Дипломная работа: Промышленная вентиляция

Дополнительные теплопотери, определяемые ориентацией ограждений по сторонам света, рассчитываются как:

(10)

где - коэффициент добавки на ориентацию;

- основные теплопотери через данное ограждение.

Дополнительные теплопотери на нагревание холодного воздуха, поступающего при кратковременном открывании наружных входов, не оборудованных воздушно-тепловыми завесами.

Для дверей:

(11)

где - значение коэффициента добавок;

- основные теплопотери через двери в помещении лестничной клетки;

- коэффициент добавки на открывание наружных дверей.

В общественных зданиях инфильтрация происходит через окна, наружные и внутренние двери, щели, стыки стеновых панелей.

Инфильтрацию воздуха через оштукатуренные крупнопанельные стены практически можно не учитывать из-за их высокого сопротивления воздухопроницаемости.

Расчет тепловых потерь здания сведен в таблицу приложения Б.

1.4 Тепловлажностный баланс помещений

Основными вредными выделениями, которые поступают в помещение, являются избыточная теплота и влага.

Расчеты сводятся в таблицу В2, приложение В

1.4.1 Теплопоступления расчетного помещения в теплый, переходный и холодный периоды года

Избыточная теплота (избытки явной теплоты) - остаточное количество явной теплоты (за вычетом теплопотерь), поступающих в помещение при расчетных параметрах наружного воздуха после осуществления всех технологических мероприятий по их уменьшению (тепловой изоляции оборудования, трубопроводов и пр.). Избыточная теплота определяется как сумма теплопоступлений от людей, искусственного освещения, электродвигателей, нагретого оборудования, остывающих материалов, через заполнения световых проемов, через массивные ограждающие конструкции

1.4.1.1 Расчет инсоляции

Методика определения теплопоступлений через заполнение световых проемов изложена в [17]. Теплопоступления через заполнение световых проемов складываются из теплопоступлений за счет солнечной радиации и за счет теплопередачи.

Q||= Q||p+ Q||m =q||pF||+ q||mF|| (12)

Теплопоступления за счет солнечной радиации через заполнение световых проемов

Q||p =q||pF|| (13)

где F|| -площадь световых проемов;

q||p- теплопоступления за счет солнечной радиации через 1 м2 вертикального заполнения световых проемов

qср=(qвпр*Kинс+qврас*Kобл) ?Котн?ф2 (14)

qвпр - кол-во теплоты прямой солнечной радиации,

qврас - кол-во теплоты рассеянной солнечной радиации;

qвпр, qврас - принимается в зависимости от географической широты и ориентации световых проёмов по табл. 22.1 [17];

Котн - коэффициент относительного проникания солнечной радиации через окно, отличающиеся от обычного одинарного остекленения, принимаемый по табл. 22.5 [17] (в расчётах принимаем окно с жалюзи с Котн = 0,55)

ф2- коэффициент учитывающий затенение окна переплётами, принимаемый по табл. 22.6 [17] (в расчетах принимаем равным 0,5)

Кинс - коэффициент инсоляции:

Кинс= (1+ ) ?(1- ) (15)

H и B - соответственно высота и ширина окна [м];

Lm и LB - выступ плоскости стены от поверхности окна, или расстояние от окна до солнцезащитных козырьков (в расчетах принимаем равными 1).

При отсутствии солнцезащитных козырьков Lm=LB=0,1м в панельном здании.

а, с - относ солнцезащитных козырьков от окна, [м] (Без козырьков а=с=0)

в- угол, между вертикалью и проекцией солнечного луча на вертикальную плоскость, перпендикулярную окну:

в =arctg(ctg(h)? cos(Aco)) (16)

Aco - солнечный азимут остекленения, (по табл. 22.2 [17]);

h - высота стояния солнца, (по табл. 22.3 [17]);

Кобл - коэффициент облучения:

Кобл= Кобл.г? Кобл.в (17)

Кобл.г и Кобл.в - коэффициент облучения в горизонтальной и вертикальной плоскостях (в расчётах Кобл принимаем =1)

Расчеты ведутся в обратном порядке. Сначала определяем угол в:

в = arctg(ctg(h)?cos(Aco)) = arctg(ctg50·cos0) = 89,16

Затем определяем Кинс:

Кинс= (1+ ) ? (1- )= (1++ ) ?(1- ) = 0,9899 1

Далее рассчитываем теплопоступления за счет солнечной радиации через 1 м2 вертикального заполнения световых проемов по сторонам света qср:

qсрсевер=(qвпрсевер*Kинс+qврассевер*Kобл) ?Котн?ф2 = (0·1+50·1)·0,55·0,5 = 30,5 Вт/м2

qсрвосток=(qвпрвосток*Kинс+qврасвосток*Kобл) ?Котн?ф2 = (0·1+56·1)·0,55·0,5 = 55,5 Вт/м2

qсрзапад=(qвпрзапад*Kинс+qврасзапад*Kобл) ?Котн?ф2 = (37·1+60·1)·0,55·0,5 = 55,5 Вт/м2

Определяем теплопоступления Q||p в зависимости от количества окон, стороны света и размера светового проема.

Qсевер = 30,5·2,52·1 = 77 Вт

Qвосток = 55,5·2,52·1 = 140 Вт

Qзапад = 55,5·2,52·1 = 140 Вт

1.4.1.2 Теплопоступления от людей и оборудования

Теплопоступления от людей зависят от выделяемой людьми энергии при работе (категории работ) и температуры окружающего воздуха.

Теплопоступления от людей, Вт:

Qлюд =n?qя?kл (18)

где n - количество людей;

qя - тепловыделения одним взрослым человеком (мужчиной) Вт, принимается в зависимости от температуры воздуха и категории работ [17].

kл=1 для мужчины;

Расчеты сводятся в таблицу В1-В2, приложение В.

Теплопоступления от оборудования, Вт:

Qлюд =n?q (19)

где n - количество рабочих мест;

qя - тепловыделения от одного рабочего места (оборудования)

Расчеты сводятся в таблицу 3.

Таблица 3 Теплопоступления от оборудования

1.4.1.3 Тепловыделения от искусственного освещения

Теплопоступления от освещения определяем по формуле:

Qocв = Е? F?qосв?hосв (20)

где Е - уровень освещённости, принимаемый по табл. 2.5 [17]

F - площадь зала;

qосв - удельные тепловыделения, принимаемые по табл. 2.6 [17].

hocв - доля тепла, поступающего в помещение (т.к. источники света находятся в помещении); Расчет сводим в таблицу В1, приложение В

Расчет влаговыделений от людей

Поступления влаги от людей в помещение зависят от категории работ и от температуры окружающего воздуха в помещении.

Поступление влаги от людей, г/ч:

M = m ? n ?kл (21)

где n - количество людей;

m - количество влаги, выделяемое одним человеком, г/ч (таблица 2.3 [17]);

кл=1 для мужчины;

Расчеты сводятся в таблицу В1, приложение В.

Расчет воздухообмена в помещениях

Воздухообмены разделяют по виду вредностей, для разбавления которых они предназначены: воздухообмен по избыткам явной теплоты, по избыткам влаги, по борьбе с вредными веществами. Расчетный воздухообмен должен обеспечить нормируемые параметры и чистоту воздуха в рабочей зоне помещения в теплый, холодный периоды года и при переходных условиях.

Расход приточного воздуха, м3/ч, в помещениях зданий, где отсутствуют местные отсосы, определяется для теплого, холодного периодов и переходных условий:

По методике изложенной в [17] составим таблицу В3 и сведем её в приложение В.

1.5 Принципиальный выбор систем отопления и вентиляции

1.5.1 Принципиальный выбор системы отопления

Системы отопления (отопительные приборы, теплоноситель, предельную температуру теплоносителя или теплоотдающие поверхности) следует принимать по приложению 11 из [5].

Водяная система отопления с радиаторами при температуре теплоносителя 95°С, т.к. система отопления проектируется в административно-бытовом корпусе.

В проекте предусмотрена однотрубная система отопления с температурным графиком 150°С/70°С.

1.5.2 Принципиальный выбор системы вентиляции помещений

В курсовом проекте к установке приняты принципиальные схемы вентиляции помещений с круглогодичным механическим притоком и вытяжкой. Помещения обслуживают 3 приточные системы и 6 вытяжных систем.

Количество вентиляционного воздуха определяется для каждого помещения на основании выделяющихся вредностей.

1.6 Расчет системы отопления

1.6.1 Гидравлический расчет систем водяного отопления

Количество теплоносителя, протекающего по расчетному участку определяется:

(22)

где - тепловая нагрузка рассчитываемого участка, Вт;

С - теплоемкость воды, 4,187 кДж/кг°С;

- коэффициент учета дополнительных потерь теплоты отопительными приборами, расположенными наружных ограждений, 1,04;

- коэффициент учета дополнительных потерь теплоты отопительными приборами у наружных ограждений, 1,02;

- температура воды, поступающей в систему, °С;

- температура воды на выходе из системы, °С.

Потери давления:

Z=?о?•с (23)

Расчет остальных циркуляционных колец производится аналогично.

Гидравлический расчет системы отопления сведен в таблицы приложения Г.

1.6.2 Расчет нагревательных приборов

К установке принимаем чугунные радиаторы М-140-АО. Тепловые нагрузки на отопительные приборы и количество секций рассчитаны и сведены в таблицу Г3 приложения Г.

1.7 Подбор оборудования системы отопления

Основные элементы и оборудование теплового пункта составляют гидравлическую цепочку как со стороны первичного теплоносителя теплообменника, так и со стороны вторичного теплоносителя, где элементы теплового узла являются звеньями основного циркуляционного кольца системы отопления.

На основании гидравлического расчета системы отопления был подобран теплообменник фирмы «Ридан»

Таблица 4 Характеристики теплообменника

1.7.1 Подбор балансировочных вентилей для системы отопления

Балансировочные вентили были подобраны по специальной расчетной программе.

Таблица Балансировочные вентили для системы отопления

1.8 Аэродинамический расчет системы вентиляции

Расчет ведется в соответствии с методикой, изложенной в [6].

Последовательность расчета методом характеристик сопротивлений.

Определение нагрузки отдельных расчетных участков. Для этого система разбивается на отдельные участки. Расчетный участок характеризуется постоянным по длине расходом воздуха. Границами между отдельными участками служат тройники или крестовины.

Выбор основного (расчетной магистрали) направления заключается в выявлении наиболее протяженной цепочки последовательно расположенных участков. При равной протяженности магистралей выбирают в качестве расчетной наиболее нагруженную ветку.

Нумерация участков магистрали обычно начинается с участка с меньшим расходом. Расход, длину и результаты последующих расчетов заносят в таблицу аэродинамического расчета, затем нумеруют ответвления и также заносят в таблицу.

Принимаем ориентировочное значение скорости воздуха в воздуховоде. Определяем значение удельного расхода воздуха в воздуховоде gw при скорости 5-8 м/с.

Исходя из конструктивных, архитектурных или других соображений находят размеры воздуховода, имеющего ближайшее значение gw.

Вычисляют фактическую скорость воздуха на конкретном участке воздуховода.

По таблицам находят значение удельного скоростного давления А.

По таблице определяем значение X/d.

Определяем коэффициент местного сопротивления и их сумму на рассчитываемом участке.

По формуле определяем потери давления на участке. Если температура отличается от 20оС, значение X/d умножают на поправочный коэффициент k1, а значение суммы КМС на поправочный коэффициент k2.

Потери давлений на всех участках магистрали суммируют, сумма является расчетной для подбора вентилятора. Результаты расчета заносят в таблицу. Потери давления в ответвлении ?Рот и суммарные потери давления в магистрали ?Рмаг от ее конца до точки подключения ответвления должны удовлетворять соотношению:

?Рот = ?Рмаг (24)

Несоблюдение соотношения (16) допускается при условии:

(25)

Для уравнивания расчетных потерь давления ?Рот и ?Рмаг на ответвлении устанавливается дроссель-клапан сопротивление которого определяется по[8].

В случае, когда ?Рот> ?Рмаг необходимо «расшить» ответвление, т.е. увеличить площади одного или нескольких участков, из которых оно состоит.