ОВ и КВ корпуса экстренной хирургии - Дипломный проект

Содержание

1.ВВЕДЕНИЕ

1.1 Описание объекта

1.2 Техническое задание

1.3 Исходные данные

1.3.1 Климатическая характеристика района строительства

1.3.2 Параметры наружного и внутреннего воздуха для расчета отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха

1.3.3 Характеристики внутреннего микроклимата для расчета наружных ограждений

2. СТРОИТЕЛЬНАЯ ТЕПЛОТЕХНИКА

2.1 Теплотехнический расчет наружных ограждающих конструкций

2.1.1 Определение приведенного сопротивления теплопередаче исходя из условия энергосбережения по градусосуткам отопительного периода

2.1.2 Определение приведенного сопротивления теплопередаче исходя из соответствия санитарно-гигиеническим и комфортным условиям

2.1.3 Выбор толщины утеплителя и приведенного сопротивленя теплопередаче неоднородной ограждающей конструкции

2.1.4 Выбор заполнения светового проема

2.1.5 Определение сопротивления и коэффициентов теплопередаче оставшихся ограждающих конструкций

2.1.6 Определение возможности конденсации влаги на внутренней поверхности наружной стены

2.1.7 Построение графика распределения температур в наружной стене

2.1.8 Проверка наружной стены на отсутствие конденсации водяных паров в толще ограждения

2.2 Расчет теплопотерь помещения здания

2.2.1 Теплопотери помещения за счет теплопередачи через наружные огражлдения

2.2.2 Расчет потерь теплоты на нагрев инфильтрующегося воздуха

3. ОТОПЛЕНИЕ

3.1 Описание систем отопления

3.2 Гидравлический расчет основного и второстепенных циркуляционных колец

3.2.1 Гидравлический расчет ОЦК через стояк

3.2.2 Гидравлический расчет ВЦК1 через стояк

3.2.3 Гидравлический расчет ВЦК2 через стояк

3.2.4 Гидравлический расчет МЦК через стояк

3.3 Подбор воздушной завесы

4. ВЕНТИЛЯЦИЯ И КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ ВОЗДУХА

4.1 Описание систем

4.2 Расчет потоков вредных выделений в помещения корпуса экстренной хирургии

4.2.1 Расчет теплопоступлений в помещение через наружные ограждающие конструкции за счет солнечной радиации и теплопередачи

4.2.2 Расчет остальных вредных выделений в помещения

4.3. Расчетный воздухообмен помещений здания

4.3.1 Расчеты воздухообмена для лекционного зала (помещение №340)

4.3.2 Расчеты для обеденного зала и vip-зала

4.3.3 Расчеты для горячего цеха (помещение №135)

4.3.4 Расчет воздухообмена из требований к допустимой концентрации колониеобразующих единиц (КОЕ)

4.5 Подбор воздухораспределительного устройства

4.6 Аэродинамический расчет воздуховодов и конструирование систем

4.6.1 Аэродинамический расчет системы приточной системы вентиляции П

4.6.2 Аэродинамический расчет системы вытяжной системы вентиляции В

4.6.3 Аэродинамический расчет системы кондиционирования К

4.7 Подбор вентиляционного оборудования

4.8=-хюъ

. Акустический расчет системы

5. ХОЛОДОСНАБЖЕНИЕ

5.1 Температурный режим работы холодильной машины

5.2 Расчет холодильной машины

5.2.1 Расчетная схема холодильной машины

5.2.2 Расчетный температурный режим холодильной машины

5.2.3 Построение цикла состояния хладогента в диаграмме IgP-i для хладона R407с

5.2.4 Определение удельных характеристик цикла

5.2.5 Определение требуемого массового расхода хладогента Mx

5.2.6 Требуемая объемная производительность компрессора Vк

5.2.7 Действительная холодопроизводительность компрессора

5.2.8 Электрическая мощность компрессора

5.2.9 Расчет конденсатора

5.2.10. Расчет испарителя

5.3 Подбор холодильной машины

5.4 Подбор насоса водяного контура

5.4.1 Ведомость принятых местных сопротивлений

6. ТЕХНОЛОГИЯ СТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА

6.1 Краткая характеристика объекта строительства

6.2 Определение объемов строительно-монтажных работ

6.3 Выбор метода производства работ

6.4 Определение численного и профессионального состава бригад

6.5 Расчет заработной платы

6.6 Определение необходимого оборудования, средств малой механизации и инструмента

6.7 Подготовка объекта под монтаж

6.8 Особенности монтажа системы отопления

6.9 Методы испытания систем отопления

6.10 Типовая технологическая карта установки стальных панельных радиаторов типа «RADIK»

6.11 Охрана труда

6.12 Организация контроля качества

7. Автоматизация

7.1 Обеспечение автоматизации и управления процессов обработки воздуха в приточных и вытяжных камерах оснащенных системой утилизации

7.2 Характеристика объекта управления

7.3 Функциональная схема управления объектом

8. ОХРАНА ТРУДА

8.1 Безопасность работ при монтаже вентиляционного оборудования

8.2 Взрывопожароопасность помещения

8.3 Проверка соответствия принятых в проекте требованиям норм по огнестойкости

8.4 Электробезопасность в помещениях диагностики

9. ЭКОНОМИКА

9.1 Описание основных мероприятий по энергосбережению

9.2 Технико-экономическое сравнение вариантов

9.3 Краткое описание системы

9.4 Определение капитальных затрат на закупку и установку оборудования проектируемых систем

9.5 Определение годовых эксплуатационных затрат

9.6 Определение совокупных дисконтированных затрат

10. СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Введение

1.1. Описание объекта

Данный дипломный проект представляет собой проект отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха корпуса экспериментальной хирургии в г. Москва.

Данное здание представляет собой сооружение, состоящее из 4 этажей, имеется технический пятый этаж. На первом этаже размещаются технические службы эксплуатации здания, помещения гардеробов, вентиляционной камеры, центральное стерилизационное отделение, анатомический музей. На втором отделения расположено приемное отделение, кабинеты врачей, помещения столовой(горячий, доготовочные и холодные цеха, зал столовой). На третьем этаже расположено палатное, реанимационное отделение, лекционный зал и учебные аудитории. На третьем этаже расположены лаборатории, реанимационное и операционное отделения, помещения учебных аудиторий. Высота первых 4ех этажей составляет 3,6 м, технического 2,8 м.

Наружные стены выполнены из бетонных блоков с эффективным утеплителем. Заполнение световых проемов – двухкамерный стеклопакет из обычного стекла.

1.2. Техническое задание

- Отопление.

В здании необходимо запроектировать систему водяного отопления с параметрами теплоносителя 8060оС и произвести гидравлический расчет. В качестве отопительных приборов выбрать стальные панельные радиаторы Korado - RADIK HYGIENE VK (Чехия).

Регулирование теплоотдачи приборов производить с помощью терморегуляторов Danfoss (Германия).

Выпуск воздуха из системы осуществлять с помощью воздушного кранов.

Присоединение системы отопления к тепловым сетям предусмотреть по независимой схеме через водоводяной пластинчатый теплообменник.

- Вентиляция и кондиционирование воздуха.

В здании необходимо запроектировать системы механической приточновытяжной вентиляции и кондиционирования воздуха для помещений цокольного этажа и для трех этажей. Сделать аэродинамический расчет. Также необходимо предусмотреть вентиляцию дымоудаления из коридоров здания.

Все приточные установки располагать на первом и техническом этаже, вытяжные – на техническом этаже. Подачу воздуха по помещениям предусмотреть с помощью плафонов и решетками, вытяжку – решетками.

- Теплоснабжение.

В данном разделе необходимо рассмотреть индивидуальный тепловой пункт здания с подбором основного оборудования для работы системы отопления. Для системы горячего водоснабжения определяется схема подключения теплообменников (одно- или двухступенчатая).

- Охрана труда.

В данном разделе необходимо рассмотреть мероприятия по обеспечению безопасности монтажа спецконструкций, по электробезопасности оборудования и вопросы дымоудаления.

- Автоматизация.

Для данного здания необходимо запроектировать систему автоматизации и управления обработки воздуха в приточных вытяжных камерах оснащенных системой утилизации тепла.

- Технология строительного производства.

В данном разделе необходимо рассмотреть организацию монтажных работ.

7. Автоматизация

Обеспечение автоматизации и управления процессов обработки воздуха в приточных и вытяжных камерах оснащенных системой утилизации

Проект автоматизации и управления систем выполняется в соответствии с требованиями [10], с учетом рекомендаций [31] и [32].

Немаловажными причинами для внедрения совершенных, надежных и легкоуправляемых средств автоматики являются условия энергосбережения, высокие требования заказчиков строительства, а так же возможности, открывающиеся перед застройщиком в настоящее время, в связи с наличием большого спектра как западного, так и отечественного современного оборудования. Так, в целях обеспечения требований [7], в системе отопления предусмотрено регулирование теплоотдачи отопительных приборов с помощью автоматических термоклапанов типа RTDN фирмы Danfoss. При изменении теплопотребности помещения клапан автоматически изменяет расход теплоносителя, проходящего через отопительный прибор. А в целях экономии электроэнергии и обеспечения лучших условий автоматического управления системой, в тепловом пункте предусматривается установка циркуляционных насосов фирмы Grundfos серии UPS.

Системы вентиляции в проектируемом здании должны не только удовлетворять санитарно-гигиеническим требованиям и требованиям безопасности эксплуатации, но и быть совершенны в отношении комфорта и качества с точки зрения эстетического восприятия. Полностью должны быть исключены появление шума, вибрации, дутья. Высокие требования предъявляются к экономии тепловой и электрической энергии. При изменениях параметров работы системы, необходимо точно и пропорционально регулировать расходы тепла, холода, электрической энергии. Эти задачи напрямую возлагаются на системы автоматики и автоматического управления систем здания. Необходимо уделять особое внимание увеличению надежности и сроков службы оборудования, трубопроводов и арматуры. Одним из основных путей достижения этого является рациональное использование средств автоматики в необходимых и достаточных объемах, создавая , тем самым, дополнительный запас надежности систем в соответствии с требованиями заказчика. В ряде случаев, грамотным применением средств автоматики можно избежать таких крайне нежелательных явлений, как: гидравлические удары, отложения накипи и солей в приборах систем отопления, снижение разрушающего воздействия на сталь труб вовлеченного теплоносителем водой кислорода и многих других.

Проектирование системы пожарного дымоудаления также требует надежных средств автоматики. Специфика данной системы заключается в том, что не используемая годами, исключая контрольные пуски при проведении осмотров пожарной инспекцией, система может в необходимом случае оказаться неспособной выполнять свои задачи по самым разным причинам. Среди последних могут быть: разукомплектование систем, несанкционированные изменения конструкции, неисправность агрегатов и частей системы, эксплуатационной ошибки.

Немаловажным с точки зрения проектирования инженерных систем является требование заказчика учитывать возможности перепланировки и перепрофилирования помещений здания, что вполне возможно в сегодняшних экономических условиях (так некоторые помещения в здании могут быть переданы в пользование другим владельцам, что повлечет за собой пересмотр порядка использования инженерных систем). Изменение условий в помещениях здания повлечет применение регулирования работы систем, эти функции будут возложены на системы автоматизации и управления.

В системах планируется использовать стандартное оборудование по каталогам заводов производителей.

7.1. Характеристика объекта управления

В качестве объекта управления рассмотрим комплекс устройств включающий в себя приточную установку К1, вытяжную установку В1, систему утилизации теплоты вытяжного воздуха. Приточная установка К-1 в целях обеспечения возможности утилизации тепла работает совместно с вытяжной установкой В-1 и организует приток в помещение лекционного зала. Система круглогодичного использования. Оборудуется фильтром, теплоутилизатором, калориферомдогревателем, камерой сотового увлажнения, воздухоохладителем, радиальным вентилятором, шумоглушителем, системой управления и автоматизации. Утилизация теплоты предусматривается при помощи системы с промежуточным теплоносителем.

В необходимый набор функций установки К-1 в холодный период года входит:

- фильтрация приточного воздуха,

- подогрев приточного воздуха в калорифере системы теплоутилизации,

- догрев или полный нагрев при неисправности системы теплоутилизации приточного воздуха в калорифере,

- увлажнение в камере сотового увлажнения.

В теплый период года:

- фильтрация приточного воздуха,

- охлаждение воздуха в воздухоохладителе.

В необходимый набор функций установки В-1 в холодный период года входит:

- обеспечение утилизации теплоты вытяжного воздуха проектируемой системой.

Воздухоприемное устройство установки оборудуется утепленным клапаном типа КВУ снабженным электроприводом (типа BELIMO NM 230+SN2) для автоматического открытия – закрытия.

Для контроля запыленности фильтра (п.9.7 [10]) и работы вентилятора (п.9.9 [10]) устанавливается датчик перепада давления (дифманометр на корпусе установки).

Заполнение трубопроводов калориферной группы осуществляется 42,3% водным раствором гликоля, что предотвращает размораживание системы.

Вентилятор оборудуется приводом включения – выключения.

Термодатчики: контроля температуры приточного воздуха, защиты от замораживания теплообменника по воде и по воздуху.

Средства сигнализации: в случае необходимости и по решению заказчика и эксплуатационной службы, на щит управления выводятся лампа открытия-закрытия приемного клапана, лампа работы вентилятора (п.9.9 [10]), лампа работы фильтра (п.9.7[10]).

В соответствии с пунктом 9.3а [10] необходимо обеспечить с помощью средств автоматики отключение приточной и вытяжной систем при пожаре с одновременным автоматическим закрытием воздухоприемных клапанов.

7.2Основные секции

Воздушный клапан

Необходим для регулирования количества наружного воздуха, поступающего в центральный кондиционер.

Во всех случаях для открытия клапана при включении вентилятора и закрытия при выключении электропривод приемного клапана блокируется с электродвигателем вентилятора. Автоматизация управления предполагает также блокировку клапанов в системах с вытяжным вентилятором, при выключении которого клапан на вытяжном воздухе закрывается.

Фильтр

Фильтры размещаются в тех частях кондиционера, через которые проходит весь обрабатываемый воздух, и так, чтобы защитить от пыли возможно большее число секций кондиционера.

Для удобства эксплуатации воздушный фильтр оснащается показывающим дифманометром, измеряющим перепад давления до и после фильтра. Иногда дифманометр снабжается сигнальной лампочкой, включающейся, если аэродинамическое сопротивление фильтра превысит заданное.

Воздухонагреватель

Водяные воздухонагреватели имеют нагревательный элемент – тянутая медная трубка, на которую насажены алюминиевые пластины, создающие наружное оребрение трубок с целью увеличения поверхности теплообмена со стороны воздуха и общей интенсивности теплопередачи. Для процесса теплопередачи очень важно обеспечить хороший контакт между трубой и ребрами, что достигается с помощью механической деформации трубы в заводских условиях при изготовлении теплообменников. Пластины имеют поверхностные гофры, создаваемые штамповкой из фольги толщиной 0,2 мм, которые способствуют турбулизации воздушного потока и обеспечивают повышение интенсивности теплообмена. Расстояние между пластинами нагревательного элемента воздухонагревателя может изменяться от 1,8 до 4,5 мм.

Безаварийной работе воздухонагревателя служит защита от замораживания, которая включает в себя циркуляционный насос, клапан с электроприводом на обратном трубопроводе теплоносителя, а также обратный клапан на перемычке.

В рабочем режиме насос включен постоянно. Если в обратном трубопроводе датчикам температуры регистрируется понижение температуры теплоносителя ниже заданной величины (810°С) или датчиком температуры воздушного потока за воздухонагревателем ниже заданной величины (610°С), то выключаются приточный и вытяжной вентиляторы, закрывается воздухоприемный клапан и открывается клапан для прохода теплоносителя. Одновременно передается сигнал «Опасность замерзания» на щит автоматизации или на диспетчерский пульт управления.

Воздухоохладитель

Секция охлаждения представляет собой водяной или фреоновый теплообменник, изготовленный из медных трубок (от 4 до 8 рядов) с алюминиевыми ребрами. В качестве хладагента могут быть: охлажденная вода, смесь воды и гликоля, фреон. Коллекторы выполнены из стальной оцинкованной трубы. Воздухоохладитель имеет кожух из оцинкованной стали. Оребрение трубок производится, как правило, пластинчатыми ребрами, что обеспечивает высокую теплоотдачу при низком аэродинамическом сопротивлении теплообменника.

Автоматика водяных теплообменников связана с регулированием холодопроизводительности воздухоохладителя. Так как он работает только в теплый период года, контур автоматики включается только при положении «лето» переключателя в щите управления «зималето». На обратном трубопроводе хладоносителя устанавливается трехходовой клапан, позволяющий уменьшить расход хладоносителя через воздухоохладитель.

Вентилятор

Вентиляторная секция предназначена для транспорта воздуха и его подачи в обслуживаемые помещения. Применяются радиальные вентиляторы одностороннего и двухстороннего всасывания низкого и среднего давления. В зависимости от требуемой производительности и напора используются вентиляторы с рабочими лопатками, загнутыми вперед, или с лопатками, загнутыми назад, что обеспечивает легкое регулирование параметров сети. Вентиляторы характеризуются высоким КПД и позволяют регулировать производительность изменением числа оборотов.

Средства автоматики должны обеспечивать защиту, останавливающую работу вентилятора при закрытых приемных клапанах, так как в противном случае давление в приточной установке может оказаться больше предельно допустимого. С этой целью могут быть установлены манометр с электроконтактом или предусмотрены специальные выключатели электропитания вентилятора.

7.3. Функциональная схема управления объектом

Основные функции проектируемой системы автоматизации и управления:

- регулирование температуры в помещении круглогодично;

- задание температуры из помещения;

- утилизация теплоты вытяжного воздуха;

- закрытие воздушных клапанов в периоды «ожидания»;

- нагревание приточного воздуха;

- охлаждение приточного воздуха;

- поддержание минимальной температуры в периоды «ожидания»;

- задание времени включения и выключения установки в недельном режиме.

-

Система работает следующим образом. Исполнительный механизм Yо клапана приточного воздуха имеет два режима: «открыто» и «закрыто». В случае возникновения потребности в перекрытии поступления воздуха (например, по сигналу пожарной сигнализации или в случае остановки вентиляторов системы), клапан приводится в положение «закрыто». Контроль работы фильтра производится датчиком перепада давления F3(PE), который, в случае достижения недопустимо высокого для данного типа фильтра перепада давления, будет статично показывать значение перепада, что даст основания работникам эксплуатационных служб для замены или чистки фильтра. Контроль температуры приточного воздуха для обеспечения работы системы теплоутилизации производится термодатчиками. Контроль работы приточного и вытяжного вентиляторов осуществляется также при помощи датчиков перепада давления.

Предусматривается возможность экстренного отключения вентиляторов со щита управления расположенного в помещении венткамеры. На приточном вентиляторе это производится с помощью ручного тумблера, срабатыванием отключающего устройства. На вытяжном вентиляторе - с помощью ручного тумблера и срабатыванием отключающего устройства.

Поддержание заданной температуры в обслуживаемых помещениях обеспечивается датчиком температуры, установленном в помещении лекционного зала.

Задание необходимой температуры в помещении, и ее регулирование в режиме реального времени осуществляется ручным регулятором при помощи ручного переключателя.

Исполнительный механизм клапана вытяжного воздуха имеет два режима: «открыто» и «закрыто». В случае возникновения потребности в перекрытии поступления воздуха (например, по сигналу пожарной сигнализации или в случае остановки вентиляторов системы), клапан приводится в положение «закрыто».

Обеспечение работы системы утилизации теплоты производится при помощи элементов управления второго контура. Исполнительный механизм Yr осуществляет регулирование подачи теплоносителя трехходовым краном. Включатель работает дискретно и имеет два состояния: вкл./выкл. В положении «вкл.» обеспечивается работа циркуляционного насоса системы.

В случае возникновения необходимости в отключении системы вентиляции (например, по сигналу пожарной сигнализации) отключение вентиляторов производится автоматически при помощи исполнительных механизмов Y0. приводящих клапаны в положение «закрыто».

В системе предполагается использование контроллеров допускающих пропорционально-интегральное регулирование. В целях уменьшения стоимости системы, принято решение о максимальной унификации оборудования автоматизации и управления со стандартными вариантами предлагаемыми фирмой поставщиком вентиляционного оборудования. Предполагается использование сразу двух контроллеров. Контроллер №1 поставляется в комплекте с типовой схемой автоматизации вентиляционных агрегатов. Контроллер №2 управляет совместной работой вентагрегатов. Контроллер имеет 4 универсальных входа (конфигурируемых под разные типы датчиков), 4 входа для термодатчиков, 4 релейных входа, 4 релейных выхода и 4 аналоговых выхода. Предусматриваются также блоки расширения отдельно для цифровых ( по 4 входа и выхода) и для аналоговых ( 8 входов и 2 выхода) каналов связи. Для изменения параметров служит панель оператора.

Таким образом, среди достоинств предложенного устройства есть и возможность модификации алгоритма работы системы уже на стадии пусконаладочных работ, а не на стадии проектирования, что существенно упрощает отладку систем на объекте. Кроме того, контроллер объединяет регулятор и арифметическологическое устройство, что дает возможность на этапе проектирования полностью отказаться от каких-либо других (например, релейных) схем управления работой сложного объекта, такого как предложенная в данном проекте система.

Таким образом, выбранное устройство удовлетворяет всем требованиям предъявляемым к нему в рамках данного проекта.