Курсовая работа: Расчет вентиляционной системы

Название: Расчет вентиляционной системы
Раздел: Рефераты по физике
Тип: курсовая работа

1. Тепловой баланс помещений

Расход тепловой мощности на отопление здания в течение отопительного периода, Q0T Вт, определяем по формуле:

Q0T = Qогр + Qвент + Qтехн; (4)

где Qогр - потери тепла через наружные ограждения; Вт.

Qвент - расход тепла на нагревание воздуха, поступающего в помещение; Вт.

Инфильтрация наружного воздуха отсутствует, т. к. в здании запроектированы герметично закрывающиеся пластиковые окна.

Qтехн - технологические и бытовые тепловыделения: Вт.

Все расчеты сводим в таблицу 2

Таблица 2. Тепловые потери в помещениях

№ пом Qогр Qвент Qтехн Q0T
101 2068 0 - 2068
102 1428 0 - 1428
103 1428 0 - 1428
104 3017 0 - 3017
105 323 0 - 323
106 1034 0 - 1034
107 2615 0 - 2615
108 1412 0 - 1412
109 2363 0 - 2363
ПО 259 0 - 259
111 1412 0 - 1412
112 1412 0 - 1412
113 1140 0 - 1140
114 325 0 - 325
Кор. 1 эт 2818 0 - 2818
ЛК1 1477 0 - 1477
ЛК2 2966 0 - 2966
201 1654 0 - 1654
202 951 0 - 951
203 951 0 - 951
204 896 0 - 896
205 43 0 - 43
206 50 0 - 50
207 951 0 - 951
208 1902 0 - 1902
209 1830 0 - 1830
210 83 0 - 83
211 922 0 - 922
212 922 0 - 922
213 922 0 - 922
214 1847 0 - 1847
215 922 0 - 922
216 117 0 - 117
217 796 0 - 796
218 1669 0 - 1669
Кор. 2 эт 1482 0 - 1482
301 3064 0 - 3064
Σ149471

2. Выбор и компоновка системы отопления

Проектом предусматривается устройство двухтрубной системы отопления с верхней разводкой. Теплоносителем является вода с параметрами 110 °С - 70 °С

В верхних точках системы предусматривается установка автоматических воздухоотводчиков, предназначенных для выпуска воздуха.

В тепловом узле предусматривается установка счетчиков тепла и РТЕ-21 (регулятор температуры), необходимого для приготовления горячей воды.

3. Гидравлический расчет системы отопления

Гидравлический расчет системы отопления заключается в определении таких размеров всех ее элементов, при которых она будет обеспечивать требуемую по санитарным нормам температуру воздуха в каждом помещении.

Целью гидравлического расчета является подбор таких диаметров участков циркуляционного кольца, которые обеспечивают пропуск расчетного количества воды.

Расход воды на участках определяется по формуле:


где Qi - тепловая нагрузка участка, Вт;

β1 - поправочный коэффициент, зависящий от номенклатуры шага радиатора; определяем согласно [2, прил. 12. табл. 1];

β2 - поправочный коэффициент, зависящий от доли увеличения теплопотерь через зарадиаторный участок и принимаемый в зависимости от типа наружного ограждения; определяем согласно [2, прил. 12. табл. 1];

β1 и β2 принимаем равными 1,02 и 1,04 соответственно.

с - удельная массовая теплоемкость воды, 4,19 кДж/кг °С;

(tr -to) - расчетная разность температур воды в системе, °С.

Далее по значениям Rср, G и допустимых скоростей подбирают значения потерь давления на трение на 1 м - R, скорости движения воды v и диаметров d. Потери давления на трение на участке определяют по формуле:

Потери давления в местных сопротивлениях:

,

где - динамическое давление, Па;

- суммарный коэффициент местных сопротивлений, (см. таблицу 4). Общие потери давления на участке определяются (Rl + ).

Расход воды через 1 секцию МС-140 составляет 4,6 л. Зная расход воды общий (через весь стояк) определим диаметр стояка d=20 мм.

Для остальных стояков расчет аналогичный.


Таблица

№участка

4. Наименование местного сопротивления п
Обратная
1-2 Три радиатора 6
2-3 2 отвода+тройник на ответвление 2,5
3-4 1 отвод+1 тр.на отв.+1 тр.на проход 3
4-5 1 тр.на проход+1 тр.на отв. 2,5
5-6 8 отвод+1 тр.на проход+1 тр.на отв. 6,5
6-7 1 отвод+1 тр.на отв.+1 тр.на проход 3
7-8 4 отвод+1 тр.на проход+1 тр.на отв. 4,5
8-9 1 отвод+1 тр.на отв.+1 тр.на проход 3
9-10 1 тр.на проход+1 тр.на отв. 2,5
10-11 1 тр.на проход+1 тр.на отв. 2,5
11-12 1 тр.на проход+1 тр.на отв. 2,5
12-13 1 отвод+1 тр.на отв.+1 тр.на проход 3
13-14 12 отводов Прямая 6
1'-2' ботводов+тр.на прох.+ тр.на отвл. 5,5
2'-3' 2 отводов+тр.на прох.+ тр.на отвл 3,5
3'-4' 1 тр.на проход+1 тр.на отв. 2,5
4'-5' 1 тр.на проход+1 тр.на отв. 2,5
5'-б' 4 отвод+1 тр.на проход+1 тр.на отв. 4,5
б'-7' 1 отвод+1 тр.на проход+1 тр.на отв. 3
7'-8' 1 тр.на проход+1 тр.на отв. 2,5
в'-Э7 4 отвод+1 тр.на проход+1 тр.на отв. 4,5
9'-10' 1 тр.на проход+1 тр.на отв. 2,5
1O'-11' 1 тр.на проход+1 тр.на отв. 2,5
11'-12' 1 тр.на проход+1 тр.на отв 2,5
12'-13' 1 тр.на проход+1 тр.на отв 2,5
13'-14' Три радиатора+Звениля 15

4. Расчет поверхности отопительных приборов

К установке принимаем чугунные секционные радиаторы типа МС-140-600-0,9, для которых:

А=0,244 м2

Qн.у =185 BT

где А - наружная нагревательная поверхность одной секции чугунного радиатора;

Qн.у — номинальный условный тепловой поток одной секции радиатора.

Значение QH y используется для выбора типоразмера отопительного прибора и соответствует номинальному перепаду температур теплоносителя tcp и окружающего воздуха, tв .

Поскольку действительный температурный перепад ∆tср в большинстве

случаев не соответствует номинальному, для использования справочных данных вводится комплексный коэффициент приведения к расчетным условиям, φк.

(8)

где ∆tср - разность средней температуры воды в отопительном приборе и температуры окружающего воздуха tв , °C.

п, р, с - экспериментальные числовые показатели чугунного секционного радиатора.

Экспериментальные числовые показатели

Направление Расход
движения теплоносителя п Р с
теплоносителя G, кг/ч.
18-30 0,02 1,039
Сверху-вниз 54-536 0,3 0 1,0
536-900 0,01 0,996

где tг и tо - температура воды на входе в отопительный прибор и на выходе из него, °С. tг = 110 °С; tо = 70 °C; tв - температура воздуха в помещении, °С; 70 -номинальный температурный напор; Gпр - расход воды в отопительном приборе, кг/ч.

Требуемый номинальный тепловой поток нагревательного прибора предназначенный для выбора его типоразмера, определяем по формуле


Считая, что 5% тепловых потерь помещения компенсируется теплоотдачей открыто проложенных теплопроводов отопления

Минимально допустимое число секций чугунного радиатора определяем по формуле

где - коэффициент учета способа установки радиатора (при открытой установке = 1). - коэффициент учета числа секций в приборе.

Коэффициент учета числа секций в приборе для радиатора МС - 140 – 108

Число секций в приборе До 15 16-20 21-25
1,0 0,98 0,96

Полученное число секций округляем до целого. Если десятичная дробь равна 0,28 и меньше, то округляем в сторону уменьшения, если дробь больше 0,28, то округляем в сторону увеличения. Весь расчет сведем в таблицу 5


Таблица 5 Расчет секций отопительных приборов

№пом. Qпом. Qnp. tcp. ø Gnp Qн.т. Qн.у. Nмин. N
101 2068 1964,6 69 0,98 42,239 2004,7 185 10,836 11
102 1428 1356,6 69 0,97 29,167 1398,6 185 7,5598 8
103 1428 1356,6 69 0,97 29,167 1398,6 185 7,5598 8
104 3017 2866,2 69 0,98 61,622 2924,6 185 15,809 16
106 1034 982,3 69 0,97 21,119 1012,7 185 5,4739 6
108 1412 1341,4 69 0,97 28,84 1382,9 185 7,4751 8
109 2363 2244,9 69 0,98 48,264 2290,7 185 12,382 13
111 1412 1341,4 69 0,97 28,84 1382,9 185 7,4751 8
112 1412 1341,4 69 0,97 28,84 1382,9 185 7,4751 8
113 1140 1083 69 0,97 23,285 1116,5 185 6,0351 7
ЛК1 1477 1403,2 69 0,97 30,168 1446,5 185 7,8192 8
ЛК2 2966 2817,7 69 0,98 60,581 2875,2 185 15,542 16
201 1654 1571,3 69 0,97 33,783 1619,9 185 8,7562 9
202 951 903,45 69 0,96 19,424 941,09 185 5,087 6
203 951 903,45 69 0,96 19,424 941,09 185 5,087 6
204 896 851,2 69 0,96 18,301 886,67 185 4,7928 5
207 951 903,45 69 0,96 19,424 941,09 185 5,087 6
208 1902 1806,9 69 0,97 38,848 1862,8 185 10,069 10
209 1830 1738,5 69 0,97 37,378 1792,3 185 9,6879 10
211 922 875,9 69 0,96 18,832 912,4 185 4,9319 5
212 922 875,9 69 0,96 18,832 912,4 185 4,9319 5
213 922 875,9 69 0,96 18,832 912,4 185 4,9319 5
214 1847 1754,7 69 0,97 37,725 1808,9 185 9,7779 10
215 922 875,9 69 0,96 18,832 912,4 185 4,9319 5
217 796 756,2 69 0,96 16,258 787,71 185 4,2579 5
218 1669 1585,6 69 0,97 34,089 1634,6 185 8,8356 9
Кор.2Эт. 1482 1407,9 69 0,97 30,27 1451,4 185 7,8456 8
301 3064 2910,8 69 0,98 62,582 2970,2 185 16,055 17

5. Обоснование выбора расчетных параметров воздуха

Расчетные параметры внутреннего воздуха

Согласно заданию на дипломный проект требуется разработать систему вентиляции в лаборатории находящейся в г. Электросталь. В лаборатории выполняется работа легкой тяжести 1А. Согласно СНиП 4.1.01.-2003 помещении лаборатории следует обеспечить метеорологические условия в пределах допустимых норм.

В соответствии с СНиП 4.1.01.-2003, температуру внутреннего

воздуха в тёплый период принимаем на 0 - 4 °С выше температуры наружного воздуха (параметр A) tB тп = 22,3 + 4 = 26,3 °С;

Относительная влажность ф = 75%;

Подвижность воздуха V ≤0,2 м/с.

В холодный период в соответствии с СНиП 4.1.01.-2003 задаёмся

температурой в диапазоне 21-25 °С, Согласно СНиП 4.1.01.-2003 принимаем максимальную из допустимых температур tв хп = 25 °С;

Относительная влажность 0 = 75%;

Подвижность воздуха V <0,1 м/с.

Расчетные параметры наружного воздуха

Для г. Моск. обл. в соответствии с СНиП 4.1.01.-2003

В тёплый период расчётная температура принимается по параметру А.

Температура воздуха: 22,3 °С;

Удельная энтальпия: 49,4 кДж/кг;

Скорость ветра: 1 м/с.

Холодный период температура воздуха принимается по параметру Б:

Температура воздуха: -28 °С;

Удельная энтальпия: -25,3 кДж/кг;

6. Воздухообмен по установленным нормам и кратностям

Для определения воздухообмена помещений воспользуемся СНиП 2.09.04-87*.

Воздухообмены большинства вспомогательных помещений лаборатории определяются из условия нормативной величины кратности по вытяжке и притоку.

При расчёте по кратности воздухообмен определяется по формуле

(14)

где L - количество воздуха, удаляемого из помещения, м3/ч;

к - Нормативная кратность воздухообмена;

V — Внутренняя кубатура помещения, м.

Величина к приводится в СНиП 2.09.04-87* в зависимости от назначения здания и помещения. Результаты расчёта сведём в таблицу №6

Воздухообмен помещений, для которых не указаны величины кратностей, определяем расчетом по условиям ассимиляции теплоизбытков помещения с учетом местных отсосов.

Расчет теплопоступлений в помещениях

Теплопоступления от солнечной радиации

Теплопоступления от солнечной радиации через двойное остекление учитывается в тепловом балансе для тёплого периода года для наиболее жаркого месяца года и расчётного времени суток.

Поступление тепла в помещение за счёт солнечной радиации и разности температур наружного и внутреннего воздуха через двойное остекление следует определять по формуле

где , - поступление тепла соответственно для прямой и рассеянной солнечной радиации в июле, принимаемое по ЛИТ [9]

, - коэффициенты, учитывающие затемнение окон по ЛИТ [9]

Fo - площадь световых проёмов, м2;

- коэффициент теплопропускания солнцезащитных устройств, принимаемый по [3]

Принимаем = 0,54; = 0,9; = 0,57.

Световые проемы в помещениях 102, 103, 201, 207, 209 ориентированы на запад час наибольшего теплопоступления 16-17 ч, F =4,48м2,.

Qo = (470 +105) • 0,54 • 0,9 • 4,48 • 0,57 • 3,6 = 2565кДж / ч

Световые проемы в помещениях 109, 112, 212, 213, 214 ориентированны на восток F=4,48 м2 .

Qo = (470 +105) • 0,54 • 0,9 • 4,48 • 0,57 • 3,6 = 2565кДж / ч

Теплопоступления от искусственного освещения

Теплопоступление от искусственного освещения определяется по формуле

(16)

где - требуемая освещённость в помещении, лк; принимается по [5] в зависимости от назначения здания и помещения;

F - площадь пола в помещении, м2;

- удельная величина тепла, кДж/(м2 ч лк);

- доля тепловой энергии, попадающей осветительных приборов в обслуживаемую зону помещения.

В помещениях применяем люминесцентные лампы.

Расчёт сведём в таблицу 7.

Таблица №7 Теплопоступление от искусственного освещения

Наименование помещения ,лк F, м2 , кДж/(м2 -ч-лк) , кДж/ч
102 300 20,8 0,276 0,6 1033
103 300 20,8 0,276 0,6 1033
109 300 43,68 0,276 0,6 2170
112 300 21,32 0,276 0,6 1059
201 300 18,62 0,276 0,6 925
207 300 18,72 0,276 0,6 930
209 300 20,5 0,276 0,6 1018
212 300 19 0,276 0,6 944
213 300 19 0,276 0,6 944
214 300 19 0,276 0,6 944

Теплопоступление от людей

В каждом рассматриваемом помещении работает по 2 человека, теплопоступление от людей незначительные и в расчете не учитываются.

Теплопоступление от системы отопления

Теплопоступление от системы отопления принимаем из части отопления.

Расчет теплопотерь в помещениях

Расчет теплопотерь через внешние ограждения здания

Расчет теплопотерь принимаем из части отопления для данных помещений

Для помещения 102, Qorp=5140 кДж/ч

Для помещения 103, Qorp=5140 кДж/ч

Для помещения 109, Qorp=8503 кДж/ч

Для помещения 112, Qorp=:5079 кДж/ч

Для помещения 201, Qorp=5954 кДж/ч

Для помещения 207, Qorp=3420 кДж/ч

Для помещения 209, Qorp=3420 кДж/ч

Для помещения 212, Qorp=3319 кДж/ч

Для помещения 213, Qorp=3319 кДж/ч

Для помещения 214, Qorp=6650 кДж/ч

Результаты расчета тепловыделений и теплопоступлений сводим в таблицу теплового баланса помещений.

7. Расчет воздухообмена

Расчет местной вытяжной вентиляции

В данной лаборатории технологическое оборудование, выделяющее вредности, оборудуется местными отсосами. Объем воздуха, удаляемый местными отсосами, определен из условия создания нормативной скорости в рабочем проеме отсоса, при соблюдении одновременности работы оборудования.

Все работы сопровождающиеся выделением вредностей производятся в вытяжных шкафах.

Рекомендуемые скорости всасывания воздуха в проемы шкафов принимаем по справочной литературе [9]

Объем воздуха, удаляемого от шкафа, определяется по формуле;

L= 3600Fv, (17)

Где v - скорость в рабочем проеме шкафа, м/с. F - площадь проема, м2 ;

Определим количество воздуха, удаляемого от шкафа для следующих позиций;

Помещение 102. Одновременная работа одной из позиций.

Позиция 1. Вытяжной шкаф,

Характеристика вредностей: пыль (измельчение твердых проб), до 1г/ч. F=1,5*0,47=0,705м2, v=0,47 м/c.

L = 3600 * 0,705 * 0,47 = 1200м3

Позиция 2. Вытяжной шкаф,

Характеристика вредностей: тепло (пробоподготовка растительности), до 1г/ч.

F=0,98*0,5=0,49 м2, v=0,56 м/c.

L=3600*0,49*0,56=1000 м3 /ч.

Помещение 103. Одновременная работа одной из позиций.

Позиция 3. Вытяжной шкаф,

Характеристика вредностей: пыль (измельчение проб радиоактивной пульпы), до 2г/ч.

F=1,5*0,5=0,75 м2 , v=0,5 м/c.

L=3600*0,75*0,5=1350 м3 /ч.

Перед выбросом наружу очищается в воздушных фильтрах ФТ-2000У.

Позиция 4. Вытяжной шкаф,

Характеристика вредностей: тепло, пары (выпаривание жидкой радиоактивной пульпы), до 50г/ч.

F=1,5*0,5=0,75 м2 , v=0,5 м/c.

L=3600*0,75*0,5=1350 м3 /ч.

Перед выбросом наружу очищается в воздушных фильтрах ФТ-2000У.

Позиция 5. Вытяжной шкаф,

Характеристика вредностей: тепло (озоление проб), до 1г/ч. F=0,98*0,5=0,49 м2 , v=0,56 м/c.

L=3600*0,49*0,56=1000 м3 /ч.

Помещение 109. Одновременная работа любых 2-х шкафов из 4-х.

Позиция 6. Вытяжной шкаф,

Характеристика вредностей: пары NO2, пары азотной кислоты (20%), тепло, до 2г/ч.

F=1,8*0,47=0,846 м2 , v=0,4/ м/c.

L=3600*0,846*0,4=1200 м3 /ч.

Позиция 7. Вытяжной шкаф,

Характеристика вредностей: радиохимическое выделение радионуклидов (ТБФ), до 1г/ч.

F=1,8*0,5=0,9 м2 , v=0,5 м/c.

L=3600*0,9*0,5=1600 м3 /ч.

Позиция 8. Вытяжной шкаф,

Характеристика вредностей: пары азотной, плавиковой кислот, до 1г/ч. F=1,8*0,47=0,846m2, v=0,52m/c.

L=3600*0,846*0,52=l 600м3/ч.

Позиция 9. Вытяжной шкаф,

Характеристика вредностей: озоление проб, радионуклиды, до 1г/ч. F=0,98*0,5=0,49 м2 , v=0,56m/c.

L=3600*0,49*0,56=1000м3/ч.

Помещение 112. Позиция 10. Вытяжной шкаф, Характеристика вредностей: тепло, до 1г/ч. F=l,5*0,5=0,75 м2 , v=0,45m/c.

L=3600*0,75*0,45=1200м3/ч.

Помещение 201.

Позиция 11. Вытяжной шкаф,

Характеристика вредностей: пары азотной, серной кислот, до 1г/ч.

F=1,5*0,5=0,75m2, v=0,45m/c.

L=3600*0,75*0,45=1200м3/ч.

Помещение 207. Одновременная работа позиций 12 или 13,14.

Позиция 12. Вытяжной шкаф,

Характеристика вредностей: пары аммиака, азотной и соляной кислот, до 1г/ч.

F=1,5*0,5=0,75m2, v=0,45m/c.

L=3600*0,75*0,45=1200м3/ч.

Позиция 13. Вытяжной шкаф,

Характеристика вредностей: тепло (сжигание осадка сульфата бария), до 1г/ч.

F=0,98*0,5=0,49 м2 , v=0,5m/c.

L=3600*0,49*0,5=1000м3/ч.

Позиция 14. Вытяжной шкаф, Характеристика вредностей: тепло, до 1г/ч. F=0,98*0,5=0,49 м2 , v=0,5m/c.

L=3600*0,49*0,5=l 000м3/ч.

Помещение 209.

Позиция 15. Вытяжной шкаф, 2 шт.

Характеристика вредностей: пары азотной, серной кислот, фосфорной, окислы азота, тепло (выпаривание), до 50г/ч.

F=l,8*0,47=0,846 м2 , v=0,4m/c.

L=3600*0,846*0,4=1200м3/ч.

Позиция 16. Вытяжной шкаф.

Характеристика вредностей: пары азотной, плавиковой, соляной кислот, до 50г/ч.

F=1,5*0,5=0,75m2, v=0,45m/c.

L=3600*0,75*0,45=1200м3/ч.

Позиция 17. Вытяжной шкаф.

Характеристика вредностей: пары хлороформа, тепло, до 2г/ч.

F=l,5*0,5=0,75 м2 , v=0,45m/c.

L=3600*0,75*0,45=1200м3/ч.

Помещение 212.

Позиция 18. Вытяжной шкаф.

Характеристика вредностей: пары азотной кислоты, тепло, до 20г/ч. F=l,8*0,47=0,846 м2 , v=0,4m/c.

L=3600*0,846*0,4=1200м3/ч.

Помещение 213.

Позиция 19. Вытяжной шкаф.

Характеристика вредностей: пары азотной, соляной кислот, тепло, до 20г/ч. F=l,8*0,47=0,846 м2 , v=0,4m/c.

L=3600*0,846*0,4=1200м3/ч.

Помещение 214. Одновременная работа одной из позиций.

Позиция 20. Вытяжной шкаф.

Характеристика вредностей: пары серной кислоты, до 2г/ч. F=1,5*0,6=0,9m2, v=0,37m/c.

L=3600*0,9*0,37=1200m3/ч.

Позиция 21. Вытяжной шкаф.

Характеристика вредностей: пары гексана, до 5г/ч.

F=1,8*0,47=0,846m2, v=0,45m/c.

L=3600*0,846*0,45=1200м3/ч.

Воздушный баланс помещений

Помещения, где находятся вытяжные шкафы, применяем комбинированную схему вентиляции. Наряду с приточно-вытяжной общеобменной вентиляцией (где общеобменный приток подается перетоком из коридора) имеется местная вытяжка, которая компенсируется притоком, подаваемым в верхнюю зону.

Рассчитаем воздушный баланс для помещения 102 (Участок обработки и подготовки радиоактивных проб).

Температура удаляемого воздуха из верхней зоны помещения 102 и его плотность вычисляем по формулам:

Где - температура воздуха рабочей зоны,,

grad t определяем согласно [12, стр. 93, табл. 8.2];

Н - высота помещения, м;

- высота рабочей зоны, = 1,5 м

- плотность воздуха, кг/м3 ;

tух тп = 26,3 + 0,25 • (3,5 -1,5) = 26,8 °С;

tух хп = 25 + 0,25 • (3,5 -1,5) = 25,5 °С;

ух тп =1,178 кг/м3 ;

ух хп =1,183 кг/ м3 .

1) Теплый период:

Количество приточного воздуха находим из выражения:


Gпр = Gм.о. +Gв.з. ; (20)

Количество приточного воздуха равно количеству вытяжного воздуха

Gпр = Gвыт = Gм.о. + Gв.з. где: Gпр - количество приточного воздуха, кг/ч;

Gм.о. - количество воздуха, удаляемого местными отсосами, кг/ч;

Gв.з. - количество воздуха в верхней зоне, кг/ч;

Gв.з тп . = 6Fp = 6 •20,8•1,178 = 147 кг/ч (21)

где: F - площадь помещения, м2 ;

р - плотность воздуха, кг/ м3 ;

Gпр тп = 1018 + 147 = 1165 кг/ч

2. Холодный период:

Количество приточного воздуха, а также количество воздуха верхней зоны, можно найти, решив систему из двух уравнений:

Gпр = Gм.о. +Gв.з.

Gпр • tпр + Qизб / C = Gм.о. • tрз + Gв.з. • tуд ,

где: Gпр - количество приточного воздуха, кг/ч;

Gм.о. - количество воздуха, удаляемого местными отсосами, кг/ч;

Gв.з - количество воздуха в верхней зоне, кг/ч;

Qизб - количество избытков тепла, кДж/ч;

tрз - температура рабочей зоны, °С (tрз =25 °С);

C - теплоемкость воздуха, кДж/(кг°С) (С= 1,005 кДж/(кг •°С));

tуд - температура удаляемого воздуха, °С (tуд =25,5 °C);

Qизб - количество избытка тепла, кДж/ч, Qизб = 1033кДж/ч.

Gв.з хп . = 6Fp = 6 •20,8•1,183 = 147,6 кг/ч,


где: F - площадь помещения, м2 ;

р - плотность воздуха, кг/м3 ;

Gпр хп = 1014 + 147,6 = 1162 кг/ч

Найдем tпр :

Для остальных помещений расчет аналогичный. Данные расчета сведем в таблицу

Таблица 10.

№ пом Период года Gпр, кг/ч Gвз, кг/ч tух, °С tпр, °С
102 ТП 1165 147 26,8 22,3
ХП 1162 147,6 25,5 24
103 ТП 1293 147 26,8 22,3
ХП 1285 147,6 25,5 24
109 ТП 2516 309 27 22,3
ХП 2198 310 25,7 24
112 ТП 1168,6 150,6 26,8 22,3
ХП 1165,7 151,3 25,5 24
201 ТП 1149,6 131,6 26,7 22,3
ХП 1146,6 132,2 25,4 24
207 ТП 1830,3 132,2 26,9 22,3
ХП 1822,8 132,8 25,6 24
209 ТП 1163 145 26,8 22,3
ХП 1160 145,5 25,5 24
212 ТП 1152,2 134,2 26,8 22,3
ХП 1149,2 134,8 25,5 24
213 ТП 1152,2 134,2 26,7 22,3
ХП 1149,2 134,8 25,4 24
214 ТП 1152,2 134,2 26,7 22,3
ХП 1149,2 134,8 25,4 24

Таблица 10. Воздушный баланс здания

Этаж Период года Внутренние параметры Приток Вытяжка
tпр. °С tр.з. °С ρ,% м3/ч кг/ч м3/ч кг/ч
1 ХП 24 25 75 9200 10935 9231 10935
2 ХП 24 25 75 11355 13496 11224 13295
3 ХП 24 25 75 170 201
Всего по зданию 20555 24431 20625 24431

8. Выбор приточной камеры

Выбор типа и числа приточных камер

П1: Принимаем приточную камеру КЦК-20-П-200/5.

П2: Принимаем приточную камеру КПП-0,5-Л-5,5/4.

Выбор секций подогрева для приточных систем

Произведем расчет секции подогрева для системы П-1 с приточной камерой КЦК-20-П-200/5, нагревающей воздух с начальной температурой tн = -28° С до конечной температуры 24 ° С. Количество нагреваемого воздухаL= 20275 м3 /ч.

Определяем расход тепла Q, ккал/кг, на нагрев воздуха по формуле:

Q= 0,24*G*(tк - tн ) (22)

где G - количество нагреваемого воздуха, кг/ч;

0,24 - теплоемкость воздуха, ккал/(кг °С);

tн - начальная температура нагреваемого воздуха, °С;

tк - конечная температура нагретого воздуха, °С

Поверхность нагрева калориферной установки определяется из выражения


F = (23)

где к - коэффициент теплопередачи калорифера, ккал/(м2*ч*°С);

∆tcp - средняя разность температур теплоносителя и воздуха, °С;

(24)

где tr - температура горячей воды на входе в калорифер, °С;

tо - температура обратной воды на выходе из калорифера, °С

Массовая скорость воздуха в живом сечении калориферной установки определяется по формуле

(25)

где fж - площадь живого сечения для прохода воздуха, м2 ;

Расход воды определяется по формуле

(26)

Скорость воды в трубках калориферной установки определяется

по формуле

(27)

где fтр - площадь живого сечения трубок калориферной установки для прохода теплоносителя, м2;

Сопротивление калориферов движению воздуха зависит от модели калорифера и массовой скорости ор проходящего через него воздуха.

При подборе калориферов принимаем запас: на сопротивление по воде -20%.

Рассчитаем калорифер для системы П1.

1. Расход тепла на нагрев воздуха составит

Q= 0,24*20275 * 1,23 * (24 +28)=293274 ккал/ч

1. Определим расход воды

2. Вычислим скорость воды в трубках калориферной установки

Условию w≥0,02 отвечает калорифер типа 12.1 -М-А-НВ-1620–1150-2-2,0-

4-50-6.

4. Найдем массовую скорость

5. Коэффициент теплопередачи находим по табличным данным [9] исходя из значения массовой скорости - к=49,5, ккал/(м2*ч*°С);

6. Определим поверхность нагрева калориферной установки

Фактическая поверхность нагрева Рф =71,06 м2

Запас поверхности нагрева составляет

,

что допустимо.

Произведем расчет секции подогрева для системы П-2 с приточной камерой КПП-0,5-Л-5,5/4, нагревающей воздух с начальной температурой tн = -28° С до конечной температуры 24 ° С. Количество нагреваемого воздуха L= 280 м3 /ч.

Рассчитаем калорифер для системы П2.

1. Расход тепла на нагрев воздуха составит

Q=0,24*280*1,23 *(24+28)=4050 ккал/ч

2. Определим расход воды

3. Вычислим скорость воды в трубках калориферной установки

Условию w≥0,02 отвечает калорифер типа 12.1-М-А-НВ-250-200-3-2,4-6-25.

4. Найдем массовую скорость

5. Коэффициент теплопередачи находим по табличным данным [9] исходя из значения массовой скорости - к=9,5, ккал/(м2*ч*°С);

6. Определим поверхность нагрева калориферной установки

Фактическая поверхность нагрева Fф =9,9 м2

Запас поверхности нагрева составляет

что допустимо.

9. Аэродинамический расчет вентиляционных систем

Аэродинамический расчет вентиляционных систем производится на основании расчетных аксонометрических схем систем вентиляции.

На схеме расставляются номера участков, начиная от самого удаленного и нагруженного участка. Затем рассчитываются объемные расходы воздуха на каждом участке и заносятся в таблицу. Туда же заносятся длины участков, снятые с планов.

Методика аэродинамического расчета

Строим аксонометрическую схему вентиляционной сети.

Систему разбиваем на отдельные участки. Расчетный участок характеризуется постоянным по длине расходом воздуха. Границами между отдельными участками служат тройники.

Выбираем основное направление, которое представляет собой наиболее протяженную цепочку последовательно расположенных участков.

Диаметры круглых металлических воздуховодов принимаем по скорости воздуха. Рекомендуемая скорость принимается из условий: начало системы 5-6 м/с, у вентилятора 10-16 м/с.

Определяем фактическую скорость

(29)

Находим динамическое давление:

(30)

По значению в и V по таблицам для круглых воздуховодов определяем значение удельных потерь давления на трение R.

Выбираем коэффициент местных сопротивлений и подсчитываем сумму их по участкам Σ £. Расчеты сведем в таблицы

Рассчитываем полные потери давления по участкам


Rl + Z = Rl + Σ£Pд (30)

Таблица 11. Местные сопротивления П1

Уч. Название местного сопротивления ξ Σξ
1 Перфорированный воздухораспределитель 1,2 1,2
2 Тройник 0,2 0,2
3 Тройник 0,45 0,45
4 Тройник 0,35 0,35
5 Тройник 0,2 0,2
6 Тройник 0,45 0,45
7 Тройник 0,3 0,3
8 Тройник 0,15 0,15
9 Тройник 0,5 0,5
10 Тройник 0,9 0.9
11 Тройник 0,55 0,55
12 Тройник 0,2 0,2
13 Тройник 0,35 0,35
14 Тройник 0,7
Поворот на 90 ° 0,59 1,29
15 Тройник 0,9
Калорифер
Соединительная секция
16 Решетка 1,2 1,2
17 2 решетки 2*1,2 2,4
18 Тройник 0,2
2 Поворота на 90 2*0,18 0,36
19 Тройник 0,2 0,2
20 Тройник 0,2
2 Поворота на 90 ° 2*0,2 0,6
21 Тройник 0,35 0,35
22 Тройник 0,2 0,2
23 Тройник 0,2 0,2
24 Тройник 0,35 0,35
25 Тройник 0,4 0,4
26 Тройник 0,2 0,2
27 Тройник 0,2
Поворот на 90 и 0,5 0,7
28 Тройник 0,2 0,2
29 Решетка 1,2
Поворот на 90 ° 0,08 1,28
30 Решетка 1,2
Поворот на 90 и 0,08 1,28
31 Решетка 1,2
Поворот на 90 0,2 1,4
32 Дифузор 1,2 1,2
33 Решетка 1,2
Поворот на 90 и 0,08 1,28
34 Решетка 1,2
Поворот на 90 ° 0,08 1,28
35 Перфорированный воздухораспределитель 1,2
36 Решетка 1,2 2,4
37 Перфорированный воздухораспределитель 1,2
38 Дифузор 1,2 2,4
39 Перфорированный воздухораспределитель 1,2 1,2
40 Перфорированный воздухораспределитель 1,2 1,2
41 Решетка 1,2 1,2
42 Решетка 1,2 1,2
43 Перфорированный воздухораспределитель 1,2 1,2
44 Решетка 1,2 1,2
45 Решетка 1,2 1,2
46 Поворот на 90 0,08
Дифузор 1,2 1,28
47 Перфорированный воздухораспределитель 1,2 1,2
48 Перфорированный воздухораспределитель 1,2 1,2
49 Перфорированный воздухораспределитель 1,2 1,2
50 Решетка 1,2 1,2
51 Перфорированный воздухораспределитель 1,2 1,2
52 Перфорированный воздухораспределитель 1,2 1,2
53 3 решетки 3*1,2
Поворот на 90 ° 0,2 3,8
54 Тройник 0,2 0,2
55 Решетка 1,2 1,2
56 Поворот на 90 ° 0,18
Дифузор 1,2 1,28
57 Решетка 1,2 1,2

Таблица 12. Местные сопротивления П2

Уч. Название местного сопротивления ξ Σξ
1 Решетка 1,2
Поворот на 90 ° 0,08 1,28
2 Тройник 0,2
2 Поворота на 90 и 5*0,08
Шумоглушитель 2*24
3 Калорифер
Соединительная секция 1,2
Решетка 1,2 1,2

Таблица 13. Местные сопротивления В1

Уч. Название местного сопротивления ξ Σξ
1 Решетка 1,2
3 поворота на 90 ° 2*0,08 1,36
2 Тройник 0,2 0,2
3 Тройник 0,35 0,35
4 Тройник 0,18
3 Поворота на 90 ° 3*0,25 0,93
5 Тройник 0,6 0,6
6 Тройник 0,35
2 Поворота на 90 ° 2*0,29
Конфузор перед вентилятором 0,64 1,57
7 Конфузор после вентилятора 0,64
2 Поворота на 90 ° 2*0,29 1,22
8 Решетка 1,2
2 Поворота на 90 2*0,08 1,36
9 Тройник 0,2 0,2
10 Тройник 0,2 0,2
11 Тройник 0,6 0,6
12 Тройник 0,35 0,35
13 Решетка 1,2
Поворот на 90 ° 0,08 1,28
14 Тройник 0,75 0,75
15 Тройник 0,15 0,15
16 Решетка 1,2 1,2
17 Решетка 1,2 1,2
18 Решетка 1,2 1,2
19 Решетка 1,2 1,2
20 Решетка 1,2
Поворот на 90 ° 0,08 1,28
21 Решетка 1,2 1,2
22 Решетка 1,2
Поворот на 90 ° 0,08 1,28
23 Решетка 1,2
Поворот на 90 ° 0,08 1,28
24 Вытяжной дифузор 1,2. 1,2

Таблица 14. Местные сопротивления В2 Таблица 18

Уч. Название местного сопротивления ξ Σξ
1 6 поворотов на 90 ° 6*0,25 0,75
2 5 поворотов на 90 ° 5*0,25
Тройник 0,6
Конфузор перед вентилятором 0,64 2,49
3 Конфузор после вентилятора 0,64
2 Поворота на 90 2*0,25 1,14
4 3 Поворота на 90 ° 3*0,2 0,6

Таблица 15. Местные сопротивления В3

Уч. Название местного сопротивления ξ Σξ
1 6 поворотов на 90 ° 6*0,25 1,5
2 Тройник 0,3
Конфузор перед вентилятором 0,64 0,94
3 Конфузор после вентилятора 0,64
2 Поворота на 90 ° 2*0,29 1,22
4 3 Поворота на 90 и 3*0,2 0,6

Таблица 16. Местные сопротивления В4

Уч. Название местного сопротивления ξ Σξ
1 5 поворотов на 90 ° 5*0,25 1,25
2 Тройник 0,5. 0,5
3 Тройник 0,2 0,2
4 Тройник 0,5
Конфузор перед вентилятором 0,64 1,14
5 Конфузор после вентилятора 0,64
2 Поворота на 90 ° 2*0,43 1,5
6 Поворот на 90 и 0,25 0,25
7 Тройник 0,35
Поворот на 90 ° 0,25 0,6
8 Поворот на 90 ° 0,2 0,2
9 3 Поворота на 90 ° 3*0,2 0,6
10 Поворот на 90 ° 0,2 0,2
11 Тройник 0,2 0,2
12 Тройник 0,2
Поворот на 90 ° 0,29 0,49
13 Поворот на 90 ° 0,2 0,2
14 Поворот на 90 ° 0,2 0,2

Таблица 17. Местные сопротивления В5

Уч. Название местного сопротивления ξ Σξ
1 Вытяжной дифузор 1,2
Поворот на 90 и 0,2 1,4
2 Тройник 0,3
Поворот на 90 и 0,24 0,54
3 Тройник 0,15
3 Поворота на 90 ° 3*0,24 0,87
4 Тройник 0,4 0.4
5 Тройник 0,2
Конфузор перед вентилятором 0,64 0,84
6 Конфузор после вентилятора 0,64
2 Поворота на 90 ° 2*0,31 1,26
7 Вытяжной дифузор 1,2
Поворот на 90 и 0,18 1,38
8 Тройник 0,35 0,35
9 Тройник 0,2
3 Поворота на 90 и 3*0,25 0,95
10 Вытяжной дифузор 1,2
Поворот на 90 ° 0,18 1,38
11 Вытяжной дифузор 1,2 1,2
12 Вытяжной дифузор 1,2 1,2
13 Вытяжной дифузор 1,2 1,2
15 Тройник 0,35
2 Поворота на 90 ° 2*0,2 0,75
16 2 Поворота на 90 ° 2*0,2 0,4

Таблица 18. Местные сопротивления В6

Уч. Название местного сопротивления ξ Σξ
1 Решетка 1,2
2 поворота на 90 ° 2*0,08 1,36
2 Тройник 0,3
3 Поворота на 90 и 3*0,08 1,44
3 Тройник 0,5
3 Поворота на 90 и 3*0,2 1,1
4 Тройник 0,5
2 поворота на 90 ° 2*0,2
Конфузор перед вентилятором 0,64 1,54
5 Конфузор после вентилятора 0,64
2 Поворота на 90 ° 2*0,2 1,04
6 Решетка 1,2
Поворот на 90 и 0,08 1,28
7 Решетка 1,2
2 поворота на 90 и 2*0,08 1,28
8 Тройник 0,35
Поворот на 90 и 0,18 0,53
9 Решетка 1,2
Поворот на 90 ° 0,08 1,28
10 2 решетки 2*1,2
Поворот на 90 ° 0,08 2,48

Таблица 19. Местные сопротивления В7

Уч. Название местного сопротивления ξ Σξ
1 2 Решетки 2*1,2
3 Поворота на 90 3*0,08 2,64
2 Тройник 0,4
2 Поворота на 90 ° 2*0,08
Конфузор перед вентилятором 0,64 1,2
3 Конфузор после вентилятора 0,64
4 Поворота на 90 ° 4*0,08
4 Решетка 1,2 2,16
Поворот на 90 0,08 1,28

Таблица 20. Местные сопротивления В8

Уч. Название местного сопротивления ξ Σξ
1 Решетка 1,2
Поворот на 90 и 0,08. 1,28
2 Тройник 0,2
2 Поворота на 90 ° 2*0,08
Конфузор перед вентилятором 0,64 2
3 Конфузор после вентилятора 0,64
4 Поворота на 90 ° 4*0,08 0,96
4 Решетка 1,2
Поворот на 90 ° 0,08 1,28

Таблица 21. Местные сопротивления В9

Уч. Название местного сопротивления ξ Σξ
1 Решетка 1,2
Поворот на 90 ° 0,08 1,28
2 Тройник 0,35 0,35
3 Тройник 0,4 0,4
4 Тройник 0,35
3 Поворота на 90 ° 3*0,18 0,89
5 Тройник 0,5
2 Поворота на 90 ° 2*0,25 1
6 Тройник 0,15
Поворот на 90 и 0,25 0,4
7 Тройник 0,3
Поворот на 90 и 0,25
Конфузор перед вентилятором 0,64 1,19
8 Конфузор после вентилятора 0,64
4 Поворота на 90 ° 4*0,25 1,64
9 Решетка 1,2
Поворот на 90 0,08 1,28
10 Тройник 0,5 0,5
11 Тройник 0,35 0,35
12 Тройник 0,2
Поворот на 90 и 0,15 0,35
13 Решетка 1,2 1,2
14 Решетка 1,2 1,2
15 Решетка 1,2 1,2
16 Решетка 1,2
Поворот на 90 0,18 1,38
17 Решетка 1,2
Поворот на 90 и 0,08 1,28
18 Решетка 1,2 1,2
19 Вытяжной дифузор 1,2 1,2
20 2 Решетки 2*1,2 2,4
21 Тройник 0,2
Поворот на 90 и 0,08 0,28
22 Решетка 1,2 1,2

Таблица 22. Местные сопротивления В10

Уч. Название местного сопротивления ξ Σξ
1 Поворот на 90 ° 0,2 0,2
2 Тройник 0,35
3 Поворота на 90 ° 3*0,2 0,95
3 Тройник 0,5
4 Поворота на 90 4*0,29
Конфузор перед вентилятором 0,64 2,3
4 Конфузор после вентилятора 0,64
2 Поворота на 90 и 2*0,29 1,22
6 5 Поворотов на 90 ° 5*0,2 1

Таблица 23. Местные сопротивления В11

Уч. Название местного сопротивления ξ Σξ
1 5 Поворотов на 90 5*0,2 1
2 Тройник 0,2
7 Поворотов на 90 7*0,2
Конфузор перед вентилятором 0,64 2,24
3 Конфузор после вентилятора 0,64
5 Поворотов на 90 и 5*0,2 1,64
4 2 Поворота на 90 ° 2*0,2 0,4
5 2 Поворота на 90 и 2*0,2 0,4
6 3 Поворота на 90 ° 3*0,2 0,6

Таблица 24. Местные сопротивления В12

Уч. Название местного сопротивления ξ Σξ
1 Поворот на 90 0,2 0,2
2 Тройник 0,2
5 Поворотов на 90 2*0,2 0,6
3 Тройник 0,35
2 Поворота на 90 ° 2*0,29
Конфузор перед вентилятором 0,64 1,57
4 Конфузор после вентилятора 0,64
4 Поворота на 90 ° 4*0,29 1,8
5 Поворот на 90 ° 0,2 0,2
6 2 Поворота на 90 ° 2*0,2 0,4

Таблица 25. Местные сопротивления В13

Уч. Название местного сопротивления ξ Σξ
1 Решетка 1,2
3 Поворота на 90 ° 3*0,08 1,44
2 Тройник 0,2
3 Поворота на 90 ° 3*0,2
Конфузор перед вентилятором 0,64 1,44
3 Конфузор после вентилятора 0,64
4 Поворота на 90 ° 4*0,2 1,44
4 Решетка 1,2
Поворот на 90 ° 0,08 1,28
5 Тройник 0,35
2 Поворота на 90 2*0,2 0,75
6 Решетка 1,2
Поворот на 90 ° 0,08 1,28

Таблица 26. Местные сопротивления В14

Уч. Название местного сопротивления ξ Σξ
1 Решетка 1,2
Поворот на 90 ° 0,07 1,27
2 Тройник 0,2
5 Поворотов на 90 ° 5*0,08
Конфузор перед вентилятором 0,64 * 1,24
3 Конфузор после вентилятора 0,64
3 Поворота на 90 и 3*0,08 0,88
4 Решетка 1,2 1,2

Таблица 27. Местные сопротивления В15

Уч. Название местного сопротивления ξ Σξ
1 Решетка 1,2
Поворот на 90 и 0,08
Конфузор перед вентилятором 0,64 1,92
2 Конфузор после вентилятора 0,64
3 Поворота на 90 ° 3*0,08 0,88

10. Выбор вентиляционного оборудования

Вентиляционное оборудование для приточных и вытяжных систем выбираем по их производительности и по потерям давления. Подбор вентиляционного оборудования сведем в таблицу 28.

Таблица 28. Вентиляционное оборудование

Тип вентилятора Двигатель Частота вращения рабочего колеса, об/мин Производительность, тыс. м3/ч Полное давление, Па Масса вентилятора, кг
Типоразмер Мощность кВт
П1 GXLB-5-63 АИР132М4 11 1500 15-25 850-450 55
П2 GXLF-5-014 АИР63А2 0,37 3000 0,2-0,5 250-450 10
В1 ВЦ4-75-4 4А71В4 0,75 1500 1,87-3,67 440-231 50,5
В2 ВЦ4-75-3,15 4А80А2 1,5 3000 2,1-3,7 1200-623 41,5
ВЗ ВЦ4-75-4 4А71В4 0,75 1500 1,87-3,67 440-231 50,5
В4 ВЦ-14-46-5 4А112МВ6 4 950 6,60-8,80 940-1050 129
В5 ВЦ4-75-4 4А71В4 0,75 1500 1,87-3,67 440-231 50,5
В6 ВЦ4-75-3,15 4А80А2 1,5 3000 2,1-3,7 1200-623 41,5
В7 ВРПН-Н-1,6-2-3 АИС56А2 0,09 2930 0,2-0,7 250-50 10
В8 ВРПН-Н-1,6-2-3 АИС56А2 0,09 2930 0,2-0,7 250-50 10
В9 ВЦ14-46-2,5 АИР63В4 0,37 1320 0,97-1,42 370-440 30
В10 ВЦ4-75-4 4А71В4 0,75 1500 1,87-3,67 440-231 50,5
В11 ВЦ4-75-3,15 4А80А2 1,5 3000 2,1-3,7 1200-623 41,5
В12 ВЦ4-75-4 4А71В4 0,75 1500 1,87-3,67 440-231 50,5
В13 ВЦ4-75-3,15 4А80А2 1,5 3000 2,1-3,7 1200-623 41,5
В14 ВРПН-Н-1,6-2-3 АИС56А2 0,09 2930 0,2-0,7 250-50 10
В15 VT-125B 0,087 2500 0,2-0,4 250-50 8

11. Выбор фильтрующего оборудования

Согласно требованиям в проекте принимаются воздушные фильтры типа ФТ. Конкретная марка фильтра определяется по его производительности.

Система В2: для вытяжного шкафа позиции 7 при L = 1600м3/ч

принимаем воздушный фильтр типа ФТ - 2000У, с производительностью по воздуху 2000м3/ч, аэродинамический коэффициент сопротивления 260 Па, степень очистки 99,995%.

Для вытяжного шкафа позиции 9 при L = 1000м3/ч, принимаем воздушный фильтр типа ФТ - 1200У, с производительностью по воздуху 1200м3/ч, аэродинамический коэффициент сопротивления 270 Па, степень очистки 99,995%.

Система В11: для вытяжного шкафа позиции 3 при L = 1350м3/ч

принимаем воздушный фильтр типа ФТ - 2000У, с производительностью по воздуху 2000м3/ч, аэродинамический коэффициент сопротивления 260 Па, степень очистки 99,995%.

Для вытяжного шкафа позиции 4 при L = 1350м3/ч, принимаем воздушный фильтр типа ФТ - 2000У, с производительностью по воздуху 2000м3/ч, аэродинамический коэффициент сопротивления 260 Па, степень очистки 99,995%.