Расчет систем кондиционирования

От системы кондиционирования воздуха зависит обеспечения воздушных комфортов рабочих мест программистов. Кондиционирование воздуха выполняет задачи вентиляций и создает благоприятные микроклиматы. Кондиционирование выполняется в соответствиях с главой СНиП 11-33-75 "Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха".

Таблица 5.1. Оптимальные нормы температуры, относительной влажности и скорости движения в обслуживаемой зоне жилых, общественных и административно-бытовых помещений

Количество приточного воздуха L_пр, м³/ч определяется по формуле:

, (5.1)

где Qизб – избыточное выделение явной теплоты, кДж/ч;

с – удельная теплоемкость воздуха при постоянном давлении, равная с = 1 кДж/кг ⁰С;

Рпр – плотность поступающего в помещение воздуха, равная 1,2 кг/м³

tвыт – температура удаляемого из помещения воздуха за пределы рабочей или обслуживаемой зоны, ⁰С;

tпр – температура приточного воздуха, ⁰С.

Температура удаляемого из помещения воздуха tвыт, ⁰С, определяют по формуле:

tвыт = tРЗ + Δt ∙ (hвп – z), (5.2)

где tРЗ – температура в рабочей зоне, которые не должна превышать допустимую по нормам (tРЗ ≤ tдоп), ⁰С;

hвп – расстояние от пола до центра вытяжных проемов (кондиционера), м;

z – высота рабочей зоны, м.

Так как расчет производится для теплого периода года, то примем tРЗ = 22 ⁰С.

Внутренняя часть кондиционера расположена на высоте h_вп = 3 м

t_выт= 22 + 1,2 (3 – 3) = 22 ⁰С

Температура приточного воздуха t_пр при наличии избытка явной теплоты должна быть на 5 – 7⁰С ниже температуры воздуха в рабочей зоне

t_пр = 22 – 6 = 16 ⁰С

Величину избыточного выделения явной теплоты Qизб находят на основании баланса теплоты в помещении по формуле:

Qизб = ƩQ – ƩQух , (5.3)

где ƩQ – суммарное количество поступающей в помещение явной теплоты.

ƩQух – суммарное количество уходящей из помещения теплоты (за счет теплопотерь ограждениями, нагрева поступающего в помещение воздуха и т.п.)

Основным источникам избыточного тепла является светильник, человек и др. Также, нужно учитывать теплопоступление от солнечных радиаций. В рабочем помещении тепловыделением электронного оборудования можно пренебречь. Поэтому учитываем тепловыделения от искусственного освещения, от людей, количество тепла, поступающего в помещение через окна от солнечной радиации.

Тепловыделения от искусственного освещения Q₂, рассчитывают, предполагая, что практически вся затрачиваемая энергия, в конечном счете, преобразуется в тепло, по формуле:

Q₂ = 1000 N, (5.4)

где N – расходуемая мощность светильника, кВт.

Q₂ = 1000 0,14 3 = 420 (кВт).

Тепловыделения от людей Q₃ определяют по формуле:

Q₃ = n q, (5.5)

где n - число работающих,

q – количество тепла, выделяемое одним человеком, представлено в таблице 5.2.

Таблица 5.2 -Количество тепла, выделяемое одним человеком в зависимости от категории работ и температуры окружающей среды

Q₃ = 1 145 = 145 (Вт)

Количество тепла, поступающего в помещение от солнечной радиации Q_{ост. рад}, определяют по формуле:

Q_{ост. рад} = F_ост q_ост А_ост. (5.6)

Для покрытий

Q_{п. рад} = F_п q_п k_п , (5.7)

где F_ост и F_п - площадь поверхности и покрытия, м²;

q_ост и q_п - теплопоступления через 1 м² поверхности остекления и поверхности покрытия, при коэффициенте теплопередачи, равном 1 Вт/м²* ⁰С

А_ост- коэффициент остекления;

k_п - коэффициент теплопередачи покрытия, 1 Вт/м²* ⁰С

F_ост = 2,5 5 1 = 10 (м²).

Окно рабочего помещения направлено на север, поэтому примем значение q_ост равным 150 Вт/м²* ⁰С. Примем А_ост = 0,5

Q_{ост.рад} = 10 150 0,5 = 750 (Вт).

Среднее значение теплопоступления для покрытия с учетом географической широты примем равным Q_п.рад = 8 Вт.

Потери тепла из помещения Q_ух, кВт через стены двери, окна оценивают ориентировочно по формуле:

, (5.8)

где λ - теплопроводность стен, Вт/м²* ⁰С.

S – площадь, м²

δ – толщина стен, м.

Стены рабочего помещения изготовлены из кирпичей М350, теплопроводность которого равна 0,7 Вт/м²* ⁰С. Толщина стен δ = 0,3 м.

Q_ух = 0,7 50 (22-16)/0,3 = 700 (Вт).

Вычислим суммарное количество поступающей в помещение явной теплоты.

∑Q=Q₂+Q₃+Q_{ост.рад}+Q_п.р.р , (5.9)

∑Q = 420 + 145 + 750 + 18 = 1333 (кВт).

Так как расчет производится для летнего периода величина избыточного выделения явной теплоты равна:

Q_изб = 1333 (кВт).

Вычислим количество приточного воздуха:

L_пр= 1333/(1 1,2 (22-16))= 185 (м³/ч).

Выбираем кондиционер с нижней подачей SDA модель 0601 с максимальным расходом воздуха L=500 м3/ч, что является оптимальным для обеспечения благоприятного микроклимата.