Помощь студентам в учебе
КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ ВОЗДУХА И ХОЛОДОСНАБЖЕНИЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СЕЗОННОЙ АККУМУЛЯЦИИ ЕСТЕСТВЕННОГО ХОЛОДА ДЛЯ АДМИНИСТРАТИВНО-ПРИЕМНОГО КОРПУСА САНАТОРИЯ-ПРОФИЛАКТОРИЯ «БЕЛЫЙ ЛЕБЕДЬ» В Г.ВЛАДИВОСТОКЕ
|
Введение
1 Обзор экономических показателей современных систем
кондиционирования воздуха с использованием естественных источников холода
1.1 Выводы 16
2 Проектирование системы кондиционирования воздуха для жилой части
административно-приемного корпуса санатория-профилактория «Белый лебедь» в г. Владивостоке 18
2.1 Исходные данные на проектирование 18
2.1.1 Расчетные параметры наружного воздуха 18
2.1.2 Расчетные параметры внутреннего воздуха 18
2.2 Расчет выделений вредностей 19
2.2.1 Тепловой баланс 22
2.3 Расчет воздухообмена 22
2.4 Подбор воздухораспределителей 23
2.5 Аэродинамический расчет воздушных сетей 27
2.6 Построение процессов обработки воздуха на I-d диаграмме 30
2.7 Подбор фэнкойла 31
2.7.1 Расчет уровня звукового давления в помещении в расчетной
точке 33
2.8 Расчет и подбор чиллера 36
2.9 Гидравлический расчет трубопроводов системы холодоснабжения
фэнкойлов 36
2.10 Выводы 39
3. Расчет нетрадиционных источников холода для системы
кондиционирования воздуха для жилой части административно-приемного
корпуса санатория-профилактория «Белый лебедь» в г. Владивостоке
3.1. Расчет годового расхода холода 40
3.2. Расчет холодохранилища 42
3.2.1 Расчет холодохранилища для кондиционирования жилой части
административно-приемного корпуса санатория-профилактория «Белый лебедь» в г. Владивостоке 42
3.2.2 Расчет теплообменного аппарата для кондиционирования
жилой части 43
3.2.3 Расчет холодохранилища для кондиционирования
административно-приемного корпуса санатория-профилактория «Белый лебедь» в г. Владивостоке 48
3.2.4 Расчет теплообменного аппарата для кондиционирования
административно-приемного корпуса санатория-профилактория 49
3.3 Выводы 51
4. Технико-экономический анализ систем кондиционирования воздуха . 53
4.1. Расчет капиталовложений для кондиционирования жилой части
административно-приемного корпуса санатория-профилактория «Белый
лебедь» в г. Владивостоке для СКВ с использованием чиллера 53
4.2 Расчет капиталовложений для системы кондиционирования воздуха с
использованием холодохранилища 54
4.2.1 Расчет капиталовложений для кондиционирования жилой части административно-приемного корпуса санатория-профилактория «Белый лебедь» в г. Владивостоке для СКВ с использованием холодохранилища 54
4.2.2 Расчет капиталовложений для кондиционирования
административно-приемного корпуса санатория-профилактория «Белый лебедь» в г. Владивостоке для СКВ с использованием холодохранилища 56
4.3 Расчет технико-экономических показателей 56
4.4 Выводы 60
5 Экспериментальное определение коэффициентов теплоотдачи от охлаждаемого воздуха к поверхности льда 61
5.1 Цели и содержание эксперимента 63
5.2 Описание экспериментальной установки 64
5.3 Анализ результатов эксперимента 67
5.4 Выводы 74
Заключение 75
Список литературы 77
Приложения
1 Обзор экономических показателей современных систем
кондиционирования воздуха с использованием естественных источников холода
1.1 Выводы 16
2 Проектирование системы кондиционирования воздуха для жилой части
административно-приемного корпуса санатория-профилактория «Белый лебедь» в г. Владивостоке 18
2.1 Исходные данные на проектирование 18
2.1.1 Расчетные параметры наружного воздуха 18
2.1.2 Расчетные параметры внутреннего воздуха 18
2.2 Расчет выделений вредностей 19
2.2.1 Тепловой баланс 22
2.3 Расчет воздухообмена 22
2.4 Подбор воздухораспределителей 23
2.5 Аэродинамический расчет воздушных сетей 27
2.6 Построение процессов обработки воздуха на I-d диаграмме 30
2.7 Подбор фэнкойла 31
2.7.1 Расчет уровня звукового давления в помещении в расчетной
точке 33
2.8 Расчет и подбор чиллера 36
2.9 Гидравлический расчет трубопроводов системы холодоснабжения
фэнкойлов 36
2.10 Выводы 39
3. Расчет нетрадиционных источников холода для системы
кондиционирования воздуха для жилой части административно-приемного
корпуса санатория-профилактория «Белый лебедь» в г. Владивостоке
3.1. Расчет годового расхода холода 40
3.2. Расчет холодохранилища 42
3.2.1 Расчет холодохранилища для кондиционирования жилой части
административно-приемного корпуса санатория-профилактория «Белый лебедь» в г. Владивостоке 42
3.2.2 Расчет теплообменного аппарата для кондиционирования
жилой части 43
3.2.3 Расчет холодохранилища для кондиционирования
административно-приемного корпуса санатория-профилактория «Белый лебедь» в г. Владивостоке 48
3.2.4 Расчет теплообменного аппарата для кондиционирования
административно-приемного корпуса санатория-профилактория 49
3.3 Выводы 51
4. Технико-экономический анализ систем кондиционирования воздуха . 53
4.1. Расчет капиталовложений для кондиционирования жилой части
административно-приемного корпуса санатория-профилактория «Белый
лебедь» в г. Владивостоке для СКВ с использованием чиллера 53
4.2 Расчет капиталовложений для системы кондиционирования воздуха с
использованием холодохранилища 54
4.2.1 Расчет капиталовложений для кондиционирования жилой части административно-приемного корпуса санатория-профилактория «Белый лебедь» в г. Владивостоке для СКВ с использованием холодохранилища 54
4.2.2 Расчет капиталовложений для кондиционирования
административно-приемного корпуса санатория-профилактория «Белый лебедь» в г. Владивостоке для СКВ с использованием холодохранилища 56
4.3 Расчет технико-экономических показателей 56
4.4 Выводы 60
5 Экспериментальное определение коэффициентов теплоотдачи от охлаждаемого воздуха к поверхности льда 61
5.1 Цели и содержание эксперимента 63
5.2 Описание экспериментальной установки 64
5.3 Анализ результатов эксперимента 67
5.4 Выводы 74
Заключение 75
Список литературы 77
Приложения
Актуальность темы исследования. В настоящее время энергоэффективность и энергосбережение входят в пять стратегических направлений приоритетного технологического развития. Современная практика использования энергоресурсов ориентируется на увеличение использования нетрадиционных источников энергии и на разработку энергосберегающих технологий. Одним из главных приоритетов энергетической политики России, подтвержденных Федеральным законом №261 от 23.11.2009 «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации», является использование возобновляемых источников энергии.
Энергосберегающая политика и создание энергоэффективного оборудования позволяет рационально использовать ресурсы. Производители климатического оборудования ищут инновационные решения в сфере энергосбережения, справедливо полагая, что уменьшить энергопотребление можно не только за счет усовершенствования особенностей конструкции, таких как двигатель и компрессор, но и за счет самого источника энергии.
Аккумуляция холода в системах холодоснабжения зданий с использованием возобновляемого источника холода - снега и льда является одним из способов уменьшения потребления энергии и экономически выгодным инженерным решением. Схема использования льда и снега достаточно проста - лед замораживается естественным образом, снег собирается с прилегающих территорий и сохраняется в специальном теплоизолированном холодохранилище до теплого периода года, далее используется для охлаждения воздуха внутри помещений.
Цель работы. Разработка наиболее энергоэффективной СКВ для административно-приемного корпуса санатория-профилактория «Белый лебедь» в городе Владивостоке. Сравнение затрат на СКВ чиллер-фэнкойл,
Проведение физического эксперимента для получения уточненных данных по определению коэффициента теплоотдачи от воздушного потока к поверхности льда.
Задачи работы.
1. Произвести аналитический обзор научных зарубежных источников в области использования холодохранилищ для аккумуляции энергии. Проанализировать опыт использования холодохранилищ с точки зрения экономики.
2. Запроектировать систему вентиляции и кондиционирования воздуха для жилой части административно-приемного корпуса санатория- профилактория «Белый лебедь» расположенного по адресу г. Владивосток, о. Русский, ул. Воевода, 20.
3. Рассчитать нетрадиционные источники холода для систем кондиционирования воздуха для жилой части административно-приемного корпуса санатория-профилактория.
4. Произвести технико-экономический анализ запроектированных систем кондиционирования вохдуха.
5. Провести физический эксперимент и определить коэффициенты теплоотдачи от охлаждаемого воздуха к поверхности льда. Сравнение результатов эксперимента с результатами полученными раннее.
Объект исследования. Устройства, использующие природные источники холода, для создания микроклимата в помещениях.
Предмет исследований. Процессы теплообмена между охлаждаемым потоком воздуха и льдом на основе экспериментальной научно-исследовательской модели.
Методы исследования. Работа выполнена с применением информационного анализа, планирования эксперимента, статистической обработки данных и экспериментальных методов.
Научная новизна. Проведен физический эксперимент и получены уточняющие данные по определению коэффициента теплоотдачи от воздушного потока к поверхности льда.
Практическое значение работы. Система вентиляции и кондиционирования воздуха запроектирована для конкретного объекта. Произведен анализ технико-экономических показателей и определен наиболее выгодный вариант.
Учебно-методическая ценность. В экспериментальной установке были заменены воздухораспределители, что обеспечило большую скоростную равномерность воздушного потока. Установка позволяет магистрам, бакалаврам и студентам кафедры ТГСиВ проводить исследования и лабораторные работы по изучению нетрадиционных источников энергии.
Публикации. Опубликована статья в рамках участия в региональной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодежь и научно-технический прогресс» (ДВФУ, Владивосток 2017). Тема статьи: Справедливость отношения Льюиса для тепло- влагообмена между воздухом и талой водой в зависимости от изменения парциального давления водяного пара в воздушном потоке. Принята в печать статья «Экспериментальное определение коэффициентов теплоотдачи от охлаждаемого воздуха к поверхности льда» в электронное издание «Молодежь и научно-технический прогресс 2018».
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из 27 источников и приложений. Работа изложена на 86 страницах и 5 плакатах.
Энергосберегающая политика и создание энергоэффективного оборудования позволяет рационально использовать ресурсы. Производители климатического оборудования ищут инновационные решения в сфере энергосбережения, справедливо полагая, что уменьшить энергопотребление можно не только за счет усовершенствования особенностей конструкции, таких как двигатель и компрессор, но и за счет самого источника энергии.
Аккумуляция холода в системах холодоснабжения зданий с использованием возобновляемого источника холода - снега и льда является одним из способов уменьшения потребления энергии и экономически выгодным инженерным решением. Схема использования льда и снега достаточно проста - лед замораживается естественным образом, снег собирается с прилегающих территорий и сохраняется в специальном теплоизолированном холодохранилище до теплого периода года, далее используется для охлаждения воздуха внутри помещений.
Цель работы. Разработка наиболее энергоэффективной СКВ для административно-приемного корпуса санатория-профилактория «Белый лебедь» в городе Владивостоке. Сравнение затрат на СКВ чиллер-фэнкойл,
Проведение физического эксперимента для получения уточненных данных по определению коэффициента теплоотдачи от воздушного потока к поверхности льда.
Задачи работы.
1. Произвести аналитический обзор научных зарубежных источников в области использования холодохранилищ для аккумуляции энергии. Проанализировать опыт использования холодохранилищ с точки зрения экономики.
2. Запроектировать систему вентиляции и кондиционирования воздуха для жилой части административно-приемного корпуса санатория- профилактория «Белый лебедь» расположенного по адресу г. Владивосток, о. Русский, ул. Воевода, 20.
3. Рассчитать нетрадиционные источники холода для систем кондиционирования воздуха для жилой части административно-приемного корпуса санатория-профилактория.
4. Произвести технико-экономический анализ запроектированных систем кондиционирования вохдуха.
5. Провести физический эксперимент и определить коэффициенты теплоотдачи от охлаждаемого воздуха к поверхности льда. Сравнение результатов эксперимента с результатами полученными раннее.
Объект исследования. Устройства, использующие природные источники холода, для создания микроклимата в помещениях.
Предмет исследований. Процессы теплообмена между охлаждаемым потоком воздуха и льдом на основе экспериментальной научно-исследовательской модели.
Методы исследования. Работа выполнена с применением информационного анализа, планирования эксперимента, статистической обработки данных и экспериментальных методов.
Научная новизна. Проведен физический эксперимент и получены уточняющие данные по определению коэффициента теплоотдачи от воздушного потока к поверхности льда.
Практическое значение работы. Система вентиляции и кондиционирования воздуха запроектирована для конкретного объекта. Произведен анализ технико-экономических показателей и определен наиболее выгодный вариант.
Учебно-методическая ценность. В экспериментальной установке были заменены воздухораспределители, что обеспечило большую скоростную равномерность воздушного потока. Установка позволяет магистрам, бакалаврам и студентам кафедры ТГСиВ проводить исследования и лабораторные работы по изучению нетрадиционных источников энергии.
Публикации. Опубликована статья в рамках участия в региональной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодежь и научно-технический прогресс» (ДВФУ, Владивосток 2017). Тема статьи: Справедливость отношения Льюиса для тепло- влагообмена между воздухом и талой водой в зависимости от изменения парциального давления водяного пара в воздушном потоке. Принята в печать статья «Экспериментальное определение коэффициентов теплоотдачи от охлаждаемого воздуха к поверхности льда» в электронное издание «Молодежь и научно-технический прогресс 2018».
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из 27 источников и приложений. Работа изложена на 86 страницах и 5 плакатах.
В первой главе выполнен обзор зарубежного опыта использования холодохранилищ для охлаждения воздуха с экономической точки зрения. Анализ подтвердил экономическую целесообразность использования аккумуляции снега или льда в системах кондиционирования воздуха.
Во второй главе выполнен расчет системы вентиляции жилой части санатория-профилактория.
Для системы вентиляции жилой части санатория-профилактория применены приточно-вытяжные установки Save VSR 500 (88550) Systemair. Для раздачи воздуха используются диффузоры ДПУ-М круглой формы, решетки 4АПН с камерами статического давления 3КСД и решетки АДН с камерами статического давления 1КСД.
Для вспомогательных помещений выполнен расчет воздухообмена по нормативной кратности, аэродинамический расчет вентиляции с механическим побуждением, подобраны вытяжные решетки и крышные вентиляторы.
Кондиционирование жилой части осуществляется с помощью системы чиллер-фэнкойл. Применяется чиллер Ballu Machine с воздушным охлаждением BMCW 14 CS 14,4 кВт и фэнкойлы компании Daikin, модели FVT02-06CT06, FVT02-06CT02, FVT02-06CT04.
В третьей главе для определения характеристик нетрадиционного источника холода - холодохранилища произведен расчет годового расхода холода, параметров холодохранилища и теплообменного аппарата. Годовой расход холода составил 12 784 МДж/г.
Рассмотрены два варианта холодохранилищ - ледяной бунт и контейнер со льдом.
В четвертой главе произведен технико-экономический анализ рассчитанных системы кондиционирования воздуха. Приведены расчеты капиталовложений и эксплуатационных затрат.
Капиталовложения для системы кондиционирования воздуха с естественной аккумуляцией холода - холодохранилища типа ледяной бунт оказались наименьшими, по сравнению с холодохранилищем типа контейнер со льдом и традиционной системой чиллер-фэнкойл.
На основании выполненных расчетов, можно сделать вывод о предпочтительном использовании системы кондиционирования воздуха с сезонным аккумулятором естественного холода в качестве СКВ.
Во второй главе выполнен расчет системы вентиляции жилой части санатория-профилактория.
Для системы вентиляции жилой части санатория-профилактория применены приточно-вытяжные установки Save VSR 500 (88550) Systemair. Для раздачи воздуха используются диффузоры ДПУ-М круглой формы, решетки 4АПН с камерами статического давления 3КСД и решетки АДН с камерами статического давления 1КСД.
Для вспомогательных помещений выполнен расчет воздухообмена по нормативной кратности, аэродинамический расчет вентиляции с механическим побуждением, подобраны вытяжные решетки и крышные вентиляторы.
Кондиционирование жилой части осуществляется с помощью системы чиллер-фэнкойл. Применяется чиллер Ballu Machine с воздушным охлаждением BMCW 14 CS 14,4 кВт и фэнкойлы компании Daikin, модели FVT02-06CT06, FVT02-06CT02, FVT02-06CT04.
В третьей главе для определения характеристик нетрадиционного источника холода - холодохранилища произведен расчет годового расхода холода, параметров холодохранилища и теплообменного аппарата. Годовой расход холода составил 12 784 МДж/г.
Рассмотрены два варианта холодохранилищ - ледяной бунт и контейнер со льдом.
В четвертой главе произведен технико-экономический анализ рассчитанных системы кондиционирования воздуха. Приведены расчеты капиталовложений и эксплуатационных затрат.
Капиталовложения для системы кондиционирования воздуха с естественной аккумуляцией холода - холодохранилища типа ледяной бунт оказались наименьшими, по сравнению с холодохранилищем типа контейнер со льдом и традиционной системой чиллер-фэнкойл.
На основании выполненных расчетов, можно сделать вывод о предпочтительном использовании системы кондиционирования воздуха с сезонным аккумулятором естественного холода в качестве СКВ.