe prowadzić w korytkach kablowych

Wytyczne dla branży AKPiA (aparatura kontrolno - pomiarowa i automatyka):

Przyjęto, że w zaprojektowany układ wyposażony będzie w aparaturę kontrolno pomiarową i automatyczną regulację pracy. Elementy układu takie jak centrala klimatyzacyjna i agregat sprężarkowy posiadają wbudowane układy automatyki, niezbędne dla ich prawidłowego funkcjonowania. Dodatkowymi elementami które mogą być wprowadzone do układu są: elektroniczne sterowniki służące do nadzoru takich wielkości fizycznych jak temperatura, ciśnienie, wilgotność w systemie klimatyzacyjnym. Sterownik posiada wiele różnych zastosowań, jednak najbardziej efektywnie wykorzystanie to sterowanie prędkością wentylatorów powietrznych. Oprócz sterownika potrzebny jest jeszcze element wykonawczy. Wielkość elementu wykonawczego uzależniona jest od prądu roboczego pobieranego przez silniki wentylatorów oraz od ilości faz. Możliwe jest również przyłączenie urządzeń innych urządzeń takich jak: przetwornica częstotliwości, transformatory wielostopniowe sterowane sygnałem analogowym. Opcjonalnie można wprowadzić system monitoringu wszystkich sterowników. System nadzoru pozwala na monitorowanie wszystkich sterowników przystosowanych do szeregowej komunikacji. Pozwala to zezwala na scentralizowanie wszystkich parametrów pracy. Dodatkowo zezwala na ciągłe monitorowanie i ochronę systemu. Wszystkie te zalety można osiągnąć poprzez: urządzenia alarmujące (fax, sygnał alarmowy, raport na papierze lub w postaci pliku, połączenie z komputerem w firmie serwisowej) lub znormalizowane nagrywanie i drukowanie graficznych wykresów wskazywanych wartości temperatury, wilgotności i ciśnienia

Wytyczne dla branży instalacyjnej

W projektach instalacji sanitarnych należy uwzględnić:

wykonanie wpustów kanalizacyjnych do odprowadzania skroplin

• doprowadzenie instalacji czynnika grzewczego do nagrzewnicy w centrali klimatyzacyjnej

• wykonanie rurociągów czynnika chłodniczego pomiędzy agregatem

chłodniczym a chłodnicą w centrali klimatyzacyjnej

Wytyczne dla branży wodociągowej

W projektowanym układzie klimatyzacyjnym woda wodociągowa zużywana jest w nawilżaczu w celu nawilżenia powietrza nawiewanego do wymaganych parametrów. Przyjęto że woda do tego celu będzie pobierana z miejskiej sieci wodociągowej a następnie poddawana zmiękczaniu na automatycznym zmiękczaczu jonowymiennym o odpowiedniej wydajności.

Wytyczne dla branży kanalizacyjnej

W wyniku działania układu chłodniczego będzie następowało powstawanie skroplin. Przyjęto, że będą one zbierane i odprowadzane wraz ze ściekami z budynku, do miejskiej sieci kanalizacyjnej.

Uziemienie urządzeń i kanałów wentylacyjnych

Urządzenia oraz kanały instalacji klimatyzacyjnej należy podłączyć do instalacji uziemiającej przewodami o wymaganych przekrojach. Kanały wentylacyjne i inne urządzenia należy podłączyć do instalacji uziemiającej zgodnie z dokumentacją producenta i połączyć przewodami wyrównawczymi

Posadowienie centrali klimatyzacyjnych

Centrale wentylacyjne należy posadowić w sposób zgodny z wytycznymi producenta i zabezpieczający przed przenoszeniem drgań i wibracji oraz obciążeń dynamicznych na konstrukcję budynku.

Warunki techniczne wykonania i odbioru inastalacji

Spełnione powinny być następujące wymagania:

• zabezpieczenia przed drganiami i hałasem,

• zmniejszenia zużycia energii,

• bezpieczeństwa pracy,

• bezpieczeństwa pożarowego,

• zapewnienia warunków higienicznych,

Spełnienie tych warunków jest możliwe pod warunkiem przestrzegania omawianych zaleceń technicznych.

8. Obliczenia i dobór urządzeń

Bilans powietrza wentylowanego:

Obliczenia obciążeń chłodniczych:

Zyski ciepła jawnego:

Q_j = A q_j [W]

q_j - obciążenia chłodnicze pomieszczenia: q_j=100 W/m²

A - powierzchnia pomieszczenia: A=168 m²

Q_j = 168 x 100 = 16800 W=16,8 kW

Zyski ciepła utajonego (zyski wilgoci)

Qu = A q_u [W]

q_j - zyski ciepła utajonego: q_j=8 W/m²

A - powierzchnia pomieszczenia: A=168 m²

Qu = 168 x 8 = 1344 W=1,34 kW

Wyznaczenie ilości powietrza wentylacyjnego:

kryterium obciążeń cieplnych

Qj -wartość zysków ciepła w pomieszczeniu

r - gęstość powietrza, r = 1,2 kg/m3,

c_p - ciepło właściwe powietrza, c_p = 1,005 kJ/kgK,

Δt - różnica temperatur powietrza nawiewanego i usuwanego z pomieszczenia,

Δt = 4 K

V=12600m³/h - przyjęto, że strumień powietrza nawiewanego będzie równy ilości powietrza wywiewanego.

Schemat układu sekcji klimatyzacyjnej:

Obliczenia powietrza w układzie dla lata (zobrazowane na wykresie h-x)

Ustalenie położenia charakterystycznych parametrów powietrza:

Pkt. P - parametry powietrza w pomieszczeniu:

X_p=8,5g/kg

H_p=46kj/kg

T_p=24C

φ _p=47%

Pkt. N - parametry powietrza nawiewanego:

Qu = A q_u [W]

q_j - zyski ciepła utajonego: q_j=8 W/m²

A - powierzchnia pomieszczenia: A=168 m²

Qu = 168x8 =1344 W=1,34kW

N

t_n=20°C

x_n=8,2 g/kg

h_n=40,91 kJ/kg

φ _n=57%

Pkt. Z - parametry powietrza zewnętrznego:

t_z=30°C

x_z=13,4g/kg

h_z=64,9kJ/kg

φ _z=52%

Pkt. Z' - parametry powietrza za wymiennikiem ciepła

Sprawność odzysku ciepła przez wymiennik krzyżowy odczytano z nomogramu dołączonego do projektu.

x_z = x_z'

x_z'=13,4 g/kg

Z'

t_z'=25,2°C

x_z'=13,4g/kg

h_z'=59,46kJ/kg

φ _z'=68,5%

Pkt. D - parametry powietrza przy 100% wydajności chłodnicy

T_ATP =109°C

φ _ATP = 100%

ATP

t_ATP=10°C

x_ATP=7,6g/kg

h_ATP=29,1kJ/kg

φ _ATP=100%

Pkt. 1 - parametry powietrza za chłodnicą:

- współczynnik obejścia (bocznikowy) chłodnicy

x₁=x_n

x_n=8,2 g/kg

1

t₁=11,6°C

x₁=8,2 g/kg

h₁=32,34 kJ/kg

φ ₁=94%

Obliczenia powietrza w układzie dla zimy (zobrazowane na wykresie h-x)

Ustalenie położenia charakterystycznych parametrów powietrza:

Pkt. P - parametry powietrza w pomieszczeniu:

X_p=6,7 g/kg

H_p=37,5kj/kg

T_p=20C

φ _p=47%

Pkt. N - parametry powietrza nawiewanego:

t_n = t_p

t_n=20°C

N

X_p=6,4 g/kg

H_p=36,34kj/kg

T_p=20°C

φ _p=45%

Pkt. Z - parametry powietrza zewnętrznego:

t_z= - 20,5 °C

x_z=0,6g/kg

φ _z=100%

h_z= -18,88 kJ/kg

Pkt. Z' - parametry powietrza za wymiennikiem:

x_z = x_z'

x_z'=0,6 g/kg

Z'

t_z'= 12,1°C

x_z'=0,6g/kg

h_z'=13,67kJ/kg

φ _z'=19,5%

Pkt. 2 - parametry powietrza za nagrzewnicą

x_z = x_z'=x₂

x₂=0,6 g/kg

t_n = t_p=t₂

t₂=20°C

2

t₂= 20°C

x₂=0,6g/kg

h₂=21,62kJ/kg

φ ₂=5%

Wydajności poszczególnych urządzeń:

Lato:

wydajność cieplna chłodnicy

wydajność cieplna nagrzewnicy

Zima:

wydajność cieplna nagrzewnica

strumień wilgoci nawilżacza parowego

9. Dobór elementów centrali:

Dobrano centralę klimatyzacyjną nawiewno - wywiewną produkcji SWEGON typ Basic020.

Sekcja regeneratora obrotowego ciepła:

sprawność temperaturowa odzysku ciepłą: osiąga poziom 80,5%

projektowana strata ciśnienia: 246 Pa

Sekcja wentylatorów:

sekcja wentylatora promieniowo - osiowego firmy SWEGON BASIC BCRB

Wentylator nawiewny:

różnica ciśnienia całkowitego linii nawiewnej

Δpc = 554,84Pa

prędkość obrotowa:

n = 1200obr/min

moc silnika na wale:

N = 3,6 kW

Wentylator wywiewny:

różnica ciśnienia całkowitego linii nawiewnej

Δpc = 429,04Pa

prędkość obrotowa:

n = 1115 obr/min

moc silnika na wale:

N = 2,2 kW

Przepustnica:

Sekcja wentylatorów posiada standardowo przepustnice

Projektowana strata ciśnienia: 13 Pa

Sekcja Filtracji:

filtr BCFB EU3

projektowana strat ciśnienia: 77 Pa

zamontowany na nawiewie

filtr BCFC EU3

projektowana strat ciśnienia: 86 Pa

zamontowany na wywiewie

Sekcja nawilżania, chłodzenia, nagrzewania:

Nagrzewnica:

nagrzewnica wodna BCLA

projektowana strat ciśnienia: 24 Pa

nawilżacz parowy:

BCHB

Chłodnica:

chłodnica freonowa BCKC 4rzędowa

projektowana strat ciśnienia: 85 Pa

Sekcja tłumienia:

Tłumiki BCDA

projektowana strat ciśnienia: 32 Pa

10. Dobór nawiewników:

Dobrano 6 nawiewników wyporowych firmy HALTON typu AFB-500.

Powierzchnia efektywna nawiewnika:

Prędkość wypływu efektywna - rzeczywista

Strata ciśnienia:

Δp - strata ciśnienia odczytana z nomogramu

Δp = 13 Pa

Moc akustyczna:

L_wa=25 db

Przed nawiewnikami zastosowano przepustnice w celu zrównoważenia hydraulicznego instalacji.

4przepustnice soczewkowe firmy SMAY typu PS

11. Dobór wywiewników:

Dobrano 6 kratek wentylacyjnych firmy HALTON typu ALE-1500x200 ze zintegrowaną przepustnicą.

Powierzchnia efektywna wywiewnika:

Prędkość wypływu efektywna - rzeczywista

Strata ciśnienia:

Δp - strata ciśnienia odczytana z nomogramu

Δp = 11 Pa

Moc akustyczna:

L_wa=35 db(A)

12. Dobór czerpni i wyrzutni

Dobrano czerpnie i wyrzutnię firmy zintegrowane z centralą klimatyzacyjną SWEGON.

Straty ciśnienia na

-czerpni 7 Pa

-wyrzutni 14 Pa

13. Obliczenia aerodynamiczne instalacji powietrznej. Regulacja instalacji

Obliczenia hydrauliczne wykonano na podstawie nomogramów firmy SYSTEMAIR.

W instalacji nawiewnej straty ciśnienia w przewodach do nawiewników N1 i N2 okazały się największe i wynoszą 554,84 Pa. W pozostałych należy zdławić ciśnienie w celu wyrównania jego strat w węzłach. Do zdławienia ciśnienia wykorzystano przepustnice regulacyjne umieszczone przed nawiewnikami.

Ciśnienie do zdławienia dla poszczególnych nawiewników:

Nawiewnik	N1	N2	N3	N4	N5	N6
Ciśnienie do zdła- wienia [Pa]	0	0	13,5	13,5	28,9	28,9

W instalacji wywiewnej największe straty są w przewodach prowadzących do wywiewników W1 i W2 i wynoszą 429,04 Pa. W pozostałych obiegach ciśnienie zostało zdławione w przepustnicach zastosowanych z kratkami wywiewnymi.

Wywiewnik	W1	W2	W3	W4	W5	W6
Ciśnienie do zdła- wienia [Pa]	0	0	11,45	11,45	24	24

14. Obliczenia termodynamiczne obiegu chłodniczego dla chłodnicy z bezpośrednim odparowaniem czynnika chłodniczego

Założenia:

czynnik chłodniczy 404 A

w układzie realizowany jest obieg przegrzany z wykorzystaniem przegrzania w termostatycznym zaworze rozprężnym

odległość w poziomie agregatu sprężarkowo-skraplającego od parownika (chłodnicy)L = 10m

różnica wysokości pomiędzy agregatem sprężarkowo-skraplającym a parownikiem h = 4m

róznica pomiędzy temperaturą parowania, a temperaturą „D” t =t_D-t₀ =4K

przegrzanie czynnika chłodniczego w termostatycznym zaworze rozprężnym t_p = 9,0 K

dochładzanie czynnika chłodniczego w dochładzaczu t_ρ = 10,0 K

temperatura parowania czynnika chłodniczego t₀ = 4,0 ^oC

temperatura skraplania czynnika chłodniczego t_k = 45

Parametry punktów charakterystycznych obiegu chłodniczego

Punkt	t	T	h	p	s	x		ρ
	^oC	K
1	13	286,2	379	6,8	1,646	-	0,031	32,3
1'	4	277,2	370	6,8	1,615	1,0	0,029	34,5
2	58	331,2	403	21	1,646	-	0,0097	103,1
2'	45	318,2	385	21	1,593	1,0	0,0085	117,6
3	44	317,2	274	21	1,245	0,0	0,00085	1176,5
4	43,7	316,9	249	21	1,165	-	0,00081	1250
5	3	276,2	249	6,8	1,155	0,26	0,0045	222,2

Parametry obiegu chłodniczego

całkowita wydajność (moc) chłodnicza obiegu (obliczona wydajność cieplna chłodnicy)

właściwa wydajność chłodnicza

strumień masy czynnika chłodniczego

właściwe obciążenie (wydajność) cieplna skraplacza

moc cieplna skraplacza

właściwe obciążenie (wydajność) cieplna dochładzacza

moc cieplna dochładzacza

moc cieplna skraplacza i dochładzacza

teoretyczna jednostkowa praca sprężania (właściwa praca obiegu)

teoretyczna moc napędowa sprężarki (właściwa praca obiegu)

wydajność objętościowa

jednostkowa objętościowa wydajność chłodnicza

teoretyczny współczynnik wydajności chłodniczej

Dobór elementów układu chłodniczego

Odległość w poziomie agregatu sprężarkowo - skraplającego od parownika (chłodnicy)

L = 10,0 m

Różnica wysokości pomiędzy agregatem sprężarkowo - skraplającym a parownikiem

Δh = 4,0 m

Dobór przewodu cieczowego pomiędzy pomiędzy skraplaczem a parownikiem (zaworem regulacyjnym):

Prędkość dopuszczalna w granicach: w_c = 0,4 - 0,8 (1,0) m/s

Założony wymiar przewodu cieczowego,42x1,5 (rury miedziane)

Średnica wewnętrzna przewodu cieczowego, d_c.w. = 39 mm

Kryterium prędkość zostało spełnione, rzeczywista prędkość czynnika w przewodzie cieczowym mieści się w podanym przedziale.

Dobór przewodu ssawnego pomiędzy parownikiem a sprężarką

Prędkość dopuszczalna w granicach: w_c =7- 12 m/s

Założony wymiar przewodu cieczowego, 64x2,0 (rury miedziane)

Średnica wewnętrzna przewodu cieczowego, d_c.w. = 60 mm

Kryterium prędkość zostało spełnione, rzeczywista prędkość czynnika w przewodzie ssawnym mieści się w podanym przedziale.

Termostatyczny zawór rozprężny TZR:

gdzie:

Δp₁ - strata ciśnienia w rurociągu cieczowym: [Pa]

Δp₂ - strata ciśnienia na oporach miejscowych: [Pa]

Δp₃ - strata ciśnienia w rozdzielaczu cieczy: [Pa]

Δp₄ - strata ciśnienia w rurociągu za rozdzielaczem: [Pa]

Δp₅ - strata ciśnienia na zaworze TZR: [Pa]

Δp_K - ciśnienie skraplania: [Pa]

Δp₀ - ciśnienie parowania: [Pa]

Ciśnienie skraplania:

Ciśnienie parowania:

Strata ciśnienia w rurociągu cieczowym:

gdzie:

L - odległość w poziomie agregatu sprężarkowo - skraplającego od parownika:

L = 10 m

λ - w zależności od liczby Reynoldsa , gdzie Re. wynosi:

gdzie:

v₄ - kinematyczny współczynnik lepkości dla czynnika R404A
v₄ = 1,44·10^-7 m²/s.

Ostatecznie otrzymujemy:

Strata ciśnienie na oporach miejscowych:

Δp₂ =0,2·10⁵ Pa

Ciśnienie hydrostatyczne ciekłego czynnika w pionowym odcinku rurociągu

Strata ciśnienia w rozdzielaczu cieczy:

Δp₄ = 0,5·10⁵ Pa

Strata ciśnienia w rurociągu za rozdzielaczem:

Δp₅ = 0,5·10⁵ Pa

Strata ciśnienia na zaworze TZR:

Dobrano elektroniczny termostatyczny zawór rozprężny firmy Danfoss typ TE 55-37.0 z dyszą 01.

Wydajność obliczeniowa do doboru zaworu została skorygowana dla warunków

projektowych:

-
= 10,0 K

-
= 4,0 K

-
= 12, 5·10⁵ Pa

Współczynnik korekcyjny dla projektowanego dochłodzenia:

k = 1,1

Na podstawie powyższych danych dobrano agregat skraplający firmy Frigo typ UM2x500MT dla czynnika chłodniczego R 404A :

---