Вентиляция промышленного здания

ПЗ_пром здание.docx

Министерство образования Республики Беларусь
Белорусский национальный технический университет
Кафедра “Теплогазоснабжение и вентиляция”
по дисциплине «Вентиляция»
“Вентиляция и отопление промышленного здания”
Описание проектируемого объекта и конструктивных особенностей здания 3
Описание технологического процесса и характеристика выделяющихся вредностей 3
Параметры наружного и внутреннего воздуха для трех периодов года 4
Теплотехнический расчет ограждающих конструкций 6
Расчет теплопотерь здания 9
Расчет теплопоступлений 10
Составление теплового баланса и выбор системы отопления 19
Расчет поверхности нагревательных приборов системы отопления 20
Определение типов и производительности местных отсосов от технологического оборудования 22
Расчет воздухообмена для теплого холодного периодов и переходных условий и выбор расчетного воздухообмена 24
Описание принятых решений приточно-вытяжной вентиляции в здании 26
Расчет раздачи приточного воздуха 26
Аэродинамический расчет приточной и вытяжной механических систем 28
Подбор вентиляционного оборудования 36
Расчет и подбор воздушно-тепловой завесы 39
Список литературы 43
Описание проектируемого объекта и конструктивных особенностей здания.
В данном курсовом проекте необходимо запроектировать приточно-вытяжную вентиляцию и систему отопления промышленного здания в котором имеется деревообрабатывающий цех. Проектируемый объект расположен в городе Барановичи. Здание имеет один этаж. Высота от пола до низа фермы Н=6 м. Стены выполнены из железобетонных панелей с утеплителем из минваты. Полы не утепленные на грунте (бетонные). Фасад здания ориентирован на север. В наружных стенах ориентированных на запад и восток расположены ворота размером 42х42 метра. Заполнение световых проёмов – тройное остекление в металлических переплётах. Толщина стекла 35 мм. Размеры окна 3х3 метра. Источник теплоснабжения ТЭЦ. Теплоноситель: перегретая вода с параметрами tг=150оС tо=70оС. Перекрытие из ребристых железобетонных плит с утеплителем из пенополистирола.
Описание технологического процесса и характеристика выделяющихся вредностей
Деревообрабатывающий цех предназначен для выпуска пиломатериалов из бревен и изготовления изделий из древесины. Такие цеха часто входят в состав различных предприятий в которых по технологии предусмотрено использование древесных материалов и изделий из нее (мебельные фабрики предприятия строительной индустрии выпуск товаров народного потребления модельные цеха литейных производств и другие ).
В цехе установлены следующие станки: круглопильный (N=6 кВт) – 2 шт; однопильный (N=5 кВт) – 2 шт; ленточнопильный (N=55 кВт) – 2 шт; торцовочный (N=45 кВт) – 2Это оборудование предназначено для раскроя досок на заготовки в соответствии с особенностями выпускаемых изделий. Основной технологической операцией на данных станках является пиление. Станки продольной распиловки предназначены для пиления вдоль волокон. Отрезные станки наоборот предназначены для поперечной резки досок. Отходами данного процесса являются обрезки досок и опилки.
Далее полученные заготовки подвергаются механической обработке. Для этого в цехе установлены станки: фуговальный (N=38 кВт) – 2 шт; рейсмусовый (N=75 кВт) – 1 шт; шипорезный (N=9 кВт) – 2 шт; шканторезный (N=28 кВт) – 1 шт; токарный (N=32 кВт) – 2На этих станках производится строгание формирование шипов и проушин для соединения деталей между собой изготовление деревянных шкантов обработка заготовок до нужного диаметра и т.д. В процессе строгания с изделия снимается стружка различных размеров.
После механической обработки изделия отправляются на просушку осуществляемую в камерах для сушки древесины (2 шт).
В цехе также имеются 2 стеллажа для заготовок.
Основными вредностями при деревообработке являются опилки стружки и древесная пыль. Станки для обработки древесины оборудуются встроенными местными отсосами. Количество воздуха удаляемого от станков для обработки древесины а также место подключения отсоса и рекомендуемые скорости определяем по справочной литературе в зависимости от типа станка. Очистка воздуха от древесных отходов осуществляется в циклонах «Гипродревпрома» которые устанавливаются на расстоянии 10-15 м. от здания.
Все станки кроме токарных объединяются в коллектор.
От сушильных камер выделяется конвективная теплота. Камеры оборудуются шкафными укрытиями. Источниками теплопоступлений являются также люди искусственное освещение солнечная радиация.
Приточный воздух подается в рабочую зону сверху-вниз через перфорированные воздуховоды равномерной раздачи. В теплый период поступление наружного воздуха осуществляется также через фрамуги окон и дверные проемы.
В цехе проектируется дежурная система отопления которая будет работать в нерабочее время и поддерживать температуру воздуха +5С.
Параметры наружного и внутреннего воздуха для трех периодов года
1. Расчетные параметры наружного воздуха
Расчетные параметры наружного воздуха при проектировании систем вентиляции данного промышленного здания расположенного в г. Барановичи принимаем в соответствии с приложением Е [1] 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 = 8C энтальпию I = 225 кДжкг (согласно п. 5.17а [1]).
Расчетная географическая широта 54° с.ш.;
Температура наружного воздуха
Энтальпия наружного воздуха Iн кДжкг
2.Расчетные 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.
Температуру внутреннего воздуха для холодного и переходного периодов года принимаем в соответствии с требованиями [2]. Для теплого периода года .
Допустимые параметры
Относительная влажность φ %
Скорость движения воздуха мс
Деревообрабатывающий
Теплотехнический расчет ограждающих конструкций
Ограждающие конструкции любого здания должны удовлетворять определенным теплотехническим требованиям. Согласно п. 5.1 [3] сопротивление теплопередаче наружных ограждающих конструкций Rт за исключением наружных дверей ворот и ограждающих конструкций помещений с избытком явной теплоты следует принимать не менее нормативного сопротивления теплопередаче Rт.норм принимаемого по таблице 5.1 [3].
Требуемое сопротивление теплопередаче м2·°СВт следует определять по формуле:
где tв – расчетная температура внутреннего воздуха °С принимаемая в соответствии
с нормами технологического проектирования;
tн – расчетная зимняя температура наружного воздуха °С принимаемая по
таблице 4.3 [3] с учетом тепловой инерции ограждающих конструкций D (за
исключением заполнений проемов) по таблице 5.3;
αв – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей
конструкции Вт( м2·°С) принимаемый по табл. 5.4 [3];
tв – расчетный перепад между температурой внутреннего воздуха и
температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции °С
принимаемый по табл. 5.5 [3];
Тепловую инерцию ограждающей конструкции определяем по формуле:
где R1 R2 Rn – термическое сопротивление отдельных слоев ограждающей
конструкции м2·°СВт определяемое по формуле:
λ – коэффициент теплопроводности материала однослойной или теплоизоля-
ционного слоя многослойной ограждающей конструкции в условиях
эксплуатации согласно таблице 4.2 [3] Вт(м2·°С) принимаемый по приложе-
s1 s2 sn – расчетный коэффициент теплоусвоения материала отдельных слоев
ограждающей конструкции в условияхэксплуатации согласно таблице 4.2 [3]
Вт(м2·°С) принимаемый по приложению А [3].
При значении D до 15 (безинерционное ограждение) tн в формуле (4.1) принимаем равной средней температуре наиболее холодных суток обеспеченностью 098 (tхс098); при значении 15D4 (ограждение малой тепловой инерционности) – средней температуре наиболее холодных суток обеспеченностью 092 (tхс092); при значении 4D7 (ограждение средней тепловой инерционности) – средней температуре 3-х наиболее холодных суток (tхс); при D7 (ограждение большой тепловой инерционности) – tн=tх5092 средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 092.
Нормативное значение сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции Rт.норм принимаем по табл.5.1 [3]. Сравнивая полученные значения Rттр и Rт.норм выбираем большее и определяем толщину теплоизоляционного слоя ограждающей конструкции используя формулу:
где н – коэффициент теплопередачи наружной поверхности ограждающей
конструкции (для наружных стен покрытий и перекрытий над проездами
н=23 Вт(м2оС) табл.5.7 [3];
в – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей
конструкции Вт(м2С) принимаемый по таблице 5.4.
Принимаем αв=87 Вт(м2С).
Определяем величину термического сопротивления и толщину утеплителя наружной стены крупнопанельного здания для строительства в г. Барановичи. Конструкция стены: 3-хслойная панель. Первый и третий слои конструктивные – железобетон толщиной 1=60 мм 1=204 Вт(м2·°С) 3=80 мм 3=204 Вт(м2·°С) S13=197 Вт(м2·°С); второй слой минвата =0069 Вт(м2·°С); Sут=108 Вт(м2·°С) (табл. А.1 [3]). Условия эксплуатации ограждения “Б” tв=17 оС в=75%.
По [3] для Брестской области tн.от.=+02оС Zот=187сут.
По формуле (4.1) находим Rттр при этом tв=17 оС n=1; tн принимаем при значении 15D 4 (ограждение малой тепловой инерционности) т.е. для наиболее холодных суток обеспеченностью 092. По [3] tн=-25 оС; tв=45оС; в=87 Вт(м2оС).
Нормативное значение Rтнорм =20 м2 оСВт [3]. Принимаем большее значение т.е. Rтнорм =20 м2 оСВт.
Тогда толщина теплоизоляционного слоя составит:
Определяем тепловую инерцию ограждения:
Значение D=196 входит в промежуток 15D 4 следовательно параметры выбраны правильно.
Определим величину термического сопротивления и толщину утеплителя перекрытия здания.
Конструкция покрытия:
– жб плиты: =01 м =204 Вт(моС) S=197 Вт(м2оС);
– рубероид: =001 м =017 Вт(моС) S=353 Вт(м2оС);
– утеплитель – плиты пенополистирольные: =0052Вт(моС) S=055 Вт(м2оС);
– цементно-песчан. стяжка: =0025 м =093 Вт(моС) S=1109 Вт(м2оС);
– рубероид: =002 м =017 Вт(моС) S=353 Вт(м2оС);
tн принимаем при значении 15D4 tн=tхс092 т.е.tн=-250C
По табл.5.1 [3] для совмещенных покрытий и перекрытий Rтнорм = 3 м2·°СВт - выбираем эту величину и определяем толщину утеплителя:
Значение D=327 входит в промежуток 15D4 следовательно параметры выбраны правильно.
Сопротивление теплопередаче заполнений световых проемов (окон) принимаем в соответствии с табл. 5.1 [3] – 06 м2 оСВт; для наружных ворот Rворот=06·20=12 м2 оСВт.
Теплопотери через полы определяются по зонам. Для 1-й зоны шириной 2 м примыкающей к наружной стене R1=21 м2·оСВт; для 2-й зоны шириной 2 м примыкающей к 1-й зоне R2=43 м2 оСВт; для 3-й зоны шириной 2 м примыкающей ко 2-й зоне R3=86 м2 оСВт; для 4-й внутренней части помещения ограниченной 3-ей зоной R4=14 2 м2 оСВт.
Расчет теплопотерь здания
Потери теплоты через ограждающие конструкции находим по формуле:
где k – коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции Вт(м2К);
tв – расчетная температура внутреннего воздуха.
При выборе tв следует учитывать распределение температуры воздуха по высоте:
- для стен высотой более 4м до покрытия:
- для покрытия tв= tух.
Температура воздуха удаляемого из помещения:
tух= tр.з+t·(H-hр.з.)
где t - температурный градиент учитывающий повышение температуры воздуха
по высоте помещения на каждый метр выше рабочей зоны t =05°См ;
tух= 17+05(6-2)=19 оС
Температура внутреннего воздуха:
Расчет теплопотерь сводим в таблицу:
Теплопотери при работе дежурного отопления определяются по формуле:
Расчет теплопоступлений
1. Теплопоступления от людей
Зависят от выделяемой людьми энергии при работе и температуры окружающего воздуха в помещении.
Теплопоступления от людей определяем по формуле:
где n – количество людей;
qя – тепловыделения одним взрослым человеком (мужчиной) Вт
принимается в зависимости от температуры внутреннего воздуха и
категории работ по табл. 2.3 [5];
kл – коэффициент (kл=1 – для мужчин kл=085 – для женщин kл=075 – для
Расчет теплопоступления от людей
2. Тепловыделения от искусственного освещения
Если суммарная мощность источников освещения неизвестна то тепловыделения от источников искусственного освещения определяем по формуле:
где Е – нормируемая освещенность помещения Лк (табл. В.1) [5];
qосв – удельные тепловыделения от ламп Вт(м2Лк) (табл. 2.6) [4];
F – площадь пола помещения м2;
осв – доля теплоты поступающей в помещение (для ламп пустановленных на
некотором расстоянии от потолка осв = 1 для встроенных в подвесной потолок
Нормируемая освещенность для деревообрабатывающего участка Е = 200 Лк qосв = 0074 Вт(м2Лк) F = 871 м2 осв = 1
3. Теплопоступления через заполнение световых проемов
Теплопоступления через заполнение световых проемов складываются из теплопоступлений за счет солнечной радиации и за счет теплопередачи:
Теплопоступления за счет солнечной радиации для вертикального заполнения световых проемов:
где F - площадь световых проемов;
qp – теплопоступления за счет солнечной радиации через 1 м2 вертикального
заполнения световых проемов.
где – 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 являются максимальными);
Котн – коэффициент относительного проникания солнечной радиации через
заполнение светового проема отличающееся от обычного одинарного остекления
– коэффициент учитывающий затенение светового проема переплетами
Кинс – коэффициент инсоляции;
Кобл – коэффициент облучения.
Коэффициент инсоляции для вертикального светового проема:
где Lг Lв – размеры вертикального и горизонтального выступающих элементов
затенения (откосов);
Н В – высота и ширина светового проема;
a с – соответственно расстояния от горизонтального и вертикального элементов
затенения до откоса светового проема;
Ac – азимут солнца принимаемый в зависимости от географической широты по
Ac.о – солнечный азимут остекления по табл. 2.11 [4];
– угол между вертикальной площадью остекления и проекцией солнечного луча
на вертикальную плоскость перпендикулярную рассматриваемой плоскости
Угол находится по формуле:
Коэффициент облучения:
где Kобл г Kобл в – соответственно коэффициенты облучения для горизонтальной и
вертикальной солнцезащитной конструкции принимаемые в зависимости от
углов 1 и γ1 по рис. 1:
Т.к. в заданном помещении окна расположены с нескольких сторон то находим расчетный час суток когда суммарные теплопоступления максимальны и для этого часа проведем расчеты по вышеприведенным формулам для окон каждой ориентации а затем найдем общие теплопоступления через все окна.
При расчетах необходимо учитывать что часть теплоты поступающей в помещение через заполнения световых проемов аккумулируется ограждающими конструкциями. Расчетные теплопоступления определяются:
где an – показатель поглощения теплового потока солнечной радиации внутренними
ограждениями. Определяется в соответствии с методикой изложенной в [6].
Величина теплопоступлений через заполнения световых проемов за счет теплопередачи невелика поэтому ею пренебрежем при выполнении данного проекта.
Определим количество теплоты поступающей в помещение через заполнения световых проемов (тройное остекление в деревянных переплетах) размерами Н = 3 м В = 3 м общей площадью 45 м2 ориентированных на север размерами Н = 3 м В = 3 м общей площадью 27 м2 ориентированных на запад и размерами Н = 3 м В = 3 м общей площадью 27 м2 ориентированных на восток. Расчетная географическая широта г. Барановичи 54 с.ш. (табл. Е.1 [1]). Солнцезащитных устройств на ограждающих конструкциях нет (а = 0 с = 0).
Определим величины входящие в расчетные формулы:
(расчетный час 16-17)
(для западной ориентации окон)
(для северной ориентации окон)
для западной ориентации окон:
для северной ориентации окон:
Таким образом теплопоступления за счет солнечной радиации через 1 м2 вертикального заполнения световых проемов:
Теперь найдем теплопоступления от солнечной радиации через заполнения световых проемов как сумму теплопоступлений через западные и северные окна:
Теперь учтем аккумуляцию части теплоты солнечной радиации внутренними ограждениями и найдем окончательные теплопоступления через заполнения световых проемов по формуле 6.11.
где - площади отдельных внутренних ограждений (стен пола и
потолка соответственно) м2;
– коэффициенты учитывающие аккумуляцию теплоты
соответственно внутренними стенами потолком и полом м2.
4. Теплопоступления через массивные ограждающие конструкции
Теплопоступления в помещение через массивные ограждающие конструкции (наружные стены и покрытие) определяем по среднесуточным значениям:
где – площадь массивной ограждающей конструкции м2;
– сопротивление теплопередаче массивной ограждающей конструкции
(м2·°С)Вт определяемое теплотехническим расчетом;
- средняя температура наружного воздуха в июле принимается согласно [7];
- коэффициент поглощения солнечной радиации поверхностью ограждающей
- средние суточные количества теплоты суммарной (прямой и рассеянной)
солнечной радиации поступающей на поверхность стены или покрытия Втм2.
Для горизонтальной поверхности (покрытия) здания расположенного на 54°с.ш.
- температура воздуха в помещении °С;
- коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения Вт(м2·°С).
Коэффициент теплоотдачи наружной вертикальной поверхности ограждения Вт(м2·°С):
Коэффициент теплоотдачи наружной горизонтальной поверхности ограждения Вт(м2·°С):
где – минимальная скорость ветра за июль мс.
5. Теплопоступления от электродвигателей
Теплопоступления от электродвигателей установленных в общем помещении и приводимого ими в действие оборудования Вт при значении коэффициента полноты загрузки kn = 1 находят по формуле:
где - установочная мощность электродвигателей кВт;
- КПД электродвигателя; = 07-08 при мощности двигателя 05-3 кВт
= 082-085 при мощности двигателя 31-10 кВт;
- коэффициент спроса на электроэнергию. =05 (для деревообрабатывающего
6. Теплопоступления от нагретых поверхностей
где – количество теплоты поступающей за счет конвективного тепло-
– теплоотдача излучением Вт.
где – коэффициент теплоотдачи конвекцией Вт(м2°С);
– температура нагретой поверхности и окружающего воздуха °С;
– поверхность теплоотдачи м2.
Для горизонтальной поверхности обращенной вверх значение численного коэффициента – 186.
Теплоотдачу излучением можно определить:
где - приведенный коэффициент лучеиспускания в практических расчетах
Теплопоступления для теплого периода от двух камер для сушки древесины составят:
Теплопоступления для холодного периода и переходных условий от двух камер для сушки древесины составят:
7. Избытки явной теплоты в помещении
Избыточная теплота определяется как сумма всех теплопоступлений.
Результаты расчетов сводим в таблицу:
Составление теплового баланса и выбор системы отопления
Рассчитанные теплопоступления и теплопотери помещения деревообрабатывающего цеха сводим в таблицу теплового баланса. Эти данные будем использовать при определении воздухообменов и выборе системы отопления.
Анализируя данные таблицы теплового баланса делаем вывод что для проектируемого цеха в котором общие теплопотери незначительно отличаются от теплопоступлений достаточно дежурной системы отопления которая будет отключаться в рабочее время и поддерживать температуру +5°С в нерабочее время.
Расчет поверхности нагревательных приборов системы отопления
Для производственного здания запроектируем водяную систему отопления с чугунными радиаторами типа МС140-108 установленными открыто в цеху промышленного здания. Параметры теплоносителя 150-70°С. Система отопления поддерживает температуру в цеху в нерабочее время +5°С. Приборы подключены «сверху-вниз».
Требуемый номинальный тепловой поток определяется по формуле:
где – необходимая теплопередача прибора в помещение;
– комплексный коэффициент приведения номинального теплового потока
прибора к расчетным условиям.
где – теплопотери помещения;
– число мест установки отопительных приборов.
Теплоотдачу труб и подводок не учитываем.
где – разность средней температуры воды в приборе и температуры
окружающего воздуха.
– расход воды в приборе:
– коэффициент учета атмосферного давления для Беларуси b=1;
– коэффициент учета направления движения теплоносителя:
- для чугунных радиаторов а=0006;
– температура воды входящей в прибор и выходящей из него принимаем
равным tвх=150 tвых=70.
n p c - экспериментальные числовые показатели зависящие от расхода тепло-
носителя в приборе и от схемы подключения прибора. Согласно табл. 9.2. [8]
Определим число секций радиатора по формуле:
где способа установки радиатора при открытой установке
По допустимым скоростям (1 мс) назначаем диаметры трубопроводов системы отопления (см. графическую часть).
Определение типов и производительности местных отсосов от технологического оборудования
Количество воздуха удаляемого через отсос (зонт-козырек):
где – эквивалентный диаметр;
– осевая скорость в конвективном потоке на уровне установки зонта
Находим размеры зонта:
Местные отсосы от деревообрабатывающих станков
Для удаления вредностей от станков применяют специальные устройства – местные отсосы. Объемы воздуха удаляемого от различных деревообрабатывающих станков принимаем по табл. 1 [9 стр.306].
Характеристики местных отсосов деревообрабатывающего оборудования
Коэффициент гидравлического
Станок круглопильный ЦА-2А
Станок однопильный ЦДК4-3
Станок фуговальный СФ6
Станок рейсмусовый СР6
Станок торцовочный ЦПА-40
Станок шипорезный ШПК-40
Станок шканторезный ШЛА
Станок ленточнопильный
Расчет воздухообмена для теплого холодного периодов и переходных условий и выбор расчетного воздухообмена
Расход приточного воздуха м3ч определяем для теплого холодного периодов и переходных условий для ассимиляции избыточной теплоты.
Для теплого периода: ; Вт; м3ч
Температуру воздуха удаляемого из помещения находим по формуле:
tух= 259+05(6-2)=279 оС (10.2)
Расход приточного воздуха:
Определяем кратность:
Расход уходящего воздуха:
Для переходных условий: ; ; Вт; м3ч
За счет нагрева воздуха в вентиляторе и воздуховодах:
Отрицательное число означает что местными отсосами удаляется такое количество воздуха которое достаточно для ассимиляции избытков теплоты.
Определив расход приточного воздуха уточняем его температуру:
Для холодного периода: ; ; Вт; м3ч
Воздухообмен принимаем как для переходных условий где м3ч; м3ч.
Определим температуру приточного воздуха подаваемого в цех:
За расчетный принимаем воздухообмен для переходных условий:
Описание принятых решений приточно-вытяжной вентиляции в здании
В деревообрабатывающем цехе запроектирована приточно-вытяжная вентиляция. Для удаления вредностей из помещения цеха предусмотрена система местных отсосов от технологического оборудования а также общеобменная вентиляция для ассимиляции теплоизбытков и удаления части вредных веществ неуловленной местными отсосами.
Приточный воздух нагревается в калориферах и подается сверху вниз через перфорированые воздуховоды равномерной раздачи типа ВПК. Приточная камера расположена на специальной площадке на отметке +2700м.
В теплый период года работает крышный вентилятор который создает небольшое превышение вытяжки над притоком. В отделении также устанавливаютя 3 аспирационные установки с циклонами. Удаление воздуха от сушильных шкафов осуществляется зонтами-козырьками установленными над загрузочными отверстиями объединенными в одну вытяжную систему.
Воздуховоды проектируются круглого сечения из листовой стали. Воздуховоды не должны мешать работе оборудования.
Для предотвращения врывания в зимний период холодного наружного воздуха у ворот цеха предусмотрена воздушно-тепловая завеса.
Расчет раздачи приточного воздуха
В цехе обработки древесины необходимо распределить 24160 м3ч воздуха перфорированным круглым ступенчатым распределителем равномерной раздачи типа ВПК который устанавливается на высоте 47 м от пола. В соответствии с длиной проектируемого помещения длина ВПК принимается обычно несколько короче длины помещения. Принимаем к установке 3 воздухораспределителя. Расстояние между ними 5м расход воздуха на один воздухораспределитель – 8053 м3ч.
Высота помещения 6 м.
Принимаем к установке воздухораспределитель ВПК 1.00.000-04 со следующими основными характеристиками: коэффициент затухания скорости по оси струи m=05; коэффициент затухания температуры по оси струи n=10; =15; dср=063 м; Aо=031м2; v0твv0=055
Определим скорость в корне воздухораспределителя:
Согласно схеме раздачи расстояние от места выпуска до рабочей зоны X=27 м. Коэффициент взаимодействия Кв=1.
При подаче охлажденного воздуха сверху вниз плоской струей через ВПК отношение ширины струи bg в месте поступления в рабочую зону к ширине обслуживаемого участка Вр=5м должно быть в пределах А= bg Вр = 02 05.
bg =26dср+044 (12.2)
где dср- средний диаметр воздуховода (dср=054 м) тогда
bg =26054+044=184 м.
Коэффициент стеснения Кс определяется из соотношения:
= хВд=275=054 Тогда Кс=034.
Расчет максимальной скорости (на оси струи) vх и максимальной разности температур tх производим по следующим формулам:
где Кfp-коэфф. живого сечения Кfp=0047 для ВПК-1.
Коэффициент неизотермичности рассчитываем по формуле:
а – коэфф. принимаемый при данном способе раздачи приточного воздуха
(принимаем для переходных условий)
Потери давления в ВПК находим по формуле:
где о – скорость движения воздуха в начальном сечении ВПК мс;
- длина воздухораспределителя м;
dср - средний диаметр м;
- коэффициент трения зависит от dср;
- коэффициент местного сопротивления
Аэродинамический расчет приточной и вытяжной механических систем
Аэродинамический расчет воздуховодов систем приточно-вытяжной вентиляции общего назначения сводится к определению размеров их поперечного сечения а также потерь давления на отдельных участках воздуховодов при заданном расходе воздуха L м3ч и рекомендуемой скорости мс.
Аэродинамический расчет вентиляционной системы состоит из двух этапов: расчета участков основного направления магистрали и увязки ответвлений. При увязке ответвлений расхождение в потерях давления должно быть не более 15 % при условии что воздух поступает в одно помещение (цех).
Общие потери давления Па в сети воздуховодов для стандартных условий (t=180С и =12 кгм3) определяется по формуле:
где R – потери давления на трение на расчетном участке сети Пам [1];
n – поправочный коэффициент на потери давления на трение учитывающие
шероховатость воздуховодов;
Z - потери давления на местные сопротивления на расчетном участке сети Па:
где - сумма коэффициентов местных сопротивлений на расчетном участке
Pд – динамическое давление Па.
В промышленном здании приточная камера располагается на площадке на высоте 27 м при этом воздух забирается через проем в стене цеха и по воздуховоду попадает в приточный агрегат. В проеме устанавливаем наружную жалюзийную решетку типа РС4 реш=12 (относится к скорости в живом сечении решетки) рекомендуемая скорость не более 5 мс.
Принимаем мс тогда суммарное живое сечение для прохода воздуха:
Принимаем к установке решетку типа РС4 размером 1600х1400(h) fж.с=135 м2 тогда число решеток
Принимаем к установке 1и уточняем скорость движения воздуха в решетке:
Рассчитаем сеть металлических воздуховодов приточной установки П1. Раздача воздуха осуществляется через 3 перфорированные круглые воздухораспределителя типа ВПК 1.00.000-04. На каждый воздухораспределитель приходится 8053 м3ч воздуха.
Результаты расчета заносим в таблицу 8. Удельные потери на трение R Пам определяем по табл. 2.22 [4] коэффициенты местных сопротивлений по справочнику[11].
Расчетная схема системы приточной вентиляции П1:
Общее сопротивление сети ΔРсети = 1448 Па
Аэродинамическая увязка ответвлений
Невязка (1448-11895)1448100=178%
устанавливаем диафрагму = (1448-11895)3110 = 083 диаметр диафрагмы 535 мм
Невязка (7964-7322)7964100=8%
Расчет системы аспирации В1
Системы аспирации предназначены для удаления запыленного воздуха от укрытий и местных отсосов технологического оборудования.
Целью расчета является определение диаметров участков потерь давления в сети увязка ответвлений.
Воздуховоды систем аспирации рекомендуется принимать круглыми минимально допустимого диаметра 80 мм. Длина ответвлений воздуховодов от местного отсоса до коллектора не должна превышать 30 м.
Воздуховоды аспирационных систем рассчитывают из условия одновременной работы всех отсосов. При расчете необходимо тщательно увязывать потери давления в ответвлениях сети допустимая невязка не более 5 %. При необходимости для увязки потерь давления допускается увеличить объем воздуха удаляемого от того или иного оборудования до 15 % или устанавливать конусные диафрагмы на вертикальных участках.
Расчет воздуховодов систем аспирации рекомендуется проводить по методу динамических давлений. При перемещении малозапыленного воздуха с массовой концентрацией ≤ 001 кгкг потери давления Па на расчетном участке:
где – сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке;
– скорость движения воздуха в воздуховоде мс;
Практическое значение скорости в воздуховодах для перемещения различного транспортируемого материала приводится в табл.22.57[11].
Приведенный коэффициент трения:
где λ – коэффициент сопротивления трения;
d – диаметр воздуховода мм;
l – длина расчетного участка воздуховода м.
При перемещении воздуха с механическим примесями >001 кгкг потери давления в сети на трение местные сопротивления и подъем транспортируемых с воздухом примесей определяются по формуле:
где 11-коэффициент на неучтенные потери;
– суммарные потери давления на участках расчетного направления
при перемещении воздуха с примесями Па;
– опытный коэффициент зависящий от характера транспортируемого
материала; для внутрицеховых систем пневмотранспорта =14 [11];
– массовая концентрация смеси кгкг; для древесных отходов =01 [11];
– длина вертикального участка воздуховода.
Рассчитаем сеть воздуховодов из листовой стали системы аспирации В1 где установлено следующее оборудование: станки (круглопильный однопильный фуговальный торцовочный шипорезный шканторезный) и камеры сушки древесины. Для камеры сушки древесины предусмотрен местный отсос в виде шкафного укрытия.
К расчету принята система с вертикальным коллектором цилиндрической формы. Диаметр коллектора определяется исходя из скорости в нем (3-5 мс). Высота коллектора 400-700 мм. Коллектор-сборник следует располагать в помещении так чтоб расстояние до каждого станка было по возможности одинаково. Минимальная скорость в воздуховодах для древесных отходов 14 мс.
Расчет ведем через самый удаленный станок и сводим в таблицу 9.
Расчетная схема системы аспирации:
Станок круглопильный
Суммарные потери в сети Р123 = 1914 Па
Увязка ответвлений Ррасп = 563 Па
Невязка (584-563)584100=36%
Невязка (564-563)564100=02%
Невязка (575-563)575100=21%
Невязка (578-563)578100=26%
Невязка (587-563)587100=41%
Производительность вентилятора с учётом 10% подсоса воздуха через неплотности воздуховодов и 10% подсоса через неплотности циклона составляет:
Lв= 11·11·6513=78807 м3ч.
Для очистки воздуха принимаем к установке циклон Ц-950. При подборе циклонов скорость воздуха во входном патрубке не следует принимать более 20 мс. Скорость движения воздуха во входном патрубке циклона (при площади патрубка 0115м2):
Vвх=78807(3600·0115)=1903 мс.
Потери давления в циклоне при ц=54:
Рц=5419032122=1245Па.
Далее производим пересчет потерь давления в сети с учетом транспортируемых с воздухом примесей по формуле (13.8):
Рсети=11·1914(1+14·01)+139=2539 Па.
Потери давления в системе В1:
Рсист=2539+1245=3784Па.
Подбираем вентилятор для системы аспирации В1:
Производительность вентилятора L=78807 м3ч.
Развиваемое полное давление вентилятора Р=11·3784=4162 Па.
К установке принимаем вентилятор ВР-100-45-8 с электродвигателем АИР180М4 мощностью 30 кВт и числом оборотов 1810 обмин. КПД вентилятора =050.
Требуемая мощность определяется:
Установочная мощность электродвигателя:
где Кз – коэффициент запаса Кз=11 т.к. мощность электродвигателя >5кВт.
что соответствует мощности принятого электродвигателя.
Подбор вентиляционного оборудования
Нагревание воздуха в приточных камерах вентиляционных систем производится в теплообменных аппаратах называемых калориферами.
Оптимальная скорость движения воды в трубках 02-05 мс. Увеличение скорости свыше 05 мс не приведет к значительному увеличению теплоотдачи а гидравлическое сопротивление калориферов значительно возрастет. Принимать скорость движения воды ниже 012 мс не рекомендуется т.к. это может привести к замораживанию калорифера в зимний период.
В результате расчета калориферов определяется их тип номер количество схемы присоединения по воздуху и теплоносителю аэродинамическое и гидравлическое сопротивление.
Подберем калорифер для нагревания L=24160 м3ч воздуха от температуры tн=-220С до tк=tпр-1=1678-1=1578°С. Теплоноситель - перегретая вода с параметрами tгор=150 0С tобр=70 0С.
Количество теплоты необходимой для подогрева приточного воздуха:
Q = 028·L·к·c· (tк – tн) Вт
где L-расход нагреваемого воздуха м3ч ;
к- плотность воздуха при температуре tк кгм3;
к= 353(273+ tк)=353(273+1578)=122 кгм3 ;
c- удельная теплоемкость воздуха c=1005 кДж(кг0С) ;
tн- температура воздуха до калорифера 0С;
tк- температура воздуха после калорифера 0С;
Q= 028·24160·122·1005·(1578-(-22)) =303360 Вт.
Задаемся массовой скоростью v’=5 кгм2с и находим площадь живого сечения калориферной установки для прохода воздуха:
fB’ =24160·12(3600·5)=16 м2
Предварительно принимаем к установке калорифер КВБ11Б-П-УЗ (табл.II.26) [11] со следующими характеристиками:
fвт=166 м2 fтр=000348 м2 Fнт=10708 м2.
где fв– живое сечение по воздуху м2;
Fнт – площадь поверхности нагрева калорифера м2;
fтр – живое сечение по теплоносителю м2.
Находим действительную массовую скорость:
v =(24160·12)(3600·166) =485 кг(м2с);
Находим массовый расход воды в калориферной установке:
где Сж – удельная теплоемкость воды Сж=419кДж(кгоС);
Находим скорость воды в трубках калориферов:
По найденным значениям v и Vтр по табл. II.27 [11] находим коэффициенты теплопередачи калориферов:
v=485 кг(м2с); Vтр=026 мс; K=308 Вт(м2оС);
Определяем требуемую поверхность нагрева:
где Q – расход теплоты для нагревания воздуха Вт;
tсрт – средняя температура теплоносителя:
tсрт = (tгор+tобр)2 = (150+70)2 = 110 оС
tсрв – средняя температура нагреваемого воздуха:
tсрв = (tн+tк)2= (-22+1578)2 = -311 оС
К – коэффициент теплопередачи калорифера Вт(м2 оС).
Запас поверхности нагрева калорифера:
Аэродинамическое сопротивление калорифера определяем из табл. II.27 [11] при v=485 кг(м2с):
Подбирают по сводному графику или индивидуальным характеристикам разработанным с учетом оптимальных технико-экономических показателей.
Необходимо подобрать вентилятор и электродвигатель для приточной системы при следующих данных: расход воздуха с учетом 10% запаса LВ=2416011=26576 м3ч развиваемое полное давление РВ=11(Рс+Ркал)= 11·(1448+94) =230 Па.
По сводному графику характеристик вентиляторов ВЦ4-75-10 (исполнение 6) принимаем комплект Е10-2 Комплект состоит из радиального вентилятора ВЦ4-75 №10 исполнение 6 с электродвигателем 4А112МВ6 мощностью 4 кВт и числом оборотов 950 обмин. КПД вентилятора =081 что близко к максимальному КПД - 085. Проверяем требуемую мощность на валу электродвигателя:
где в - КПД вентилятора в рабочей точке;
п =095 для ременного привода с клиновыми ремнями.
Определяем установочную мощность электродвигателя:
где К3=115 при Nу=2-5 кВт.
3. Крышные вентиляторы.
Исходя из расчета воздухообмена для трех периодов года а в частности для летнего периода количество воздуха которое необходимо удалить из верхней зоны производственного помещения при помощи крышных вентиляторов составляет:
Принимаем к установке 2 вентилятора:
- ВКР-4 производительностью 3870 м3ч с электродвигателем АИР71В6 мощностью 055 кВт частота вращения рабочего колеса 1098 обмин
- ВКР-5 производительностью 6330 м3ч с электродвигателем АИР80А6 мощностью 075 кВт частота вращения рабочего колеса 925 обмин которые будут работать в летний период года.
В переходный период данные вентиляторы также обеспечат удаление необходимого количества воздуха.
Расчет и подбор воздушно-тепловой завесы
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 которые в результате частичного перекрытия проема воздушной струей сокращают прорыв наружного воздуха через открытый проем. При этом в помещение поступает смесь холодного наружного воздуха с нагретым воздушной завесой теплым воздухом. Температура смеси должна быть равна нормируемой температуре вблизи ворот. При работе средней тяжести температуру смеси воздуха поступающего в помещение при работе воздушной завесы следует принимать не менее 120С.
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 боковую двухстороннюю воздушную завесу у наружных распашных ворот без тамбура размером 42х42 м в одноэтажном промышленном здании высотой 6 м без фонарей. Расчетная температура наружного воздуха (параметр Б) tн=-220С температура в рабочей зоне tр.з=170С. Работа средней тяжести (tсм=120С). Расчетная скорость ветра в холодный период Vв=32 мс.
Общий расход воздуха подаваемого завесой шиберного типа определяется по формуле:
где отношение количества воздуха подаваемого завесой к количеству
воздуха проходящего через ворота при работе завесы. Рекомендуется принимать
пр - коэффициент расхода воздуха проходящего через проем при работе завесы
определяемый по табл.2.49 [4] в зависимости от типа ворот вида завесы и
относительной площади F=FпрFщ; для нашего случая пр=03;
Fпр - площадь проема ворот
в - плотность воздуха при температуре помещения
см - плотность смеси воздуха при температуре нормируемой в районе ворот
н - плотность наружного воздуха зимой
ΔР- разность давлений воздуха с двух сторон наружного ограждения на уровне
проема оборудованного завесой Па.
Значение ΔР можно определить по формуле:
ΔР=98hрасч.( н-в)=9821(141-122)=391 Па
где hрасч- расстояние по вертикали от центра проема оборудованного завесой до
уровня нулевых давлений где давления снаружи здания и внутри равны (высота
нейтральной зоны) м.
Ветровое давление Па определяется следующим образом:
где с- расчетный аэродинамический коэффициент значения которого приводятся в СНиП 2.01.07-85 “Нагрузки и воздействия”. Для вертикального ограждения с=08;
Подставив ΔР в формулу расхода воздуха завесы получаем:
По табл.7.1[10] выбираем завесу ЗВТ6-4суммарной производительностью по воздуху Gз=44100 кгч по теплу Qз=383400 Вт с относительной площадью F=FпрFщ=14.
Из формулы (14.1) находим действительное значение :
Требуемая температура воздуха подаваемая завесой 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 [4]) Вт. =002.
Тепловую мощность калориферов воздушно-тепловой завесы определяем по формуле:
где tнач - температура воздуха забираемого для завесы принимаем равной tсм=12 оС;
Это близко к расчетной производительности (допустимое отклонение 10%):
СНБ 4.02.01-03 Отопление вентиляция и кондиционирование воздуха. – Мн.: Минстройархитектуры Республики Беларусь 2004. – 78 с.
ГОСТ 12.1.005-88 Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны. – М.: Издательство стандартов 1998. – 68 с.
ТКП 45-2.04-43-2006 Строительная теплотехника – Мн.: Минстройархитектуры Республики Беларусь 207. – 36 с.
Теплоснабжение и вентиляция. Курсовое и дипломное проектирование. под ред. Б.М.Хрусталева – М.: Изд-во АСВ 2007. – 784 с. 183 ил.
ТКП 45-2.04-153-2009 Естественное и искусственное освещение – Мн.: Минстройархитектуры Республики Беларусь 2010. – 104 с.
Пособие 2.91 к СНиП 2.04.05-91 Расчет поступлений теплоты солнечной радиации в помещение – М. 1993. – 42 с.
СНБ 3.02.03-03 Климатология. – Мн.: Минстройархитектуры Республики Беларусь 2003. – 30 с.
Справочник проектировщика. Внутренние санитарно-технические устройства. Под ред. И.Г. Староверова и Ю.И. Шиллера. М: «Стройиздат» 1990 Часть1. Отопление. – 345 с.
Рысин С.А. Вентиляционные установки машиностроительных заводов. М: «Машиностроение» 1964. – 704 с.
Справочник проектировщика. Внутренние санитарно-технические устройства.Под ред. Н.Н. Павлова и Ю.И. Шиллера. М:1992 Часть3. Книга1. Вентиляция и кондиционирование воздуха. – 319с.
Справочник проектировщика. Внутренние санитарно-технические устройства.Под ред. Н.Н. Павлова и Ю.И. Шиллера. М:1992 Часть3. Кн.2. Вентиляция и кондиционирование воздуха. – 416с.

Вент_пром.dwg

Вентиляция и отопление цеха заготовки древесины
план приточной камеры
аксонометрическая схема системы отопления
Экспликация оборудования
Камера для сушки древесины
Станок круглопильный ЦА-2А N=6кВт
Станок однопильный ЦДК4-3 N=5кВт
Станок фуговальный СФ6 N=3
Станок рейсмусовый СР6 N=7
Станок торцовочный ЦПА-40 N=4
Станок шипорезный ШПК-40 N=9кВт
Станок шканторезный N=2
Станок ленточнопильный ЛС-80-3 N=5
Стеллаж для заготовок
Вертикальный коллектор
Спецификация оборудования приточной камеры М 1:50
Воздушный клапапн наружного воздуха AF230
Калорифер КВБ11Б-П-УЗ
Вентилятор канальный радиальный ВЦ4-75-10
План приточной камеры М 1:50
Примечание: Разрез 1-1 см. лист 2
Аксонометрическая сема системы отопления
Кран воздушный конструкции "Маевского
Кран двойной регулировки