Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

• Содержание
• 1. Описание прсоектируемого объекта и конструктивных особенностей здания
• 2. Описание технологического процесса и характеристика выделяющихся вредностей.
• 3. Расчетные параметры наружного и внутреннего воздуха для теплого, холодного периодов и переходных условий
• 4. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций
• 5. Расчет теплопотерь здания
• 6. Определение количества выделяющихся вредностей в помещение
• 7.Составление теплового баланс помещения и выбор системы отопления.
• 8. Расчет площади поверхности нагрева отопительных приборов
• 9. Определение типов и производительности местных отсосов.
• 10. Расчет воздухообмена для теплого, холодного периодов и переходных условий по различным вредностям.
• 11. Расчет раздачи приточного воздуха в помещении.
• 12. Описание принятых проектных решений систем вентиляции
• 13. Аэродинамический расчет приточной и вытяжной механических систем вентиляции.
• 14. Подбор вентиляционного оборудования
• 15. Расчет и подбор воздушно тепловой завесы
• Список использованных источников


1. Описание проектируемого объекта и конструктивных особенностей здания

В соответствии с заданием необходимо запроектировать систему вентиляции и отопления электро-ремонтного цеха. Объект находится в г.Борисов расчетная географическая широта 54єс.ш..Главный фасад ориентирован на восток. Здание одноэтажное, без подвала и чердака. Высота от пола до низа фермы 9,0м.Наружные стены выполнены из железобетонных 3-х слойных панелей с утеплителем, покрытие выполнено из ребристых ж/б плит с утеплителем, пол бетонный неутеплённый на грунте. В наружных стенах ориентированных на юго-восток и северо-запад расположены окна. Остекление тройное в металлических переплётах. Окна имеют размер 4,0х4,0м. Солнце защитных устройств нет, толщина стекла 3,5мм. В наружных стенах ориентированных на юг имеются ворота размером 3,6х3м. Теплоснабжение осуществляется с ТЭЦ. Теплоноситель - перегретая вода - имеет следующие параметры: 140/70 0С. Категория работ в цехе 2б, кол-во рабочих в цехе 15 человек.

2. Описание технологического процесса и характеристика выделяющихся вредностей

При проектировании вентиляции и отопления электро-ремонтного цеха пользуемся рекомендациями согласно[12,стр213]. Для электро-ремонтного цеха где имеется термическя обработка и расположены нагревательные печи и закалочные ванны. Здесь осуществляется обработка деталей для преданий им определенных химических,механических и металлографических свойств,цементацией,закалкой,азотированием,цианированием,отжигом,отпуском и нормализацией.

К основным вредностям относятся: конвективная и лучистая теплота, выделющаяся от горячих поверхностей печей и металла. Для локализации вредностей используются местные отсосы-зонты, зонты-козырьки, укрытие и бортовые отсосы. Зонты устанавливаются над горнами,зонты-козырьки- над загрузочными отверстиями печей и камерных электропечей сопротивления. Масляные закалочные ванны оборудуют бортовыми отсосами и объединяют в самостоятельные вытяжные системы ,т.к. при закалке возможно возгорание масла. Поэтому не следует объединять с местными отсосами от нагревательных печей. Выброс воздуха системами местной вытяжной вентиляции следует принимать факельным. Местная вытяжка производиться естественным и механическим способами. Общеобменная рассчитывается из условий ассимиляций теплоизбытков. Воздухообмен в помещение следует определять для двух периодов года и переходных условий, так как тепловой баланс для них различен. Механическая приточная вентиляция, как правило, включается в работу в переходных условиях и холодный период года. С целью экономии электроэнергии в теплый период она выключается, кроме тех цехов где высота которых не позволяет осуществить аэрацию. Приточный воздух подается в рабочую зону рассеянно приколонными воздухораспределителями не ближе 2м от рабочих мест со скоростью 1…2м/с и температурой, определяемой по воздушному балансу, но не ниже 10…12єС. Подача воздуха приточными установками, обеспечивающая компенсацию воздуха, удаляемого местной вытяжной вентиляцией и из верхней зоны в количестве не менее одного обьема, чаще всего определяются с учетом холодного периода года.

3. Расчетные параметры наружного и внутреннего воздуха для теплого, холодного периодов и переходных условий

Параметры наружного воздуха

Согласно [1] параметры наружного воздуха следует принимаются для г. Борисова :

- для холодного периода по параметру Б;

- для теплого периода по параметру А;

- для переходного периода [1] установлены следующие параметры: .

Холодный период:

Теплый период:

Параметры внутреннего воздуха

Параметры внутреннего воздуха принимаются в зависимости от категории работ и периода года.

Для холодного периода года согласно [2] принимаем допустимые параметры:

Температуру внутреннего воздуха в тёплый период года для призводственных зданий следует принимать не более, чем на 4оС выше расчётной температуры наружного воздуха по параметру «А», для г.Борисов:

Скорость воздуха в рабочей зоне и относительная влажность в теплый период равны:



4. Теплотехнический расчет ограждающих конструкции

Определение толщины и термического сопротивления наружной стены

Конструкция наружной стены следующая:

1. железобетон

2. маты минераловатные прошивные

3. железобетон

Коэффициент теплопроводности л, Вт/(м·0С), и коэффициент теплоусвоения S, Вт/(м2·0С), определяем в зависимости от условий эксплуатации [3, табл.4.2] по холодному периоду по [3, табл.А.1]. Режим помещения - влажный и условия эксплуатации - “Б”.

Сопротивление теплопередаче Rт ограждающих конструкций, за исключением заполнений световых проёмов и ограждающих конструкций помещений с избытком явной теплоты, следует принимать равным экономически целесообразному , но не менее требуемого сопротивления теплопередачи и не менее нормативного сопротивления теплопередаче , принимаемого по [4, табл.5.1] = 2,0 . (4.1)

где требуемое сопротивление теплопередачи, , определяется по выражению

(4.2)

где tв - расчетная температура наружного воздуха, 0С;

tн - расчетная температура наружного воздуха в холодный период, 0С, принимается в зависимости от значения тепловой инерции D ограждающей конструкции;

n - коэффициент, учитывающий положение наружной поверхности по отношению к наружному воздуху - для промышленных зданий без чердака принимается равным 1;

- коэффициент теплоотдачи на внутренней поверхности ограждения, Вт/(м2·0С), для внутренних плоских поверхностей всех ограждений независимо от назначения помещения по [3,табл.5.4] принято значение = 8,7 Вт/(м2·0С);

- по [3,табл.5.5] расчетный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, 0С, 0С.

Расчётную температуру наружного воздуха в холодный период tн принимаем по [3,табл.4.3] при значении тепловой инерции 1,5<D<4([3,табл.5.3]), т.е. для холодных суток обеспеченностью 0,92.

Тогда подставляя известные величины в выражение (4.2) получим

.

Определяем толщину теплоизоляционного слоя используя выражение

, (4.3)

Из выражения (3.3) получаем

, (4.4)

Тогда подставив известные величины в (3.4) получим

м.

Уточняем действительное значение тепловой инерции D, используя следующее выражение

, (4.5)

Подставив известные значения в выражение (4.5) получим

Полученное значение, D = 1,7, удовлетворяет интервалу, 1,5<D<4, принятого нами для расчета.

Определение толщины и термического сопротивления покрытия

1. железобетонная плита

2. рубероид

3. маты минераловатные на синтетическом связующем

4. цементно - песчанная стяжка

5. рубероид

Расчет производим аналогично п. 3.1.

При этом = 3,0 , 0С.

Расчётную температуру наружного воздуха в холодный период tн принимаем при значении тепловой инерции 1,5<D<4, т.е. для холодных суток обеспеченностью 0,92.

Подставляя полученные значения в выражения (4.1) и (4.2) получаем, что

.

Определяем толщину теплоизоляционного слоя используя выражение

, (4.6)

Из выражения (4.6) получаем

, (4.7)

Тогда подставив известные величины в (4.7) получим

м.

Уточняем действительное значение тепловой инерции D, используя следующее выражение

, (4.8)

Подставив известные значения в выражение (3.8) получим

.

Полученное значение, D = 3,6, удовлетворяет интервалу, 1,5<D<4, принятого нами для расчета.

Определение термического сопротивления заполнения световых проемов

Принимаем .

Определение термического сопротивления дверей и ворот

Принимаем .

Определение термического сопротивления пола

Пол в промздании принимаем неутеплёнными на грунте. Сопротивления теплопередачи 2-х метровых зон имеют следующие значения:

, , ,



5. Расчет теплопотерь здания

теплопотеря здание отопление конструкция

Теплопотери определяются по [1, прил.Ж].

Основные и добавочные потери теплоты следует определять, суммируя потери теплоты через отдельные ограждающие конструкции Q, Вт, с округлением до 10 Вт для помещений, по выражению

, (5.1)

где расчетная площадь ограждающей конструкции, м2;

сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, ;

расчетная температура воздуха в помещении, 0С, с учетом повышения ее в зависимости от высоты для помещений высотой более 4 м;

расчетная температура наружного воздуха для холодного периода года, 0С, ;

добавочные потери теплоты в долях от основных потерь, определяемые по [1, прил.Ж.2];

коэффициент, принимаемый по [3] в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху.

Расчетное количество теплопотерь определяется путем суммирования теплопотерь ограждающими поверхностями , Вт, и потерь теплоты на нагревание инфильтрационного воздуха, , Вт, и определяется по выражению

, (5.2)

Теплопотери при переходном периоде, Вт, определяются по выражению

, (5.3)

Теплопотери при дежурном, Вт, определяются по выражению

, (5.4)

Подставляя известные величины в выражение (5.4) получим

Вт.

Результаты расчета сводим в таблицу 5.1

6. Определение количества выделяющихся вредностей в помещение

Определение теплопоступлений от людей

Зависят от количества выделяемой людьми энергии, от категории работ, выполняемой людьми и от температуры окружающей среды в помещении. Количество теплопоступлений от людей, Вт, определяется по выражению

(6.1)

где количество людей, принимаем ;

количество теплоты, выделяемой в помещение при определенной температуре и категории работ, одним мужчиной, принимаем по [5, табл.2.3];

коэффициент, учитывающий, кто выполняет работу.

Теплопоступления от искусственного освещения

Теплопоступления от искусственного освещения, Вт, определяем по выражению

(6.2)

где нормативная освещенность, Лк , принимаем в соответствии с [6], для помещения ТО и ТР Лк;

удельные тепловыделения от ламп, Вт/Лк•м2, принимаем по [5, табл. 2.6]

площадь помещения, м2,

доля теплоты поступающей в помещение, принимаем равной .

Теплопоступления от искусственного освещения в теплый период можно не учитывать.

Теплопоступление через заполнение световых проёмов

Тепловой поток солнечной радиации, попадая в помещение, в основном через окна, нагревает строительные конструкции и оборудование, а затем за счёт конвекции повышает температуру внутреннего воздуха.

Количество теплоты, Вт, поступающей в помещение, каждый час расчетных суток через окна размерами м, определяется по выражению

, (6.3)

где количество теплоты, поступающей в помещение через окна площадью за счет радиации, Вт;

количество теплоты, поступающей за счет теплопередачи, Вт;

теплопоступления от солнечной радиации для вертикального заполнения светового проема, зависит от:

- количества теплоты прямой и рассеянной солнечной радиации, поступающей в помещение в каждый час расчетных суток через одинарное остекление световых проемов, принимаемое по [5,табл. 2.7] в зависимости от ориентации светового проема и широты, для В ,для З ;

- коэффициента облучения, равного произведению коэффициентов облучения для горизонтальной и вертикальной солнцезащитной конструкции в зависимости от величин углов и , ;

- коэффициента относительного проникания солнечной радиации через заполнение светового проёма, отличающееся от обычного одинарного остекления, принимаемый по [5 табл. 2.8] и равный ;

- коэффициента, учитывающего затенение светового проема, принимаемый по [5 табл.2.9] и равного ;

- коэффициента инсоляции для вертикального заполнения световых проемов, зависящего от высоты стояния солнца, от азимута солнца и др.величин, .

Подставляя известные величины в выражение для определения количества теплоты, поступающей через окна площадью за счет радиации, Вт, для окон ориентированных на восток и на запад, получим

Вт ;

Вт .

Суммируя эти значения получим суммарное количество теплоты, Вт, поступающей через окна площадью за счет радиации

, (6.4)

Подставим известные в выражение (6.4) получим

Вт .

Т.к. не вся теплота, поступившая через световые проемы, будет находиться в помещении, часть её будет аккумулироваться внутренними ограждающими конструкциями помещения, то мы должны ввести величину, исключающую эту теплоту, Вт, определяемую по выражению

, (6.5)

где F1, F2, F3 - площади отдельных внутренних стен помещения, м2,

F4, F5 - соответственно площади пола и потолка, м2

m1, m2, m3, m4, m5 - коэффициенты, учитывающие аккумуляцию теплоты соответственно внутренними стенами, потолком и полом.

Т.к. в производственных помещениях аккумулирующими поверхностями являются только пол и внутренняя стена, то выражение (6.5) преобразуется в следующее выражение

, (6.6)

Тогда подставляя известные величины в выражение (5.6) получим

Вт.

количество теплоты, поступающей через 1 м2 окна, Вт, определяется по выражению

, (6.7)



где условная температура наружного воздуха, 0С , 0С ;

расчетная температура воздуха внутри помещения, 0С;

сопротивление теплопередаче заполнения световых проемов, м2 • 0С/ Вт , принимаем м2 • 0С/ Вт.

Тогда подставляя известные величины в выражение (6.7) получим

Вт;

Полученное значения умножаем на площадь световых проемов, находящихся на западной и на восточной стороне здания, получим суммарную величину теплоты, Вт, поступающей за счет теплопередачи

Вт.

Подставив все полученные значения в выражение (6.3), получим

Вт.

Теплопоступление через массивные наружные ограждения (покрытия, наружные стены)

Теплопоступления через наружные стены незначительны, и их при выполнении курсового проекта можно не учитывать.

Количество теплоты, Вт, поступающей в помещение через покрытие площадью , м2, определяется по выражению

, (6.8)

где среднее за сутки количество поступающей теплоты, Вт/м2;

изменяющаяся в течении суток часть теплопоступлений, Вт/м2.

Сумма , Вт, определяется по выражению

, (6.9)

где коэффициент теплопередачи покрытия, Вт/(м2· 0С), равен ;

средняя температура наружного воздуха в июле, принимается по [4] 0С;

коэффициент поглощения солнечной радиации поверхностью покрытия, для рубероида ;

среднесуточное количество теплоты суммарной солнечной радиации, поступающей на поверхность покрытия, Вт/м2, принимаем по [8, табл.2.12] в зависимости от географической широты, Вт/м2;

коэффициент теплоотдачи наружной горизонтальной поверхностью ограждения, Вт/(м2· 0С)

, (6.10)

минимальная скорость за июль, м/с, принимаем по [7] равная м/с;

Тогда

Вт/(м2· 0С).

температура воздуха под покрытием помещения, 0С, 0С;

коэффициент, учитывающий наличие в конструкции воздушной прослойки (при отсутствии прослойки );

значение затухания колебаний температуры наружного воздуха в конструкции покрытия, определяется по выражению



, (6.11)

где коэффициент теплоусвоения i - го слоя покрытия относительно внутреннего воздуха, Вт/(м2• 0С), определяется по выражению

для первого слоя , (6.12)

для последующих , (6.13)

Подставляя значения, рассчитанные по выражению (6.13) для всех слоев покрытия, в выражение (6.12) получим

суточная амплитуда температуры наружного воздуха, принимаем по [4], ;

коэффициент, учитывающий гармоническое изменение температуры наружного воздуха, принимаем по [8, табл.2.9], ;

количество теплоты, равное разности суммарной солнечной радиации в каждый час (с учетом периода запаздывания температурных колебаний) в средней за сутки суммарной солнечной радиации, Вт/м2, определяемое по выражению

, (6.14)

количество теплоты соответственно прямой и рассеянной радиации, поступающей в каждый 1 час расчетных суток на горизонтальную поверхность, Вт/м2, принимаемые по [8, табл.2.10], Вт/м2, Вт/м2;

Подставляя известные величины в выражение (6.14) получим

Вт/м2 .

Подставляя полученные величины в выражение (6.9) и (6.8) получим

Вт/м2

Вт .

Теплопоступление от электродвигателей

Установленных в общем помещении, и приводимого ими в действие оборудования, Вт, при значении коэффициента полноты загрузки , определяем по выражению

, (6.15)

где установочная мощность электродвигателей, кВт, по заданию для токарных станков кВт, для станка намотки проволки кВт;

КПД электродвигателя; при мощности двигателя 0,5..3 кВт, принимаем 0,8;

коэффициент перехода теплоты в помещение, принимаем для станков металлорежущих ;

коэффициент спроса на электроэнергию;для станка ;

количество однотипных электродвигателей(токарных станков n=8, станков для намотки проволоки n=3)

Подставляя известные величины в (6.15) получим

Вт.

Теплопоступление от оборудование,обогреваемого с помощью электричества

(6.16)

Где, -установочная мощность оборудования, кВт,по заданию 2-а шкафа сушильных =8кВт, 2-е электропечи для обжига проволоки =10КВт.

-коэффициент,учитывающий долю теплоты, поступающей в помещение, принимается по [9].Для шкафа сушильного =0,35,для шкафа сушильного =0,44

Подставляем значение в формулу (6.16):

Для шкафа сушильного: Вт

Для электропечи : Вт

Суммируя получаем: кВт

Все полученные теплопоступления в помещение сведем в таблицу 6.1

7. Составление теплового баланс помещения и выбор системы отопления

Тепловой баланс помещения составляется на основании п.5 и п.6 и сводится в таблицу 7.1. Эти данные используют при определении воздухообмена и выборе системы отопления.

Вывод: Исходя из таблицы 7.1 необходимо запроектировать дежурное отопление, которое будет работать круглосуточно, при этом 430Вт будет разбавляться за счет общеобменной вентиляции(подачей охлажденного воздуха) с . В праздничные, выходные дни будет работать система дежурного отопления рассчитанная на допустимую t=5є(5.5 В холодный период года в общественных, административных, бытовых и производственных помещениях отапливаемых зданий, когда они не используются, и в нерабочее время следует принимать температуру воздуха ниже нормируемой, но не ниже 5 °С, обеспечивая восстановление нормируемой температуры к началу использования помещения или к началу работы.) [1].

8. Расчет площади поверхности нагрева отопительных приборов

Расчет производим согласно методике представленной в [10].

Требуемый номинальный тепловой поток, Вт, для выбора типоразмера отопительного прибора определяют по выражению

, (8.1)

где необходимая теплопередача прибора в рассматриваемое помещение, Вт, должна быть не более 4000 Вт и определяется по выражению

, (8.2)

теплопотери помещения, Вт, по расчету теплопотерь помещения п.5;

число мест установки отопительных приборов, ;

Подставляя известные величины в (7.2) получим

Вт .

комплексный коэффициент приведения номинального условного теплового потока прибора к расчетным условиям, при теплоносителя вода определяется по выражению

, (8.3)

где разность средней температуры воды в приборе и температуры окружающего воздуха , 0С, определяется по выражению

(8.4)

Подставляя известные величины в выражение (8.4) получим

0С .

расход воды в приборе, кг/ч, определяется по выражению

, (8.5)

Подставляя известные величины в (8.5) получим

кг/ч.

коэффициент учета атмосферного давления в данной местности, принимается по [10, табл. 9.1], для РБ ;

учитывает схему движения теплоносителя, при схеме снизу - вверх определяется по выражению

, (8.6)

где для чугунных секционных радиаторов.

Подставляя известные величины в выражение (8.6) получим

.

экспериментальные числовые показатели, принимаемые по [10, табл. 9.2] в зависимости от типа нагревательного прибора, направления теплоносителя, расхода теплоносителя , принимаем .

Подставляя полученные величины в (8.3) и (8.1) получим

;

Вт .

Минимально допустимое число секций чугунного радиатора определяем по выражению

, (8.7)

где коэффициент учета способа установки радиатора, принимается по[10, табл. 9.12], при открытой установке ;

номинальный условный тепловой поток одной секции радиатора, Вт, принимаемый в зависимости от типа отопительного прибора по [10, прил.Х], для МС-140-108 Вт;

коэффициент учета числа секций в приборе, принимаемый по [10, стр.47], .

Подставляя полученные величины в (8.7) получим

секция.



9. Определение типов и производительности местных отсосов

Исходя из технологического процесса в электро-ремонтном цехе были выбраны следующие типы местной вытяжной вентиляции:

установка для кабины распыления окраски электродвигателей - шкафное укрытие; установка для ванны пропитки лаком - опрокинутый двухбортовой отсос; установки: шкаф сушильный, электропечь для обжига проволоки, печь для обжига изоляции-зонт- позырек. Ниже приведен расчет производительности данных местных отсосов.

Шкафное укрытие

Вытяжные шкафы представляют собой укрытия с рабочим проемом, обеспечивающие максимальную локализацию вредностей, которые удаляются из шкафа вместе с воздухом. На их место из помещения через рабочий проем подтекает воздух, препятствующий прониканию вредных выделений в помещение.

Расход воздуха , м3/ч, удаляемого от укрытия шкафного типа при наличии в шкафу тепловыделений, определяется по выражению

, м3/ч (9.1)

где скорость воздуха в рабочем проеме, м/с, рекомендуется в зависимости от выделяющейся вредности в данном случаи распыление м/с; площадь рабочего проема, м2, м.

Подставляя полученные значения в выражение (8.1) получим

м3/ч.

Опрокинутый двухбортовой отсос

Расход воздуха отсосом, м3/ч, определяется по выражению

,м3 /ч (9.2)

где bр-расчетная ширина ванны,м. bр=1,2м.

l- длина ванны,м. l=2м.

hр-расчетное заглубление зеркала жидкости,м. hр=0,5м.

?t=tп-tв- разность температур поверхности жидкости и воздуха в помещении,єС. ?t=25,6-25,6=0єС.

К1-коэффициент, значение которого равно 1 для двухбортового отсоса.

К2-коэффициент, учитывающий наличие воздушного перемешивания жидкости (К2=1,2).

К3-коэффициент, учитывающий укрытие зеркала жидкости плавающими телами (К3=0,75).

К4-коэффициент, учитывающий укрытие зеркала жидкости пенным слоем путем введения добавок ПАВ(К4=0,5).

Кт- принимается от характеристики выделяющейся вредности, в данном примере Кт=1.

Тогда:

м3 /ч 9.3. Зонт-козырек

Определяем для: шкафа сушильного имеющего размеры b=0,6м,h=0,8м, тем-ра в печи t=300єС,воздух удаляемый вентиляцией с t=60єC. Для 2-ух печей: электропечь для обжига проволоки с конструктивными размерами b=0,6м,h=0,5м с тем-рой t=800єС. Температура воздуха в помещении t=25,6єС.

Для печи:

Определяем плотность воздуха: св=кг/м3

Плотность смеси : ссм=кг/м3.

Плотность воздуха выходящего из печи: со=кг/м3.

Находим коэффициент определяющий какая часть отверстия (по высоте) работает на приток:

То=273+800=1073єС, Тв=273+25,6=298,6єС.

Определяем высоту рабочего отверстия, работающего на приток:

hпр=hотв•K=0,5•0,6=0,3, тогда площадь отверстия, работающего на приток

Fпр=b• hпр=0,6•0,3=0,18м2.

Находим среднее по высоте отверстия избыточное давление ДР,Па под действие которого газы выбиваются из печи:

ДР= hпр(св-со)•g/2=0,3(1,18-0,32)•9,81/2=1,26Па.

Рассчитываем скорость выхода воздуха Vо,м/с, из загрузочного отверстия печи по формуле:

Массовый расход воздуха выходящего из печи Gо, кг/ч

Gо= Fпр• Vо• со•3600=0,18•2,74•0,32•3600=568 кг/ч

Использую уравнение теплового баланса, находим массовое количество воздуха, Gв, кг/ч, подтекающего под зонт из помещения

Gсм•tсм=Gо•tо+Gв•tв

при этом Gсм=Gо+Gв отсюда

Gсм=568+5344=5912 кг/ч

Обьемный расход смеси воздуха и газов:

Размер зонта принимаем: ширину 0,8м, вылет 0,5Х1,8=0,9 м2.

Скорость воздуха в сечении зонта:

Для шкафа сушильного :

, м3/ч

, м3/ч

С учетом работы посменно и режима эксплуатации оборудования принимаем, что оборудование: две электропечи (6) для обжига проволоки работаю посменно аналогично работает печь (7) для обжига изоляции. Таким образом расход воздуха удаляемого местными отсосами:

10. Расчет воздухообмена для теплого, холодного периодов и переходных условий

В соответствии с приложением Ж [1] расход воздуха определяется отдельно для теплого, холодного и переходного периода по вредностям, избыткам влаги и теплоты. Наибольшее значение принимается для расчета.

Расход приточного воздуха , м3/ч, для ассимиляции избыточной теплоты, вредных газов определяет по выражениям

, (10.1)

где c - теплоёмкость воздуха,

- плотность воздуха,

- температура воздуха, удаляемого из помещения за пределами рабочей зоны, 0С;

- температура приточного воздуха, 0С;

- коэффициент воздухообмена.

, (10.2)

где расход каждого из вредных или взрывоопасных веществ, поступающих в воздух в помещение, мг/ч;

концентрация вредного или взрывоопасного вещества в воздухе, удаляемого за пределами обслуживаемой зоны помещения, мг/м3;

концентрация вредного или взрывоопасного вещества в воздухе, подаваемого в помещение, мг/м3;

- коэффициент воздухообмена.

Расход приточного воздуха, м3/ч, определяется по выражению

, (10.3)

Теплый период

Исходные данные: Вт, м3/ч, 0С, 0С,

Подставляя известные величины в выражение (10.1) получим

м3/ч .

Для нашего случая получилось что местными отсосами удаляется больше воздуха чем это надо для борьбы с избыточной теплотой. Необходимо оптимизировать расход удаляемого воздуха. Необходимо применять минимальным воздухообмен из верхней зоны: ,м3/ч- для помещений высота которых больше 6м, где: n=6 м3/ч с 1м2,F-пл-дь помещения.

м3/ч

Подставим полученное значение в выражение (10.3) получим

м3/ч.

Переходный период

Исходные данные: Вт, м3/ч, 0С, 0С,

Подставляя известные величины в выражение (10.1) получим

м3/ч .

Подставим полученное значение в выражение (10.3) получим

м3/ч.

В этом случае расход уходящего воздуха удаляемого из верхней зоны, м3/ч, для зданий более 6 м определяется по выражению

, (10.4)

где площадь помещения, м2, м2.

Подставляя известные величины в выражение (10.4) получим

м3/ч ;

Т.к количество воздуха удаляемого из верхней и нижней зон должно быть одинаковым, получаем:

м3/ч .

Зная расход приточного воздуха, необходимо уточнить его температуру, 0С, по выражению

, (10.5)

Подставляя известные величины в выражение (10.5) получим

0С,

Холодный период

Исходные данные: Вт, м3/ч, 0С, м3/ч, м3/ч .

Подставляя известные величины в выражение (10.5) получим

0С.

11. Описание принятых проектных решений систем вентиляции в цехе

Приточную камеру подбираем на условия переходного периода:

Расход воздуха: м3/ч .

В калорифере воздух будет подогреваться до 16,9-1=15,90С

Удаление воздуха из верхней зоны будет осуществляться дефлекторами:

м3/ч , м/с ,

м2 ,

м2

К установке принимаем 6 дефлекторов, дефлектор №5 Д315.00.000-02 массой 31,8кг .

Подача воздуха в рабочую зону осуществляется с помощью воздухораспределителей типа НРВ2(воздухораспределитель приколонный регулируемый веерного типа),установленных на высоте 5м,подводка воздуховода к которому осуществляется на высоте 6м.

12. Расчет раздачи приточного воздуха в помещении

Исходные данные к расчету:

- расход приточного воздуха: L = 29780 м3/ч;

- высота производственного помещения: h = 9 м ;

- избыточная температура на выходе из решетки: ;

- ширина участка, обслуживаемого одним ВПК: м.

Для выполнения требования [1] при входе воздушной струи в рабочую зону или в обратном потоке воздуха, проходящем по рабочей зоне, максимальную скорость движения приточного воздуха, м/с, в струе (или в обратном потоке) следует принимать не более:

, (12.1)

где - нормируемая скорость движения воздуха на местах пребывания людей, м/с , принимаем по [2];

к - коэффициент перехода от требуемых скоростей движения воздуха к их максимальным значениям, принимаем в зависимости от категории работ по [11, табл. 17.1], к = 1,8.

Таким образом м/с.

Разность температур , между температурой на оси струи на расстоянии х и температурой воздуха в рабочей зоне, необходимо принимать не более допустимых отклонений, т.е. , , принимаем по [11, 17.2].

Принимаем для раздачи приколонный регулируемый воздухораспределитель веерного типа, который установлен на высоте h = 5м от пола. Расход одним воздухораспределителем равен 29782/8=3722,8 м3/ч, устанавливаем НРВ-2, 8 мест установки по цеху, расстояние между воздухораспределителями 6м.

Технические характеристики НРВ-2: мм,м2,, , м3/ч , м/с.

Скорость воздуха, м/с, в корне воздухораспределителя определяется по выражению



, (12.2)

Подставляя известные величины в выражение (12.2) получим

м/с .

Согласно схеме раздачи м.

Находим коэффициент стеснения :

(12.3)

Находим коэффициент по табл.2.20[5] в зависимости от величины

и ,

Коэффициент стеснения по формуле (12.3):

Коэффициент взаимодействия Кв определяем по табл. 2.21[5] в зависимости от отношения х/l,где l-расстояние между струями. х/l=3/6=0,5, Кв=1

Коэффициент неизотермичности Кн при горизонтальной подаче равен:

(12.3)

Где H-геометрическая хар-ка струи, вычестляется по ф-ле:

(12.4)

Пользуясь формулой (12.4):

,м

подставляя это значение в ф-лу(12.3),получаем:

Подставляя полученные величины в выражение :

м/с,

0С .

Вывод: Воздухораспределители подобраны таким образом, что струя входит в рабочую зону с оптимальными параметрами м/с , 0С.

13. Аэродинамический расчет приточной и вытяжной механических систем вентиляции

Приточной системы

Целью аэродинамического расчета приточной системы, является:

- определение диаметров на магистральном воздуховоде, а также определение диаметров ответвлений;

- расчет потерь давления по пути движения воздуха от воздухозаборной шахты до самого удаленного и нагруженного стояка приточной системы;

- определение скоростей движения воздуха в магистралях и в ответвлениях, которые нормируются: для воздуховодов с механическим побуждением скорость в ответвлениях < 6 м/с; в магистрали < 12 м/с.

Аэродинамический расчет приточной системы П1 сводим в таблицу 13.1

В таблице представлены следующие данные:

L - расход воздуха в канале, м3/ч, принимаем по расчету воздухообмена;

l - длина участка, м, по плану;

а, в, dэкв - размеры приточного канала, мм ;

V - скорость воздуха в каналах и на участках магистрального воздуховода, м/с, принимаем по расчету ;

R - удельные потери давления на трение, Па/м, принимаем по [11, табл.22.15], в зависимости от расхода воздуха, скорости движения и принятого диаметра;

n - поправочный коэффициент на потери давления на трение, учитывающий шероховатость материала воздуховода, для стальных воздуховодов n = 1; для кирпичных определяется в зависимости от скорости;

ДРl - потери давления по длине воздуховода, Па, определяется по выражению

, (13.1)

Рд - динамическое давление, Па, определяется по выражению

, (13.2)



с - плотность воздуха, м3/кг, принимаем равной с = 1,2 кг/м3;

?о - сумма местных сопротивлений на рассматриваемом участке, для унифицированных узлов принимается равным определенному значению; для тройников на проход и на ответвление находятся в зависимости от отношения расходов и от отношения площа дей воздуховодов (в режиме нагнетания) и принимаются по [11, табл.22.37];

z - потери давления на местные сопротивления, Па, определяется по выражению

, (13.3)

ДР - суммарные потери давления на рассматриваемом участке, Па, определяется по выражению: ;

Расчет узла воздухозабора

Принимаем к установке решётку типа АРН(Аркос) с фиксированными жалюзями размером , м2, рекомендуемая скорость в которой Vрек = 5 м/с. Определим рекомендуемую площадь живого сечения решетки

м2 ,

тогда число решёток:

шт.

Уточняем скорость:

м/с.

Устанавливаем решетки по вертикали в 4 ряда, а по горизонтали в 1 ряд.

Вытяжной системы

Аэродинамический расчет приточной системы В1 сводим в таблицу 13.2

Расчет факельного выброса:

Определяем скорость воздуха на выходе из насадка:

м/с

Площадь живого сечения воздуховода:

Диаметр факельного выброса:

,принимаем =710мм

Действительная скорость факельного выброса:

м/с

Потери давления:



14. Подбор вентиляционного оборудования

Подбор фильтра

Воздушные фильтры представляют собой устройства для очистки приточного, а в ряде случаев и вытяжного воздуха.Очистку приточного воздуха от пыли в системах механической вентиляции следует проектировать так, чтобы содержание пыли в подаваемом воздухе не превышало:

1) ПДК в атмосферном воздухе населенных пунктов - при подаче его в помещения жилых и общественных зданий;

2) 30% ПДК в воздухе рабочей зоны - при подаче его в помещения производственных и административно-бытовых зданий;

3) допустимых концентраций по техническим условиям на вентиляционное оборудование и воздуховоды.

Конструкция фильтра определяется характеристиками улавливаемой пыли и условиями эксплуатации.

Исходные данные:

· объем приточного воздуха м3/ч;

· время работы в сутки час;

Начальная запыленность воздуха для зданий, расположенных в жилых центрах мелких городов (г. Борисов): Сн=0,0005 г/м3.

Определяем характеристики фильтра ФяРБ [5 табл.2.27]:

- номинальная пропускная способность одной ячейки фильтра;

- эффективность очистки.

Требуемое количество ячеек фильтра:

, (14.1)



.

Общая площадь фильтра:

, (14.2)

где м2 - площадь одной ячейки фильтра;

м2.

Действительная удельная воздушная нагрузка на фильтр, м3/(м2ч):

, (14.3)

м3/(м2ч).

Начальное сопротивление фильтра [5 рис. 2.12] ДРн=37 Па. Пылеемкость фильтра при увеличении его сопротивления до 137 Па, т.е. на Др=137-37=100 Па, составит ПФ?2600 г/м2 [5 рис. 2.13].

Количество пыли, оседающей на фильтре за сутки:

, (14.4)

г/сут.

Продолжительность работы фильтра без регенерации:

, (14.5)

сут.

Подбор калорифера

Нагревание воздуха в вентиляционных установках осуществляется в теплообменных аппаратах, называемых калориферами. В результате расчета определяют тип и номер калорифера, его основные характеристики, схема установки по воздуху и теплоносителю.

Исходные данные к расчету:

- расход воздуха на вентиляционную систему: L = 29780м3/ч ;

- температура приточного воздуха: tk = tпр - 1 = 16,9- 1 = 15,9 0С ;

- Плотность воздуха при температуре приточного воздуха: кг/м3 ;

- температура наружного воздуха при параметре Б: tн = -240С ;

- температура теплоносителя при входе и выходе из калорифера: 140 - 70 0С.

Определяем количество теплоты, необходимое для нагрева приточного воздуха, Вт, по выражению

, (14.6)

где L - расход воздуха на вентиляционную систему, м3/ч;

ск -- плотность воздуха, кг/м3 , при температуре tK, °C;

с -- удельная теплоёмкость воздуха, кДж/(кг•°С), равная 1,005 кДж/(кг·°С);

tK - температура воздуха после калорифера, °С;

tH - температура воздуха до калорифера, °С.

Подставляя известные величины в выражение (14,6) получим:

Вт .

Задаемся массовой скоростью = 7 кг/см2 и находим площадь живого, м2, сечения калорифера по выражению



, (14.7)

Тогда м2 .

По [5, табл 2.28] принимаем к установке калорифер КСк 3-11 и выписываем его табличные данные:

- , м2 ;

- , м2;

- - площадь для прохода теплоносителя, м2 ;

Определим действительную массовую скорость, кг/(с•м2), по выражению

, (14.8)

Подставляя известные величины в выражение (14.8) получим

кг/(с•м2).

Определяем массовый расход воды, кг/ч, по выражению

, (14.9)

Тогда кг/ч .

Определяем скорость движения воды в трубках калорифера, м/с, по выражению

, (14.10)

Тогда м/с .

Находим коэффициент теплопередачи калорифера по [5, табл. 2.29] в зависимости от массовой скорости и скорости движения теплоносителя по трубкам калорифера подбираем коэффициент теплопередачи калорифера Вт/(м2•0С).

Определяем требуемую поверхность калорифера, м2, по выражению

, (14.11)

Тогда м2.

где средняя температура теплоносителя, 0С,

, 0С ;

средняя температура до и после калорифера, 0С,

, 0С .

Определяем количество устанавливаемых калориферов

.

Действительная площадь нагрева равна



м2 .

Определим тепловой поток, который не должен превышать 10 %

.

Определяем аэродинамическое сопротивление калорифера ( для подбора вентилятора) по [5, табл.2.29] в зависимости от массовой скорости Па.

Определяем гидродинамическое сопротивление калорифера.

Гидродинамическое сопротивление калорифера, кПа, определяется по выражению

, (14.12)

где А - характеристика конструкции калорифера, принимаем по [8, табл. 2.28].

Подставляя известные величины в выражение (14.12) получим

кПа.

Подбор вентилятора для П1

Вентиляторы подбирают по сводному графику или индивидуальным характеристикам, разработанным с учетом оптимальных технико-экономических показателей. Вентилятор подбирается по заданной производительности L = 29780 м3/ч и по полному развиваемому давлению P , Па.

Определяем производительность вентилятора, м3/ч, по выражению

, (14.13)

Тогда м3/ч .

Полное давление, развиваемое вентилятором, Па, определяется по выражению

, (14.14)

где потери давления в сети воздуховодов, Па, по аэродинамическому расчету Па;

потери давления в вентиляционном оборудовании, Па,

Па.

Тогда Па .

По сводному графику полных характеристик определяем тип вентилятора, а по индивидуальному графику определяем показатели вентилятора:

- тип вентилятора: В.Ц 4 -75-10 №10(хар-ка 2);

- КПД вентилятора: ;

- число оборотов рабочего колеса: n = 975 об/мин;

- мощность электродвигателя: N = 15 кВт;

- диаметр рабочего колеса .

- масса вентилятора( с двигателем),кг М=505 кг

Определяем требуемую мощность на валу электродвигателя, кВт, по выражению

, (14.15)



где КПД передачи, на одном валу равняется 1.

Тогда кВт .

Установочная мощность, кВт, определяется по выражению

, (14.16)

где кз - коэффициент запаса, равен 1,2.

Тогда кВт.

Подбор вентилятора для В1

Вентиляторы подбирают по сводному графику или индивидуальным характеристикам, разработанным с учетом оптимальных технико-экономических показателей. Вентилятор подбирается по заданной производительности L = 25440 м3/ч и по полному развиваемому давлению P , Па.

Определяем производительность вентилятора, м3/ч, по выражению (14.13).Тогда: м3/ч .

Полное давление, развиваемое вентилятором, Па, определяется по выражению (14.14). Тогда: Па .

По сводному графику полных характеристик определяем тип вентилятора, а по индивидуальному графику определяем показатели вентилятора:

- тип вентилятора: В.Ц4-75-10 №10(хар-ка 1) ;

- КПД вентилятора: ;

- число оборотов рабочего колеса: n = 730 об/мин;

- мощность электродвигателя: N = 7,5 кВт;

- диаметр рабочего колеса .

- масса вентилятора( с двигателем),кг М=480 кг

Определяем требуемую мощность на валу электродвигателя, кВт, по выражению (14.15)

Тогда кВт .

Установочная мощность, кВт, определяется по выражению (14.16)

Тогда кВт.

15. Расчет и подбор воздушно тепловой завесы

Воздушно - тепловые завесы устраивают в отапливаемых зданиях для обеспечения требуемой температуры воздуха в рабочей зоне и на рабочих местах, расположенных вблизи ворот и у дверей.

У ворот промышленных зданий устраивают воздушные завесы шиберного типа, которые в результате частичного перекрытия проема воздушной струей, сокращают прорыв наружного воздуха через открытый проем, а в помещение поступает смесь холодного наружного с нагретым воздухом воздушной завесы. При этом температура смеси воздуха , 0С, поступающего в помещение при работе воздушной завесы следует принимать не менее 120С для работы средней тяжести.

Исходные данные:

- размер ворот: 3,6х3 м;

- высота здания: 9,0 м;

- расчётная температура наружного воздуха: ;

- температура воздуха в помещении: ;

- барометрическое давление: 745мм рт. ст.;

- работа средней тяжести:;

-расчётная скорость ветра (зимой):

Общий расход воздуха, кг/ч, подаваемый завесой шиберного типа определяется по выражению



(15.1)

где - отношение расхода воздуха, подаваемого завесой, , к расходу воздуха, проходящего в помещение через проём при работе завесы . Принимаем 0,6;

- коэффициент расхода проёма при работе завесы. Определяем по [8, табл.7.2] в зависимости от типа ворот (раздвижные или распашные), вида завесы (боковая или нижняя) и относительной площади , где - площадь проёма ворот ();

- площадь воздуховыпускных щелей, м2. Примем , тогда по [8, табл.7.2] (для распашного проёма);

- плотность, кг/м3, смеси подаваемой завесой воздуха при температуре , можно определить по выражению

- разность давления воздуха с двух сторон наружного ограждения на уровне проёма, оборудованного завесой, Па. Значение можно определить по выражению

(15.2)

где - поправочный коэффициент, учитывающий степень герметичности здания. Для зданий без аэрационных проёмов .

Гравитационное давление , Па, находим по выражению



(15.3)

где - расстояние по вертикали от центра проёма, оборудованного завесой, до уровня нулевых давлений, где давления снаружи и внутри здания равны ( высота нейтральной зоны), м. Для зданий без аэрационных проёмов можно принимать 0,5 высоты ворот, ;

- плотность воздуха, кг/м3, при наружной температуре (-24 0С)

;

- плотность воздуха, кг/м3, при ,

.

Ветровое давление, Па, определяется по выражению

(15.4)

где с - расчётный аэродинамический коэффициент, значение которого для вертикального ограждения - 0,8.

- расчётная скорость ветра, м/с, при параметрах «Б» для холодного периода года .

Тогда расчётная разность давлений составит:

Подставим значение в выражение (15.1) получим

По [8, табл.7.1] выбираем завесу ЗВТ1.00.000 суммарной производительность по воздуху , по теплу , относительная площадь .

Из выражения (15.1) находим действительное значение

Требуемую температуру воздуха, подаваемого завесой, , находим по выражению:

, (15.5)

где - отношение теплоты, теряемой с воздухом, уходящим через открытый проём наружу, к тепловой мощности завесы (находим по[8, рис.7.3]), .

Тогда 0С .

Тепловую мощность калориферов завесы, Вт, определяем по выражению

, (15.6)

- температура воздуха, забираемого для завесы 0С, принимаем равной .

Тогда Вт.

Отклонение от расчётной производительности: .

Допускается отклонение в 10%, т.о. калорифере завесы ЗВТ 1.00.000 необходимо отключить ряд трубок .



Список использованных источников

1. СНБ 4.02.01-03. «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха.» - Мн.,2004.

2.СанПиН 2.2.4-548-96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений»

4.ТКП 45-2.04-43-2006 «Строительная теплотехника.»- Мн.,2007.

4.Изменение №1 к ТКП 45-2.04-43-2006.

5. Теплоснабжение и вентиляция. Курсовое и дипломное проектирование./под ред.проф. Б.М.Хрусталева- М.:Изд-во АСВ,2007.-784с.,183ил .

6.СНБ 2.04.05-98 «Естественное и искусственное освещение.»

7.СНиП 2.01.01-82«Строительная климатология и геофизика.»

8.Справочник проектировщика. Часть 3. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Книга 1. /под ред. Н.Н.Павлова и Ю.И.Шиллера. - М., 1992.-320 с.

9.Титов В.П.,Сазонов Э.В. и др. Курсовое и дипломное проектирование по вентиляции гражданских и промышленных зданий.-М.,1985-206с.

10.Справочник проектировщика. Часть 1. Отопление. /под ред. И.Г.Староверова и Ю.И.Шиллера. - М., 1990.-344 с.

11.Справочник проектировщика. Часть 3. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Книга 2. /под ред. Н.Н.Павлова и Ю.И.Шиллера. - М., 1992.-416 с.

12.Проектирование вентиляции промышленного здания.(Учебное пособие)-Х.Высшая школа. Волков О.Д.Изд-во при ХГУ,1989,-240с.;ил.

Размещено на Allbest.ru

...