кДж/ч
|
|
|
|
|
Теплый
|
14
950
|
9
348
|
1672
|
25
970
|
Переходный
|
23
205
|
9
348
|
-
|
32
553
|
Холодный
|
23
205
|
-
|
32
53
|
.2 Расчет влаговыделений
Источником выделения влаги в конференц-зале
являются люди. Поступления влаги в помещение от людей зависят от категории
работ и от температуры окружающего воздуха в помещении.
Поступление влаги от людей определяются по
формуле:
, [г/ч]
где ωл -
количество влаги, выделяемое в течение часа 1 человеком, г/ч.
Определяется по таблице 4 [10].-
количество людей в помещении. n = 65 человек.
Теплый период:
в = 24 оС
кДж/ч
(г/ч)
Переходный и холодный периоды:
в =
19 оС
кДж/ч
(г/ч)
2.3 Расчет выделений СО2
Основным вредным веществом в помещениях
общественных зданий является углекислый газ, выделяющийся при дыхании людей.
Количество углекислого газа, поступающего в помещение,
вычисляется по формуле:
, [л/ч]
где - количество углекислого газа,
выделяемого в течение часа одним человеком (Таблица 4 [10]).
При легкой физической работе .-
количество человек. n = 65 человек.
, [л/ч]
2.4 Определение удельной энтальпии воздуха
Если в помещение поступает теплота и влага
одновременно, то расчет воздуха, подаваемого в помещение, производится с
помощью I-d диаграммы.
Значения Iу и Iп
определяем путем построения процесса изменения параметров воздуха на I-d
диаграмме.
Построение производится отдельно для каждого
периода года.
Теплый период:
н
= 22,1оСн = 50,2 кДж/кг
Зная расчетные параметры tн и Iн
наружного воздуха, на диаграмме наносим точку Н. В вентиляторе, а также в
процессе движения по проложенным внутри здания каналам воздух нагревается на 1оС.
Следовательно, точка Н, характеризующая воздух на входе в вентилируемое
помещение, находится на линии d = const, проведенной через точку Н на 1оС
выше последней.
На основании вычисленных ранее
значений кДж/ч и Wл
= 7475 г/ч = 7,475 кг/ч определяем величину углового коэффициента по формуле:
кДж/кг*влаги.
Температуру удаляемого воздуха
определим по формуле:
оС
где h - высота обслуживаемой зоны,
м. Принимаем h = 1,5 м, так как люди сидят.
а - коэффициент, учитывающий
изменение температуры по высоте помещения Нпом. Принимается в
зависимости от . Чтобы
вычислить "а" необходимо узнать тепловую напряженность, то есть
сколько кДж тепла приходится на 1 м3 помещения.
кДж/м3.
Если кДж/м3, то а = 0,3…1,2.
Примем а = 0,98.
Нпом - высота помещения.
Нпом = 3,68 м.
оС.
На помещенном на I-d диаграмме
транспортире соединяем прямой линией его центр со значение на лимбе,
соответствующим полученной величине ε. Через точку П проводим
параллель этой линии, которая и будет лучом процесса. На нем в пересечениях с
изотермами tв = 24 оС и tу = 26 оС
находим точки В и У, характеризующие воздух в обслуживаемой зоне помещения и
удаляемый из него.
Полученные в результате построения
точки П и У позволяют определить необходимые для вычисления воздухообменов LQ
и LW значения:
н = 50,3н = 12у
= 65у = 15,1
Одновременно
проверим, обеспечивается ли в обслуживаемой зоне (точка В) нормативная
относительная влажность воздуха, которая должна быть не более 65%. По I-d
диаграмме находим φн = 65%
(таблица 2 [10]). Этапы построения показаны на I-d диаграмме для теплого
периода года (рисунок 1).
Рисунок 1 - I-d диаграмма для переходного и
холодного периодов года
Переходный период:
н
= 10 оСн = 26,5 кДж/кг
Зная расчетные параметры tн
и Iн наружного воздуха, на диаграмме наносим точку П, через которую
проводим вертикаль, отражающую нагрев воздуха в калорифере до температуры
притока .
Пересечение этой вертикали с изотермой оС дает точку П.
На основании вычисленных ранее
значений кДж/ч и Wл
= 4875 г/ч = 4,875 кг/ч определяем величину углового коэффициента по формуле:
кДж/кг*влаги
Температуру удаляемого воздуха определим по
формуле:
оС
где h - высота обслуживаемой зоны,
м. Принимаем h = 1,5 м, так как люди сидят.
а - коэффициент, учитывающий изменение
температуры по высоте помещения Нпом. Принимается в зависимости от . Чтобы
вычислить "а" необходимо узнать тепловую напряженность, то есть
сколько кДж тепла приходится на 1 м3 помещения.
кДж/м3.
Если кДж/м3, то а = 0,8…1,5.
Примем а = 0,84.
Нпом - высота помещения.
Нпом = 3,68 м.
оС.
На помещенном на I-d диаграмме
транспортире соединяем прямой линией его центр со значение на лимбе,
соответствующим полученной величине ε. Через точку П проводим
параллель этой линии, которая и будет лучом процесса. На нем в пересечениях с
изотермами tв = 19 оС и tу = 21 оС
находим точки В и У, характеризующие воздух в обслуживаемой зоне помещения и
удаляемый из него.
Полученные в результате построения
точки П и У позволяют определить необходимые для вычисления воздухообменов LQ
и LW значения:
Iн
= 50,3н = 12у = 65у = 15,1
Одновременно
проверим, обеспечивается ли в обслуживаемой зоне (точка В) нормативная
относительная влажность воздуха, которая должна быть не более 65%. По I-d
диаграмме находим φн = 50%
(таблица 2 [10]). Этапы построений можно проследить на I-d диаграмме ниже по
тексту (рисунок 2).
Рисунок
2 - I-d диаграмма для переходного и холодного периодов года
Холодный
период:
Поскольку
поступления тепла и влаги, а также нормативная температура внутреннего воздуха
в холодный и переходный периоды одинаковы, то не будут отличаться и
соответствующие значения I и d, что делает излишним построение процесса для
холодного периода.
Рассчитаем
расход приточного воздуха в помещении для теплого и переходного периодов. В =
990 гПа
Расчетную
абсолютную температуру находим по формуле:
К
1) По
избыткам полного тепла:
Т = 22,1+273 = 295,1 К
н = 50,3н
= 12у = 65у = 15,1
м3/ч
2) По
избыткам влаги:
м3/ч
Для переходного и холодного периодов:
) По избыткам полного тепла:
Т = 10+273 = 283 К
н = 26,5н
= 5,1у = 40,5у = 7,5
м3/ч
2) По избыткам влаги:
м3/ч
Рассчитаем расход приточного воздуха
по массе выделяющихся вредных веществ для теплого и переходного периодов.
Допустимая концентрация углекислого
газа в помещении СПДК = 1,5 л/м3. Концентрация
углекислого газа Сн = 0,4 л/м3 (по заданию).
л/ч
м3/ч.
Рассчитаем нормативный воздухообмен.
Для помещений, в которых люди находятся
непрерывно не более 3 часов lнорм = 20 м3/ч. Количество
человек n = 65.
м3/ч.
В качестве расчетного воздухообмена
Lрасч конференц-зала конструкторского бюро принимается большее из
значений, определенных отдельно по всем видам вредностей - LQ, LW,
.
Расчеты показывают, что наибольший
воздухообмен получается по избыткам влаги в теплый период года - Lрасч
= 2063 м3/ч.
3. Выбор и расчет
воздухораспределительных устройств
Определим требуемую площадь живого сечения
воздухораспределителей по формуле, исходя из рекомендуемой скорости Vрек =
3 м/с.
м2.
Принимаем к установке приточные
регулируемые решетки типа РР-1(А1Б1) 100х200 с площадью живого сечения А0
= 0,016 м2. Определяем их количество:
шт.
Определим действительную скорость
движения воздуха на выходе из решеток:
м/с.
Определим расход воздуха через одну
решетку:
м3/ч.
4. Выбор и расчет калорифера
Определим необходимую тепловую мощность
калорифера по формуле:
, [Вт]
где с - удельная теплоемкость
воздуха, с = 1,005 кДж/кг* оС
, [кг/ч]
ρ - плотность наружного воздуха
при расчетной (абсолютной) температуре ; - температура приточного воздуха в
холодный период:
[оС]
- температура внутреннего воздуха в
холодный период. оС
Тогда
оС.
- температура наружного воздуха в
холодный период.
оС
К
В = 990 гПа
расч = 2063 м3/ч
кг/ч
Определим необходимую тепловую мощность
калорифера:
Вт
Задавшись массовой скоростью воздуха
м/с,
определяем необходимую площадь фронтального сечения калорифера для прохода
воздуха:
м2
По таблице 5 ([10]) выбираем марку и
модель калорифера с близким значением F’. Принимаем к установке калорифер КСк
3-6:
т = 13,26 м2;=
0.267 м2;= 0,000846 м2.
По действительной площади принятой
модели уточняем массовую скорость:
, кг/(м2*с)
Используя полученное на первом этапе
расчета значение мощности Р и площади сечения водяных трубок в выбранной модели
(таблица 5 [10]), определим скорость движения воды в трубках калорифера:
[м/с]
где свод - удельная теплоемкость
воды, кДж/кг* оС.
свод = 4,187 кДж/кг* оС.
ρвод
- плотность воды, кг/м3. ρвод
= 1000 кг/м3.г - температура горячей воды, питающей
калорифер, оС.г = 150 оС.о -
температура обратной воды, оС. tо = 70 оС.
м/с
По действительной массовой скорости и скорости
воды определяем
коэффициент теплопередачи К (таблица 6 [10]).
При кг/(м2*с) и м/с К =
36,1.
Определим действительную мощность
калориферной установки:
, [Вт]
где n - число калориферов. n = 1;т
= 13,26 м2.
Вт
Сравним требуемую мощность Р и Рдейств.
Должно выполняться условие:
Допускается превышение Рдейств над
Р не более чем на 20%.
,2 Р = 44 385,6 Вт
Рдейств = 41 885 Вт
Определяем аэродинамическое
сопротивление калорифера по массовой скорости воздуха:
Па.
5. Выбор и расчет воздушных фильтров
.1 Выбор фильтра
На основании таблицы 7 [10] принимаем начальную
запыленность воздуха. Начальную запыленность воздуха здания, расположенного в
жилом районе промышленного города принимаем Сн = 0,5 мг/м3.
Зная начальную Сн и допустимую
остаточную запыленность Ск = 0,15 мг/м3 определяем
необходимую эффективность очистки воздуха по формуле:
По средней величине проскока 1-Е =
(1-0,7) = 0,3 = 30% определяем, что необходимая эффективность очистки может
быть обеспечена фильтрами типа ФяУБ, ФяУК, ФРУ.
На основании того, что для очистки
воздуха, содержащего 0,5 и более мг/м3 пыли применяют главным
образом масляные фильтры III класса, выбираем по таблице 4.2 [5] ячейковый
фильтр ФяУБ (III) с фильтрующим материалом ФСВУ.
Далее по приложению IV.1, IV.2 [5]
по пропускной способности фильтра выбираем необходимый нам фильтр - Ус39А00.000
с таким расчетом, чтобы фильтр смог пропустить необходимое нам количество
воздуха Lрасч = 2063 м3/ч.
Пропускная способность - 3-3,5 тыс.
м3/ч;
Компоновка ячеек в панели - 1х2;
Количество ячеек в панели - 2.
5.2 Расчет фильтра
Определим общую площадь рабочего сечения
фильтра, учитывая данные таблицы 4.2 [5], согласно которой площадь рабочего
сечения фильтра ФяУБ = 0,22 м2.. Учитывая, что количество ячеек в
фильтре 2, получаем:
м2
Определим воздушную удельную
нагрузку на фильтр входного сечения:
м3/ч*м2
По рисунку 4.3 [5] определяем
начальное сопротивление фильтра Н, Па.
L = 4,689 м3/ч*м2.
Этапы построения можно проследить на
рисунке 3.
Рисунок 3 - Аэродинамические
характеристики фильтров и фильтрующих материалов
Из рисунка видно, что Н = 20 Па.
Задаемся предельно допустимым
сопротивлением фильтра (при отсутствии соответствующих указаний в техзадании
принимают допустимое сопротивление в 2-3 раза больше, чем начальное).
Тогда предельно допустимое
сопротивление фильтра:
Па.
По рисунку 4.4 [5] определяем количество пыли М
в граммах, уловленной фильтром к моменту достижения допустимого сопротивления Н
= 60 Па. М = 260 г/м2.
Далее по рисунку 4.4 [5] на основании величины
проскока определяем для выбранного фильтра среднюю эффективность очитки.
Этапы построения изображены на
рисунке 4.
Рисунок 4 - Пылевая характеристика
фильтров и фильтрующих материалов
По расходу Lрасч = 2063 м3/ч
и запыленности Сн = 0,5 мг/м3 =0,0005 г/ м3 очищаемого
воздуха и эффективности очистки фильтра Е = 0,94 = 94%, определенной по
техническим данным фильтра, рассчитаем количество пыли, улавливаемой фильтром в
течение часа:
[г/ч]
Определим продолжительность работы
фильтра до очередной регенерации (или срок службы нерегенерируемого фильтра):
[ч]
Для того, чтобы определить
количество пыли М в граммах, необходимо умножить количество на общую площадь
рабочего сечения фильтра Fф = 0,44 м2. Получим:
(г)
(ч)
6. Аэродинамический расчет
вентсистемы
Аэродинамический расчет воздуховодов сводится к
определению размеров их поперечного сечения, а также потерь давления на
отдельных участках при заданном расходе и рекомендуемой скорости.
В здании запроектированы воздуховоды
прямоугольного сечения, так как они сочетаются с интерьером внутренних
помещений. В помещении воздуховоды прокладываются под потолком. Воздуховоды
выполнены из листовой стали.
Рекомендуемые скорости в воздуховодах
вентиляционных систем:
· Не более 4 м/с на начальном участке;
· В горизонтальных сборных каналах от
5,0 до 8,0 м/с;
· На подходе к вентилятору 7-8 м/с.
Задаваясь скоростью движения воздуха в
воздуховодах V, м/с, определим площади поперечного сечения воздуховодов по
участкам согласно формуле:
м2
где n - порядковый номер участка;n
- расход воздуха на n-ом участке;n - скорость движения воздуха на
n-ом участке.
Для подбора необходимого сечения
воздуховодов изначально примем к расчету скорости:
· на начальном участке равной 3,8 м/с;
· на 2 участке - 4,5 м/с;
· на 3 участке - 5,5 м/с;
· на 4 участке - 6,0 м/с;
· на 5 участке - 7,0 м/с;
· на 6 участке - 7,5 м/с;
· на 7 участке - 8 м/с.
После этого по значению F подбираем стандартные
размеры прямоугольных воздуховодов. Все данные заносим в таблицу 3.
Далее вычисляем фактическую скорость движения
воздуха V, м/с по формуле:
, [м/с]
где Fф - фактическая
площадь поперечного сечения воздуховодов, вычисленная по принятым стандартным
размерам.
По фактической скорости движения
воздуха V, м/с и эквивалентному диаметру воздуховодов dэ, мм
определим удельные потери давления R, Па/м и динамическое давление Рдин
по номограмме для определения удельных потерь на трение в стальных
воздуховодах.
Коэффициент шероховатости стальных
воздуховодов β
=1.
Определим потери давления в местных
сопротивлениях.
Таблица 2 - Распределение
коэффициентов местного сопротивления по участкам воздуховодов
Вид
местного сопротивления
|
Количество
|
КМС
|
Сумма
КМС
|
Участок
1
|
|
ИТОГО:
|
4,6
|
Жалюзийная
решетка
|
2
|
2,2
|
4,4
|
Внезапное
сужение
|
1
|
0,2
|
0,2
|
Участок
2
|
|
ИТОГО:
|
2,4
|
Жалюзийная
решетка
|
1
|
2,2
|
2,2
|
Внезапное
сужение
|
1
|
0,2
|
0,2
|
Участок
3
|
|
ИТОГО:
|
2,2
|
Жалюзийная
решетка
|
1
|
2,2
|
2,2
|
Участок
4
|
|
ИТОГО:
|
2,2
|
Жалюзийная
решетка
|
1
|
2,2
|
2,2
|
Участок
5
|
|
ИТОГО:
|
2,28
|
Жалюзийная
решетка
|
1
|
2,2
|
2,2
|
Внезапное
сужение
|
1
|
0,2
|
0,08
|
Участок
6
|
|
ИТОГО:
|
2,4
|
Колено
90о
|
2
|
1,2
|
2,4
|
Участок
7
|
|
ИТОГО:
|
4,8
|
Колено
90о
|
4
|
1,2
|
4,8
|
Вычисленные значения коэффициентов местного
сопротивления также заносим в таблицу 3.
7. Выбор вентилятора
Найдем производительность вентилятора:
м3/ч
Найдем развиваемое полное давление
вентилятора:
, [Па]
где ΔРест
- потери давления в сети, определенные на основании аэродинамического расчета
воздуховодов, Па.
Па;
ΔРф - потери
давления в фильтре, Па. ΔРф
= 60 Па;
ΔРк - потери
давления в калорифере, Па. ΔРк = 60,08 Па.
Па.
По приложению 1, рисунок 1.2-1.9 [5]
подбираем вентилятор с необходимыми нам показателями, таким образом, чтобы КПД
вентилятора было близко к максимальному значению. На основании вышеизложенного
принимаем к установке радиальный вентилятор В.Ц.4-75-4 (исполнение 1) (рисунок
I.4 [5]). Этапы построения проиллюстрированы на рисунке 5.
По рисунку также определяем:
· Количество оборотов - 1420 об/мин;
· Диаметр ротора - D = 1,1Dном;
· КПД вентилятора -
Рисунок 5 - Аэродинамические характеристики
вентиляторов В.Ц.4-75-4 (исполнение 1)
По таблице I.1 [5] по частоте вращения колеса n
= 1420 об/мин уточняем условное обозначение характеристики: Е4.110-2б и
определяем:
· Тип двигателя - 4А80А4;
· Мощность - 1,1 кВт;
· Частоту вращения - 1420 об/мин;
· Массу вентилятора - 65,9 кг.
Далее по таблице I.3 [5] определяем тип
виброизолятора - ДО39 и количество виброизоляторов - 5 шт.
Проверим требуемую мощность на валу
электродвигателя:
, [кВт]
где Lв - расход воздуха,
принимаемый для подбора вентилятора, м3/ч.в = 2269,30 м3/ч.
Рв - расчетное полное
давление вентилятора, Па. Рв = 655,699 Па.
ηв -
коэффициент полезного действия вентилятора в "рабочей точке". ηв = 0,78.
ηn -
коэффициент полезного действия передачи. ηn = 1 для
непосредственной насадки колеса вентилятора на вал электродвигателя.
кВт
Найдем установочную мощность
электродвигателя:
, [кВт]
где Кв - коэффициент
запаса мощности электродвигателя при радиальном вентиляторе. По таблице 4.49
[6] в зависимости от мощности на валу электродвигателя N находим нужный нам
коэффициент К = 1,3.
кВт
Установочная мощность
электродвигателя с учетом запаса должна быть не менее Nу = 0,676
кВт. Принимается к установке ближайший больший по мощности электродвигатель.
Так как мощность выбранного электродвигателя равна 1,1 кВт, то можно сделать
вывод о том, что подбор выполнен правильно.
Заключение
В данном курсовом проекте была запроектирована
система механической приточной вентиляции конференц-зала на 65 человек для
конструкторского бюро в городе Вологде. Был выполнен расчет воздухообмена
конференц-зала. Произведено конструирование приточной системы вентиляции,
подобраны и рассчитаны воздухораспределители, выполнен аэродинамический расчет
приточной вентиляции с механическим побуждением и подобрано оборудование
приточной камеры - вентилятор, калорифер, фильтр. Конструктивные решения и
характеристики вентиляционного оборудования представлены в графической части
проекта.
Список источников
микроклимат воздух калорифер
вентилятор
1. СНиП
41-01-2003. Отопление, вентиляция и кондиционирование
2. СНиП
2.04.05-91*. Отопление, вентиляция и кондиционирование
. СНиП
23-01-99*. Строительная климатология
. СНиП
2.08.02-89*. Правила выполнения рабочей документации отопления, вентиляции,
кондиционирования воздуха
. "Справочник
проектировщика. Вентиляция и кондиционирование воздуха". Книга 1, 2 под
редакцией Н.Н. Павлова и Ю.И. Шиллера. - М.: Стройиздат, 1992
. "Справочник
по расчетам гидравлических и вентиляционных систем" под редакцией д-ра
техн. Наук, проф. А.С. Юрьева. С.-Пб, АНО НПО "Мир и семья",
"Профессионал", 2002
. Ананьева
В.А., Балуева Л.Н., Гальперин А.Д., Городов А.К., Еремин М.Ю., Звягинцева С.М.,
Мурашко В.П., Седых И.В. "Системы вентиляции и кондиционирования. Теория и
практика". "Евроклимат", 2000 г. Третье издание
. Богословский
В.Н. и др. "Отопление и вентиляция. Часть II. Вентиляция". - М.:
Стройиздат, 1976.
. Хрусталев
Б.М. и др. "Теплоснабжение и вентиляция". - М.: АСВ, 2007
. Методические
указания для выполнения курсового проекта по дисциплине "Вентиляция"