Расчет системы вентиляции промышленного здания

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра промышленной теплоэнергетики

Курсовая работа

по дисциплине: «Вентиляция и кондиционирование промышленных зданий»

Расчет системы вентиляции промышленного здания

Содержание

Задание на первую часть

1. Составление теплового баланс помещения

1.1 Теплопоступления от людей

1.2 Тепловыделения от искусственного освещения

1.3 Теплопоступления через заполнение световых проемов

1.3.1 Южная сторона

1.3.2 Западная сторона

1.3.3 Суммарные теплопоступления через заполнения световых проемов

1.4 Теплопоступления через массивные ограждающие конструкции

1.5 Суммарные теплопоступления от солнечной радиации

1.6 Суммарные теплопоступления в помещении

1.7 Потери тепла

1.8 Количество теплоты, необходимое на отопление и вентиляцию

1.9 Количество теплоты, необходимое на дежурное отопление в холодный период года

1.10 Конечный баланс по теплу

2. Составление влажностного баланса помещения

2.1 Поступление влаги от людей

2.2 Конечный баланс по влаге

3. Составление баланса по вредным газам и парам

4. Определение количества приточного воздуха

4.1 Определение количества избыточной теплоты

4.2 Определение количества приточного воздуха, необходимого для удаления избытков теплоты

4.3 Определение количества приточного воздуха, необходимого для удаления избытков влаги

4.4 Определение количества приточного воздуха, необходимого для удаления вредных газов и паров

4.5 Определение количества приточного воздуха, необходимого на инфильтрацию

4.6 Определение количества приточного воздуха, необходимого в помещении

5. Определение минимального количества наружного воздуха

6. Определение кратности воздухообмена

7. Результаты расчета воздухообмена в помещении

8. Расчет прямоточной системы кондиционирования воздуха

8.1 Теплый период

8.2 Холодный период

9. Расчет системы кондиционирования воздуха с одной рециркуляцией

9.1 Теплый период

9.2 Холодный период

10. Аэродинамический расчет

11. Результаты аэродинамического расчета

Библиографический список

Задание на курсовой работы

Текстильное производство, город - Иваново.

В производственном помещении объемом V=20000м³ работают n=120 человек. В помещении поддерживаются параметры внутреннего воздуха на уровне точки Избытки явного тепла от оборудования составляют Q_я=16кВт. Выделение влаги W=75 кг/час. Также в помещении выделяется ацетон, расход которого составляет Z=700г/час. В помещении работает местная система вентиляции их производительность L=5000м³/час. Инфильтрация воздуха снаружи М_инф=1500кг/час.

Определить необходимое количество приточного воздуха, который должен обеспечить кондиционер (система вентиляции). Определить минимальный расход наружного воздуха.

Освещение в цеху -лампы накаливания.

Остекление -двойной стеклопакет в деревянных переплетах. Площадь остекления: F=100м².

Ориентация здания: Юго-Запад.

По полученным данным расчета воздухообмена в промышленном помещении организовать процесс кондиционирования воздуха в центральном кондиционере, работающему по прямоточной схеме обработки воздуха и схеме обработки воздуха с двумя рециркуляциями. Определить нагрузку на основное оборудование. Построить процессы в i-dдиаграмме. Представить план здания и систему вентиляции (кондиционирования) воздуха. Разработать аксонометрическую схему системы вентиляции (кондиционирования) воздуха.

1. Составление теплового баланса производственного помещения

Текстильное производство - категория работы Iб.

(ГОСТ 12.1.005-88)

Показатели микроклимата внутреннего воздуха на рабочих местах производственного помещения:

температура:

относительная влажность:

скорость движения воздуха:

1.1 Теплопоступления от людей

где n - количество людей;

q_я - тепловыделения одним взрослым человеком - мужчиной (принимаем 92Вт);

k_л - коэффициент, характеризующий пол человека (для мужчин k_л=1);

1.2 Тепловыделения от искусственного освещения

где Е - нормируемая освещенность помещения (принимаем Е=200Лк);

F - площадь пола помещения;

- удельные тепловыделения от ламп накаливания (принимаем 0,187); (СНиП-11-4-79)

- доля теплоты, поступающей в помещение (принимаем );

1.3 Теплопоступления через заполнение световых проемов

где - теплопоступления за счет солнечной радиации через 1м² вертикального заполнения световых проемов;

- площадь остекления;

где - количество теплоты прямой и рассеянной солнечной радиации, поступающей в помещение в расчетный час через одинарное вертикальное остекление световых проемов;[1]

- коэффициент инсоляции;

- коэффициент облучения;

- коэффициент относительного проникания солнечной радиации через заполнение светового проема (принимаем );[2]

ф₂ - коэффициент, учитывающий затенение светового проема переплетами (принимаем ф₂=0,85).

Географические координаты города Иваново: 56°с.ш.; 41°в.д. (СНиП 2.04.05-91)

Расчетный час принимаем: 12-13 часов.

1.3.1 Южная сторона

где L_г, L_в - размеры горизонтального и вертикального выступающих элементов затенения (откосов);

Н, В - высота и ширина светового проема;

а, с - расстояния от горизонтального и вертикального элементов затенения до откоса светового проема;

в - угол между вертикальной плоскостью остекления и проекцией солнечного луча на вертикальную плоскость, перпендикулярную рассматриваемой плоскости остекления;

А_с.о. - солнечный азимут остекления;

L_г=0,1м, L_в=0,1м

А=0,01; с=0,02.

На южной стороне находятся 6 окон. Площадь каждого окна - 10м², площадь всего остекления юго-западной стороны: 60м².

Н=2,5м, В=4м

где h - высота солнца в июле (принимаем h=54°).[1]

Азимут солнца:

где - коэффициенты облучения для горизонтальной и вертикальной солнцезащитной конструкции, зависящие от углов и ;

1.3.2 Западная сторона

На западной стороне находятся 4 окна. Площадь каждого окна - , площадь всего остекления западной стороны: .

1.3.3 Суммарные теплопоступления через заполнение световых проемов

1.4 Теплопоступления через массивные ограждающие конструкции

где - площадь массивной ограждающей конструкции (покрытия);

- средняя температура наружного воздуха в июле (принимаем = ); (СНиП 23-01-89)

с - коэффициент поглощения солнечной радиации поверхностью ограждающей конструкции (принимаем ); (СНиП -II-3-79*)

- средние суточные количества теплоты суммарной (прямой и рассеянной) солнечной радиации, поступающей на поверхность стены илипокрытия (принимаем );

- температура воздуха в помещении;

R - сопротивление теплопередаче массивной ограждающей конструкции; (СНиП -II-3-79*)

- коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения;

где - минимальная скорость ветра за июль (принимаем ); (СНиП 23-01-99)

где - толщина сендвич-панели (принимаем );

- коэффициент теплопроводности сендвич-панели (примем );

1.5 Суммарные теплопоступления от солнечной радиации

1.6 Суммарные теплопоступления в помещении

В теплый период:

где - избытки явного тепла от оборудования;



Теплопоступление от искусственного освещения в теплый период согласно СНиП не учитывается, но так как у нас большой объем помещения примем в расчет суммарного теплопоступления и тепло от освещения.

В холодный период:

1.7 Потери тепла

В теплый период:

В холодный период:

где q - удельный расход теплоты на отопление (принимаем );[3]

- объем производственного помещения;

- температура наружного воздуха (принимаем );

(СНиП 2.01.01.82)

1.8 Количество теплоты, необходимое на отопление и вентиляцию

В теплый период:

В холодный период:

1.9 Количество теплоты, необходимое на дежурное отопление в холодный период года

Дежурное отопление рассчитаем на .

1.10 Конечный баланс по теплу

В теплый период:

В холодный период:



Так как баланс тепла в холодный период отрицательный, то недостаток теплоты компенсируется установкой нагревательных приборов.

Тогда конечный баланс по теплу в холодный период:

теплота воздух кондиционирование

2. Составление влажностного баланса помещения

2.1 Поступление влаги от людей

где - количество людей;

- количество влаги, выделяемое одним взрослым человеком -

мужчиной (принимаем );

- коэффициент, характеризующий пол человека (для мужчин );

2.2 Конечный баланс по влаге

где - выделение влаги в помещении;

.

3. Составление баланса по вредным газам и парам

В помещение выделяется ацетон:

4. Определение количества приточного воздуха

4.1 Определение количества избыточной теплоты

В теплый период:

В холодный период:

4.2 Определение количества приточного воздуха, необходимого для удаления избытков теплоты

Воздухообменном называется частичная или полная замена воздуха, содержащего вредности чистым атмосферным воздухом.

В теплый период:

где - теплоемкость воздуха (принимаем );

- плотность воздуха (принимаем );

- температура уходящего воздуха в теплый период года;

- температура приточного воздуха в теплый период года;

где - температура внутреннего воздуха;

- градиент температуры (принимаем );[4]

- высота от пола до оси вентилятора (принимаем );

- высота рабочей зоны (принимаем );

где - допустимая разность температур (принимаем )

В холодный период:

4.3 Определение количества приточного воздуха, необходимого для удаления избытков влаги

В теплый период:

где - влагосодержание уходящего воздуха в теплый период года;

- влагосодержание приточного воздуха в теплый период года.

Для нахождения влагосодержания уходящего и приточного воздуха в теплый период года найдем тепловлажностный коэффициент:

С помощью i-d диаграммы влажного воздуха находим значения влагосодержания уходящего и приточного воздуха, откладывая луч тепловлажностного коэффициента до точки, характеризующей параметры внутреннего воздухаЗначения смотрим по температурам уходящего и приточного воздуха:

В холодный период:

где - влагосодержание уходящего воздуха в холодный период года;

- влагосодержание приточного воздуха в холодный период года;

Температура уходящего воздуха в холодный период года:

4.4 Определение количества приточного воздуха, необходимого для удаления вредных газов и паров

В теплый и холодный период года:

где - предельно допустимая концентрация (принимаем ); (ГН 2.2.5.686-98)

4.5 Определение количества приточного воздуха, необходимого на инфильтрацию

В теплый и холодный период года:

где - инфильтрация воздуха снаружи;

4.6 Определение количества приточного воздуха, необходимого в помещении

В теплый период:

где - производительность местной системы вентиляции (местных отсосов);

В холодный период:

5. Определение минимального количества наружного воздуха

где - минимальный расход наружного воздуха по санитарным нормам на одного человека (принимаем ); (СНиП 2.04.05-91)

6. Определение кратности воздухообмена

В теплый период:

В холодный период:

7. Результаты расчета воздухообмена в промышленном помещение

В таблице 1 представлены результаты расчета воздухообмена в помещении.

Таблица 1. Результаты расчета воздухообмена в помещении

Вид помещения	Объем помещения, м3	Период года	Параметры внутреннего воздуха	Расчет воздухообмена, м3/час	Принятый воздухообмен в помещении, м3/час	Кратность воздухообмена, 1/час
производственное	20000	теплый	22	50	48450	19747	3500	5000	52221	2,6
		холодный	22	50	0	40534	3500	5000	44305	2,2

8. Расчет прямоточной системы кондиционирования воздуха

Зададимся параметрами наружного воздуха в теплый и холодный периоды года. (СНиП 23-01-99)

Температура наружного воздуха для теплого периода:

Относительная влажность воздуха для теплого периода:

Температура наружного воздуха для холодного периода:

Относительная влажность воздуха для холодного периода:

8.1 Теплый период года

Из предыдущих расчетов видно, что расход воздуха, необходимый для удаления избытков теплоты в теплый период года больше, чем расход воздуха, необходимый для удаления влаги, следовательно, расходом приточного воздуха для теплого периода будет являться расход воздуха, необходимый для удаления избытков теплоты.

Массовый расход приточного воздуха в теплый период года:



Определим нагрузку на оборудование.

Нагрузка на калорифер первого подогрева:

Нагрузка на камеру орошения:

Нагрузка на калорифер второго подогрева:

Суммарная нагрузка на оборудование:

8.2 Холодный период года

Из предыдущих расчетов видно, что расход воздуха, необходимый для удаления избытков влаги в холодный период больше, чем расход воздуха, необходимый для удаления избытков теплоты, следовательно, расходом приточного воздуха для холодного периода будет являться расход воздуха, необходимый для удаления избытков влаги.

Массовый расход приточного воздуха в холодный период года:

Найдем энтальпию точки, характеризующей параметры наружного воздуха в холодный период года(так как по одному параметру мы не можем определить точное положение точки на диаграмме, а через любые два параметра, мы достоверно можем определить точное положение точки на диаграмме и остальные интересующие нас параметры)

где - влагосодержание наружного воздуха в холодный период года;

где - давление насыщенных паров при температуре наружного воздуха в холодный период года (принимаем );

- барометрическое давление (принимаем );

Определим нагрузку на оборудование.

Нагрузка на калорифер первого подогрева:

Нагрузка на камеру орошения:

Нагрузка на калорифер второго подогрева:

Суммарная нагрузка на оборудование:

9. Расчет системы кондиционирования воздуха с двумя рециркуляциями

9.1 Теплый период

Определим минимальный массовый расход наружного воздуха:

Массовый расход рециркуляционного воздуха:

Рис. 1

В i-dдиаграмме изображен процесс обработки воздуха в СКВ с одной рециркуляцией для теплого периода года. (так как две рециркуляции реализовать нельзя.

Определим нагрузку на оборудование.

Нагрузка на калорифер первого подогрева:

Нагрузка на камеру орошения:

Нагрузка на калорифер второго подогрева:

Суммарная нагрузка на оборудование:

9.2 Холодный период

Минимальный массовый расход наружного воздуха:

Массовый расход приточного воздуха воздуха:

Рис. 2

На рисунке 4 в i-dдиаграмме изображен процесс обработки воздуха в СКВ с двумя рециркуляциями для холодного периода года.

Данная схема применяется, если расчетная температура наружного воздуха слишком низкая и возможна конденсация водяных паров из рециркуляционного воздуха при смешении его с наружным воздухом. При этом возможно замерзание конденсата на конструктивных элементах камеры смешения. Также при построении процессов на i-d диаграмме может оказаться, что точка С совпадает с точкой К, поэтому необходим дополнительный нагрев наружного воздуха до его смешения с рециркуляционным. Из рисунка 4 видно, что точка смеси С попала в точку К, поэтому необходимо подогреть воздух. Подогреваем до (нагрузка на калорифер первого подогрева будет минимальна)

Подогреем смешанный воздух в калорифере второго подогрева и смешаем его с внутренним воздухом помещения второй раз.

Рис. 3

Определим нагрузку на оборудование.

Нагрузка на калорифер первого подогрева:

Нагрузка на камеру орошения:

Нагрузка на калорифер второго подогрева:

Суммарная нагрузка на оборудование:

10. Аэродинамический расчет

Для того, чтобы выполнить аэродинамический расчет вычерчиваем расчетную аксонометрическую схему системы вентиляции.

Расчетную схему разбиваем на участки. Получили 2 симметричные секции по 20 участков.

В нашем случае расчетным периодом будет являться ТП.

Количество приточного воздуха будет подаваться из двух приточных камер.

Расход каждой приточной камеры:

Участок №1.

Длина участка:

Зная площадь потолка и угол раскрытия решетки (12?), определяем оптимальное количество решеток. Расход через каждую решетку будет равен

Расчет произведем только для одного участка, остальные сведем в таблицу. Нам необходимо рассчитать самую длинную магистраль, тогда напор будет обеспечен и для остальных.

Зададимся рекомендуемой скоростью воздуха . Для магистралей скорость воздуха можно принять

Находим площадь сечения воздуховода:

Находим диаметр воздуховода:

Ближайший стандартный диаметр воздуховода:

Находим действительную площадь сечения воздуховода:

Находим действительную скорость воздуха:

Находим критерий Рейнольдса на данном участке воздуховода:

где н - кинематическая вязкость воздуха приточного воздуха в теплый период года (принимаем );

Коэффициент гидравлического трения найдем по формуле Альтшуля:

где - абсолютная эквивалентная шероховатость воздуховодов из стали (принимаем );

Полные потери давления на трение:

Находим сумму коэффициентов местных сопротивлений:

где - коэффициент местного сопротивления при повороте воздуховода на 90 градусов (принимаем );

Потери давления на местных сопротивлениях:

Суммарные потери давления на данном участке:

Подберем вентилятор для сети

Полные потери в сети:1206,284 Па

Требуемая подача:26110,500 м³/ч

Подходит вентилятор:ВЦ 4-75-8К15с частотой вращения 1460 об/мин.

С диаметром рабочего колеса 105% от номинального(D/Dн)

Электродвигатель: АИР160М4

Библиографический список

1. Хрусталев Б.М. “Теплоснабжение и вентиляция”

2. Соколов Е.Я. “Теплофикация и тепловые сети”

3. СНиП 23-01-99*. Строительная климатология

4. СНиП II-3-79* «Строительная теплотехника»

5. СанПиН2.2.4.548-96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений»

6. СНиП 2.04.05-91 *. «Отопление, вентиляция и кондиционирование»

Приложение 1

№ участка	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Длина участка	0,100	3,600	3,600	3,600	3,600	3,600	3,600	3,600	3,600	3,600	3,600	3,600
Расход (L)	263,742	263,742	527,485	791,227	1054,970	1318,712	1582,455	1846,197	2109,939	2373,682	2637,424	2901,167
Площадь сечения (F)	0,006	0,006	0,012	0,018	0,024	0,031	0,037	0,043	0,049	0,055	0,061	0,067
Диаметр (d)	0,088	0,088	0,125	0,153	0,176	0,197	0,216	0,233	0,249	0,265	0,279	0,292
Стандарт. диаметр	0,100	0,100	0,125	0,160	0,180	0,200	0,224	0,250	0,250	0,280	0,280	0,315
Действительная площадь	0,008	0,008	0,012	0,020	0,025	0,031	0,039	0,049	0,049	0,062	0,062	0,078
Действительная скорость (w)	9,328	9,328	11,940	10,931	11,516	11,660	11,154	10,447	11,940	10,708	11,898	10,341
Re	63593,93	63593,93	101750,3	119238,63	141319,85	158984,84	170340,9	178063,02	203500,59	204409,07	227121,19	222074,06
К-т трения( л)	0,02346	0,02346	0,02223	0,02190	0,02158	0,02138	0,02127	0,02121	0,02102	0,02102	0,02088	0,02091
Потери давления на трение Дp(тр)	1,245	44,828	55,677	35,912	34,915	31,919	25,950	20,334	26,326	18,901	23,187	15,590
Суммарный к-т на м.с. Дж(мс)	2,050	0,000	0,380	0,270	0,210	0,200	0,210	0,210	0,150	0,220	0,150	0,570
Потери давления на м.сДp(мс)	108,807	0,000	33,045	19,680	16,988	16,586	15,938	13,982	13,044	15,388	12,953	37,181
Суммарные потери давления Дp	111,249	46,025	89,919	56,789	53,100	49,702	43,084	35,512	40,567	35,485	37,337	53,967

№ участка	13	14	15	16	17	18	19	20	21
Длина участка	3,6	3,6	3,6	3,6	3,6	3,6	3,6	3,6	9,7
Расход (L)	2901,167	5802,333	8703,500	11604,667	14505,833	17407,000	20308,167	23209,333	26110,500
Площадь сечения (F)	0,067	0,134	0,201	0,269	0,336	0,403	0,470	0,537	0,604
Диаметр (d)	0,292	0,414	0,507	0,585	0,654	0,716	0,774	0,827	0,877
Стандарт.диаметр	0,315	0,45	0,56	0,63	0,71	0,8	0,8	0,9	0,9
Действительная площадь	0,0779313	0,1590435	0,24630144	0,31172526	0,39592014	0,502656	0,502656	0,636174	0,636174
Действительная скорость (w)	10,341	10,134	9,816	10,341	10,177	9,619	11,223	10,134	11,401
Re	222074,057	310903,679	374749,971	444148,114	492629,07	524649,959	612091,619	621807,359	699533,279
К-т трения( л)	0,0209	0,0206	0,0204	0,0203	0,0202	0,0202	0,0201	0,0201	0,0200
Потери давления на трение Дp(тр)	15,58955	10,300463	7,70531134	7,55557912	6,47248038	5,12233884	6,94332471	5,03059091	17,1079313
Суммарный к-т на м.с. Дж(мс)	0,38	0,26	0,21	0,21	0,21	0,14	0,22	0,15	0,7
Потери давления на м.сДp(мс)	24,787	16,288	12,342	13,698	13,268	7,902	16,902	9,397	55,501
Суммарные потери давления Дp	41,574	27,785	21,244	22,451	20,938	14,222	25,042	15,624	73,806

Размещено на Allbest.ru

...