Системы кондиционирования воздуха для помещений искусственных катков

Или для рассматриваемого примера использования отепленной воды от конденсатора холодной машины требуется теплотехническая эффективность калорифера в кондиционере по формуле составит

Рассмотрим особенности  режимов функционирования СКВ зоны ледяного поля в расчетных условиях холодного периода года для Москвы (параметры Б)

Температура ледяного поля для хоккея £_л = —6°С. В зоне ледяного поля поддерживается температура воздуха tвл — = 6°С при относительной влажности (р_вл = 45%. Конвективный поток тепла от воздуха к поверхности ледяного поля вычисляем по формуле (3.9):

п_т восприятия тепла освещения и тепловых струй от приточного воздуха и ограждений принимаем нагрев рециркуляционного воздуха" на 4,5°С, как и в теплый период года, и получим t_в._т = 110,5 °С, /_в.т = 18 кДж/кг.

 

Рис. 3.7. Построение на I—d диаграмме расчетного режима работы СКВ зоны ледяного поля в холодный период года в климате Москвы

В смесительной камере кондиционера смешивается 15000 м /ч рециркуляционного и 2000м³/ч наружного воздуха. Вычисляем энтальпию смеси:

На пересечении энтальпии 1_Ш — 12кДж/кг с прямой Н-Вт находим точку См с tсм = 6 ° С = £_вл •

По формуле (3.14) вычисляем  требуемую температуру притока:

От конденсатора холодильной  машины, работающей для поддержания t_ji —6°С, поступает горячая вода t_WKi = 50 °С. По выражению (3.1) оценим требуемый показатель теплотехнической эффективности калорифера кондиционера:

Полученная выше величина требуемой эффективности Stn — 0,33 является основной для выбора калорифера в кондиционерах для зоны обслуживания ледяного поля. На рис. 3.8 представлена принципиальная схема кондиционера для обслуживания зоны ледяного поля. Кондиционер выполнен в проставления режимов приготовления приточного воздуха в теплый холодный периоды года.

В холодный период года необходимо расчетом проверить температуру перекрытия, которая с внутренней стороны не должна быть ниже 10° С. Для поддержания этой температуры на поверхности перекрытия и металлических ферм рекомендуется в верхней зоне установить отопительные вентиляторные агрегаты, которые будут автоматически включаться по контролю температуры внутренних поверхностей строительных конструкций в зоне над ледяным полем

 

Системы кондиционирования  воздуха зоны трибун со зрителями. В расчетных условиях теплого периода года в зоне зрителей поддерживаются параметры на уровне теплового комфорта: t_B = 25 °С; d_B = 12 г/кг; /_в = 56 кДж/кг; <р_в = 60%, (точка В на рис. 3.9). Зрительские трибуны в помещениях искусственных катков могут располагаться различным образом:

• трибуны только с одной длиной стороны ледяного поля с размещением до 1000-2000 человек;
• трибуны с трех сторон ледяного поля с размещением до 5000 чел;
• трибуны вокруг ледяного поля в зале до 20 тыс. зрителей.

По СН и П [18,21] на одного зрителя подается 20м³/(чел-ч) приточного наружного воздуха. От одного зрителя выделяется: в теплый период года при t_B = 25° С; <?_т._Яв = 64 Вт/чел; влаги.

W_BJ1 = 115 г/(чел • ч).

Расчет режимов и производительности СКВ проводим для числа зрителей 1000 чел. Тогда общие выделения от зрителей по условию для легкого вида работ

по явному теплу:

по влаге:

По сан нормам для зрителей необходимо подавать наружного воздуха 20м³/(час-ч). Для JI = 1000 зрителей:

К зрителям от ледяного поля поступает радиационное охлаждение, которое вычисляется по формуле

где /_ч — поверхность взрослого человека, м²; JI — число людей на трибуне; Л_пов — доля облучаемой поверхности сидящего человека

 

Рис. 3.9. Построение на I—d диаграмме режимов работы СКВ зоны зрительских трибун при традиционной схеме воздухораспределения сверху- вверх в расчетных условиях теплого (правая часть построения) и холодного (левая часть построения) периодов года в климате Москвы принимаем 0,6; q_p = 82 Вт/м² получили из графика на рис. 3.4; /р — средний угловой коэффициент облучения трибун, принимаем 0,3.

По формуле (3.19)получим:

Общие теплоизбытки на трибуне  с 1000 зрителей составят:

 

 

 

 

3.3.3 СКВ для помещений искусственных катков

Особенности режимов работы СКВ обслуживания трибуны зрителей при традиционной схеме подачи приточного воздуха сверху через диффузоры и вытяжке вверху. Энергетически целесообразно подавать приточный воздух в минимально-возможном значении определяемом по формуле (3.18), исходя из требований санитарных норм. Для 1000 зрителей минимальный расход равен г = 20000 м³/ч. Исходя из принятого L_nH, определяем требуемую температуру приточного воздуха ъ_п для поглощения тепло-избытков:

 

Или для рассматриваемого примера по формуле (3.20) получим

Исходя из принятого L_i1h, определяется требуемое влагосодержание приточного воздуха по формуле

Или для рассматриваемого случая по формуле (3.21) получим

На I—d диаграмме рис. 3.9 находим, что влагосодержание приточного воздуха может быть получено охлаждением и осушением наружного воздуха (точка Н) до параметров точки OX: d_ox = d_n = 7,2г/кг; t_ox = 10°С; (р_ох = 92%; 1_ох = 28,5кДж/кг.

Принимаем нагрев в вентиляторе  и приточных воздуховодах на 1 °С и тогда t_ui = 10 + 1 = 11 °С. Для получения требуемой температуры приточного воздуха t_u = 18.8°С необходимо подогреть приточный воздух в калорифере с расходом тепла

Или для рассматриваемого примера получим

Для охлаждения и осушения воздуха требуется следующая затрата холода:

Или для рассматриваемого примера по формуле (3.23) получим:

Зарубежные фирмы выпускают  холодильные машины с двойными конденсаторами. Первоначально теплота конденсации идет на нагрев жидкости, а оставшийся теплоты конденсации холодильного агента осуществляется в воздушном конденсаторе. Принимая такой тип холодильной машины в СКВ и подогрев приточного осушенного воздуха осуществляется сбросным теплом. Управляя температурой t_u путем регулирования тепловой производительности калорифера, поддерживается t_B = 25 — 24°С.

В холодный период года расход приточного наружного воздуха равен санитарной норме L_nH = 20000 м³/ч. Количество тепловыделений от зрителей при t_B — 20° С Q_T._эр = 1000 х 100 = 100000 Вт. Количество влаговыделений Т_вл.эр = 1000 х 75 = 75000 г/ч. Радиационное охлаждение зрителей при t_B = 20° С по формуле (3.19) составит Qx.p.ap = х 1000 х 0,6 х 66 х 0,3 = 19000 Вт. Трансмиссионные теплопотери через перекрытие при t_u = — 26 °С оцениваются в 22000 Вт.

Расчетные теплоизбытки при  полностью заполненных трибунах составят:

Поглотительная способность  подогретого приточного воздуха  при постоянном влагосодержанием d_H = d_n = 0.6 г/кг должна быть по восприятию явных теплоизбытков:

по восприятию влаговыделений:

Требуемая температура приточного воздуха составит

Подогрев приточного наружного  воздуха первоначально энергетически целесообразно проводить в теплоотдающем теплообменнике установки утилизации с насосной циркуляцией антифриза.

На рис. 3.9 на I—d диаграмме в левой части находим параметры воздуха в зоне зрителей: t_B = 20°С; d_B = d_n + Ad_&c = = 0,6 + 3.1 = 3, 7г/кг. Из точки В при постоянном влагосодержании охлаждаем вытяжной выбросной воздух до положительной температуры t_y = 3°С. Количество извлекаемого тепла из вытяжного воздуха процесс В-У на рис. 3.9 составит:

Или для рассматриваемого построения на рис. 3.9 по формуле (3.24) получим:

Извлеченное тепло из вытяжного  воздуха передается на отепление  антифриза, который по соединительным трубопроводам от работы насоса подается по противоточной схеме в теплоотдающий теплообменник приточного агрегата. Температура нагрева приточного наружного воздуха утилизируемым теплом вычисляется по формуле:

В калорифере приточного агрегата затрачивается следующее количество теплоты на нагрев приточного наружного воздуха до t_lai = t_n:

Сравнение показывает, что благодаря применению установки утилизации экономится более 40% расхода тепла в калорифере нагрев приточного наружного воздуха.

Новые методы распределения  воздуха в зоне зрительских трибун. За последние годы получили распространение методы подачи приточного воздуха в зону нахождения людей —  вытеснительная вентиляция. В работе показана принципиальная схема подачи приточного воздуха под сидения зрителей к их ногам. Эта схема применима при специальном конструктивном исполнении трибун и сидений. В отечественной практике наибольшее распространение получили трибун из бетона, выполняемые ступенчато. Ранее на сидячих местах накладывались деревянные решетки для сидения зрителей. По современным требованиям международных спортивных организаций на сидячих местах устанавливаются индивидуальные пластмассовые сидения, которые закрепляются к бетонным плоскостям посадочных мест. На рис. 3.10 показан вариант устройства выпуска приточного воздуха под ноги /_пп = 20м³/ч. Это требует наличия приточной

 

Рис. 3.10. Вариант организация  подачи санитарной нормы приточного наружного

воздуха в 20 м /(чел • ч) к зрителям на трибунах: 1 — пластмассовые сидения; 2 — приточные решетки: 3— приточный воздуховод в бетонной заливке трибуны решетки размером 300 х 100 мм. Вытяжка осуществляется под потолком зала зоны зрительских трибун.

 

В качестве сравнительного с традиционным вариантом СКВ  рассматриваем вариант подачи приточного воздуха непосредственно к зрителям со скоростью выхода 0,25 м/с и температурным перепадом t_B — t_n — 3°С.В теплый период года тепло- и газовыделения такие же, как _в первом варианте: Q_T.„₃₆ = 40384 Вт; = 115000 г/кг. Принимаем температурный перепад в пределах комфортных требований t_B - t_n — 2,5 °С. Тогда требуемая температура притока составит t„ = t_B - 2,5 = 25 - 2,5 = 22,5 °С.

Выше представлена графическая зависимость показателя Кь от отношения тепловыделений в зону обитания людей к общим выделениям. Для трибуны со зрителями это отношение равно 3 и по графику на рис. 1.1 находим Kl = 2,8. Вычисляем по формуле (1.13) температуру удаляемого под потолком отепленного и влажного воздуха:

Охлаждение приточного наружного роздуха проводим по наиболее энергетически экономичному варианту при постоянном влагосодержании: d_u = d_n = Юг/кг. Влагосодержание удаляемого воздуха будет d_y = d_n -f Ad^ = 10 + 4,8 = 14,8 г/кг. На рис. 3.11 на I—d диаграмме в месте пересечения линий t_y =

= 29,5°С и d_y = 14,8 г/кг находим точку У. Соединяем точку У с точкой П и на прямой линии в месте пересечения с изотермой t_B = = 25 °С находим точку (р_в = 60%, что отвечает условиям теплового комфорта для зрителей в теплый период года.

Приточный наружный воздух в расчетных условиях теплого  периода года охлаждается при  постоянном влагосодержании d_H = = d_n = Юг/кг до температуры t_ox = 21,5°С (процесс Н-Ох на рис. 3.11).

Расход холода на охлаждение приточного наружного воздуха в  режиме но построению на рис. 3.11 составляет

По сравнению с расчетом для традиционный СКВ расход холода в новой СКВ сокращается в 170000/46280 = 3,7 раза. Это указывает на значительные энергетические преимущества применения в СКВ зоны трибун метода вытеснительной вентиляции.

В холодный период года в  зоне трибун поддерживается температура t_B = 20° С и тепло- и влаговыделения одинаковы с первым вариантом СКВ:

Принимаем по условиям теплового  комфорта температуру притока к  зрителям t_n = 17,0°С. Вычисляем температуру удаляемого воз.

 

Рис. 3.11. Построение на I—d, диаграмме расчетного режима работы СКВ зоны зрительских трибун при подаче охлажденного приточного воздуха к каждому креслу зрителя: Н-Ох — охлаждения приточного наружного воздуха в кондиционере; Ох-П — нагрев приточного воздуха в вентиляторе и воздуховодах; П-В — поглощение тепло- и влаговыделений от людей в зоне места их сидения на трибунах; В-У — поглощение тепло- и влаговыделений по высоте здания помещения катка

 

воздуха: t_y = 2,8(20 — 17,0) + 17,0 = 25,5 °С. Поглотительная способность приточного наружного воздуха в этом режиме составит

Проверяем возможность поглощения явных теплоизбытков:

Полученный результат  практически совпадает с расчетным  значением тепловыделений.

 

Вычисляем влагосодержание  удаляемого воздуха:

 

Для первой ступени нагрева  приточного воздуха используем утилизацию теплоты вытяжного воздуха, которая  составит

Температура приточного воздуха  после тепло отдающего теплообменника установки утилизации будет