Расчет системы кондиционирования воздуха в производственном помещении || Расчет системы кондиционирования воздуха в производственном помещении

Введение

Настоящий стандарт разработан с учетом требований федеральных законов от 30 декабря 2009 г. N 384-ФЗ “Технический регламент о безопасности зданий и сооружений”, от 23 ноября 2009 г. N 261-ФЗ “Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации”.

В документе рассмотрена методика расчета потребления теплоты, холода, воды и электроэнергии на обработку наружного воздуха при кондиционировании воздуха помещений в течение года. Методика расчета энергопотребления системами отопления и вентиляции приведена в СП 50.133300.2012 “СНиП 23-02-2003. Тепловая защита зданий”.

https://www.youtube.com/watch?v=ytaboutru

Настоящий стандарт содержит методику, позволяющую выполнить расчет по вероятностно-статистической модели климата, содержащей в себе сочетания энтальпии и влагосодержания наружного воздуха за последние 30 лет, относящиеся к различным временным отрезкам суток, и по данным климатологического “типового” года, содержащим в себе почасовые данные о температуре, энтальпии и влагосодержании наружного воздуха в течение года.

Приложение Б (справочное). Примеры определения потребления теплоты, холода, электроэнергии и воды за год различными ЦСКВ в г.Москве

Настоящий стандарт устанавливает методику расчета годовых затрат теплоты, холода, воды и электроэнергии на обработку наружного воздуха при кондиционировании.Стандарт распространяется на жилые, общественные и производственные здания.

3.1 Термины и определения

3.1.1 вероятностно-статистическая модель климата: Таблица фактических повторяемостей в среднем многолетнем разрезе различных сочетаний температуры и относительной влажности, либо энтальпии и влагосодержания наружного воздуха, относящаяся к определенному временному интервалу суток, обладающая полнотой климатической информации (желательно не менее чем за 30 лет) для расчета процессов кондиционирования воздуха.

3.1.2 потребление воды системой кондиционирования воздуха (водопотребление): Количество воды, кг/г, расходуемой системой на увлажнение приточного воздуха и растворение солей, осаждающихся на внутренних элементах в поддоне воздухоувлажнителя за определенный период времени, чаще за год.

3.1.3 потребление пара системой кондиционирования воздуха: Количество пара, кг/г, расходуемого системой на увлажнение приточного воздуха за определенный период времени, чаще за год.

3.1.4 потребление теплоты (теплопотребление) системой кондиционирования воздуха: Количество тепловой энергии, расходуемой системой на нагревание приточного воздуха, Дж/г или МВт·ч/г, за определенный период времени, чаще за год.

3.1.5 потребление холода (холодопотребление) системой кондиционирования воздуха: Количество холода, расходуемого системой на обработку приточного воздуха, Дж/г или МВт·ч/г, за определенный период времени, чаще за год.

3.1.6 потребление электроэнергии (электропотребление) системой кондиционирования воздуха: Количество электроэнергии, расходуемой системой на привод электропотребляющего оборудования, кВт·ч/г или МВт·ч/г, за определенный период времени, чаще за год.

3.1.7 “типовой” год: Набор почасовых значений параметров наружной среды, состоящий из реально наблюдавшихся в рассматриваемом географическом пункте значений параметров за отдельные месяцы с наиболее близкими к средним многолетним за последние 30 лет.

Примечания

1 “Типовой” год, как правило, предназначается для расчетов среднего многолетнего энергопотребления различными системами, поддерживающими микроклимат в помещениях зданий.

2 Для расчетов энергопотребления различными системами составляются “типовые” года с разным набором параметров.

3 Для расчетов энергопотребления ЦСКВ на обработку приточного воздуха используется “типовой” год, отражающий изменения температуры и влажности наружного воздуха и состоящий из температуры и относительной влажности наружного воздуха, либо из энтальпии и влагосодержания наружного воздуха. Второй набор удобнее, т.к.

с.в. – сухой воздух;ТП – теплый период года;ХМ – холодильная машина;ХП – холодный период года;ЦСКВ – центральная система кондиционирования воздуха.

5.1 Расчет выполняется с предварительным (по 5.3) построением на I-d-диаграмме погодных зон, в каждой из которых работает определенное оборудование обработки приточного воздуха.

5.2 Продолжительность работы ЦСКВ при конкретном сочетании энтальпии и влагосодержания наружного воздуха т, ч, определяют по формулам (8) или (9):- в расчете по вероятностно-статистической модели

https://www.youtube.com/watch?v=upload

При этом учитывают, к какой погодной зоне относится каждое сочетание параметров наружного воздуха.

5.3 Область возможных сочетаний температуры и относительной влажности в районе строительства приближенно на I-d-диаграмме можно очертить линиями постоянной относительной влажности =100% и =15%, а также линией постоянной расчетной энтальпии наружного воздуха в теплый период года. В зависимости от принятой схемы обработки воздуха в установке ЦСКВ эту область на I-d-диаграмме следует разделить на погодные зоны.

Нанесение границ погодных зон начинается с вычерчивания на I-d-диаграмме косоугольного четырехугольника ВВВВ области оптимальных или допустимых параметров внутреннего воздуха, образованного изотермами нормируемых СП 60.13330 значений температуры и линиями нормируемых значений максимальной и минимальной относительной влажности.

Через точки В и В, ограничивающие четырехугольник максимальным нормируемым значением относительной влажности в ТП года, следует провести линию тепловлажностного отношения процесса в помещении в теплый период года , а через точки В и В, ограничивающие снизу четырехугольник минимальным нормируемым значением относительной влажности в холодный период года, провести линию тепловлажностного отношения процесса в помещении в холодный период года , и на этих линиях отложить соответствующие рабочие разности температур между температурой внутреннего и приточного воздуха.

6.1 Расчет энергопотребления различными ЦСКВ выполняется для каждого потока энергии и воды в каждой погодной зоне отдельно.Расчет по вероятностно-статистической модели климата ведется последовательным построчным перебором повторяемостей сочетаний энтальпии и влагосодержания наружного воздуха. Расчет по “типовому” году – для всех часов работы ЦСКВ в году (с учетом режима работы в сутки и числом рабочих дней в году).

Предлагаем ознакомиться  DT Servis мастер фреоновых систем

С учетом границ погодных зон, указанных в таблицах 1-4, определяют, к какой погодной зоне относится каждое сочетание параметров климата, и по соответствующим ей формулам выполняют расчет энергопотребления ЦСКВ. Продолжительность потребления каждого ресурса определяют по формуле (8) при использовании вероятностно-статистической модели климата или по формуле (9) при использовании “типового” года.

Расходы энергетического ресурса (каждого из: теплоты, холода, электроэнергии, воды), определенные по всем сочетаниям параметров климата в пределах одной погодной зоны, складывают. Полную сумму потребления каждого ресурса определяют сложением потребления этого ресурса во всех погодных зонах.Вентилятор, перемещающий обрабатываемый воздух, работает при всех сочетаниях параметров климата во всех погодных зонах. Электропотребление вентилятора при каждом сочетании энтальпии и влагосодержания наружного воздуха определяют по формуле

, (10)

где G – расход воздуха в ЦСКВ, кГ/ч;Р – аэродинамическое сопротивление вентиляционного тракта, Па; – плотность перемещаемого воздуха, кг/м; – коэффициент полезного действия вентилятора ЦСКВ; – время работы ЦСКВ при рассматриваемом сочетании параметров климата, определяемое по формулам (8), (9).Ниже рассмотрено теплопотребление, холодопотребление, электропотребление и водопотребление рассматриваемыми ЦСКВ при сочетаниях параметров наружного воздуха, относящихся ко всем погодным зонам.

https://www.youtube.com/watch?v=https:accounts.google.comServiceLogin

6.2 В погодной зоне 1 (рисунки 1-3) определяют:- теплопотребление на нагрев воздуха в ЦСКВ со 2-м подогревом в первой ступени нагрева по формуле

; (11)

во второй ступени нагрева по формуле

; (12)

– теплопотребление на нагрев воздуха в ЦСКВ с байпасом, ЦСКВ с пароувлажнителем

; (13)

– электропотребление насосом в обвязке воздухонагревателя 1-го подогрева в ЦСКВ со 2-м подогревом, ЦСКВ с байпасом, ЦСКВ с пароувлажнителем

; (14)

– водопотребление сотового увлажнителя в ЦСКВ со 2-м подогревом и ЦСКВ с байпасом

https://www.youtube.com/watch?v=ytadvertiseru

; (15)

– электропотребление насосом в обвязке сотового увлажнителя в ЦСКВ со 2-м подогревом и ЦСКВ с байпасом

; (16)

– паропотребление в ЦСКВ с пароувлажнителем

; (17)

– электропотребление на выработку пара

, (18)

где G, – то же, что в формуле (10);

G – массовый расход теплоносителя в воздухонагревателе соответствующего ЦСКВ при рассматриваемом сочетании параметров наружного воздуха, кг/ч;i, i, i – энтальпия точки росы в ХП, наружного воздуха, приточного воздуха в точке П соответственно, кДж/(кг с.в.);d, d – влагосодержание воздуха приточного в точке П и наружного соответственно, г/(кг с.в.);

– коэффициент отвода засоленной воды из поддона воздухоувлажнителя;Р, Р – гидравлическое сопротивление обвязки воздухонагревателя и увлажнителя соответственно, Па;, – плотность перекачиваемой воды насосом воздухонагревателя и увлажнителя соответственно, кг/м;, – коэффициент полезного действия насоса в обвязке воздухонагревателя и увлажнителя соответственно;

q, q, q – потребление теплоты на нагрев воздуха в 1-й и 2-й ступенях нагрева для ЦСКВ со 2-м подогревом и в воздухонагревателе ЦСКВ с байпасом и пароувлажнителем, кВт·ч, за время работы при рассматриваемом сочетании параметров климата;N, N, N – электропотребление насосами соответственно в обвязке воздухонагревателя и сотового увлажнителя, а также на выработку пара, кВт·ч, за время работы ЦСКВ при рассматриваемом сочетании параметров климата;

w – водопотребление, кг, за время работы ЦСКВ при рассматриваемом сочетании параметров климата;w – паропотребление, кг, за время работы ЦСКВ при рассматриваемом сочетании параметров климата;r – удельная теплота парообразования, принимаемая в зависимости от температуры парообразования (по паспорту пароувлажнителя) при температуре 60°C r =2360 кДж/кг, при 70°С r =2333 кДж/кг, при 80°С r =2308 кДж/кг, при 90°C r =2282 кДж/кг, при 100°C r =2257 кДж/кг.

6.3 Погодная зона 2 для ЦСКВ со 2-м подогревом (рисунок 1) и ЦСКВ с байпасом (рисунок 2) делится на две подзоны: 2а и 2б.Для ЦСКВ со 2-м подогревом сначала находят энтальпию i, кДж/(кг с.в.), воздуха с параметрами, определяемыми пересечением линии постоянного влагосодержания точки П и линии предельного значения относительной влажности после блока увлажнения по 4.10. Если ii, то параметры наружного воздуха соответствуют подзоне 2а, для которой определяются водопотребление сотовым увлажнителем по формуле

2 Нормативные ссылки

https://www.youtube.com/watch?v=ytpressru

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие нормативные документы:ГОСТ 16350-80 Климат СССР. Районирование и статистические параметры климатических факторов для технических целейГОСТ 30494-2011 Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещенияхСП 50.13330.2012СНиП 23-02-2003 Тепловая защита зданийСП 60.13330.

2012СНиП 41-01-2003 Отопление, вентиляция и кондиционированиеСП 131.13330.2012 СНиП 23-01-99* Строительная климатологияПримечание – При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования – на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю “Национальные стандарты”, который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячно издаваемого информационного указателя “Национальные стандарты” за текущий год.

Если заменен ссылочный документ, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого документа с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого документа с указанным выше годом утверждения (принятия).

Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку. Сведения о действии сводов правил целесообразно проверить в Федеральном информационном фонде технических регламентов и стандартов.

Предлагаем ознакомиться  Система кондиционирования для квартиры

Приложение Б (справочное). Примеры определения потребления теплоты, холода, электроэнергии и воды за год различными ЦСКВ в г.Москве

Примечания

Рассматриваются ЦСКВ с воздухопроизводительностью 10000 м/ч, обслуживающие офисное помещение в г.Москве с режимом работы от 8 до 20 часов. Продолжительность работы в год 2964 ч. В помещении поддерживается температура воздуха 20°С – 25°С и относительная влажность 30%-60%. Технические характеристики оборудования в составе ЦСКВ приняты по данным завода-изготовителя, температурный режим работы ХМ 7°С – 12°С, коэффициент отвода f=0,3, что соответствует воде средней жесткости.

Номер погодной зоны

Расход теплоты воздухо-
нагрева-
телем первого подогре-
ва, кВт·ч/г

Расход теплоты воздухо-
нагрева-
телем второго подогре-
ва, кВт·ч/г

Потреб-
ляемая электро-
энергия насосами воздухона-
гревателя, кВт·ч/г

Расход воды, кг/г

Потреб-
ляемая электро-
энергия насосом увлаж-
нителя, кВт·ч/г

Расход холода, кВт·ч/г

Потреб-
ляемая электро-
энергия компре-
ссором, кВт·ч/г

Продол-
житель-
ность работы в погодной зоне, ч/г

ЦСКВ со 2-м подогревом

Зона 1

52346

55777

217,8

31266

92,4

1319,8

Зона 2а

4675

5528

1,1

239,4

Зона 2б

1792

2120

0,4

92,0

Зона 3а

9499

588,9

Зона 3б

1600

99,3

Зона 4

381,8

Зона 5

2329

3429

11,5

2622

999,6

164,3

Зона 6

1114

3047

880,5

78,6

Зона 7

0,09

0,84

0,01

4,62

0,76

0,06

Итого

52346

76784

217,8

42351

105,3

5674

1881

2964

ЦСКВ с байпасом

Зона 1

94824

250,9

32831

106,4

1520,5

Зона 2а

527

2,7

38,6

Зона 2б

2573

11,9

170,5

Зона 3а

7910

97,2

588,9

Зона 3б

1334

16,4

99,3

Зона 4

381,8

Зона 5

1120

6,0

932

110,4

86,0

Зона 6

1358

160,7

44,4

Зона 7

217,6

5,7

840

98,3

34,3

Итого

104285

370,1

37052

127,1

3129

369,4

2964

ЦСКВ с пароувлажнителем

Зона 1

75602

151,3

32758

22748

1513,0

Зона 2

400

278

43,9

Зона 3а

8790

58,9

588,9

Зона 3б

454

9,9

99,3

Зона 4

381,8

Зона 5а

447

56,5

43,7

Зона 5б

5903

698,5

258,8

Зона 7

218

3,4

840

98,3

34,3

Зона 8

15

10,7

5

0,6

0,6

Итого

85063

223,6

33173

23037

7225

854

2964

ЦСКВ без увлажнителя

Зона 3а

84392

210,2

2102

Зона 3б

454

9,9

99,3

Зона 4

425,7

Зона 5

6327

748,8

303,1

Зона 7

218

3,4

840

98,4

34,3

Итого

85063

223,6

7167

847

2964

УДК 697.9:006.354

ОКС 91.040

Ключевые слова: системы, кондиционирование воздуха, расчет, энергопотребление, затраты, теплота, холодопотребление

Электронный текст документаподготовлен АО “Кодекс” и сверен по:официальное издание М.: Стандартинформ, 2016

4 Общие положения

4.1 В настоящем стандарте приведена методика расчета потребления теплоты, холода, воды и электроэнергии на обработку наружного воздуха для подачи в помещение в качестве приточного в прямоточных ЦСКВ:- прямоточная с 1-м и 2-м подогревом, а также адиабатным процессом в блоке увлажнителя в ХП и охлаждением в поверхностном воздухоохладителе в ТП (далее – ЦСКВ со 2-м подогревом);

– с 1-м подогревом и адиабатным процессом в блоке увлажнителя, оборудованным обводом воздуха (байпасом) в ХП, и управляемым процессом охлаждения в поверхностном воздухоохладителе в ТП (далее – ЦСКВ с байпасом). По результатам увлажнения воздуха и, следовательно, по затратам энергии эта система близка к ЦСКВ с управляемым процессом увлажнения воздуха;

4.2 Методика реализуется на персональном компьютере.

https://www.youtube.com/watch?v=ytcreatorsru

вероятностно-статистическая для интервала времени, относящегося к времени работы расчетной ЦСКВ (для Москвы модель приведена в таблицах А.1-А.6 приложения А настоящего стандарта, для некоторых других городов – в ГОСТ 16350), либо “типовой” год;- барометрическое давление района строительства;- требования к внутренним условиям в помещениях здания (температуре, относительной влажности воздуха);

– тепловлажностное отношение процесса изменения состояния воздуха в помещении для ТП и ХП. Если в помещении имеются местные аппараты отопления и/или охлаждения, то задается тепловлажностное отношение изменения состояния воздуха в помещении с учетом их работы. Если климатической базой расчета принят “типовой” год, то возможен помесячный расчет с установлением тепловлажностного отношения для каждого месяца дифференцированно;

Предлагаем ознакомиться  Как установить редуктор давления воды в системе водоснабжения своими руками

– расчетный расход воды, проходящий через блок воздухонагревателя;- расчетный расход воды, проходящий через блок сотового увлажнителя;- потери напора в гидравлической сети блоков обработки воздуха;- полный напор, обеспечиваемый работой вентилятора (определяется как сумма потерь напора в аэродинамической сети и в ЦСКВ);

– коэффициенты полезного действия электродвигателей насосов и вентиляторов;- электрические мощности электродвигателей вентиляторов и насосов воздухонагревателей и увлажнителей;- электрические мощности электродвигателей вентиляторов, насосов и компрессоров, входящих в состав холодильной машины;- температура холодной воды, поступающей в секцию воздухоохладителя;

– коэффициент отвода, определяемый качеством воды, поступающей в блок сотового увлажнителя, если неизвестна, принимается 0,3, что соответствует воде средней жесткости;- средний за год или помесячный холодильный коэффициент холодильной машины;- энтальпия точки росы для ТП и ХП (при регулировании по методу “точки росы”);- энтальпия точки К на линии насыщения при =100% и при средней температуре поверхности стенки воздухоохладителя.

4.4 В качестве расчетных внутренних условий принимают оптимальные или допустимые температуру и относительную влажность воздуха по ГОСТ 30494.

4.5 Основными результатами расчетов являются:- годовое или помесячное тепло- и холодопотребление ЦСКВ, обслуживающими помещение (при помесячном расчете);- продолжительность теплопотребления, холодопотребления, электропотребления и потребления воды в часах работы системы за год в целом при годовом расчете и за каждый месяц при помесячном расчете.

а) выяснение уровня энергетических характеристик вновь проектируемых, реконструируемых и эксплуатируемых зданий;

https://www.youtube.com/watch?v=ytpolicyandsafetyru

б) возможность сравнения энергетических характеристик различных альтернативных решений проектируемого здания и конфигураций систем кондиционирования воздуха;

в) оценку предполагаемых мероприятий по энергосбережению в эксплуатируемых зданиях с помощью расчета энергопотребления с и без принятия мер по энергосбережению;

г) прогнозирование потребности в энергии на региональном или национальном уровне с помощью расчета энергопотребления типичных зданий – представителей рынка строительства.

4.7 Полученные результаты энергопотребления ЦСКВ следует рассматривать как достаточно вероятные. В каждом конкретном году они могут быть меньше или больше. В расчетах применяют среднюю за многолетний период климатическую информацию, разброс которой от года к году может быть достаточно большим, поэтому использование данных, усредненных за последние 30 лет, не гарантирует близости принятых климатических условий к тем, которые будут наблюдаться в конкретном году.

4.8 Точность расчетов, связанных с усреднением энергопотребления за месяц или даже за сезон, зависит от того, насколько колебания тепловлажностных нагрузок уравновешивают друг друга (насколько принятое в расчете тепловлажностное отношение изменения параметров воздуха в помещении отражает среднее значение).

Задание среднего за теплый или холодный период времени тепловлажностного отношения воздуха в помещении в некоторых случаях может снижать точность расчета. При изменении тепловлажностного отношения от 30000 кДж/кг до 80000 кДж/кг энергозатраты изменяются в пределах 13%. В помесячном расчете есть возможность коррекции тепловлажностного отношения для каждого месяца и даже часа (при исходной климатической информации в форме “типового” года) при установлении границ между погодными зонами для каждого месяца (или часа) дифференцированно.

Значение влагосодержания d, г/(кг с.в.) рассчитывают по формуле

Энтальпию i, кДж/(кг с.в.), влажного воздуха для диапазона температур от минус 50°C до плюс 50°C определяют по формуле

где t – температура воздуха, °C; – относительная влажность воздуха, %;р – давление насыщенного водяного пара, Па;Р – барометрическое атмосферное давление, Па;р – парциальное давление водяного пара в воздухе, Па.

4.10 Определение энтальпии воздуха с известными влагосодержанием и относительной влажностью выполняют в такой последовательности: сначала по формуле (2) находят парциальное давление водяного пара в воздухе

где р – то же, что в формуле (2);t – рассчитываемая температура воздуха, °C;d, Р – то же, что в формулах (1)-(3).После этого по формуле (3) определяют энтальпию воздуха.

4.11 Расчет влагосодержания воздуха с известными энтальпией i и относительной влажностью выполняют в такой последовательности: сначала принимают температуру воздуха t, зная которую по формуле (1) можно определить давление насыщенного водяного пара р и далее по формулам (2) и (3) найти влагосодержание d и энтальпию i воздуха. Если i<

i, следует значение температуры t увеличить (если i>i, уменьшить). Последовательное приближение к истинным значениям температуры и влагосодержанию воздуха следует продолжать до тех пор, пока значения заданной энтальпии и полученной по предполагаемой температуре не будут отличаться друг от друга более чем на 0,05 кДж/(кг с.в.).

https://www.youtube.com/watch?v=ytdevru

4.12 Влагосодержание воздуха, г/(кг с.в.), с заданной энтальпией и с параметрами, лежащими на линии процесса с известным тепловлажностным отношением, исходящей из точки с известными параметрами, находят по формуле

где i – энтальпия воздуха, г/(кг с.в); – тепловлажностное отношение изменения состояния воздуха, кДж/г;i, d – энтальпия, кДж/(кг с.в.), и влагосодержание, г/(кг с.в.), воздуха точки, из которой исходит линия с тепловлажностным отношением .

4.13 Влагосодержание воздуха, г/(кг с.в.), с параметрами, соответствующими пересечению изотермы с известной температурой и линии процесса изменения состояния воздуха с известным тепловлажностным отношением, идущей от точки 1 выше пересечения, находят по формуле

https://www.youtube.com/watch?v=ytcopyrightru

где – известное тепловлажностное отношение изменения состояния воздуха от точки 1 до точки с искомым влагосодержанием, кДж/(кг влаги);i, d – значения энтальпии, кДж/(кг с.в), и влагосодержания, г/(кг с.в), воздуха в точке 1 рассматриваемого процесса изменения состояния воздуха;t – температура изотермы, °C.

Супер отопление
Adblock detector