M10-Chlazení pro klimatizaci

. 10 Schéma tepelných výměn
c. Chladicí výkon jednotky tj. výparníku Q
o
je dán vztahem 1 pro průtok vzdu-
chu V
p
a jeho entalpie h
v1
a h
v2
, jenž vyplývají z řešení úprav vzduchu dle
BT02-02 a 08.
( )
21
..
vvpo
hhVQ −= ρ (1)
d. Teplota vypařování chladiva ve výparníku t
o
se odvodí z teploty rosného
bodu chladiče t
r
, jenž je přibližně shodná se střední teplotou chladicí vody t
m
.
Pro zvolené rozdíly teplot ∆t
m
= 4 - 8 K a ∆m = 3 - 5 K se určí teplota t
o
ze
vztahu 2
- 12 (18) -
Chlazení pro klimatizaci
t
o
= t
m
- 0,5.∆t
m
- ∆
m
(2)
e. Teplota kondenzace chladiva t
k
závisí na teplotě vnějšího vzduchu proudící-
ho chladicí věží. Pro naše území lze volit t
ev
= 30 - 32
o
C s reálným ochlazením
vody ve věží o ∆t
w
= 4 až 8 K. Pro rozdíl teplot ∆w = 3 - 5 K se stanoví teplota
kondenzace t
k
z rov. 5 pro výstupní teplotu vody z chladicí věže t
w1
.
t
k
= t
w1
+ ∆t
w
+ ∆w (3)
f. Tepelné děje chladicího pochodu se řeší pomocí předchozích hodnot postu-
pem dle obr. 5 v diagramu log p – h. Pro stav chladiva po kompresi daný bo-
dem 2 lze uplatnit obecný vztah 4 nebo přepokládat idealizovaný izoentropický
děj. Polytropický exponent n je závislý na druhu chladiva. V případě chladiva
R134a se pohybuje v intervalu teplot chlazení pro klimatizaci v mezích 1,01 až
1,03.
pv pv
n
11 2 2
.=
n
. (4)
g. Hmotnostní průtok chladiva m se určí pro tepelný výkon výparníku z rov. 5
pro entalpie h
1
a h
4
.
( )
41
/ hhQm
o
−= (5)
g. Adiabatický příkon kompresoru P
ad
je dán pro entalpii h
1
a h
2
rov. 6.
P
ad
= m.(h
2
- h
1
) (6)
h. Tepelný výkon kondenzátoru Q
k
lze určit z rozdílu entalpie h
2
a h
3
chladiva
na vstupu a výstupu dle rov. 7.
( )
32
. hhmQ
k
−= (7)
i. Tepelný výkon chladicí věže musí krýt ochlazení chladiva v kondenzátoru Q
k
.
Výchozí pro návrh věže je hmotnostní průtok vody daný vztahem 8.
( )mQct t
kk ww
=−/.
12
(8)
j. Hmotnostní průtok vody protékající okruhem výparník-chladič m
o
závisí na
výkonu chladiče Q
o
a teplotě chladicí vody t
m1
, t
m2
. Průtok se určí ze vztahu 9.
( )mQct t
oo mm
=−/.
12
(9)
k. Hmotnostní tok vody protékající okruhem kondenzátor-chladicí věž m
k
se
určí pro výkon Q
k
a teploty chladicí vody t
w1
, t
w2
dle vztahu 10
( )mQct t
kk ww
=−/.
12
(10)
l. Průměry potrubí se určí dle obvyklých zásad pro dimenzování potrubí - se-
mestr ZT či ÚT pro hmotnostní toky okruhy chladič-výparník m
o
a kondenzá-
tor-chladicí věž m
k
.
m. Návrh chladicích jednotek a chladicích věží
Podkladem pro specifikaci komponentů jsou výše uvedené veličiny. Vlastní
návrh vyžaduje technické podklady výrobců chladicích zařízení.
- 13 (18) -
Název předmětu · Modul #
2.6 Užití systémů
Systémy nepřímého kompresorového chlazení s vodou chlazeným kondenzáto-
rem dosahují nejvyšší účinnosti zejména v letním období. Nacházejí proto ši-
roké možností uplatnění u větších a rozsáhlých klimatizačních zařízení
v provedení s ústřední zdrojem chladu s event. akumulaci chladu. Při návrhu a
provozu všech chladicích systémů je nutno respektovat hlediska minimalizující
negativní dopady chladiv na životní prostředí a požadavky bezpečnosti při prá-
ci a provozu.
2.7 Příklad
Zadání:
Úkolem je navrhnout kompresorové chladicí zařízení s nepřímým uzavřeným
systémem pro systém nízkotlaké klimatizace. Systém klimatizace pracuje s
objemovým průtokem přívodního vzduchu V
p
= 4,34 m
3
s
-1
, vstupní a výstupní
teplota vzduchu pro chladič klimatizační jednotky v letním provozu t
v1
= 26
o
C,
t
v2
= 16
o
C, entalpie vzduchu h
v1
= 56,2 kJkg
-1
, h
v2
= 41 kJkg
-1
, chlazená voda
má střední teplotu t
m
= 9
o
C a teplotní spád ∆t
m
= 6 K, teplonosnou látkou kon-
denzátorového okruhu je voda se vstupní teplotou t
w1
= 26
o
C, provoz soustavy
chlazení je přímý bez akumulace chladu, tlaková ztráta chladiče klimatizační
jednotky ∆p
c
= 8 kPa, chladicím zařízením bude soustava strojního chlazení s
kompresorovým oběhem a kondenzátory chlazenými vodou ochlazovanou v
chladicích věžích.
Postup: Řešení sleduje ideový návrh zařízení a koncepci chladicího systému,
jehož základní komponenty tvoří chladicí jednotka, chladicí věž a po-
trubní síť. Návrh uvedených komponentů vychází z tepelných bilancí a
řešení fyzikálních dějů spojených s přenosem tepla.
1. Přehled výchozích hodnot
2. Návrh chladicí jednotky
3. Návrh chladicí věže
4. Návrh rozvodné soustavy
5. Dispoziční a grafické řešení
3. Výstupy řešení
Numerické řešení a grafické výstupy vyžadující tabulkové hodnoty a tech-
nické údaje výrobků přesahují rozsah opor. Jsou uvedeny v [2].
2.8 Úkol
Návrh kompresorového chladicího zařízení s přímým uzavřeným systémem
pro systém nízkotlaké klimatizace a vstupní hodnoty z příkladu 2.6.
- 14 (18) -
Chlazení pro klimatizaci
2.9 Kontrolní otázky
Strojní chlazení – princip, funkce, komponenty
Soustavy strojního chlazení – klasifikace, schémata sestav
Chladicí jednotky, chladiče kapalin
Návrh kompresorového chlazení
Užití kompresorového chlazení


- 15 (18) -

Závěr
3 Závěr
3.1 Shrnutí
Modul pojednává o základech chlazení pro klimatizaci. Výchozí pro řešení
jsou fyzikální děje tepelných oběhů. Zásadním prvkem je chladicí jednotka.
Výroba chladu je energeticky náročná záležitost a vyžaduje proto odpovědný
přístup s cílem výběru optimálního řešení soustavy chlazení.
3.2 Studijní prameny
3.2.1 Seznam použité literatury
[1] Dvořák, Z. Základy chladicí techniky. SNTL/ALFA, 1986
[2] Gebauer, G., Rubinová, O., Horká, H. Vzduchotechnika. ERA, Brno
2005
[3] Hirš J., Gebauer, G., Rubinová, O. Vzduchotechnika – příklady a návrh.
Cerm, Brno 2006
[4] Chyský, J., Hemzal, K., a kol. Větrání a klimatizace. Bolit, Brno 1993
[5] Názvoslovný výkladový slovník z oborů techniky prostředí. Přílohy ča-
sopisu VVI 2001 a 2002
[6] ČSN 12 0000 Vzduchotechnická zařízení. Názvosloví
[7] ČSN 73 0548 Výpočet tepelné zátěže klimatizovaných prostorů
[8] Vyhláška MZ č. 6/2003, kterou se stanoví hygienické limity chemic-
kých, fyzikálních a biologických ukazatelů pro vnitřní prostředí poby-
tových místností některých staveb
[9] Vyhláška MPR č. 137/1998 o obecných technických požadavcích na
výstavbu
[10] Nařízení vlády č. 441/2004, kterým se stanoví podmínky ochraně veřej-
ného zdraví zaměstnanců
[11] Nařízení vlády č. 523/2002, kterým se stanoví podmínky ochraně veřej-
ného zdraví zaměstnanců, které upravuje Nařízení vlády č. 178/2001,
kterým se stanoví podmínky ochraně veřejného zdraví zaměstnanců
3.2.2 Seznam doplňkové studijní literatury
[12] Petrák, J., Dvořák Z., Klazar, L. Chladivo R 134a. Praha, ČVUT 1993
[13] Recknagel-Spenger-Hönmann Taschenbuch für Klimatechnik. Olden-
bourg, Mnichov 2001
[14] Sazima, M. a kol. Teplo. Technický průvodce, sv. 2, SNTL, Praha,
1989
- 17 (18) -
Název předmětu · Modul #
3.2.3 Odkazy na další studijní zdroje a prameny
[15] www.tzbinfo.cz
- 18 (18) -