Главная » Мануалы

1 2 3 4 5 6 7 8 ... 14

паров W (кг/ч) может быть вычислено по опытной формуле, полу, чснной финскими специалистами применительно к особенностям

функционирования плавательных оассеинов

AFa,c{dw - 4) 1000

(3.3)

где А - опытный коэффициент, F - площадь поверхности водяной ванны (м^), сгис - коэффициент испарения (кг/(м^ ч) на 1кг влаги), с?в - влагосодержание соответственно насыщенного воздуха и воздуха в зоне нахождения людей (г/кг).

Опытный коэффициент А учитывает интенсификацию испарения с поверхности воды площадью F (из-за изменения условий протекания процессов испарения при наличии купающихся) по сравнению с испарением со спокойной поверхности воды. По данным финских специалистов, для оздоровительных плавательных бассейнов коэффициент А = 1,5 [13 .

Площадь F поверхности спокойной глади воды в бассейне определяется размерами водяной ванны. Коэффициент испарения сгвд

(кг/(м^ ч) на 1 кг влаги) вычисляется по опытной формуле [13]:

а^ = 25 -Ь 19г;, (3.4)

где v - скорость движения воздуха (м/с).

Влагосодерл'ание насыщенного воздуха dw при температуре поверхности воды tw находят по I-d диаграмме или вычисляют по формулам [2]. Влагосодержание воздуха d в зоне нахождения людей находят по I-d диаграмме при заданных параметрах воздуха - температуре и относительной влажности ip или вычисляется по формулам [2].

Скорость двшкения воздуха v (м/с) над поверхностью воды зависит от схемы организации воздухообмена в помещении. По условиям теплового комфорта для обнаженных людей скорость воздуха в зоне их нахождения в бассейне не должна превышать 0,1м/с.

Примем площадь водной поверхности бассейна F = 25 х 8 = = 200 м-, температуру воды летом ty = 27°С и параметры воздуха в зоне нахождения людей = 28°С и (/? = 60%. По формуле (3.4)

вычисляем коэффициент испарения (кг/(м^ ч) на 1кг влаги):

сгис = 25 Н- 19 0,1 = 26,9.

/. кДж/кг

(р=60%

= 100%

В

d = 23 г/кг

Рис. 3.1. Построение на I-d диаграмме режима работы приточно-вытялчной системы в расчетных условиях теплового периода года в климате Москвы: Н-В-У - поглощение влаговыделений приточным воздухом по высоте помещения плавательного бассейна; Н-Н - нагрев приточного наружного воздуха в утренние и вечерние часы теплого периода года

водой в водо-водяном нагревателе. Горячая вода поступает при насосной циркуляции от источника теплоснабжения. Поток теплоты, затрачиваемой на испарение воды (Зис (кДж/ч), вычисляют по формуле

(Зис = И^исГ. (3.4)

Скрытую теплоту парообразования г (кДж/кг) при температуре воды ty находят по формуле

г = 2500 -4,2 w.

(3.5)

I-d диаграмме (рис. 3.1) находим = 23 г/кг (точка W) и J 14,4г/кг (точка В). По формуле (3.3) вычисляем количество испаряющейся влаги при использовании бассейна для оздоровительного плавания:

23 - 14 4

Ж„с = 1,5 X 200 X 26,9 X = 69,4 кг/ч.

На испарение воды затрачивается количество теплоты, которое поступает из воздуха при наличии градиента температур (в w) в сторону воды, а таклче количество теплоты, отдаваемое горячей

Для рассматриваемого случая по формуле (3.5) получим

г = 2500 - 4,2 X 27 = 2387 кДж/кг.

и с

= 69,4 X 2387 = 165658 кДж/ч, или 165658/3,6 = 46016 Вт.

Если помещение плавательного бассейна имеет значительную площадь поверхности остекления в нарулчных ограждениях, то проникающая через него теплота солнечной радиации затрачивается на нагрев строительных конструкций и зеркала воды. Использование проникающей в помещение бассейна солнечной радиации в целях нагрева зеркала воды в плавательной ванне позволяет сократить затраты теплоты от источника теплоснабжения, требуемые для поддерл*:ания температуры воды в ванне = 27°С.

В холодный период года необходимо предотвратить повышенные теплопотери через значительные поверхности остекления в наружных ограждениях. Для этой цели конструкция остекления доллна иметь повышенное термическое сопротивление теплопередаче, обусловленной наличием градиента температур внутреннего и наруркного ц,х воздуха, но сохранять способность пропускать в помещение теплоту солнечной радиации, которая будет способствовать поддер?канию температуры поверхности воды в плавательной ванне на требуемом уровне = 25-27°С.

На рис. 3.1 представленно построение на I-d диаграмме расчетного режима работы системы микроклимата в помещении плавательного бассейна в теплый период года в климате Москвы. Для удаления из помещения испаряющихся водяных паров используется наругкный воздух с параметрами [18]: = 28,5°С, /н = 54кД?к/кг (точка Н). В зоне плавания поддерживаются параметры точки В: = 28°С и (/?в = 60% при = 64кДж/кг.

В целях увеличения поглотительной способности приточного вытяжного воздуха по восприятию влаговыделений рационально подавать приточный воздух с малыми скоростями непосредственно в зону нахождения людей, а удалять воздух из верхней зоны под потолком помещения. Влажный воздух легче сухого. Поэтол1у в режиме поступления в зону нахол?де1шя .,1юдей приточного воздуха и поглощения испаряющихся водяных паров образуется более насыщенный влагой воздух, который будет подниматься под перекрытие, где влагосодерлшние dy становится выше, чем d. Для

нахол^дения влаго содержания dy (г/кг) удаляемого воздуха при

рас

2 Система микроклимата помещений плавательных бассейнов 85 -ходе Ly можно использовать преобразованную формулу (1.4):

с/у = + d(<B - dn),

(3.6)

где dn, dn - влаго содержание соответственно внутреннего и приточного воздуха (г/кг).

Показатель К^ называется коэффициентом эффективности организации воздухообмена. Для рекомендуемой схемы притока воздуха в зону нахо/кдения людей и вытяжки под потолком этот показатель мол^ет быть принят равным - 1,6. Вычислим по формуле (3.6) возможное влаго содержание удаляемого воздуха для рассматриваемого примера:

dv = 10 + 1,6(14,4 - 10) = 17 г/кг.

диаграмме (см. рис. 3.1) находим точку У с параметрами:

dyll г/кг,/,е = *у = 28°С.

Согласно расчету для поглощения влаговыделений в помещениях плавательных бассейнов в зону нахолчдения людей необходимо подавать следующее количество приточного наружного воздуха:

У^ис X 1000 ,

Pnn[dy - dyi)

Для рассматриваемого примера по формуле (3.7) получим:

Ln.h

69,4 X 1000 L15 X (17-10)

= 8621 м^ч.

В СИиП [18] указано, что в расчетные сутки теплого периода года температура нару?кного воздуха в климате Москвы снижается на 10,4°С (точка Н). Следовательно, для сохранения комфортных условий воздушной среды приточный наружный воздух в утренние и вечерние часы летом необходимо подогревать. Для первоначального подогрева приточного нарулшого воздуха энергетически рационально использовать установку утилизации с насосной циркуляцией промежуточного теплоносителя-антифриза. Во избел^ание конденсации водяных паров температура внутренней поверхности ограждений должна быть выше температуры точки росы удаляемого воздуха р.у, т.е. выше 22°С (для построения,

выполненного на рис. 3.1).

На рис. 3.2 представлено построение на I-d диаграмме расчетного режима работы системы микроклимата в холодный период

Л кДж/кг

( =/ =t =26°с

ф=50%

L. = 26 С

ф=100%

/ , = 1,4 °с

!y2 = 3(J кДж/кг Г.= 8,2°С

I

rfyi = 13,44 г/кг

/у1 = 60,5 кДж/кг

= 10.8 г/кг

сы=п=Л г/кг / = -26 °с

= 20,2 г/кг

d г/кг

4, = 0,6 г/кг

Рис. 3.2. Построение на I-d диаграмме режима работы приточно-пытя-кной системы в расчетных условиях теплового периода года в климате Москвы: Нх-Н2 - нагрев приточного наружного воздуха в установке утилизации; У-У - извлечение теплоты из выбросного вытяжного воздуха в установке утилизации; H2-IIH - нагрев приточного наружного воздуха в калорифере; ПН-СМ-У - процесс смещения подогретого приточного наружного воздуха с частью вытяжного воздуха; СМ-В-У - поглощение влаговыделений приточным во.здухом по высоте помещения плавателыюго бассейна

0,6 г/кг; тем-

года при параметрах Б [18]: н.х = -26°С, d.x -пература воды = 25 °С; = 20,2 г/кг; температура воздуха = 26 °С, с^в = 10,8 г/кг, относительная влажность р^ - 50%. Градиент влагосодержании внутреннего и приточного воздуха в расчетных условиях холодного периода года значительно больше, чем в расчетных условиях для теплого периода года (см. рис. 3.1). Как следует из формулы (3.3), увеличение градиента влагосодержании приведет к возрастанию количества воды, испаряющейся с водного зеркала ванны плавательного бассейна, что соответственно увеличит расход теплоты на подогрев пополняющей бассейн свелчсй воды. В целях сохранения в холодный период года условий испарения воды близкими к режимам в летний период предлагается в холодный период года градиенты влагосодержании оставить неизменными и равными их значениям при работе в летних режимах. Для выполнения этих условий следует в холодный пе-

Система микроклимата помещении плавательных бассейнов 87 года достигать требуемого влагосодержания приточного воз-

ха путем смешения в приточном агрегате подогретого до тем-роахуры tn.H = 26 °С наруяпюго воздуха и рециркуляционного лаячного воздуха из помещения.

Градиенты влагосодеря?аний в рабочей зоне в теплый и хо.лод-ный периоды года принимают одинаковыми и равными градиенту в тепльхй период года:

р.з

dn-dn = 14,4 - 10 = 4,4 г/кг.

Таким образом, влагосодержание смеси приточного воздуха в хо лодный период года:

4 - Adp.3 = 10,8 - 4,4 = 6.4 г/кг.

Влагосодержание удаляемого воздуха вычисляем по формуле (3.6)

dy = 6,4 -t-1,5(10,8 - 6,4) = 13,44 г/кг.

Из уравнения баланса смеси определяем расход приточного наружного воздуха в холодный период года:

Ьп.п.х - Ln

Pydy Рсм^см

Pydy ~ Pn.ndn.H

= 8621

1,15 x 13,44-1,16 x 6,4 1,15 x 13,44-1,17 x 0,6

4811 mV,

- плотность соответственно удаляемого, приточного наруншого воздуха и смеси (кг/м ).

где Ру, рп.н, Рем

Полученное значение in.h.x необходимо проверить на соответствие санитарно-гигие1шческим нормам по подаче в помещение приточного наружного воздуха. В плавательном бассейне для условий рассматриваемого примера одновременно находятся 40 человек, на одного человека необходим объемный расход воздуха 80м^/ч, что отвечает минимальному расходу

Ьп.н(мин) = 40 x 80 = 3200 м^ч.

Таким образом, значение Хц.н.х больше -п.нСмин)? что указывает На соответствие санитарным нормам.

Для снинения количества теплоты, расходуемой на подогрев приточного наружного воздуха, предлагается применить установку

утилизации теплоты выбрасываемого в атмосферу удаляемого воздуха Ly. Нагрев приточного нарулшого воздуха в установке утилизации отвечает следующему уравнению теплового баланса:

Qt.v - n.h.xAin<p(H2 ~ н.х) - -уРу(-у1 -у2)-

(3.8)

Методом подбора находим рациональное значение энтальпии удаляемого воздуха после теплообменника установки утилизации. Для рассматриваемого примера /у2 = 30кДл?/кг. По правой части уравнения (3.8) вычисляем количество утилизируемой теплоты:

От.у = 4800 X 1,18(60,5 - 30) = 172752 кДж/ч.

Из преобразованной левой части уравнения (3.8) находим достигаемую температуру подогрева приточного наружного воздуха:

*н2 =

172752

4811 X 1,31 X 1

26 = 1,4°С.

На рис. 3.2 релшм извлечения теплоты из вытялшого воздуха показан штриховыми линиями. От температуры н2 = ДО

in п = 26 °С приточной нарулаюй воздух нагревается в калорифере, питаемом горячей водой. При повышении до 60% система переходит на работу по прямоточной схеме.

На рис. 3.2 пока.зано, что температура точки росы удаляемого воздуха в холодный период года равна ip.y = 18,6 °С. Во избе?кание конденсации влаги на внутренней поверхности ограл^дающих конструкций с помощью нагревательных приборов необходимо обеспечить поддержание температуры их поверхностей зимой на уровне не менее 19 °С. В расчетных релшмах теплого периода года температура точки росы удаляемого воздуха равна 22 °С (см. рис. 3.1). Чтобы предотвратить конденсацию влаги, температура внутренних поверхностей ограждений не должна опускаться .петом ниже 23°С. Проведенный анализ круглогодовых режимов работы систем микроклимата в помещениях плавательных бассейнов позволил разработать принципиальную схему прсдставлехшую на рис. 3.3.

Воздуховодами 8 приточный агрегат 1 соединяется с ламинарными воздухораспределителями 9. Из которых приточный воздух Lji поступает в зону нахолчдения людей со скоростью не более 0,2 м/с. Влажный воздух под потолком через вытяжной воздуховод 10 забирается в вытяжной агрегат 11. Воздушный агрегат 1 собирается из блоков, включающих по ходу воздуха следующие

ч

3 ni2B15\j\J

аф2м11]1

= -6°С

Рис. 3.3. Принципиа.т1ьная схема системы микроклимата в помещении бассейна для плавания

духа включает следующие элементы: фильтр 3\ вытя?кной вентилятор 12\ воздушную камеру 13 с воздушным клапаном, соединенную воздуховодом Ц со смесительной камерой 6 приточного агрегата 1\ теплоизвлекающий теплообменник 15 установки утилизации; выбросной воздуховод 16 удаляемого в атмосферу воздуха Ly.

В помещении плавательного бассейна термостат i 7 контролирует температуру воздуха 1 в зоне нахождения людей и через импульсную связь воздействует на автоматический клапан 18 изменения расхода горячей воды через калорифер 5. Датчик 19 контролирует влагкность воздуха (/?в в зоне нахождения людей и через

jjejvicHTbi: много створчатый воздушный клапан 2 для поступления приточного наружного воздуха при переменном расходе Lu ддушный фильтр 3: теплоотдающий теплообменник 4 установки \йлизации; калорифер второго подогрева 5; смесительную каме-

V 6: приточный вентилятор 7. Вытялшой агрегат 11 ио ходу воз-

импульсную связь воздействует на моторный привод воздушных клапанов у воздушной камеры 13. При снижении относительной влалшости воздуха до нижнего уровня 50% воздушные клапаны камеры 13 открыты для пропуска по соединительному воздуховоду 14 на рециркуляцию до 50% удаляемого воздуха, который смешивается с подогретым приточным наружным воздухом в камере 6 приточного агрегата 1. При достижении верхнего уровня относительной влажности воздуха 60% в зоне нахождения людей датчик 19 подает команду на закрытие воздушных клапанов у воздушной камеры 13, после чего приточный агрегат 1 работает по прямоточной схеме. На схеме (рис. 3.3) не показаны нагревательные приборы, которые доллагы поддерживать температуру на поверхности ограждений помещения плавательного бассейна выше температуры точки росы удаляемого влажного воздуха (см. рис. 3.1 и 3.2).

Приточные 1 и вытялшые 11 агрегаты удобно и экономично создавать на базе блоков центральных кондиционеров. В настоящее время только в Москве реализовано более двадцати проектов систем микроклимата плавательных бассейнов, выполненных по схеме на рис. 3.3. В качестве примеры высокоэффективной и экономичной работы системы микроклимата в плавательном бассейне можно привести Государственную детско-юношескую спортивную школу JVfi? (Москва, ул. Чоботовская, 6) [10]. Проект системы микроклимата в помещении этого плавательного бассейна разработан под руководством А. А. Волкова *). По сравнению со схемой на рис. 3.3 под потолком помещения плавательного бассейна располагаются два приточных воздуховода, из которых на поверхность потолка в холодный период года подается нагретый воздух, что позволило избелчать конденсации влаги на внутренней поверхности перекрытия. Монтаж и доводку до качественного состояния отечественного оборудования выполнила фирма Вента **), которая изготовила и нестандартное оборудование для систем микроклимата. Это обеспечило высокое качество внешнего вида и работоспособность систем. При наладке систем фирма Вента провела обучение персонала эксплуатационников, что позволило обеспечить высокое качество работы систем.

*) Московский научно-исследовательский и проектный институт об7>ектов культуры, отдыха, спорта и здравоохранения (МИИИП). Санитарно-техпический отдел тел./факс (095) 251-37-11.

) Москва: тел./факс (095) 209-10-40.

3.3. Системы кондиционирования воздуха для помещений искусственных катков

3.3.1. Общие положения. Закрытые помещения с искусственными катками требуют применения СКВ, назначением которых явчяегся: обеспечение отсутствия тумана у поверхности ледяной арены; отсутствия конденсата на строительных и огралчдающих конструкциях помещений катков; обеспечение санитарно-гигиенических параметров воздушной среды в зонах помещения, где находятся люди. Исходя из этих трех основных задач рационально устройство трех по назначению СКВ: обслуживающих зону ледяной арены; обеспечивающих температуру внутренних поверхностей строительных и ограл^дающих конструкций зданий искусственного катка выше температуры точки росы окружающего внутренние поверхности воздуха, что предотвратит образование конденсации водяных паров из окрул^ающего внутренние поверхности воздуха; создающих требуемые санитарно-гигиенические параметры воздуха в зонах нахолчдения людей.

Рассмотрим основные отличия формирования теп,пового релшма в помещениях искусственных катков. Ледяная арена для проведения игр и тренировок по хоккею с шайбой имеет стандартные размеры 60 х 30 м с наличием закруглений у всех четырех уг.лов ледяной арены. Расчетную поверхность льда молено принимать по размерам по длине и ширине арены, что для стандартного хоккей-пого поля составит 60 х 30 = 1800 м^. Искусственное ледяное поле создается путем заливки и намораживания льда на плите катка, в которой залол^ены змеевики для циркуляции холодоносителя 22,26]. В зависимости от вида мероприятий, проводимых на ледяной арене, поддерживается различная температура льда [26]: для проведения игр по хоккею требуется жесткий лед, что обеспечивается при температуре поверхности .льда от -6,5 до -5,5°С, и при температуре воздуха в зоне ледяной арены порядка 6-10°С; для фигурного катания температура поверхности льда от -4 до ~3°С при температуре воздуха в зоне ледяной арены 10-13°С; для развлекательного катания температура льда от -3 до -2°С при температуре воздуха до 15 °С. Для катков спортивного скоростного катания температура поверхности льда требуется от -0,5 до -2°С (мягкий лед). Температура воздуха допускается до 15°С [26].

СКВ для обслуживания ледяной арены проектируется иа условия поддер/кание рекомендуемой температуры воздуха в зоне на-

хо?кдения людей на ледяной арене. Тепловой режим в зоне нахождения людей на ледяной арене определяется теплопритоками прежде всего обусловленными низкими температурами поверхности .льда л, °С.

Конвективный приток тепла определяется по формуле

т.коп

(3.9)

где qfkoh, Вт/(м^-град) - коэффициент конвективного потока тепла моляет быть вычислен по формуле, рекомендуемой в работе [26

кон

3,41 +3,55 V, Вт/(м2трад),

(3.10)

скорость воздуха над поверхностью льда (м/с).

где Уя -

В работе [26] скорость воздуха над поверхностью льда рекомендуется ограничить 0,25 м/с. В формуле (3.10) не учитывается градиент температур метлу воздухом и температурой поверхности льда ti. Это молпю объяснить малым влиянием градиента температур при схеме конвективной передачи тепла к холодной горизонтальной поверхности по направлению сверху вниз. Примем рекомендуемое значение скорости воздуха над поверхностью льда Vji = 0,25 м/с, по формуле (3.10) вычислим

а

кон

3,41 -Ь 3,55 X 0,25 = 4,3, Вт/(м^ град).

Принимаем = 10°С, и i

6°С, т.е. At= 16°С.

Стандартная поверхность .тюдяного поля в помещениях со зрителями составляет = 60 х 30 = 1800м^. Тогда по форму.гю (3.9) конвективный приток тепла от воздуха к поверхности льда составит

Qr.koh = 1800 X 4,3(10 + 6) = 123840 Вт.

Второй составляющей притока тепла к поверхности льда является .пучистое тепло, поступающее от ограждающих конструкций и поверхностей, имеющих более высокую температуру пов но сравнению с температурой поверхности льда. В работе [22] представлена графическая зависимость удельных потоков лучистого тепла 9рад в зависимости от температуры льда и температуры поверхности tuoB, которая показана на рис. 3.4. Приток лучистого тепла от потолка к поверхности льда вычисляется по формуле

Qr.pafl - -л X О'рад X /5отр, Вт.

(3.11)

Отрал^ательпая способность поверхности потолка Дотр зависит цвета поверхности. При окраске потолка алюминиевой крас-й Рог Наибольщее отражение от поверхности потолка ледяным полем достигается при покрытии поверхности по-лка изоляционными матами с поверхностью из алюминиевой фояьги Ротр = 0,1. Наибольшее влияние радиациошпде потери

8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

/ °С

Рис. 3.4. Теплопритоки удельные лучистого тепла к поверхности ледяного поля от окружающих поверхностей

холода имеют место в теплый период года, когда температура поверхности потолка при наличии солнечной радиации на кровлю потолка мол^ет иметь температуру до 28 °С. Примем, что на .ледяном поле проходит соревнование по хоккею и л = -6°С. Тогда по графику на рис. 3.4 находим рад = 85Вт/м^. Поверхность потолка покрыта матами изоляции с наружной поверхностью из алюминиевой фольги, что обеспечит коэффициент отражения /Зотр = 0,1. По формуле (3.11) вычисляем притоки лучистого тепла к поверхности льда:

От.рал = 1800 X 85 X 0,1 = 16000 Вт.

Над ледяным полем устанавливаются светтхльнтиш. По усредненным данным удельные тепловыделения от светильников составляют QocB - 35,7 Вт/м^. До 40% выделяющего от светильников тепла воспринимается удаляемым вытяжным воздухом СКВ в зоне катка, тогда теплопритоки к поверхности льда от осветительных приборов вычисляются по формуле

Qt.cb - Kт^ x осв x 0,6, Вт.

(3.12)

И.пи д.пя рассматриваемого примера по формуле (3.12) получим

От.осв = 1800 x 35,7 x 0,6 = 38600 Вт.

Теплопритоки от людей при тяжелой работе в зоне катка соста-вляют

<Эт.люд = Л x б/люд = 50 x 180 = 9000 Вт.

Общие теплопритоки в зоне поверхности льда определяется суммой теплопритоков:

(3.13)

т.л.пов - Qt.koh т.рад Ь Qt.cb Qт.людj Вт.

Для рассматриваемого примера по формуле (3.13) по.лучим Ст.л.пов = 189000 + 16000 -f 45000 + 9000 = 259500 Вт.

Для намораживания льда за сутки на поверхности катка 30 х x 60 = 1800 м^ требуется охладительная мощность холодильных машин порядка 600 кВт. Поэтому существующая мощность холодильных машин будет с большим запасом достаточным для обеспечения поддержания поверхности льда с требуемой температурой. Оставшаяся мощность холодильных машин мол;ет служить источником охлаждения приточного воздуха в СКВ.

Рассмотрим особенности СКВ для климата Москвы для круглогодичного обеспечения требуемых параметров воздуха в трех зонах помещения катка.

3.3.2. Зона ледяного поля. При игре в хоккей в зоне ледяного поля могут находиться до 50 человек, выполняющих тяяелую работу, что определяет тепло и влаговыделения при 1 = 10 °С: по явному теплу 180 Вт/чел; по влаге 170г/(чел ч). По санитарным нормам для спортсменов и судей необходима подача /пн =

= 80м^/(че.л ч) свежего приточного наружного воздуха, что составит

1пи = 50 X 80 = 4000 mV4.

От людей явные тепловыделения составят

д^.зб.л = 50 x 180 = 9000 Вт

По влаге:

вл.л

50 x 170 = 8500 г/ч.

К воздуху над ледяным полем поступает конвективное тепло, величина которого вычисляется по формуле (3.9), и для рассматриваемого примера выше найдено Qt.koh = 123840 Вт. Для сохранения качества жесткого льда = -6°С необходимо предотвратить конденсацию водяных паров из воздуха. Это достигается тем, что конвективное тепло расходуется на охлаждение воздуха у поверхности льда до температуры в.л = 10°С и (вл = 70%. Принятые параметры воздуха у поверхности льда выше температуры точки росы, равной р.в.л = 6°С. Для выполнения этих требований необходимо после охлаждения и осушки приточного воздуха до параметров tox = 6,5 °С, <рох = 92%, dox = 5,8 г/кг нагреть приточный воздух до температуры притока, которая вычисляется по формуле

{Qv.

кои

т.люд) x 3,6

Lu x /9п x г

(3.14)

р

Расход приточного воздуха L определяется условиями равномерного заполнения ледяного поля приточными струями и созданием условий для понилчения по длине струи температуры tn до вл- Наилучшие условия обеспечения требуемого воздухораспределения достигаются подачей с высоты над ледяным полем приточного воздуха через сопла. Соп.ла закрепляются на приточных воздуховодах, располагаемых по обе стороны длиной стороны ледяного поля в 60 м. На рис. 3.5 представлена схема подачи приточного воздуха через два приточных воздуховода 1 над ледяным полем, через сопла 2 типа JD 110 производства французских фирм*) с присоединительным диаметром к прр1точному воздуховоду 250 мм и выходом сопла 140 мм. Приточные струи 5 из сопел :S поступают под уг.дом 20° и обеспечивают перекрытия зоны ледяного поля 4 шириной 30 м. В каталоге приведены конструктивные размеры и номограммы для выбора типа сопел и режимов их работы. По санитарно-гигиеническим и технологическим условиям расширение струи на ее длине должно обеспечить требуемую скорость воздуха у поверхности ледяного поля VJj = 0,25 м/с. По номограммам

) Каталог Ргапсе Air. Export program 1996 .

Б каталоге находим, что при расходе через сопло 800м^/ч приточного Боздуха при рабочей длине струи Ьт = 25 м достигается требуемая скорость воздуха К, = 0.25 м/с и одна струя перекрц, вает половину ширины ледяного поля в 15 м. Отепленный воздух

			:i; :::<V<::::::<:v:

Рис. 3.5. Принципиальная схема .заполнения приточным воздухом зоны ледяного поля размером 60 х 30 м (для игры в хоккей)

после соприкосновения струй над поверхностью льда поступает в верхнюю зону к вытяжным отверстиям 5 в вытяжном воздуховоде 6. Количество вытяжного воздуха Lbt Для сохранения воздушного баланса в зоне ледяного поля принимается примерно равным расходу приточного воздуха Ь^. В целях снижения поступления радиационного тепла к ледяному полю на перекрытие катка 7 с внутренней стороны закреплена изоляция 8 с наличием фольги на ее внутренней поверхности.

Проверкой в плане перекрытия ледяного поля приточными струями получено, что рационально с каледой стороны установить

приточных воздуховодах 21 сопло JD110 с диаметром кал^дого тла 140 мм. Это обеспечит приток с кагкдой длинной стороны ледяного поля следующее количество приточного воздуха:

L = X е = 800 X 21 = 17000 1 4.

J3 целях повышения надежности работы СКВ принимаем два приточных агрегата при производительности = Let = 17000 м^ч. По формуле (3.14) вычисляем требуемую температуру приточного воздуха--

(123840 - 9000) X 3,6 2 X 17000 X 1,2 X 1

Поступающий на вытяжку воздух воспринимает влаговыделения от людей

8500

2 X 17000 X 1,2

0,2 г/кг.

Кроме этих влаговыделений возможны поступления в вытяжной воздух испарений с поверхности ледяного поля. Общие поступления влаговыдсаений в вытяжной воздух оцениваем в 1г/кг и тогда: dT = 5,8 + 1 = 6.8г/кг. Поднимающийся вверх вытяжной воздух воспримет 40% тепловыделений от светильников, что повысит температуру вытяжного воздуха на величину

Qt.ocb X 0,4 X 3,6 1800 X 35,7 х 0,4 х 3,6 ~ Lbt X рвл X Ср ~ 2 X 17000 X 1,2 X 1

К вытяжному воздуху будет элгектироваться часть теплого воздуха с потолка и из приточной струи, и температуру вытяжного воздуха принимаем от = 14,5 °С. Остальные параметры точки Вт (см. рис. 3.6): djiT = 6,8г/кг, / т = 31кДлч/кг. В кондиционер на охлаждение и осушку поступает смесь Lgp = 15000 м'/ч рециркуляционного вытялаюго воздуха и L h = 2000 м^/ч нарулшого приточного воздуха. Энтальпия смеси вычисляется по уравнению

вр X Рв X /др + Хпи X Рпн X / н

Ln X Рп

По формуле (3.15) получим:

, кДж/кг.

(3.15)

г 15000 X 1.21 X 31 + 2000 х 1,15 х 54 .. . см =---Tz::rz7.---= 33,7 кДл^/кг.

17000 X 1,2

На рис. 3.6 приведено построение на I-d диаграмме режимов изменения параметров воздуха в кондиционере и в зоне ледяного поля. Смесь рециркуляционного и наружного воздуха (точка См)

/, кДй</кг

Г„=28,5°С

, Ф = 80 %

50% 100%

d, = 2,4 г/кг

d, г/кг

Рис. 3.6. Построение на I-d диаграмме расчетного режима работы СКВ обслуживания зоны .тедяного поля в здании искусственного катка: Н-См-Вт - смешение в блоке смешивания кондиционера саннормы наружного воздуха и вытяжного воздуха из верхней зоны над ледяным полем; См-Ох - охлаждение в теплообменнике приточного агрегата смеси приточного воздуха до требуемого влагосодержания приточного воздуха; Ох-П - нагрев в калорифере приточного агрегата; П-В л - охлаждение приточного воздуха от конвективного теплообмена с поверхностью ледяного поля; Вл-Вт - поглошение влаго- и тепловыделений от светильников по высоте помещения над зоной ледяного поля вытяжным воздухом

доллша быть осушенная до dn = 5,8 г/кг. Процесс охлалшения и осушения воздуха в поверхностном воздухоохладителе при (рох = = 92% [7], что отвечает параметрам точки Ох: tox = 6,5°С; dox = 5,8 г/кг; /ох = 21кДж/кг; tp.ox = 6°С.

Процесс охлаждения и осушения воздуха при построении на I - d диаграмму принято изобрал^ать линией, соединяющей точку См (начальное состояние) и точку Ох (конечное состояние).

Продолжение этой прямой до пересечения с кривой (р = 100% дает точку fi отвечающую tf средней температуре наружной поверхности воздухоохладителя [7,8].

При проведенном на рис. 3.6 построении получена величина

Для оценки требуемой эффективности воздухоохладителей производим построение условно-сухого режима охлаждения при одинаковом перепаде энтальпий (/см-х) заданному процессу охла-ядения и осушения [7,8]. На рис. 3.6 на вертикали df = 5,4г/кг в местах пересечения с энтальпиями /см = 34кДж/кг и /ох = =: 21кДлч/кг получены условные температуры сухого охлаждения

соответственно: t[ = 21 °С, ti = 7,5 °С. В испарителе холодильной машины можно охлаждать воду до ixi = 2°С. Тогда требуемая эффективность режима охлаждения определяется по выражению

tox -

ti-t2

1 ~ ty/xl

(3.16)

Или для варианта использования холодной воды с iwxi = 2°С по выражению (3.16) получим:

tox -

21 - 7,5 21-2

0,71.

Использование в воздухоохладителе охлажденного антифриза с начальной температурой tgi = -2°С позволит получить более низкую требуемую эффективность воздухоохладителя:

в

tox -

21 - 7,5 2Ц-2

= 0,59.

Полученное значение эффективности воздухоохладителя значительно ниже, что позволит сократить рядность и требуемую на-рулшую поверхность воздухоохлаждающего теплообменника. Мощность холодильных машин, используемых для намораживания льда, составляет порядка 600 кВт. Для поддерл^ания требуемой температуры поверхности льда при проведении хоккейного матча требуется холод для компенсации теплопритоков конвекцией и лучистого тепла, что вычисляется по уравнению (3.13) и для рассматриваемого примера составляет т.л.пов -

259,5 кВт. Количество свободного холода составляет:

600 - 259,5 = 340,5 кВт.

Для охлаждения приточного воздуха в двух кондиционерах, об-слуливающих зону ледяного поля, требуется холода

33 7 - 21

2 X 17000 X 1,23 X -= 151 кВт.

3600

Имеющийся запас мощности холодильных машин вполне достаточен для обеспечения холодом в виде антифриза аф1 = -2°С двух кондиционеров зоны ледяного поля. Для нагрева приточного воздуха в расчетных условиях теплого периода года потребуется тепла

3600

= 2 X 17000 X 1,21 X 1

20,2 - 6,5 3600

= 164,56 кВт,

В конденсаторе холодильной машины вполне возможно получе1ше теплоты в форме горячей воды с начальной температурой кон = = 50°С. Рационально использовать это тепло в калориферах приточных агрегатов. Требуемая теплотехническая эффективность калорифера вычисляется по выралчению

tn-t

(3.17)

Или для рассматриваемого примера использования отепленной воды от конденсатора холодной машины требуется теплотехническая эффективность калорифера в кондиционере по формуле (3.17) составит

20,2 - 6,5 = 0 =

Рассмотрим особенности режимов функционирования СКВ зоны ледяного поля в расчетных условиях холодного периода года для Москвы (параметры Б): t = -26°С; du = 0,6 г/кг; / =

= -25 кДж/кг. Температура ледяного поля для хоккея = -6 °С. В зоне ледяного поля поддерживается температура воздуха = = 6°С при относительной влажности (р^л = 45%. Конвективный поток тепла от воздуха к поверхности ледяного поля вычисляем по формуле (3.9):

кон

1800 X 4,3(6 + 6) = 92888 Вт.

осприятия тепла освещения и тепловых струй от приточного ivxa и ограждений принимаем нагрев рециркуляционного воз- а на 4,5°С, как и в теплый период года, и получим £в.т = 510,5°С,/в.т==18кДж/кг.

/, кДж/кг

= 0.6 г/к1

ф -= 45 %

ф= 100%

Вл = См

d, г/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 2000 м^/ч нарулшого воздуха. Вычисляем

энтальпию смеси:

15000 X 1,23 X 18 - 2000 х 1,39 х 25,3

17000 X 1,28

12 кДж/кг.

1 2 3 4 5 6 7 8 ... 14