Построение процессов обработки в I-d диаграмме и тепловлажностные расчеты цикла обработки газовой среды.

1) для построения процессов обработки воздуха примем предварительно следующие параметры наружного воздуха и воздуха в помещениях:

-параметры наружного воздуха летом t_нв = 30°С, φ_нв = 65%;

-параметры воздуха в помещении летом t_пом = 21,5°С, φ_пом = 55%;

-параметры наружного воздуха зимой t_нв = -3°С, φ_нв = 70%;

-параметры воздуха в помещении зимой t_пом = 22°С, φ_пом = 60%;

Для летнего режима:

Ԑ_п.л.=3600(Q_изб^л_/W_изб^л) = 3600*(24/10) = 8640кДж/кг.

Для зимнего режима:

Ԑ_п.л.=3600(Q_изб^з_/W_изб³) = 3600*(-20/12) = -6000кДж/кг

Летний режим:

Принимаем степень рециркуляции равную 50%: т. Д - точка смешения наружного и рециркуляционного воздуха.

Определим величину подогрева воздуха в вентиляторе по формуле:

∆t_вт≈0,0008 *Н_вт/ɳ_вт,

Н_вт – полное давление вентилятора, Н_вт =1800Па

ɳ_вт – КПД вентилятора. Принимая ɳ_вт≈0,8, подогрев воздуха в вентиляторе:

∆t_вт≈0,0008*1800/0,8=1,8°С.

Д-А – нагрев воздуха в вентиляторе на 2°С.

А-В – охлаждение в воздухоохладителе

t_c=t_п- t_p.

∆t_p=6...8°C.

t_c=21,5 - 8=13,5°C.

Температура кипения хладагента:

В качестве хладагента выбираем R-22 c t₀=8°С.

t_В =10,5°C; I_В=29,5 кДж/кг;

В-С – нагрев воздуха в воздуховоде на 3°С.

t_С=13,5°C; I_пр=32 кДж/кг;

Рабочая разность температур: ∆t=t_Н-t_С=30-13,5=17,5°С

С-П – процесс тепловлагоассимиляции.

Зимний режим:

I_С’=I_П+∆I_p=I_П+Q_пот/G_B;
I_С’=47+3=50 кДж/кг;

Н’–Б’ – подогрев воздуха в воздухонагревателе 1 ступени до t_Б’=15°С

I_Н’ =2,5 кДж/кг; l_Б’=21 кДж/кг.

Д’-А’ – подогрев воздуха в вентиляторе на 2°С.

t_Д’ =17°С; I_Д’=32,5 кДж/кг; d_Д’=6,1 г/кг.

А’-С’ – увлажнение воздуха паром.

t_А=26°С; d_А’=9,5 г/кг.

С’-В’ – подогрев воздуха в воздухонагревателе второй ступени до

t_В’=29°C; I_В’=53 кДж/кг;

В’-Пр – охлаждение воздуха в воздухопроводе

t_Пр =26°C; I_Пр=50 кДж/кг

Пр-П’ – процесс тепловлагоассимиляции.

2) Расход приточного воздуха:

G_в=Q_л/I_П-I_Пр=2,4/(47-50)=0,8 кг/с;

G_в=G_в/n=0,8/2=0,4 кг/с

n – число агрегатов кондиционирования.

3) Воздухопроизводительность кондиционирования:

Объемная производительность:

V_в=G_в/ρ_нв=0,4/1,2=0,33 м³/c.

4) Общий минимальный расход НВ, который должна обеспечить судовая СКВ:

V_нв=V_нл*n_л=33*24=792 м³/ч=0,22 м³/с

V_нл=33 м³/ч*чел – санитарная норма подачи НВ.

N_{л –} количество людей.

5) Тепловая нагрузка на воздухоохладитель:

Q_во=G_в(I_А-I_В)=0,4*(62,5-29,5)=13,2 кВт;

6) Холодопроизводительность кондиционера:

Q₀=Q_во*1,1= 14,5 кВт;

7) Теплоприток, подведенный в НВ₁:

Q_вн1=G_в(I_Б’-I_Н’)=0,4*(21-2,5)=21 кВт;

8) Теплоприток, подведенный в НВ₂:

Q_вн2=G_в(I_В’-I_С’)=0,4*(50-53)=1,2 кВт;

9) Теплоприток, подведенный в увлажнитель:

Q_у=G_в(I_С’-I_А’)=0,4*(34,5-32)=1 кВт;

10) Теплоприток, подведенный в вентилятор:

Q_в=G_в(I_А’-I_Д’)=0,4*(32,5-30)=1 кВт;

11) Полная теплопроизводительность кондиционера:

Q_к=Q_вн1+Q_в+Q_у+Q_вн2=21+1+1+1,2=23,2 кВт.

Выбор и обоснование конструктивных схем всех аппаратов и

Механизмов агрегата.

1) Выбор воздухоохладителя:

Выбираем воздухоохладитель с непосредственным испарением хладона. Воздухоохладитель кондиционера является испарителем холодильной машины, системы с непосредственным испарением хладона более экономичны, меньше по массе и габаритам, чем системы с рассольным охлаждением, в системе отсутствует специальный рассольный испаритель, рассольный циркуляционный насос и т. п., благодаря чему уменьшаются капитальные и эксплуатационные затраты на холодильную установку. Для воздухоохладителя выбираем трубчато-пластинчатую поверхность теплообмена со спиральными ребрами.

Для данного судна принимаем центральный кондиционер «Бриз-19», с воздухоохладителем типа ВФ.

Для такой поверхности:

δ_Р =0,3 мм, S_р=2,5 мм, d_н=10 мм, =6,6

D_вн=8 мм, S₁=25 мм, S₂=22 мм, β=12,2 мм, β=13,4 мм, k_f=0,51.

В качестве хладагента выбираем R-22 c t₀=8°C.

2) Выбор воздухонагревателей:

На морских судах и других судах целесообразнее применять водяные и паровые воздухонагреватели, при этом паровые в двое компактней водяных.

Выбираем паровые воздухонагреватели с пластинчатым оребрением

(d_н= 10 мм) теплообменной поверхности. Подвод пара давлением 0,4 МПа и температурой 120°С, отвод конденсата через коллекторы.

Во избежание замерзания конденсата в трубках воздухонагревателя первой ступени (при t_нв - 3°С) воздухонагреватель разделяют на две секции, в каждой из которых воздух подогревается не более, чем на 15 - 20 °С. При снижении нагрузки на ВН₁ производится отключение секций, начиная с последней по ходу воздуха, и уменьшение подачи в них пара.

Выбор электровентилятора.

Выбираем центробежный вентилятор одностороннего всасывания, улитка которого закреплена на фланец электродвигателя.

Выбор фильтра.

Выбираем воздушный магистральный фильтр марки ФВМ 40,0 (V_в= 1,1- 1,75 м³/с) с аэродинамическим сопротивлением ∆Р_ф = 400 Па и размерами:

В = 480 мм, H=770 мм, h = 710 мм, массой 14 кг.

Выбор увлажнителя воздуха.

Выбираем паровой увлажнитель воздуха, с помощью которого воздух увлажняется насыщенным водяным паром давлением 0,4 МПа. Такой увлажнитель прост по устройству и имеет небольшие габариты. Его устанавливают между воздухонагревателем первичного и вторичного подогрева.

Недостаток такого увлажнителя - повышенный шум, вызываемый дросселированием и истечением пара.

Выбираем паровой увлажнитель типа УВП, в котором диафрагма установлена внутри увлажнительной трубки, стенки которой выполняют роль звуковой преграды.