Вентиляция промышленного здания и АБК

Министерство образования Республики Беларусь.doc

Министерство образования Республики Беларусь
Белорусский национальный технический университет
Кафедра “Теплогазоснабжение и вентиляция”
Расчетно-пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине «Вентиляция»
Тема «Вентиляция общественного здания»
Выбор расчетных параметров наружного и внутреннего воздуха для теплого холодного периодов года и переходных условий.4
1 Параметры наружного воздуха4
2 Параметры внутреннего воздуха4
Определение количества вредностей (избыточной теплоты влаги СО2) поступающих в расчетное помещение для теплого холодного периодов года и переходных условий.5
1 Избыточная теплота5
2 Поступление влаги12
3 Поступление вредных веществ в помещение.13
Определение воздухообмена по вредностям и выбор расчетного воздухообмена14
Расчет воздухообмена по кратностям для остальных помещений17
Определение количества и площади сечения приточных и вытяжных каналов подбор воздухораспределителей19
Расчет подачи приточного воздуха23
Определение производительности приточных и вытяжных установок описание принятых проектных решений28
Изображение процессов обработки воздуха на I-d диаграмме29
Аэродинамический расчет приточной системы вентиляции с механическим побуждением30
Аэродинамический расчет вытяжной системы с естественным побуждением39
Подбор вентиляционного оборудования42
1 Подбор калорифера42
2 Подбор воздушного фильтра46
3 Подбор вентилятора48
Акустический расчет приточной установки50
Список использованных источников55
Согласно заданию необходимо запроектировать приточно-вытяжную систему вентиляции общественного здания расположенного в городе Славгород. Фасад здания ориентирован на восток. Здание двухэтажное с чердаком и подвалом. Высота этажа от пола до потолка – 33м. высота подвала – 25м высота чердака – 2м. Наружные стены выполнены из кирпича толщиной 510мм внутренние несущие – из кирпича толщиной 380мм перегородки – из гипсобетона толщиной 120мм перекрытия – плиты железобетонные толщиной 300мм. Заполнение световых проемов – тройное остекление в деревянных переплетах габаритные размеры 2400*1800мм. Источник теплоснабжения – ТЭЦ теплоноситель – перегретая вода с параметрами tг=150С0 tх=70 С0.
Выбор расчетных параметров наружного и внутреннего воздуха для теплого холодного периодов года и переходных условий.
1 Параметры наружного воздуха
Расчетные параметры наружного воздуха (температуру и энтальпию) при проектировании вентиляции общественных помещений следует принимать в соответствии с [1 прил.Е] для теплого периода года по параметрам А для холодного периода – по параметрам Б. Для переходных условий независимо от места расположения здания принимаем температуру наружного воздуха t=80C энтальпию I=225кДжкг[1].
Параметры наружного воздуха для города Славгород представлены в табл.2.1.
Таблица 2.1 Расчетные параметры наружного воздуха
Температура наружного воздуха t. °С
Энтальпия наружного воздуха I кДжкг
2 Параметры внутреннего воздуха
Допустимые параметры (температура относительная влажность подвижность) воздуха в рабочей зоне помещений отвечающие санитарно-гигиеническим требованиям принимаются в зависимости от периода года и назначения помещений [1]. В соответствии с [1] нормируемая температура воздуха в зале заседаний для холодного периода и переходных условий tв=18°С; для теплого периода tв=tнА+3=22+3=25°С.Относительную влажность внутреннего воздуха для летнего периода принимаем jв=60%. Максимально допустимая подвижность воздуха – 05мс. Для холодного и переходного периодов года - относительная влажность внутреннего воздуха jв=50% и скорость воздуха в рабочей зоне - не более 02мс.
Таблица 2.2 Расчетные параметры внутреннего воздуха
Температура наружного воздуха tн °С
Относительная влажность внутреннего воздуха φ%
Подвижность воздуха в помещении мс.
Холодный период и переходные условия
Определение количества вредностей (избыточной теплоты влаги СО2) поступающих в расчетное помещение для теплого холодного периодов года и переходных условий.
Основными вредными выделениями которые поступают в помещение являются избыточная теплота влага и вредные вещества. Расчет количества вредностей производим для одного расчетного помещения в качестве которого принимаем помещение №207: зал собраний с расчетным количеством человек – 40.
1 Избыточная теплота
Избыточная теплота (избытки явной теплоты) – остаточное количество теплоты (за вычетом теплопотерь) проступающей в помещение при расчетных параметрах наружного воздуха после осуществления всех технологических мероприятий по их уменьшению. Избыточная теплота определяется как сумма теплопоступлений от людей искусственного освещения электродвигателей нагретого оборудования остывающих материалов через заполнения световых проемов через массивные ограждающие конструкции и др.
Теплопоступления от людей
Теплопоступления от людей зависят от выделяемой людьми энергии при работе и температуры окружающего воздуха в помещении.
Теплопоступления от людей Вт:
где n – количество людей;
qя – тепловыделения одним взрослым человеком (мужчиной) Вт принимается в зависимости от температуры внутреннего воздуха и категории работ [4табл.2.3];
kл=1-для мужчин kл=085-для женщин kл=075-для детей.
Расчет теплопоступлений от людей приведен в таблице 3.1.1
Таблица 3.1.1 Расчет теплопоступлений от людей
Наименование величины
Источник информации или формула
теплопоступления от людей
тепловыделения 1 чел.
температура окружающего воздуха
Теплопоступления от искусственного освещения
Тепловыделения от источников искусственного освещения если пренебречь частью энергии нагревающей конструкции и уходящей через них Вт:
где Nосв. - суммарная мощность источников освещения Вт.
Тепловыделения от источников искусственного освещения если суммарная мощность источников освещения известна Вт:
где Е – нормируемая освещенность помещения лк [4табл.2.5];
qосв – удельные тепловыделения от ламп Вт(м² лк) [4табл.2.6];
F – площадь пола помещения м²;
осв – доля теплоты поступающей в помещение. В данном случае осв=1 так как лампы установлены на некотором расстоянии от потолка..
Расчет тепловыделений от искусственного освещения приведен в табл. 3.1.2
Таблица 3.1.2 Расчет тепловыделений от искусственного освещения
Наименование величины
от искусственного освещения
площадь пола помещения
удельные тепловыделения от ламп
доля теплоты поступающей в помещение
Теплопоступления через заполнение световых проемов
Теплопоступления через заполнение световых проемов складываются из теплопоступлений за счет солнечной радиации и за счет теплопередачи Вт:
Теплопоступления за счет солнечной радиации для вертикального заполнения световых проемовВт:
где F - площадь световых проемов м² F=768 м²;
qр - теплопоступления за счет солнечной радиации через 1 м² вертикального заполнения световых проемов Втм2
где и - количество теплоты прямой и рассеянной солнечной радиации Втм² поступающей в помещение в расчетный час через одинарное вертикальное остекление световых проемов принимаются в зависимости от географической широты и ориентации световых проемов по табл. 2.7 [4] (за расчетный принимается час для которого значения и являются максимальными). В данной работе световые проемы направлены на запад расчетный час с 16 до 17 а город находится на 540 географической широты. =546 Втм² =126 Втм²
- коэффициент относительного проникания солнечной радиации через заполнение светового проема отличающееся от обычного одинарного остекления [4табл. 2.8] принимаем =048 – для светового проема с тройным остеклением со стеклом листовым оконным и светлыми внутренними жалюзи;
- коэффициент учитывающий затенение светового проема переплетами [табл. 2.9 4] принимаем =05 - для светового проема с тройным остеклением в деревянных переплетах;
- коэффициент инсоляции;
- коэффициент облучения.
Коэффициент инсоляции для вертикального светового проема определяется по формуле:
где - размеры горизонтально и вертикально выступающих элементов затенения м (откосов) (рис.3.1)
Рис.3.1. К определению коэффициента инсоляции и коэффициента облучения
а с – соответственно расстояния от горизонтального и вертикального элементов затенения до откоса светового проема;
H B – высота и ширина светового проема м;
Принимаем Н=16м В=24м
- азимут солнца принимаемый в зависимости от географической широты [4табл.2.10] =8350 h=2950;
- солнечный азимут остекления [4табл.2.11] =90-835=650;
- угол между вертикальной плоскостью остекления и проекцией солнечно луча на вертикальную плоскость перпендикулярную рассматриваемой плоскости остекления.
Коэффициент облучения:
где - соответственно коэффициенты облучения для горизонтальной и вертикальной солнцезащитной конструкции принимаемые в зависимости от углов и [2 рис 2.2.]
При расчетах необходимо учитывать что часть теплоты поступающей в помещение через заполнения световых проемов аккумулируется ограждающими конструкциями. Расчетные теплопоступления определяются Вт:
где - показатель поглощения теплового потока солнечной радиации внутренними ограждениями.
Показатель определяется в зависимости от отношения где - показатель суммарного усвоения теплоты ограждениями и оборудованием помещения Вт(м² °C); - показатель интенсивности конвективного теплообмена в помещении м.
где m1 m5 – коэффициенты определяющие аккумулирующие способности стен пола и потолка.
F1 F5 – соответственно площади внутренних стен пола и потолка.
F1=1748м2 F2=285 м2 F3=0 F4= F5 =345 м2
m1=041 m2=041 m3=0 m4=03 m5=069
Теплопоступления через заполнения световых проемов за счет теплопередачи Вт:
где - теплопоступления за счет теплопередачи через 1 м² вертикального заполнения световых проемов Втм²;
- температура воздуха внутри помещения °C;
- условная температура наружного воздуха °C;
- сопротивление теплопередаче заполнения светового проема м²·°C Вт.
Величина теплопоступлений через заполнения световых проемов за счет теплопередачи невелика и ее при выполнении курсового проекта можно не учитывать.
Если в помещении окна расположены с нескольких сторон необходимо найти расчетный час суток когда суммарные теплопоступления через все окна максимальны и для этого часа провести расчеты по формулам (3.5-3.11).
Теплопоступления через массивные ограждающие конструкции незначительны и их при выполнении курсового проекта можно не учитывать.
Избытки явной теплоты в помещении определяются как сумма всех теплопоступлений за вычетом теплопотерь помещения. Теплопоступления от людей учитываются для холодного теплого периодов и переходных условий. Теплопоступления от искусственного освещения учитываются для холодного периода и переходных условий теплопоступления через заполнение световых проемов надо учитывать для теплого периода года. Принимаем что теплопотери через ограждающие конструкции помещения компенсируются поступлением теплоты от отопительных приборов системы отопления.
Таблица 3.1.3 Тепловой баланс помещения
от заполнений световых проемов
суммарное теплопоступление
Поступления влаги в помещение от людей зависят от категории работ и от температуры окружающего воздуха в помещении.
Поступление влаги от людей гч:
где – количество людей;
- количество влаги выделяемой одним взрослым человеком (мужчиной) гч принимается в зависимости от температуры внутреннего воздуха и категории работ [4табл.2.3];
kл =1-для мужчин kл =085-для женщин kл =075-для детей.
Расчет сводим в таблицу 3.2.1.
Таблица 3.2.1 Расчет поступления влаги.
выделение влаги одним человеком
3 Поступление вредных веществ в помещение.
Основным вредным веществом в помещениях общественных зданий является углекислый газ выделяющийся при дыхании людей.
Количество углекислого газа гч:
где - количество людей;
- количество углекислого газа выделяемое одним человеком гч принимается в зависимости от категории работ.
В состоянии покоя один человек выделяет 40 гч углекислого газа при легкой работе – 45 гч при работе средней тяжести – 60 гч при тяжелой работе – 90 гч.
Определение воздухообмена по вредностям и выбор расчетного воздухообмена
Воздухообменом называется частичная или полная замена воздуха содержащего вредности чистым атмосферным воздухом. Расчет воздухообмена включает выбор схемы его организации способа подачи и удаления воздуха определение расхода приточного воздуха.
Расход приточного воздуха м³ч в помещениях зданий где отсутствуют местные отсосы определяется для теплого холодного периодов и переходных условий:
- по избыткам явной теплоты:
- по избыткам влаги (водяного пара):
- по массе выделяющихся вредных веществ:
где - избытки явной теплоты в помещении Вт;
с – теплоемкость воздуха с=1005 кДж(кг·°C);
- плотность воздуха =12 кг м³;
- температура воздуха удаляемого из помещения за пределами обслуживаемой или рабочей зоны °C;
- температура приточного воздуха °C;
- избытки влаги в помещении гч;
- влагосодержание воздуха удаляемого из помещения за пределами обслуживаемой или рабочей зоны гкг;
- влагосодержание приточного воздуха гкг;
- расход каждого из вредных или взрывоопасных веществ поступающих в воздух помещения мгч;
- концентрация вредного или взрывоопасного вещества в воздухе удаляемом за пределами обслуживаемой зоны помещения мгм³;
- концентрация вредного или взрывоопасного вещества в воздухе подаваемом в помещение мгм³.
За расчетный воздухообмен принимается большая из величин полученных по формулам (4.1 - 4.3).
Для общественных зданий при высоте помещения менее 4м. можно принимать:
Результаты расчета сводим в табл.4.1.
Таблица 4.1 Расчет воздухообмена в помещении.
воздухообмен по избыткам явной теплоты
избытки явной теплоты
удельная теплоемкость
температура уходящего воздуха
температура приточного воздуха
воздухообмен по ассимиляции влаги
влагосодержание уходящего воздуха
влагосодержание приточного воздуха
Продолжение таблицы 4.1
воздухообмен по вредным веществам
поступление углекислого газа
допустимая концентрация углекислого газа в помещении
концентрация углекислого газа в наружном воздухе
Анализ данной таблицы показывает что наибольший воздухообмен получается для разбавления избыточной теплоты в теплый период года - 3010 м³ч.
При наличии в помещении окон допустимо за расчетный воздухообмен принять наибольший воздухообмен для холодного периода и переходных условий м³ч. В теплый период недостающее количество приточного воздуха можно подать за счет неорганизованного воздухообмена через открытые окна и фрамуги.
Таблица 4.2 Воздухообмен в расчетном помещении
Воздухообмен для ассимиляции
Холодный период года
Переходный период года
Расчет воздухообмена по кратностям для остальных помещений
Для большинства помещений общественных зданий воздухообмен м³ч; определяют по его нормативной кратности:
где - нормативная кратность воздухообмена 1ч; зависит от назначения помещения и приводится в соответствующих нормативных документах;
- объем помещения м3.
Для некоторых помещений воздухообмен определяется по нормируемому удельному расходу воздуха м³ч:
где - нормируемый удельный расход воздуха м³ч на 1 чел. или единицу оборудования приводится в соответствующих нормативных документах;
- количество человек или единиц оборудования.
Результаты расчета сведены в табл. 5.1.
Таблица 5.1 Расчет воздухообмена по кратностям.
Наименование помещения
Кратность воздухообмена
Продолжение таблицы 5.1
Кабинет старшей медсестры
Определение количества и площади сечения приточных и вытяжных каналов подбор воздухораспределителей
Вентиляционные вертикальные каналы (размерами 140x140 мм 140х270 мм) можно размещать во внутренних кирпичных стенах здания.
Площадь поперечного сечения каналов воздуховодов живого сечения воздухораспределителей м²:
где - расход воздуха м³ч;
- рекомендуемая скорость движения воздуха в канале воздуховоде воздухораспределителе мс.
Принимаются к установке каналы воздуховоды воздухораспределители с близкой по значению площадью сечения и определяется их количество:
Определяем действительную скорость в каналах воздуховодах воздухораспределителях мс:
Рекомендуемые значения скорости приведены в табл. 2.16.[4]. Например:
рекомендуемые скорости в системах вентиляции с механическим побуждением:
рекомендуемые скорости в системах вентиляции с естественным движеним воздуха:
рек =1мс – каналы решетки.
При расчете используются воздухораспределители вида Р200 и Р150 с площадью живого сечения А0=00149м2 и А0=00264м2 соответственно.
Каналы 140х140мм и 140х270мм имеют площади сечения 002м2 и 0038м2 соответственно. Вентиляционные каналы проектируются во внутренних кирпичных стенах. При размещении вентиляционных каналов на планах необходимо соблюдать следующие требования:
) максимальное расстояние между одноименными кирпичными каналами – 140 мм между разноименными (приток-вытяжка) – 270 мм между каналом и дверным проемом – 410 мм;
) не размещать каналы в местах пересечения капитальных стен;
) вытяжные каналы из помещений выводить на чердак самостоятельно без отступлений в плане.
Радиус действия установки с естественной тягой не должен быть более 10м а с механической – не более 50 м (расстояние от наиболее удаленного вертикального канала до центра вытяжной системы) по направлению движения воздуха.
Для каждого этажа при коридорной системе или для группы помещений на этаже выходящих в общий коридор необходимо определить суммарные воздухообмены по притоку и вытяжке. Разницу между вытяжкой и притоком (дисбаланс) следует подавать в общий коридор.
Подбор вентиляционных каналов и решеток сведен в табл. 6.1.
Таблица.6.1 Подбор вентиляционных каналов и решеток
Требуемая площадь м²
Площадь сечения канлам2
Действит. скоростьмс
Площадь живого сечения решетким2
Действит. скорость мс
Продолжение таблицы 6.1
Расчет подачи приточного воздуха
Расчёт раздачи приточного воздуха является одним из важнейших этапов при расчёте и проектировании систем вентиляции так как является основным критерием определяющим качество выполненных проектных работ. Назначение системы вентиляции в том чтобы человек находясь в помещении чувствовал себя комфортно. Для этого необходимо чтобы распределение воздуха в помещении было равномерным не было застойных зон а также параметры воздуха в рабочей зоне помещения соответствовали нормативным значениям.
В данной работе контролируемые параметры (скорость и избыточная температура на оси) определяют в точке входа струи в рабочую зону.
При входе приточной струи в рабочую зону скорость мс и избыточная температура оС на оси струи должны соответствовать следующим требованиям:
где – коэффициент перехода от нормируемой скорости к максимальному значению зависит от того какие параметры поддерживаются в помещении и от категории работ[4 табл. 2.18]. Для лёгкой работы в зоне прямого действия приточной струи воздуха в пределах основного участка принимаем =14;
– нормируемая скорость движения воздуха в помещении мс =02мс – для холодного и переходного периодов года;
– нормируемая избыточная температура при входе струи в рабочую зону оС [4 табл.2.19]. Принимаем при ассимиляции избытков теплоты в помещении в зоне прямого воздействия приточной струи для общественных бытовых и административных помещений =15 оС.
)Расчётное помещение: зал собраний;
)Размеры помещения: 75х46х38 м ;
)Расход приточного воздуха: 2760 м3ч;
)Количество приточных каналов: 4 шт.;
)Количество приточных решёток: 12 Р200;
)Температура приточного воздуха: =13 оС;
)Скорость воздуха на выходе из решёток: =242 мс;
)Нормируемая температура воздуха в помещении: =18 оС;
Определяем скорость воздуха и избыточную температуру воздуха при выходе струи в рабочую зону по формулам для осесимметричных струй:
где – скоростной коэффициент воздухораспределителя;
– температурный коэффициент воздухораспределителя;
– скорость струи на выходе из воздухораспределителя мс;
– избыточная температура на выходе из воздухораспределителя оС ();
– расчётная площадь живого сечения воздухораспределителя м2;
– расстояние которое проходит струя до входа в рабочую зону м;
– коэффициент стеснения;
– коэффициент взаимодействия;
– коэффициент неизотермичности;
– коэффициент равный 085.
Скоростной и температурный коэффициенты зависят от эжекционной способности воздухораспределителя. Для решётки вентиляционной регулируемой (Р200): =2 и =19.
где 00264 м2–площадь сечения решетки Р200 3 – количество решеток.
Подача приточного воздуха производится в виде настилающейся струи с отрывом схема которой представлена на рисунке 7.1
Рисунок 7.1 Схема подачи приточного воздуха
Определим расстояние х которое проходит струя до входа в рабочую зону. Охлажденная струя может отрываться от потолка и опускаться в рабочую зону. Определим расстояние от воздухораспределителя до начала отрыва настилающейся струи от потолка:
где – геометрическая характеристика струи м:
Так как мы получили где – ширина расчётного помещения (=46м) т.е. 2043 46 – то расстояние прохождения струи до входа в рабочую зону (высота рабочей зоны =15м) определяем по формуле м:
Коэффициент стеснения для осесимметричных струй определяется по формуле:
где – коэффициент который принимается по табл.2.20 [4] в зависимости от величин и где – площадь помещения перпендикулярная потоку воздуха приходящаяся на один воздухораспределитель м2.
где – расстояние между осями воздухораспределителей: =108м.
– расход воздуха удаляемого в конце развития струи м3ч;
– расход воздуха подаваемого одним воздухораспределителем м3ч.
Так как количество воздуха подаваемое в расчётное помещение равно удаляемому то отношение =1.
Коэффициент взаимодействия для четырех струй в зависимости от отношения определяем по табл.2.21[4] (где – расстояние между осями воздухораспределителей): =1.
Коэффициент неизотермичности при горизонтальной подаче охлаждённого воздуха настилающимися струями принимается равным 1 т. е. =1.
Сравниваем полученные значения:
; 0136мс028мс – верно;
; 0742 оС 15 оС – верно.
Как очевидно воздухораспределители подобраны правильно раздача воздуха осуществлена таким образом что скорость и избыточная температура при входе струи в рабочую зону соответствуют требуемым параметрам.
Определение производительности приточных и вытяжных установок описание принятых проектных решений
В данном курсовом проекте для рассматриваемого здания приняты следующие конструктивные решения приточной и вытяжной вентиляции:
Естественная вентиляция. Воздухообмен происходит за счет разности плотностей внутреннего и наружного воздуха. Такая система состоит из приемной решетки размещенной в стене и внутренних каналов которые выходят на чердак здания где объединяются в сборный короб из которого воздух поступает в вертикальную шахту выходящую на крышу здания и заканчивающуюся зонтом. В данном проекте: ВЕ1 ВЕ2 ВЕ3 ВЕ4 ВЕ5.
Вытяжная система механической вентиляции. В такой системе движение воздуха происходит за счет всасывания его вентилятором. Воздух всасывается через приемные устройства- решетки Р150 и Р200 а далее как и в естественной вентиляции проходит по каналу коробу вытяжной шахте. В проекте это системы В41 В2 В3 В4 В5 В6 В7 В8.
Приточная система механической вентиляции. Состоит из воздухоприемного устройства в виде шахты с установленными в нем решетками для забора наружного воздуха. Далее воздух поступает в приточную камеру где он очищается в фильтре нагревается в калорифере и подается вентилятором в магистральные воздуховоды. Приток воздуха в общественных зданиях осуществляется в основном по двум вариантам: воздух из приточной камеры подаётся вертикальным металлическим воздуховодам (стоякам) на каждый этаж затем горизонтальными воздуховодами по коридору и далее поступает в помещение через отверстия. Может быть и второй вариант: магистральные металлические воздуховоды от приточной камеры прокладываются под потолком подвала далее воздух по ответвлениям поступает в вертикальные кирпичные каналы во внутренних капитальных стенах и далее через приточные решётки в помещения. В данном проекте используется второй вариант.В помещение воздух подается через решетки Р150 и Р200. Производительность системы П1 равна сумме воздухообменов всех помещений больницы: L=12900 м3ч.
Изображение процессов обработки воздуха на I-d диаграмме
Аэродинамический расчет приточной системы вентиляции с механическим побуждением
Аэродинамический расчет вентиляционной системы производят для:
)подбора размеров поперечного сечения воздуховодов по рекомендуемым скоростям движения воздуха;
)определения потерь давления в системе.
Рекомендуемые скорости в системах вентиляции с механическим побуждением следующие:
рек=8мс – магистраль;
рек=5мс – ответвления;
рек=3мс – ответвления.
Аэродинамический расчет систем вентиляции состоит из двух этапов:
)расчет участков основного направления (наиболее протяженного и нагруженного);
)увязка всех остальных ответвлений системы.
Расчет участков основного направления. Необходимо вычертить аксонометрическую схему воздуховодов (графическая часть) вентиляционную систему разбить на участки На участках определить расход воздуха L м3ч. Расход воздуха на участке определяется суммированием расходов на предыдущих участках. По расходу и рекомендуемым скоростям подбирают диаметры круглых воздуховодов при этом необходимо давать 10% запаса по скорости. Скорость должна постепенно уменьшаться по направлению от вентилятора к концу магистрали.
К установке принимается воздуховод с площадью ближайшей к требуемой Fтр. Необходимо определить фактическую скорость движения воздуха в воздуховоде мс:
Потери давления в системах вентиляции складываются из потерь давления на трение и потерь давления в местных сопротивлениях Па
Потери давления на трение Па
где R-удельные потери давления на трение Пам;
n - поправочный коэффициент который зависит от абсолютной эквивалентной шероховатости воздуховодов kэ воздуховодов и скорости движения воздуха [4табл. 2.23]. Абсолютная эквивалентная шероховатость поверхности воздуховодов из стали kэ=1мм; шлакобетонных плит kэ=15мм; кирпича kэ=4мм.
Удельные потери давления на трение Пам в круглых воздуховодах определяются по формуле:
где λ- коэффициент гидравлического сопротивления трения;
d- диаметр воздуховода м
- динамическое давление Па.
Коэффициент сопротивления трения λ рассчитывается по формуле Альтшуля:
где kэ- абсолютная эквивалентная шероховатость поверхности воздуховода;
Re- критерий Рейнольдса:
где - скорость движения воздуха в воздуховоде мс;
- кинематическая вязкость воздуха м2с.
Динамическое давление Па
где - плотность воздуха кгм3.
При аэродинамическом расчете используют таблицу 22.15 [4] в которой на основании формул (10.3)-(10.6) определены удельные потери давления на трение R Пам; расход воздуха L м3ч при различных скоростях для различных диаметров круглых металлических воздуховодов.
Для воздуховодов прямоугольного сечения за расчетную величину d принимают эквивалентный диаметр dэ мм при котором потери давления в круглом воздуховоде при той же скорости будут равны потерям давления в прямоугольном воздуховоде:
где a b- стороны прямоугольного воздуховода или канала мм.
Потери давления в местных сопротивлениях Па
где - сумма коэффициентов местных сопротивлений на расчетном участке воздуховода. Значения коэффициентов местных сопротивлений сведены в таблицы[5табл.22.3722.38]. Тройники находящиеся на границе двух участков следует относить к участкам с меньшим расходом. коэффициентов местных сопротивлений для тройников определяются в зависимости от следующих величин: ; ; .
Расчет воздухозаборной шахты и воздухозаборных решеток производится по аналогии как расчет приточных и вытяжных каналов и воздухораспределительных решеток. Скорость в воздухозаборном канале vш=6мс скорость в воздухозаборных решетках vр=5мс. Принимаем к установке решетки СТД 52.89 с размерами 150×580 и площадью живого сечения fp=006 м2 каждая.
Расчет участков основного направления сводится в таблицу 10.1:
Таблица 10.1 Аэродинамический расчет приточной системы вентиляции (основное направление)
Увязка ответвлений. Сравниваются значение располагаемого давления и значение потерь давления на данном ответвлении:
Если данное условие не выполняется то производится увязка ответвлений:
)уменьшение размеры воздуховодов если возможно;
)установка диафрагмы (дополнительного сопротивления на участке на котором необходимо погасить давление).
Для того чтобы подобрать диаметр диафрагмы необходимо подобрать коэффициент местного сопротивления диафрагмы:
где - динамическое давление на участке на котором устанавливается диафрагма Па;
- располагаемые потери давления на ответвление Па;
-потери давления на увязываемом ответвлении Па.
По значению и по размерам воздуховода на котором устанавливается диафрагма подбирают размер диафрагмы по табл.22.48 22.49 [5].
Все расчеты сведены в таблицу 10.2:
Таблица 10.2 Аэродинамический расчет приточной системы вентиляции (увязка ответвлений)
Увязка ответвления Pрасп=8114 Па
Увязка ответвления Pрасп=8412 Па
Увязка ответвления Pрасп=9429 Па
Увязка ответвления Pрасп=9916 Па
Увязка ответвления Pрасп=10443 Па
Продолжение таблицы 10.2
Увязка ответвления Pрасп= 10848Па
Увязка ответвления Pрасп=11368 Па
Увязка ответвления Pрасп=12387 Па
Увязка ответвления Pрасп=12875Па
Увязка ответвления Pрасп=13552 Па
Увязка ответвления Pрасп=14076 Па
Увязка ответвления Pрасп=14886 Па
Увязка ответвления Pрасп= 15217Па
Увязка ответвления Pрасп= 15817Па
Увязка ответвления Pрасп= 16395Па
Увязка ответвления Pрасп= 17222Па
Увязка ответвления Pрасп= 17672Па
Увязка ответвления Pрасп= 18209Па
Увязка ответвления Pрасп= 18812Па
Аэродинамический расчет вытяжной системы с естественным побуждением
За расчетное направление в вытяжных системах с естественным побуждением принимают такое удельные потери давления на котором имеют минимальную величину.
где Σl – сумма длин участков
Ргр - гравитационное давление Па
где -высота воздушного столба м принимается:
а) при наличии в здании только вытяжки – от середины решетки до устья вытяжной шахты;
б) при наличии в здании механического притока – от середины высоты помещения до устья вытяжной шахты;
- плотность наружного воздуха кгм3для общественных зданий при =5°С[18];
-плотность воздуха в помещении;
- коэффициент запаса на неучтенные потери =09.
Определяем величины м м (от середины высоты помещения до устья вытяжной шахты т.к. в здании проектируется приточная вентиляция с механическим побуждением).
Плотность наружного воздуха при =5°С:
Плотность внутреннего воздуха:
Гравитационное давление действующее в вертикальных каналах 1 этажа Па
Гравитационное давление действующее в вертикальных каналах 2 этажа Па
Для того чтобы выбрать расчетное направление определяем удельное располагаемое давление в направлении через канал 1 этажа () и 2 этажа () наиболее удаленные от вытяжной шахты участки 1 и 4.
Принимаем расчетное направление через канал 2-го этажа т.к. .
Пользуясь таблицей 2.22[4] по значениям действительной скорости и dэ определяем R. Так как в нашем случае воздуховоды из кирпича (вертикальные каналы) и из шлакобетонных плит (сборный воздуховод на чердаке) полученную величину R умножаем на поправочный коэффициент nучитывающий шероховатость материала. Значение коэффициента n приведено в таблице 2.23[4].
В целях облегчения монтажа и улучшения герметизации вентиляционных систем сборные горизонтальные каналы на чердаке желательно выполнять без переходов т.е. одного размера. Эти сечения определяются по расходам воздуха и рекомендуемой скорости в горизонтальных сборных каналах.
Если неувязка ответвлений составляет более 10% на входе вертикальных кирпичных каналов в горизонтальный воздуховод можно установить прямоугольные диафрагмы.
Расчет воздуховодов и увязку ответвлений сводим в табл.11.1
Таблица 11.1 Аэродинамический расчет вытяжной системы с естественным побуждением
Увязка ответвления Pрасп=Ргр1-(Rln+Z)23=542-(062+089)=391 Па
Увязка ответвления Pрасп=Ргр1-(Rln+Z)63=542-(056+089)=397 Па
Увязка ответвления Pрасп=Ргр2-(Rln+Z)63=289-(056+089)=144 Па
Подбор вентиляционного оборудования
Нагревание воздуха в приточных камерах вентиляционных систем производится в теплообменных аппаратах – калориферах.
Широко применяются калориферы биметаллические со спирально-накатным оребрением: КСк3 и КСк4 КП3-СК и КП4-Ск. Теплообменным элементом является трубка изготовленная из двух трубок насаженных одна на другую. Внутренняя трубка- стальная наружная- алюминиевая с накатным на ней оребрением.
В качестве теплоносителя в калориферах КСк3 и КСк4 используется перегретая вода с рабочим избыточным давлением до 12 МПа и температурой до 1800С. Эти калориферы многоходовые устанавливаются горизонтально. Средняя модель (КСк3) имеет три ряда трубок большая модель (КСк4)- четыре ряда.
В результате расчета калориферов определяется их тип номер количество схемы соединения по воздуху и теплоносителю аэродинамическое и гидравлическое сопротивление.
) Объем приточного воздуха м3ч;
) Расчетная температура наружного воздуха (для холодного периода года по параметрам Б) tн=-24°С;
) Температура приточного воздуха tп=13°С;
) Теплоноситель – горячая вода с параметрами tгор =1500С tобр =700С.
) Находим начальную и конечную температуры приточного воздуха (до и после калорифера): tнач= tн=-24°С;
Учитывая нагрев воздуха в вентиляторе на 10С воздух в калориферах необходимо подогревать до температуры: tкон= tп - 1=13-1=120С.
)Расход теплоты необходимый для нагрева приточного воздуха Вт:
где L- расход нагреваемого воздуха м3ч;
с – удельная теплоемкость воздуха с=1005кДж(кг0С);
- плотность воздуха при температуре кгм3;
- температура воздуха до и после калорифера 0С.
)Задаемся массовой скоростью ρ': для калориферов КСк оптимальные значения кг(м2с) допустимые – кг(м2с). Принимаем кг(м2с).
)Находим площадь фронтального сечения калориферной установки для прохода воздуха м2:
)По справочным данным [табл.2.284] подбираем калорифер с ближайшим значением площади живого сечения для прохода воздуха принимаем к установке 2 калорифера КСк 3 – 7 параллельно соединенные:
- табличное значение площади фронтального сечения калорифера;
- живое сечение для прохода воды;
- поверхность нагрева одного калорифера.
)Находим действительную массовую скорость кг(м2с):
)Находим расход воды в калориферной установке кгч:
где – удельная теплоемкость воды кДж(кг0С).
)Находим скорость воды в трубках калориферов мс:
)По найденным значениям и находим для данного типа калорифера коэффициент теплопередачи k Вт(м2°С) [табл.2.29 4]:
)Определяем требуемую поверхность нагрева калорифера м2:
где - средняя температура теплоносителя 0С;
- средняя температура нагреваемого воздуха 0С;
)Определяем общее число устанавливаемых калориферов :
Тогда действительная площадь нагрева м2:
)Запас поверхности нагрева %:
)Определяем аэродинамическое сопротивление калорифера [табл.2.294]: Па.
)Гидравлическое сопротивление калорифера Па :
где А – коэффициент сопротивления [табл.2.28 4] А=1297;
– скорость движения воды в трубках.
2 Подбор воздушного 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:
) ПДК в атмосферном воздухе населенных пунктов – при подаче его в помещения жилых и общественных зданий;
) 30% ПДК в воздухе рабочей зоны – при подаче его в помещения производственных и административно-бытовых зданий;
) допустимых концентраций по техническим условиям на вентиляционное оборудование и воздуховоды.
Конструкция фильтра определяется характеристиками улавливаемой пыли и условиями эксплуатации.
)Объем приточного воздуха м3ч;
)Режим работы односменный час;
)Начальная запыленность воздуха для зданий расположенных в жилых районах крупных городов (г. Славгород): Сн=00005 гм3-
)Т.к. нет особых требований к санитарно-гигиеническому составу воздуха для проектируемого объекта можно применить фильтры грубой очистки например ячейковые фильтры ФяРБ.
)Определяем характеристики фильтра [табл.2.254]:
- номинальная пропускная способность одной ячейки фильтра;
- эффективность очистки.
)Требуемое количество ячеек фильтра:
)Общая площадь фильтра:
где Fяч=022м2 – площадь одной ячейки фильтра
)Действительная удельная воздушная нагрузка на фильтр м3(м2ч):
)Зная м3(м2ч) определяем начальное сопротивление фильтра [рис.2.124]: .
)Принимаем увеличение сопротивления фильтра в период его эксплуатации Па (увеличение сопротивления фильтра можно принимать на 100 - 120 Па). .
Тогда пылеемкость фильтра составит [рис.2.132]: ПФ=2650гм2.
)Количество пыли оседающей на фильтре за сутки:
) Продолжительность работы фильтра без регенерации:
3 Подбор вентилятора
Приточные и вытяжные системы с механическим побуждением в основном оборудуются радиальными вентиляторами общего назначения. Выбор вентилятора необходимо производить по каталогам заводов-изготовителей при выполнении курсового проекта можно пользоваться справочной литературой.
Вентиляторы подбираются по сводному графику и аэродинамическим характеристикам при известных величинах производительности и полного давления.
)Объем приточного воздуха Lсети=12900 м3ч;
)Потери давления в сети определенные на основании аэродинамического расчета воздуховодов =299 Па;
)Потери давления в фильтрах =140 Па;
)Потери давления в калорифере =18673 Па.
) Величина полного давления Па:
где- потери давления в сети воздуховодов Па;
- потери давления в вентиляционном оборудовании (фильтре и калорифере) Па.
=+=140+18673=32673Па;
) Производительность вентилятора с учетом 10% запаса по производительности: м3ч;
) Согласно [прилож.1 5] принимаем вентилятор ВЦ 4-75-63 с диаметром рабочего колеса D=095Dном частотой вращения рабочего колеса n=1445обмин КПД hв=0775 при максимальном КПД hмакс=085 установленном на одном валу с электродвигателем мощностью N=55 кВт. Тип электродвигателя 4А112М4 масса вентилятора с двигателем m=197кг.
К установке принимаем вентилятор в первом исполнении с КПД передачи hп=1 (непосредственная насадка вала вентилятора на колесо электродвигателя).
) Требуемая мощность на валу электродвигателя кВт:
где Lв - расход воздуха принимаемый для подбора вентилятора м3ч;
Pв - расчетное сопротивление сети Па;
hв - коэффициент полезного действия вентилятора в рабочей точке;
hп – коэффициент полезного действия передачи;
) Установочная мощность электродвигателя кВт:
где Кз – коэффициент запаса мощности Кз =12 для N2кВт.
Требуемая мощность электродвигателя с учетом запаса меньше мощности принятого электродвигателя.
Акустический расчет приточной установки
Источниками в вентиляционных системах являются работающий вентилятор электродвигатель воздухораспределители воздухозаборные устройства. В приточных системах наиболее опасным является распространение шума в сторону нагнетания. Уровни звукового давления по этим направлениям измеренные в соответствии со стандартами указываются в паспортных данных и каталогах вентиляционного оборудования.
Для уменьшения шума и вибрации проводится ряд предупредительных мер. Одной из них является применение специальных шумоглушителей для снижения шума в вентилируемых помещениях. Шумоглушители обычно устанавливаются в приточных механических системах вентиляции общественных зданий со стороны нагнетания. Необходимость установки шумоглушителей определяется на основании акустического расчета вентиляционной системы. Смысл такого расчета заключается в следующем:
)Устанавливается допустимый уровень звукового давления для данного помещения;
)Определяется уровень звуковой мощности вентилятора;
)Определяется снижение уровня звукового давления в вентиляционной сети;
)Определяется уровень звукового давления в расчетной точке помещения ближе всего расположенного к вентилятору со стороны нагнетания для приточной системы и со стороны всасывания - для вытяжной системы;
)Сравнивается уровень звукового давления в расчетной точке помещения с допустимым уровнем;
)В случае превышения подбирается шумоглушитель необходимой конструкции и длины определяется аэродинамическое сопротивление глушителя.
СНиП устанавливает допустимые уровни звукового давления дБ для различных помещений по среднегеометрическим частотам: 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 Гц. Наиболее интенсивно шум вентилятора проявляется в низких октавных полосах (до 300 Гц) поэтому в курсовом проекте акустический расчет производится в октавных полосах 125 250 Гц.
Произведем акустический расчет приточной системы общественного здания и подберем шумоглушитель. Ближайшее помещение со стороны нагнетания вентилятора – помещение №113 палата на 4 человека размером 4563×3540×3800 мм объемом 61 м3 воздух поступает через две жалюзийные решетки типа Р размером 150×150 мм. Скорость выхода воздуха не превышает 3 мс. Приточные решетки установлены на расстоянии 05 м от потолка вдоль длинной стороны помещения. Воздух из решетки выходит параллельно потолку(угол =0°). В приточной камере установлен радиальный вентилятор ВЦ 4-75-63 с параметрами: производительность LВ=14200 м3ч развиваемое давление Рв=622 Па частота вращения n=1445 обмин. Отклонение режима работы вентилятора от режима максимального КПД-9%. Размер выходного патрубка вентилятора 444×441 мм. Диаметр колеса вентилятора D=095·Dном.
Рис. 13.1 Схема расчетной ветви воздуховодов
Таблица13.1 Акустический расчет приточной установки
Определяемые величины
Значения величин в октавных полосах Гц
Допустимый уровень шума в помещении
Октавный уровень звукового давления аэродинамического шума вентилятора
Критерий шумности вентилятора
Давление развиваемое вентилятором
Секундная производительность вентилятора
Поправка на режим работы вентилятора
Поправка учитывающая распределение звуковой мощности по октавным полосам
Поправка учитывающая присоединение воздуховода
Снижение уровня звуковой мощности в элементах вентиляционной сети
Снижение уровня звуковой мощности на прямых участках воздуховодов
Снижение уровня звуковой мощности узле ответвлений
Снижение уровня звуковой мощности на повороте
Снижение уровня звуковой мощности при отражении от решетки
Октавный уровень звуковой мощности в расчетной точке помещения
Коэффициент направленности
Продолжение таблицы 13.1
Постоянная помещения
Постоянная помещения на среднегеометрической частоте 1000Гц
Расстояние от геометрич. центра источника шума до расчетной точки
Требуемое снижение октавного уровня звуковой мощности
Число вент. систем с механическим побужденем
Для тройника-поворота (узел1уч2)
Для тройника-поворота (узел2уч3)
Для тройника-поворота (узел3уч4)
Для снижения уровня шума до допустимого значения в приточной системе со стороны нагнетания необходимо установить шумоглушитель.
1 Подбор шумоглушителя
Площадь живого сечения глушителя определяется исходя из допустимой скорости движения воздуха в глушителе м2.
где доп принимаем в зависимости от допустимого уровня звука в помещении Lдоп в данном расчете я принимаю Vдоп=66мс т. к. Lдоп=43дБ.
При м2 можно применить пластинчатые глушители. Оптимальная толщина пластин составляет 200мм расстояние между пластинами так же 200мм. Принимаем к установке пластинчатый глушитель ГП2-2 обозначение АТЕ 178-04 с площадью свободного сечения размером 1200х1000(h) длиной l=2м. Снижение уровня звукового давления для частоты 125 Гц составит дБ.
Уточняем скорость в свободном сечении глушителя:
Гидравлическое сопротивление пластинчатых глушителей Па определяем по формуле:
где xгл - коэффициент местного сопротивления глушителя для пластинчатых глушителей без обтекания xгл = 05.
l - коэффициент трения принимаемый в зависимости от гидравлического диаметра глушителя dг.
где А- расстояние между пластинами глушителя.
Для нашего случая l =005.
Список использованных источников
СНБ 4.02.01-03. Отопление вентиляция и кондиционирование. –Мн. 2004.
СНБ 2.04.02-2000. Строительная климатология. Мн.2001.
Справочник проектировщика. Внутренние санитарно-технические устройства в 3ч. Ч.3 Вентиляция и кондиционирование воздуха Кн1. Под ред. И.Г.Староверова.- М.:Стройиздат 1992. – 319с.
Теплоснабжение и вентиляция. Курсовое и дипломное проектирование. Под ред. проф. Б.М.Хрусталева – М.:Изд-во АСВ 1997 3-е издание исправленное и дополненное.
Справочник проектировщика. Внутренние санитарно-технические устройства в 3ч. Ч.3 Вентиляция и кондиционирование воздуха Кн2. Под ред. И.Г.Староверова.- М.:Стройиздат 1992.

вент.doc

Министерство образования Республики Беларусь
Белорусский национальный технический университет
Кафедра “Теплогазоснабжение и вентиляция”
Расчетно-пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине «Вентиляция»
Тема «Отопление и вентиляция промышленного здания»
Описание проектируемого объекта и конструктивных особенностей здания4
Описание технологического процесса и характеристика выделяющихся вредностей4
Параметры наружного и внутреннего воздуха для холодного и теплого периодов года5
1 Параметры наружного воздуха5
2 Параметры внутреннего воздуха5
Теплотехнический расчёт ограждающих конструкций6
Расчет теплопотерь здания12
Определение количества вредностей поступающих в помещение для трёх периодов года15
Составление теплового баланса и выбор системы отопления26
Расчёт поверхности нагревательных приборов системы отопления27
Определение типа и производительности местных отсосов от технологического оборудования30
Расчет воздухообмена для теплого и холодного периода переходных условий выбор расчетного воздухообмена32
Описание принятых решений приточно-вытяжной вентиляции35
Расчёт раздачи приточного воздуха36
Аэродинамический расчёт приточной и вытяжной систем вентиляции с механическим побуждением41
1 Расчёт приточной системы вентиляции41
2 Расчёт системы аспирации45
Подбор вентиляционного оборудования49
1 Подбор калорифера49
2 Подбор вентилятора53
3 Подбор воздушного фильтра55
Подбор и расчет воздушно-тепловых завес57
Список использованных источников60
Описание проектируемого объекта и конструктивных особенностей здания
Необходимо запроектировать систему приточно-вытяжной вентиляции и систему отопления для цеха обработки древесины. Проектируемый объект расположен в городе Гродно. Здание занимает один этаж. Высота от пола до низа фермы h=10 м. Стены выполнены из железобетонных панелей с утеплителем из пенополистороловых плит. Полы неутепленные на грунте (бетонные). Перекрытия из железобетонных плит с утеплителем из минеральных плит. Окна размером с тройным остеклением в металлических переплетах имеют размер 40x40 м. Здание снабжается теплом от ТЭЦ. Теплоноситель: перегретая вода с параметрами t=130оС t=70оС. В цехе имеются ворота 36х42 м. которые оборудованы воздушно-тепловыми завесами. Фасад здания ориентирован на северо-восток.
Описание технологического процесса и характеристика выделяющихся вредностей
Деревообрабатывающие цехи в соответствии с технологией производства включают в себя такие отделения: обработка и заготовка древесины столярно-сборные шлифовальные и т.д. Основные вредности в отделениях следующие: опилки стружки и древесная пыль образующиеся при переработке древесины на станках различных типов конвективная теплота от сушильных камер. Количество воздуха удаляемого от станков для обработки древесины определяется по справочным данным в зависимости от типа станка так же указывается место подключения отсоса и рекомендуемые скорости.
Параметры наружного и внутреннего воздуха для холодного и теплого периодов года
1 Параметры наружного воздуха
Расчетные параметры наружного воздуха (температуру и энтальпию) при проектировании вентиляции производственных помещений следует принимать в соответствии с [1 прил.Е] для теплого периода года по параметрам А для холодного периода – по параметрам Б. Для переходных условий независимо от места расположения здания принимаем температуру наружного воздуха t=80C энтальпию I=225кДжкг[1].
Параметры наружного воздуха для города Гродно представлены в табл.2.1.
Таблица 3.1 Расчетные параметры наружного воздуха
Температура наружного воздуха t. °С
Энтальпия наружного воздуха I кДжкг
2 Параметры внутреннего воздуха
Допустимые параметры (температура относительная влажность подвижность) воздуха в рабочей зоне помещений отвечающие санитарно-гигиеническим требованиям принимаются в зависимости от периода года и категории работ [1]. Допустимая температура на постоянных рабочих местах для холодного и переходного периодов года при работе средней тяжести (IIа) принимается tв=17 23оС. Для теплого периода tв=tнА+4=217+4=257°С. Относительную влажность внутреннего воздуха для теплого периода jв≤75%. Максимально допустимая подвижность воздуха – 04мс. Для холодного и переходного периодов года - относительная влажность внутреннего воздуха jв≤75% и скорость воздуха в рабочей зоне - не более 03мс.
Таблица 3.2 Расчетные параметры внутреннего воздуха
Температура внутреннего воздуха tв °С
Относительная влажность внутреннего воздуха φ%
Подвижность воздуха в помещении мс.
Теплотехнический расчёт ограждающих конструкций
Сопротивление теплопередаче наружных ограждающих конструкций Rт за исключением заполнений проемов и ограждающих конструкций помещений с избытками явной теплоты следует принимать равным экономически целесообразному Rт эк определяемому по формуле (4.1) но не менее требуемого сопротивления теплопередаче Rт тр определяемого по формуле (4.2) и не менее нормативного сопротивления теплопередаче Rт норм приведенного в таблице 5.1(2).
Экономически целесообразное сопротивление теплопередаче Rт эк м2°СВт
где Rт тр -требуемое сопротивление теплопередаче м2°СВт определяемое по формуле:
где tв - расчетная температура внутреннего воздуха °С принятая ранее в пункте 3.2 tв=17°С;
tн - расчетная зимняя температура наружного воздуха °С принимаемая по таблице 4.3 (2) с учетом тепловой инерции ограждающих конструкций D (за исключением заполнений проемов) по таблице 5.2 (2). В данном расчете за расчетную температуру принимаем температуру наиболее холодных суток обеспеченностью 092 tн=tнх.с.=-26°С;
n - коэффициент учитывающий положение наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху принимаемый по таблице 5.3 (2). Для наружных стен и покрытий n=1;
αв - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции Вт(м2°С) принимаемый по таблице 5.4 (2) для стен αв=87 Вт(м2°С);
Δtв - расчетный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции °С принимаемый по таблице 5.5 (2). Для наружных стен производственных зданий с нормальным режимом Δtв=tв-tр но не больше 8°С. Для покрытия производственных зданий с нормальным режимом Δtв=08(tв-tр) но не больше 7°С где tр=122°С - температура точки росы при расчетных температуре и относительной влажности внутреннего воздуха;
Стэ - стоимость тепловой энергии рубГДж принимаемая по действующим ценам
Zот - продолжительность отопительного периода сут. принимаемая по таблице 4.4 (2) Zот=194 сут.- для Гродненской области;
tн от - средняя за отопительный период температура наружного воздуха °С принимаемая по таблице 4.4(2) tн от=-05°С;
См - стоимость материала однослойной или теплоизоляционного слоя многослойной ограждающей конструкции руб.м3 принимаемая по действующим ценам См=706 рубм3;
λ - коэффициент теплопроводности материала однослойной или теплоизоляционного слоя многослойной ограждающей конструкции в условиях эксплуатации согласно таблице 4.2 (2) Вт(м°С) принимаемый по приложению А.
λ=0052 Вт(м°С) – для пенополистирольных плит с нормальным режимом помещения.
Нормативное сопротивление теплопередачи находим по таблице 5.1 (2). Для зданий из крупнопанельных ограждающих конструкций:
Сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции Rт м2°СВт следует определять по формуле:
где αв - то же что в формуле (4.2);
Rк - термическое сопротивление ограждающей конструкции м2°СВт
αн - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции для зимних условий Вт(м2°С) принимаемый по таблице 5.7(7). Для наружных стен αн=23 м2°СВт.
Термическое сопротивление многослойной ограждающей конструкции с последовательно расположенными однородными слоями Rк м2°СВт следует определять по формуле:
где R1 R2 Rn - термические сопротивления отдельных слоев конструкции м2°СВт определяемые по формуле (4.5) и замкнутых воздушных прослоек принимаемые по приложению Б (2).
Термическое сопротивление однородной ограждающей конструкции а также слоя многослойной конструкции R м2°СВт следует определять по формуле:
Конструкция наружной стены представлена на рис. 4.1
Рис. 1 Конструкция наружной стены
Теплотехнические показатели строительных материалов стены выписываем из [2приложение А] и заносим в таблицу 4.1
Таблица 4.1 Теплотехнические показатели строительных материалов стены
Наименование материала
Тогда для данной конструкции:
Из последнего выражения находим: =0118 м – толщина слоя пенополистирола.
Тепловую инерцию ограждающей конструкции D следует определять по формуле:
D=R1S1+R2S2+ +RnSn (4.6)
где S1 S2 Sn - расчетные коэффициенты теплоусвоения материала отдельных слоев ограждающей конструкции в условиях эксплуатации Вт(м2°С) по таблице 4.2 (2) принимаемые по приложению А.
D=0029197+(01180052)039+0039197=224
Полученное значение находится в установленных пределах (15 40) что говорит о правильном выборе температуры наружного воздуха.
Конструкция покрытия представлена на рис. 4.2
Рис. 4.2 Конструкция покрытия
Теплотехнические показатели строительных материалов покрытия выписываем из [2приложение А] и заносим в таблицу 4.2
Таблица 4.2 Теплотехнические показатели строительных материалов покрытия
Нормативное сопротивление теплопередачи находим по таблице 5.1 (2). Для покрытий:
Из последнего выражения находим: =0132 м – толщина слоя плиты минералватной.
Определяем тепловую инерцию покрытия
D=0049197+0058353+(01320051)066+00271109+012353=36
Сопротивление теплопередаче заполнений наружных световых проемов (окон) следует в соответствии с табл. 10 (2) принимать – 06м2оСВт; для наружных ворот R=06Rстены=0625=15 м2 оСВт.
Теплопотери неутепленного пола на грунте рассчитываются по зонам. Зона – полоса шириной 2м параллельная периметру здания. Всего зон 4. Условные сопротивления теплопередаче:
Расчет теплопотерь здания
Основные и добавочные теплопотери следует определять суммируя потери по отдельным конструкциям:
где А – расчетная площадь ограждающей конструкции м2;
R – сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции м°С 2Вт;
tp – расчетная температура внутреннего воздуха °С. При выборе tр следует учитывать распределение температуры воздуха по высоте: для покрытия tр= tу; для стен высотой более 4м до покрытия:
где gradt - температурный градиент учитывающий повышение температуры воздуха по высоте помещения на каждый метр выше рабочей зоны;
Σb - добавочные потери теплоты в долях от основных потерь;
n – коэффициент принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху[2. табл. 5.3]:
Расчет теплопотерь зданием в холодный и переходный периоды года приведен в табл. 5.1. и 5.2.
Таблица 5.1: Расчёт теплопотерь в холодный период
Теплопотери через нпружные ограждающие конструкции:
Суммарные теплопотери помещением:
Таблица 5.2: Расчёт теплопотерь в переходный период
Определение количества вредностей поступающих в помещение для трёх периодов года
Теплопоступления от людей
Теплопоступления от людей зависят от выделяемой людьми энергии при работе и температуры окружающего воздуха в помещении.
Теплопоступления от людей Вт:
где n – количество людей;
qя – тепловыделения одним взрослым человеком (мужчиной) Вт принимается в зависимости от температуры внутреннего воздуха и категории работ [3табл.2.3];
kл=1-для мужчин kл=085-для женщин kл=075-для детей.
Расчет теплопоступлений от людей приведен в таблице 6.1
Таблица 6.1 Расчет теплопоступлений от людей
Наименование величины
Источник информации или формула
теплопоступления от людей
тепловыделения 1 чел. при работе средней тяжести
температура окружающего воздуха
Теплопоступления от искусственного освещения
Тепловыделения от источников искусственного освещения если пренебречь частью энергии нагревающей конструкции и уходящей через них Вт:
где Nосв. - суммарная мощность источников освещения Вт.
Тепловыделения от источников искусственного освещения если суммарная мощность источников освещения известна Вт:
где Е – нормируемая освещенность помещения лк [3табл.2.5];
qосв – удельные тепловыделения от ламп Вт(м² лк) [3табл.2.6] для люминесцентных ламп расположенных в помещениях h>4м и площадью >200м² - qосв=087Вт(м²лк);
F – площадь пола помещения м²;
осв – доля теплоты поступающей в помещение. В данном случае осв=1 так как лампы установлены на некотором расстоянии от потолка..
В теплый период продолжительность светового дня больше чем в холодный или переходный поэтому будем считать что в этот период теплопоступления от освещения нет. Расчет тепловыделений от искусственного освещения приведен в табл. 3.1.2
Таблица 6.2 Расчет тепловыделений от искусственного освещения
Наименование величины
от искусственного освещения
площадь пола помещения
удельные тепловыделения от ламп
доля теплоты поступающей в помещение
Теплопоступления через заполнение световых проемов
Теплопоступления через заполнение световых проемов складываются из теплопоступлений за счет солнечной радиации и за счет теплопередачи Вт:
Теплопоступления за счет солнечной радиации для вертикального заполнения световых проемов Вт:
где F - площадь световых проемов м² F=768 м²;
qр - теплопоступления за счет солнечной радиации через 1 м² вертикального заполнения световых проемов Втм2
где и - количество теплоты прямой и рассеянной солнечной радиации Втм² поступающей в помещение в расчетный час через одинарное вертикальное остекление световых проемов принимаются в зависимости от географической широты и ориентации световых проемов по табл. 2.7 [3] (за расчетный принимается час для которого значения и являются максимальными). Город находится на 540 географической широты. Количество теплоты поступающее от солнечной радиации максимально для 7-8 ч:
Таблица 6.3 Поступление теплоты от прямой и рассеянной солнечной радиации
- коэффициент относительного проникания солнечной радиации через заполнение светового проема отличающееся от обычного одинарного остекления [3табл. 2.8] принимаем =083 – для светового проема без солнцезащитных устройств при толщине стекла 25-35мм;
- коэффициент учитывающий затенение светового проема переплетами [табл. 2.9 3] принимаем =07 - для светового проема с тройным остеклением в металлических переплетах;
- коэффициент инсоляции;
Коэффициент инсоляции для вертикального светового проема определяется по формуле:
где - размеры горизонтально и вертикально выступающих элементов затенения м (откосов) (рис.6.1)
Рис.6.1. К определению коэффициента инсоляции и коэффициента облучения
а с – соответственно расстояния от горизонтального и вертикального элементов затенения до откоса светового проема;
H B – высота и ширина светового проема м;
Принимаем Н=4м В=4м
- азимут солнца принимаемый в зависимости от географической широты [3табл.2.10] =850 h=300;
- солнечный азимут остекления [3табл.2.11] для ЮВ =85-45=400 СЗ =135-85=500 СВ =135-85=500;
- угол между вертикальной плоскостью остекления и проекцией солнечно луча на вертикальную плоскость перпендикулярную рассматриваемой плоскости остекления.
- коэффициент облучения
где - соответственно коэффициенты облучения для горизонтальной и вертикальной солнцезащитной конструкции принимаемые в зависимости от углов и [3 рис 2.2.]
По таблице определяем: Кобл=1·1=1.
Для стен ориентированных в разные стороны определяем qр и :
При расчетах необходимо учитывать что часть теплоты поступающей в помещение через заполнения световых проемов аккумулируется ограждающими конструкциями. Расчетные теплопоступления определяются Вт:
где - показатель поглощения теплового потока солнечной радиации внутренними ограждениями.
Показатель определяется в зависимости от отношения где - показатель суммарного усвоения теплоты ограждениями и оборудованием помещения Вт(м² °C); - показатель интенсивности конвективного теплообмена в помещении м.
где m1 m5 – коэффициенты определяющие аккумулирующие способности стен пола и потолка.
F1 F5 – соответственно площади внутренних стен пола и потолка.
F1=0 F2=0 F3=0 F4= F5 =8979 м2
Теплопоступления через заполнения световых проемов за счет теплопередачи Вт:
где - теплопоступления за счет теплопередачи через 1 м² вертикального заполнения световых проемов Втм²;
- температура воздуха внутри помещения °C;
- условная температура наружного воздуха °C;
- сопротивление теплопередаче заполнения светового проема м²·°C Вт.
Величина теплопоступлений через заполнения световых проемов за счет теплопередачи невелика и ее при выполнении курсового проекта можно не учитывать.
Теплопоступления через массивные ограждающие конструкции.
Теплопоступления через стены незначительны и их при выполнении курсового проекта можно не учитывать.
Теплопоступления через покрытие Вт:
где - среднее за сутки количество поступающей теплоты Вт;
- изменяющаяся в течении суток часть теплопоступлений Вт.
Кпокр=1Rт=13=0333 Втм²°C;
- коэффициент теплоотдачи горизонтальной поверхности ограждения Вт(м2·°С)
где – минимальная скорость ветра за июль для Гродно =1 мс
tнср – средняя температура наружного воздуха в июле [2] tнср=178°С;
- коэффициент поглощения солнечной радиации поверхностью ограждающей конструкции =09 (для рубероида);
qсрг – средние суточные количества теплоты суммарной солнечной радиации поступающей на поверхность стены или покрытия (4 табл.2.12) qсрг=329 Втм2;
- количество теплоты равное разности суммарной солнечной радиации в каждый час (с учетом периода запаздывания температурных колебаний) и средней за сутки суммарной солнечной радиации Втм2
где Sг Dг – количество теплоты соответственно прямой и рассеянной радиации поступающей в каждый 1ч расчетных суток на горизонтальную поверхность [4 табл.2.10]
tвпокр – температура воздуха под покрытием помещения °С принимаем tвпокр=tух=21°С;
II – коэффициент учитывающий наличие в конструкции воздушной прослойки (при отсутствии прослойки II=1)[4];
- суточная амплитуда температуры наружного воздуха для июля[5 табл.3.4];
– коэффициент учитывающий гармоническое изменение температуры наружного воздуха [4 табл.2.9] зависит от периода запаздывания =27D-04=2736-04=824ч 2=-06;
-значения затухания колебаний температуры наружного воздуха в конструкции стены и покрытия
где S1 S2 Sn – то же что и в п. 4;
Y - коэффициент теплоусвоения Вт(м2·0С) определяем по формуле:
Где R1 R2 R3 R4 R5 – то же что и в пункте 4
Теплопоступления от электродвигателей станков и механизмов
В современном производстве практически все станки и механизмы приводятся в движение электродвигателями. Расходуемая станками механическая энергия вследствие трения частей механизмов трения обрабатываемых материалов переходит в теплоту.
Тепловыделения от установленных в общем помещении электродвигателей и приводимого ими в действие оборудования:
Qэл.дв.=1000×SNу×(1-h+hКт)×Кс (6.22)
где SNу- суммарная установочная мощность электродвигателей
N2=45кВт N3=75кВт N4=4кВт N5=8кВт
SNу=452+752+42+82=44кВт;
КТ – коэффициент перехода теплоты в помещение принимается по опытным данным. Кт=1 при работе металлорежущих станков без охлаждения резца эмульсией.
Кс – коэффициент спроса на электроэнергию принимается по электротехнической части проекта в зависимости от вида производства Кс=05;
h=082÷085 - коэффициент полезного действия электродвигателя.
Qэл.дв.=100044(1-083+1083)05=22000Вт.
Теплопоступления от нагретого оборудования
Количество теплоты поступающей в помещение от нагретой поверхности Вт:
где Qк – количество теплоты поступающей за счет конвекционного теплообмена:
где αк – коэффициент теплоодачи конвекцией Вт(м2·0С)
tп – температура поверхности tп=40 ºC
tв – температура окружающего воздуха tв=17ºC
F - поверхность теплоотдачи площадь вертикальной поверхности Fвер=24м2 Fгор = 8 м2.
Коэффициент теплоодачи αк для вертикальной поверхности
Для горизонтальной поверхности обращенной вверх значение численного коэффициента - 186.
Qл– количество теплоты поступающей за счет радиационного теплообмена:
где Cпр – приведенный коэффициент лучеиспускания в практических расчетах Cпр=464Вт(м2К4).
Теплопоступления от нагретой вертикальной поверхности для холодного и переходного периодов:
Теплопоступление от печи:
Qнп = 13294+4536=17830Вт
Так как в цеху находятся три камеры для сушки древесины:
Теплопоступления от нагретой вертикальной поверхности для теплого периода:
Qнп = 12071+4079=16150Вт
Суммарные теплопоступления заносим в таблицу 6.4.
Таблицу 6.4 Теплопоступления поступающие в помещение
Источник теплопоступления
От искусственного освящения
Через заполнения световых проемов
От электрооборудования
От нагретых поверхностей
Составление теплового баланса и выбор системы отопления
Тепловой баланс составляют на основе расчетов теплопоступлений и теплопотерь во все периоды года. Составляем тепловой баланс который сводится в таблицу 7.
Таблица 7: Тепловой баланс помещения
Суммарные теплопоступления Вт
Теплопотери при дежурном отоплении Вт
Избытки недостатки тепла с учётом работы дежурного отопления Вт
Избытки недостатки тепла без учёта работы дежурного отопления Вт
Дежурное отопление поддерживает температуру в помещении на уровне 5 ºС. Теплопотери при дежурном отоплении можно определить из пропорции Вт:
Исходя из данных теплового баланса помещения необходимо запроектировать дежурную систему отопления которая будет работать в нерабочее время (выходные дни ночью). При этом в рабочее время будут избытки теплоты равные 50860 Вт для разбавления которых будет подаваться приточный воздух с температурой меньше температуры рабочей зоны.
Расчёт поверхности нагревательных приборов системы отопления
Для производственного здания запроектируем водяную систему отопления с чугунными радиаторами при температуре теплоносителя tГ=130 ºС. Прокладку распределительных и сборных магистралей осуществляем открыто по стенам. Систему отопления проектируем тупиковую с верхней разводкой и горизонтальными стояками. Отопительные приборы размещаем под световыми проёмами и у наружных стен. Уклон труб должен быть по направлению движения теплоносителя.
Узел ввода промышленного цеха представляет собой две гребёнки: подающая и обратная имеющая запорную арматуру и контрольно–измерительные приборы. Гребёнки подают тепло в систему отопления на технологические нужды и на воздушно–тепловую завесу.
Требуемый номинальный тепловой поток Вт определяется по формуле:
где Qпр - необходимая теплопередача прибора в помещение
где Qт.п=Qдо. - теплопотери помещения при дежурном отоплении Вт;
m - число мест установки отопительных приборов.
Теплоотдачу труб и подводок не учитываем.
Qпр = 2635013 = 2027 Вт
jк - комплексный коэффициент приведения номинального теплового потока прибора к расчетным условиям:
где Dtср - разность средней температуры воды в приборе и температуры окружающего воздуха:
Gпр - расход воды в приборе м3ч:
b - коэффициент учета атмосферного давления для Беларуси b=0994;
y - коэффициент учета направления движения теплоносителя
где а=0006 - для радиаторов;
n p c - экспериментальные числовые показатели зависящие от расхода теплоносителя в приборе и от схемы подключения прибора принимаем по таблице 9.2 [6]. Для радиатора чугунного секционного с направлением теплоносителя сверху вниз: n=03 p=002 c=1039;
Определим число секций радиатора по формуле:
где Qну - номинальный условный тепловой поток одной секции радиатора согласно [6 табл. 9.7] для МС140 - 108 Qну =185 Вт;
b3 - коэффициент учета числа секций радиатора при числе секций до 15: b3 =1;
b4 - коэффициент учета способа установки радиатора при открытой установке b4=1;
Определение типа и производительности местных отсосов от технологического оборудования
Местные отсосы для деревообрабатывающих станков
Для удаления вредностей от станков применяют специальные местные полуоткрытые отсосы. Они представляют собой пылеприемник встроенный в деревообрабатывающий станок. Объемы воздуха удаляемого от различных деревообрабатывающих станков определяются по табл.9.1.[4]
Таблица 9.1 Аспирационные характеристики деревообрабатывающего оборудования
Технологическоеоборудование
Рабочие органы оборудования
Минимальный объем отсасывающего воздуха м3ч
Коэфф. гидравлического сопротивления отсосов
Потери давления в отсосах станков при
min объеме отсасыв. воздуха Па
Максимально возм. выход отходовкгч
Миниим. транспорт. скорость воздуха в воздуховоде мс
Станок круглопильный ЦА-2А
Станок фрезерный одношпиндельный с мех. подачей ФС-1
Станок фуговальный односторонний СФ4-1
станок рейсмусовый одностор.
Vст.фуг.+2Vст.рейм.+2Vст.фрез.+2Vст.круглоп.=21500+22500+21350+2850=12400м3ч
Укрытие шкафного типа
Данный вид местных отсосов применяется к камерам для сушки древесины. Количество воздуха удаляемого через укрытие:
L=Vвс×fжс×3600 (9.1)
где Vвс – скорость воздуха в живом сечении мс для камер сушки древесины Vвс=03-05 мс.
fжс – площадь живого сечения проема сушилки fжс =0918=162м2.
L=304×162×3600=32333=69997000 м3ч
Lобщ=12400+7000=19400 м3ч.
Расчет воздухообмена для теплого и холодного периода переходных условий выбор расчетного воздухообмена
Расход приточного воздуха необходимо определять отдельно для трех периодов по избыткам явной теплоты избыткам влаги по вредным веществам. В данном расчете расход определяется только по избыткам теплоты так как эта вредность значительно преобладает над другими вредностями.
В основе расчета воздухообмена лежат законы сохранения массы воздуха энергии и вредных веществ.
Решая эти уравнения определяем необходимое количество воздуха по борьбе с избытками теплоты
tух=tпр+Kt(tрз-tпр)=217+12(257-217)=2650С
где Kt – коэффициент воздухообмена следует принимать по нормативным документам для конкретных производств по экспериментальным данным натурных или лабораторных исследований.
В теплый период удаление Lдоп чаще всего осуществляется из верхней зоны крышными вентиляторами через шахты с дефлекторами или с помощью аэрации. Приток летом обычно неорганизованный в рабочую зону через нижние фрамуги окон.
Lух=Lпр-Lм.о.=65240-19400=45840м3ч
Воздух рекомендуется подавать организованно приточными установками с механическим побуждением. Наружный воздух подается в помещение без подогрева
Lух=25930-19400=6530 м3ч.
В помещениях высотой более 6м расход уходящего воздуха в помещении с выделением вредных веществ должен быть не менее 6м3ч на 1м2 помещения.
Lух=6886=53165320 м3ч6530 м3ч.
Холодный период. Производительность приточной установки принимаем по переходному периоду. Искомой величиной является температура приточного воздуха tпр которую определяем составляя уравнение тепловоздушного баланса.
Определяют температуру приточного воздуха:
Производительность приточной системы 25930 м3ч в теплый период недостаток в 65240-25930=39310 м3ч будет подаваться через открытые проемы окна двери.
Подбираем дополнительно несколько крышных вентиляторов или дефлекторов которые будут работать дополнительно в теплый период.
Описание принятых решений приточно-вытяжной вентиляции
В цехе предусмотрено наличие трех независимых систем местной вытяжной вентиляции общеобменной приточно-вытяжной системы вентиляции.
Удаление пыли и стружки от станков производят с помощью двух системы аспирации которые включают в себя: местные отсосы встроенные в станки воздуховоды коллекторосборники пылевые вентиляторы и циклоны. Схемы аспирации всасывающе-нагнетающие.
Удаление воздуха от сушильных шкафов осуществляется через отверстия расположенные вверху укрытия объединенными в одну механическую вытяжную систему В3.
Общеобменная приточно-вытяжная вентиляция предназначена для разбавления неуловленной местными отсосами части вредных веществ а также ассимиляции теплоизбытков.
Приточный воздух подается сверху вниз через перфорированые воздуховоды равномерной раздачи типа ВПК. Приточная камера расположена на высоте на специальной площадке на отметке +30 м. Воздух забирается через проем в стене цеха. В этом проеме устанавливаются неподвижные штампованные жалюзийные решетки типа СТД.
Удаление воздуха производится через крышные осевые вентиляторы. Для летнего периода устанавливаются дополнительные вентиляторы.
Для предотвращения врывания в зимний период холодного наружного воздуха у ворот цеха предусмотрена воздушно-тепловая завеса.
Расчёт раздачи приточного воздуха
Расчёт раздачи приточного воздуха является одним из важнейших этапов при расчёте и проектировании систем вентиляции так как является основным критерием определяющим качество выполненных проектных работ. Назначение системы вентиляции в том чтобы человек находясь в помещении чувствовал себя комфортно. Для этого необходимо чтобы распределение воздуха в помещении было равномерным не было застойных зон а также параметры воздуха в рабочей зоне помещения соответствовали нормативным значениям.
В данной работе контролируемые параметры (скорость и избыточная температура на оси) определяют в точке входа струи в рабочую зону.
При входе приточной струи в рабочую зону скорость мс и избыточная температура оС на оси струи должны соответствовать следующим требованиям:
где – коэффициент перехода от нормируемой скорости к максимальному значению зависит от того какие параметры поддерживаются в помещении и от категории работ [3 табл. 2.18]. Для работы средней тяжести в зоне прямого действия приточной струи воздуха в пределах основного участка принимаем =18;
– нормируемая скорость движения воздуха в помещении мс =03мс – для холодного и переходного периодов года;
– нормируемая избыточная температура при входе струи в рабочую зону оС [4 табл.2.19]. Принимаем при ассимиляции избытков теплоты в помещении в зоне прямого воздействия приточной струи для производственных помещений =2оС.
Тогда имеем: мс; оС.
Размеры помещения: 246х366х10 м ;
Температура приточного воздуха: =9 оС;
Нормируемая температура воздуха в помещении: =17 оС;
Необходимо распределить 25930 м3ч воздуха перфорированным круглым ступенчатым воздухораспределителями равномерной раздачи типа ВПК которые устанавливается на высоте 6 м от пола до низа воздухораспределителя.
Раздача воздуха осуществляется сверху вниз плоскими струями. Скорость выхода воздуха из ВПК рекомендуется в пределах 4-12 мс.
Принимаем к установке 2 воздухораспределителя ВПК1.00.000-03 с Ао=04м2 l=18128 м x=16 L0=5680-17000 м3ч dн=710мм dср=550мм VотвVо=055.
Определяем скорость воздуха и избыточную температуру воздуха при выходе струи в рабочую зону по формулам для перфорированных воздуховодов:
где – скоростной коэффициент воздухораспределителя;
– температурный коэффициент воздухораспределителя;
– скорость струи на выходе из отверстий мс;
– избыточная температура на выходе из воздухораспределителя оС ();
– средний диаметр воздухораспределителя м;
- коэффициент живого сечения;
– расстояние которое проходит струя до входа в рабочую зону м;
– коэффициент стеснения;
– коэффициент взаимодействия;
– коэффициент неизотермичности.
Скоростной и температурный коэффициенты зависят от эжекционной способности воздухораспределителя. Для воздухораспределителя ВПК1.00.000-03: =05 и =10.
Уточняем скорость в корне ВПК: vо=12695(360004)=900 мс тогда =9055=495 мс
=04м2 – для воздухораспределителя ВПК1.00.000-03.
Подача приточного воздуха производится в виде рассредоточенной струи схема которой представлена на рисунке 12.1:
Рисунок 12.1 Схема подачи приточного воздуха
Согласно схеме раздачи расстояние от места выпуска до рабочей зоны Х=6-0552=5725м.
Определим расстояние х которое проходит струя до входа в рабочую зону. Расстояние прохождения струи до входа в рабочую зону (высота рабочей зоны =2м) определяем по формуле м:
Коэффициент стеснения для перфорированных воздуховодов определяется по табл. 17.7[7] в зависимости от величин и .
где – ширина струи в месте поступления в рабочую зону м можно определить по формуле из [7]:
– ширина обслуживаемого участка м =6м
Коэффициент взаимодействия для перфорированных воздуховодов при расчете и принимается равным 1: =1.
Коэффициент неизотермичности для перфорированных воздуховодов определяется по формуле:
где знак «+» принимается при подаче охлажденного воздуха знак «-» - при подаче нагретого воздуха;
а=0192 при подаче по принятой схеме;
Сравниваем полученные значения:
; 024мс054мс – верно;
; 136 оС 2 оС – верно.
Как очевидно воздухораспределители подобраны правильно раздача воздуха осуществлена таким образом что скорость и избыточная температура при входе струи в рабочую зону соответствуют требуемым параметрам.
Потери давления в ВПК-1 находим по формуле:
где Vо – скорость воздуха в начальном сечении мс Vо=9 мс;
- коэффициент местного сопротивления =16;
λ – коэффициент трения при dср=055 λ=00475.
Аэродинамический расчёт приточной и вытяжной систем вентиляции с механическим побуждением
1 Расчёт приточной системы вентиляции
Аэродинамический расчет вентиляционной системы производят для:
)подбора размеров поперечного сечения воздуховодов по рекомендуемым скоростям движения воздуха;
)определения потерь давления в системе.
Рекомендуемые скорости движения воздуха в системах вентиляции с механическим побуждением для промышленных зданий следующие:
рек=12мс – магистраль;
рек=6мс – ответвления;
рек – зависит от типа воздухораспределителя.
Аэродинамический расчет систем вентиляции состоит из двух этапов:
)расчет участков основного направления (наиболее протяженного и нагруженного);
)увязка всех остальных ответвлений системы.
Расчет участков основного направления. Необходимо вычертить аксонометрическую схему воздуховодов (графическая часть) вентиляционную систему разбить на участки На участках определить расход воздуха L м3ч. По расходу и рекомендуемым скоростям подбирают диаметры круглых воздуховодов при этом необходимо давать 10% запаса по скорости.
К установке принимается воздуховод с площадью ближайшей к требуемой Fтр. Необходимо определить фактическую скорость движения воздуха в воздуховоде мс:
Потери давления в системах вентиляции складываются из потерь давления на трение и потерь давления в местных сопротивлениях Па
Потери давления на трение Па
где R-удельные потери давления на трение Пам;
n - поправочный коэффициент который зависит от абсолютной эквивалентной шероховатости воздуховодов kэ воздуховодов и скорости движения воздуха [3табл. 2.23]. Абсолютная эквивалентная шероховатость поверхности воздуховодов из стали kэ=1мм.
Удельные потери давления на трение Пам в круглых воздуховодах определяются по формуле:
где λ- коэффициент гидравлического сопротивления трения;
d- диаметр воздуховода м
- динамическое давление Па.
Коэффициент сопротивления трения λ рассчитывается по формуле Альтшуля:
где kэ- абсолютная эквивалентная шероховатость поверхности воздуховода;
Re- критерий Рейнольдса:
где - скорость движения воздуха в воздуховоде мс;
- кинематическая вязкость воздуха м2с.
Динамическое давление Па
где - плотность воздуха кгм3.
При аэродинамическом расчете используют таблицу 22.15 [3] в которой на основании формул (13.3)-(13.6) определены удельные потери давления на трение R Пам; расход воздуха L м3ч при различных скоростях для различных диаметров круглых металлических воздуховодов.
Потери давления в местных сопротивлениях Па
где - сумма коэффициентов местных сопротивлений на расчетном участке воздуховода. Значения коэффициентов местных сопротивлений сведены в таблицы[7табл.22.36 22.37 22.38]. Тройники находящиеся на границе двух участков следует относить к участкам с меньшим расходом.
Расчет воздухозаборных решеток
Скорость в воздухозаборных решетках vр≤5мс принимаем vр=5мс.
Площадь живого сечения для прохода воздуха:
Принимаем к установке решетку АРН компании «Арктос» с размерами 1550×1950 и площадью живого сечения fp=1449 м2. По номограмме приведенной в каталоге этой компании приведены номограммы по которым можно определить потери давления в воздухозаборных решетках и скорость воздуха.
Для данной решетки ΔР=32Па
Действительная скорость в воздухозаборных решетках:
Все расчеты сведены в таблицу 10.1.1:
Таблица 10.1: Аэродинамический расчёт приточной системы П1
В виду симметрии системы проводить увязку ответвления нет необходимости.
2 Расчёт системы аспирации
Целью расчета является определение диаметров участков потерь давления в сети увязка ответвлений. Расчет ведется по таблицам для обычного воздуха. В дальнейшем потери давления в сети пересчитываются для смеси воздух-материал и безусловно возрастают по сравнению с потерями для чистого воздуха.
Расчет воздуховодов аспирации рекомендуется проводить по методу динамических давлений. В этом случае потери давления в воздуховодах на трение заменяются эквивалентными потерями на местные сопротивления тогда:
где - сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке;
- скорость движения воздуха в воздуховоде.
Скорость движения частиц следует принимать больше скорости витания частиц пыли. Практические значения скорости в воздуховодах для перемещения различного транспортируемого материала приводится в табл. 22.57 [6] минимальная скорость в воздуховодах от различных станков указана в табл. 9.1[6].
Приведенный коэффициент трения
где λ – коэффициент сопротивления трения;
d – диаметр воздуховода мм;
l – длина расчетного участка воздуховода м
В данном проекте следует рассчитать воздуховод из листовой стали системы аспирации отделения объединяющего рейсмусовые L=2500м3ч и фуговальные L=1500м3ч станки.
Расчеты ведем через самый отдаленный и загруженный станок.
Результаты сводим в таблицу 10.2.1
Таблица 10.2.1: Расчет системы аспирации
кожух=3 2Г900=2025 вход в коллектор=08
вых. из коллектора=05 переход к в-ру=01 3Г900=3025
диффузор за в-ром=07 Г900=025 переход к циклону=015
Ррасп45=Руч1=12749Па
Невязка: (12749-71937)12749=
Участок 6 аналогичен участку 1 т.е. Р6=12749Па
Ддя увязки ответвлений был увеличен объем воздуха удаляемого от рейсмусового станка на 15%. Так же были установлены конусные диафрагмы на вертикальных участках.
Расчет конусных диафрагм
Диаметр горловины для конусной диафрагмы определяется по формуле:
где - отношение скорости в воздуховоде к скорости воздуха в горловине (определяется в зависимости от избыточного давления которое требуется погасить диафрагмой и принятого угла раскрытия конуса) таблица 22.50[7].
Длину конуса диафрагмы мм вычисляют по формуле:
l = (d1-d2)2tgα (13.2.4)
tgα – тангенс угла раскрытия конуса таблица 22.50[7].
Требуется погасить избыточное давление равное 5555Па при скорости в ответвлении 1=1614мс и диаметре ответвления d1=250мм.
Принимаем диафрагму с углом раскрытия α=350 (tgα=07) =314 при этом =04 (p=5439Па).
l = (250-158)207=129мм.
Производительность вентилятора с учетом 10% подсоса воздуха через неплотности воздуховодов и 10% подсоса через неплотности циклона составляет:
Для очистки воздуха принимаем к установке циклон Ц-1150 Гипродревпрома с коэффициентом местного сопротивления ц=54 и площадью патрубка для выхода пыли 0165м2.
Для подбора циклона применим упрощенный способ т.е. диаметр циклона выбираем исходя из скорости в его входном патрубке вхмс. Где вх следует принимать не более 20 мс.
Аэродинамическое сопротивление циклона определяем по формуле:
Подбор пылевого вентилятора
Пересчитываем потери давления с учетом транспортирования смеси воздух - древесная пыль по формуле:
Pсети=11Σ(Pуч(1+k))+ Σlв (13.2.6)
где Pуч(1+k) – суммарные потери давления на участках расчетного направления при перемещении воздуха с примесями Па;
k - опытный коэффициент зависящий от характера транспортируемого материала для внутрицеховых систем примерно К=14;
- массовая концентрация смеси при транспортировании древесных отходов =01;
Pсети=11211017(1+1401)=2646Па
Потери давления в системе аспирации:
ΔРсист=ΔPсети+ΔPц=2646+1017=3663Па
Подбираем вентилятор для системы аспирации
Производительность вентилятора L=10527м3ч
Развиваемое полное давление вентилятора Р=113663=40293Па.
По каталогу компании «Мовен» принимаем к установке радиальный пылевой вентилятор ВР-100-45-8 с частотой вращения рабочего колеса n=1810обмин КПД hв=053 при максимальном КПД hмакс=058 установленном на одном валу с электродвигателем мощностью N=30 кВт. Тип электродвигателя АИР180М4 масса вентилятора с двигателем m=749кг. К установке принимаем вентилятор в пятом исполнении.
Подбор вентиляционного оборудования
Нагревание воздуха в приточных камерах вентиляционных систем производится в теплообменных аппаратах – калориферах.
В результате расчета калориферов определяется их тип номер количество схемы соединения по воздуху и теплоносителю аэродинамическое и гидравлическое сопротивление.
) Объем приточного воздуха м3ч;
) Расчетная температура наружного воздуха (для холодного периода года по параметрам Б) tн=-22°С;
) Температура приточного воздуха tп=105°С;
) Теплоноситель – горячая вода с параметрами tгор =1300С tобр =700С.
)Находим начальную и конечную температуры приточного воздуха (до и после вентилятора): tнач=tн=-22°С. Учитывая нагрев воздуха в вентиляторе на 10С воздух в калориферах необходимо подогревать до температуры:tкон=tп-1=105-1=950С.
)Расход теплоты необходимый для нагрева приточного воздуха Вт:
где L - расход нагреваемого воздуха м3ч;
с – удельная теплоемкость воздуха с=1005кДж(кг0С);
- плотность воздуха при температуре tп кгм3;
- температура воздуха до и после калорифера 0С.
)Задаемся массовой скоростью ρ': для калориферов КСк оптимальные значения кг(м2с) допустимые – кг(м2с). Принимаем кг(м2с).
)Находим площадь фронтального сечения калориферной установки для прохода воздуха м2:
)По справочным данным [табл.2.283] подбираем калорифер с ближайшим значением площади живого сечения для прохода воздуха принимаем к установке 4 калорифера КСк 3 – 6 параллельно соединенные:
- табличное значение площади фронтального сечения калорифера;
- живое сечение для прохода воды;
- поверхность нагрева одного калорифера.
)Находим действительную массовую скорость кг(м2с):
)Находим расход воды в калориферной установке кгч:
где – удельная теплоемкость воды кДж(кг0С).
)Находим скорость воды в трубках калориферов мс:
)По найденным значениям и находим для данного типа калорифера коэффициент теплопередачи k Вт(м2°С) [табл.2.29 3]:
)Определяем требуемую поверхность нагрева калорифера м2:
где - средняя температура теплоносителя 0С;
- средняя температура нагреваемого воздуха 0С;
)Определяем общее число устанавливаемых калориферов :
Тогда действительная площадь нагрева м2:
)Запас поверхности нагрева %:
)Определяем аэродинамическое сопротивление калорифера [табл.2.293]: Па.
)Гидравлическое сопротивление калорифера Па :
где А – коэффициент сопротивления [табл.2.28 3] А=1212;
– скорость движения воды в трубках.
2 Подбор вентилятора
Вентиляторы подбираются по сводному графику и аэродинамическим характеристикам при известных величинах производительности и полного давления.
)Объем приточного воздуха Lсети=25930 м3ч;
)Потери давления в сети определенные на основании аэродинамического расчета воздуховодов =12991 Па;
)Потери давления в калорифере =26389 Па.
) Величина полного давления Па:
где - потери давления в сети воздуховодов Па;
- потери давления в вентиляционном оборудовании(калорифере) Па.
) Производительность вентилятора с учетом 10% запаса по производительности: м3ч;
) Согласно [7 прилож.1] принимаем вентилятор ВЦ 4-75-10 с диаметром рабочего колеса D=095Dном частотой вращения рабочего колеса n=720обмин КПД hв=075 при максимальном КПД hмакс=084 установленном на одном валу с электродвигателем мощностью N=55 кВт. Тип электродвигателя 4А132М8 масса вентилятора с двигателем m=438кг. К установке принимаем вентилятор в первом исполнении с КПД передачи hп=1 (непосредственная насадка вала вентилятора на колесо электродвигателя).
) Требуемая мощность на валу электродвигателя кВт:
где Lв - расход воздуха принимаемый для подбора вентилятора м3ч;
Pв - расчетное сопротивление сети Па;
hв - коэффициент полезного действия вентилятора в рабочей точке;
hп – коэффициент полезного действия передачи;
)Установочная мощность электродвигателя кВт:
где Кз – коэффициент запаса мощности Кз =115 для N-2-5кВт.
Требуемая мощность электродвигателя с учетом запаса меньше мощности принятого электродвигателя.
Крышные осевые вентиляторы могут применяться только в децентрализованных установках общеобменной вытяжной вентиляции без сети воздуховодов.
Необходимо подобрать вентиляторы для холодного (переходного) периода и дополнительные вентиляторы которые будут работать только в теплый период. Первые будут работать круглогодично а вторые – только в теплый период.
Холодный (переходный) период:
Расход воздуха L=6530м3ч.
Принимаем к установке 2 крышных осевых вентилятора: ВКО-4 (2шт.) и ВКО-4(1шт.).
Дополнительный расход воздуха в теплый период L=39310м3ч.
Принимаем к установке 4 крышных осевых вентилятора: ВКО-63 (3шт.) и ВКО-4(1шт.).
3 Подбор воздушного 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:
) ПДК в атмосферном воздухе населенных пунктов – при подаче его в помещения жилых и общественных зданий;
) 30% ПДК в воздухе рабочей зоны – при подаче его в помещения производственных и административно-бытовых зданий;
) допустимых концентраций по техническим условиям на вентиляционное оборудование и воздуховоды.
Конструкция фильтра определяется характеристиками улавливаемой пыли и условиями эксплуатации.
)Объем приточного воздуха м3ч;
)Режим работы односменный час;
)Начальная запыленность воздуха для индустриальных районов: Сн=0001гм3
)Т.к. нет особых требований к санитарно-гигиеническому составу воздуха для проектируемого объекта можно применить фильтры грубой очистки например ячейковые фильтры ФяРБ.
)Определяем характеристики фильтра [табл.2.253]:
- номинальная пропускная способность одной ячейки фильтра;
- эффективность очистки.
)Требуемое количество ячеек фильтра:
)Общая площадь фильтра:
где Fяч=022м2 – площадь одной ячейки фильтра
)Действительная удельная воздушная нагрузка на фильтр м3(м2ч):
)Зная м3(м2ч) определяем начальное сопротивление фильтра [рис.2.123]: .
)Принимаем увеличение сопротивления фильтра в период его эксплуатации Па (увеличение сопротивления фильтра можно принимать на 100 - 120 Па). .
Тогда пылеемкость фильтра составит [рис.2.133]: ПФ=2650гм2.
)Количество пыли оседающей на фильтре за сутки:
) Продолжительность работы фильтра без регенерации:
Подбор и расчет воздушно-тепловых завес
Воздушные тепловые завесы устраивают в зданиях для обеспечения требуемой температуры воздуха в рабочей зоне и на постоянных рабочих местах расположенных вблизи ворот дверей и технологических проемов. В производственных зданиях наибольшее распространение получили боковые завесы шиберного типа периодического действия. Завесы шиберного типа в результате частичного перекрытия проема воздушной струёй сокращают прорыв наружного воздуха через открытый проем. Они устанавливаются у ворот не имеющих тамбуров и открывающихся чаще 5 раз в смену. Температуру воздуха подаваемого завесой принимается не более 500С у наружных дверей и 700С у ворот и технологических проемов. Завесы шиберного типа как правило проектируют с двухсторонним выпуском воздуха и компонуют из двух самостоятельных агрегатов состоящих из радиальных или осевых вентиляторов калориферов и воздухораспределительных коробов. Агрегаты устанавливаются с 2-х сторон проема. Воздушная струя завесы выпускается обычно под углом 300 к плоскости проема.
Необходимо рассчитать воздушную боковую двухстороннюю завесу у наружных распашных ворот размером 36х42 м в одноэтажном производственном здании высотой 10м. Приток и вытяжка сбалансированы. Температура наружного воздуха (параметры Б) tн=-220С температура в рабочей зоне tрз=170С. Барометрическое давление – 745мм.рт.ст. Работа средней тяжести (tсм=12°С). Расчетная скорость ветра (зимой) – vв=56мс.
Общий расход воздуха подаваемого завесой при балансе притока и вытяжки определяется по формуле:
где отношение количества воздуха подаваемого завесой к количеству воздуха проходящего через ворота примем =06;
mпр - коэффициент расхода воздуха проходящего через проем при работе завесы для распашных ворот mпр=027;
Fпр - площадь проема ворот Fпр =3642=1512 м2;
rсм - плотность смеси воздуха при температуре нормируемой в районе ворот rсм=;
DP – разность воздуха с двух сторон наружного ограждения на уровне проема оборудованного завесой Па. Значение DP можно определить по формуле:
DP = DPт+k1DPв (15.2)
где k1 – поправочный коэффициент учитывающий степень герметичности здания. Для зданий без аэрационных проемов k1=02[6].
Гравитационное давление ΔPт Па находим по формуле:
DPт=981hрасч(rн-rв) (15.3)
где hрасч – расстояние по вертикали от центра проема оборудованного завесой до уровня нулевых давлений где давление снаружи и внутри здания равны м. Для зданий без аэрационных проемов можно принимать 05 высоты ворот hрасч=21м.
rн - плотность наружного воздуха зимой rн=;
rв - плотность воздуха при tв=170С: rв=;
Ветровое давление Па находим по формуле:
где с – расчетный аэродинамический коэффициент значение которого для вертикального ограждения 08.
DPт=98121(141-122)+02085621412=745 Па.
Принимаем к установке завесу ЗВТ1.3-1 с параметрами:GЗ=39000 кгч QЗ=368200 Вт F=FЗFщ=12 (т.е. mпр=03).
qд=39000(5100031512)=056.
Требуемая температура воздуха 0С завесы определяется на основании уравнения теплового баланса по формуле:
где отношение теплоты теряемой с воздухом уходящим через проем наружу к тепловой мощности завесы (находим по рис.2.27[3]) .
Тепловая мощность калориферов воздушно-тепловой завесы Вт:
где tнач - температура воздуха забираемого для завесы принимаем равной tсм.
В нашем случае отклонение 76% от расчетной производительности (отклонение д.б. +-10%).
Список использованных источников
СНБ 4.02.01-03. Отопление вентиляция и кондиционирование. –Мн. 2004.
СНБ 2.04.01-97 Строительная теплотехника
Теплоснабжение и вентиляция. Курсовое и дипломное проектирование. Под ред. проф. Б.М.Хрусталева – М.:Изд-во АСВ 1997 3-е издание исправленное и дополненное.
Справочник проектировщика. Внутренние санитарно-технические устройства в 3ч. Ч.3 Вентиляция и кондиционирование воздуха Кн1. Под ред. Н. Н. Павлова и Ю.И. Шиллера- М.:Стройиздат 1992. – 319с.
СНБ 2.04.02-2000. Строительная климатология.- Мн.2001.-40с.
Справочник проектировщика. Внутренние санитарно-технические устройства в 3ч. Ч.1 Отопление Кн1. Под ред. И.Г.Староверова.- М.:Стройиздат 1992. – 344с.
Справочник проектировщика. Внутренние санитарно-технические устройства в 3ч. Ч.3 Вентиляция и кондиционирование воздуха Кн2. Под ред. Н. Н. Павлова и Ю.И. Шиллера - М.:Стройиздат 1992.-416с.

САФОНОВА.dwg

Кривая парциальных давлений водяного пара
Рб=745мм рт.ст=99.32кПа
План 1 этажа М 1:100
План 2 этажа М 1:100
План подвала М 1:100
План чердака М 1:100
Вентиляция общественного здания
экспликация 1 и 2 этажей
спецификация оборудования приточной камеры
Планы чердака М 1:100
План приточной камеры М 1:50
Кабинет ст. медсестры
Кабинет сестр. хозяйки
Вентилятор радиальный ВЦ-4-75 N6.3
Фильтр ячейковый ФяРБ
Виброизолятор пружинный
Решетка воздухозаборная СТД 52.89 разм. 150х580
Специфакация оборудования приточной камеры

САФОНОВА_1_1_8381.sv$.dwg

Кривая парциальных давлений водяного пара
Рб=745мм рт.ст=99.32кПа
Отопление и вентиляция промышленного здания
Планы здания М 1:100
план прит. камеры М 1:50
спецификация обор. прит. камеры
Вертикальный коллектор ø700
Циклон Гипродревпрома
План приточной камеры М 1:50
Циклон Гипро- древпрома
Местные отсосы от технологического оборудования
Технологическое оборудование
Характеристика выделяющихся вредностей
Характеристика местного отсоса
Обоз- чение систе- мы
Применяемые документы
Камера для сушки древесины
Станок фуговальный СФ4-1
Станок рейсмусовый односторонний
Станок фрезерный ФС-1
Станок кругопильный ЦА-2А
Циклон Гипро- древпрома Ц-1150
Воздушная завеса ЗВТ1.3-1
Экспликация оборудования
Станок фуговальный N=4
Cтанок рейсмусовый односторонний N=7
Cтанок фрезерный N=4 кВт
Cтанок круглопильный N=8 кВт
Аксонометрическая схема системы отопления
экспликация оборудования
конструкции Маевского
Вентилятор радиальный ВЦ-4-75 N10
Виброизолятор пружинный
Решетка воздухозаборная АРН разм. 1550×1950
Специфакация оборудования приточной камеры
Цех обработки древесины
Фильтр ячейковый ФяРБ