Отопление и вентиляция жилых и общественных зданий


Содержание:

1.Исходные данные…………………………………………………………………………………………………………………………………………. 2

2.Выбор параметров наружного воздуха………………………………………………………………………………………….. 3

3.Расчет параметров внутреннего воздуха…………………………………………………………………………………….. 4

4.Определение количества вредностей, поступающих в помещение………………………… 5

4.1. Расчет теплопоступлений…………………………………………………………………………………………………………………………… 5

4.1.1. Теплопоступления от людей…………………………………………………………………………………………………………………….. 5

4.1.2. Теплопоступления от источников солнечного освещения……………………………………………………………………… 5

4.1.3. Теплопоступления за счет солнечной радиации…………………………………………………………………………………….. 6

4.2. Расчет влаговыделений в помещении…………………………………………………………………………………………………….. 9

4.3. Расчет выделения углекислого газа от людей……………………………………………………………………………………. 10

4.4. Составление сводной таблицы вредностей…………………………………………………………………………………………. 10

5. Расчет воздухообменов………………………………………………………………………………………………………………………… 11

5.1. Воздухообмен по нормативной кратности………………………………………………………………………………………….. 11

5.2. Воздухообмен по людям…………………………………………………………………………………………………………………………… 11

5.3. Воздухообмен по углекислому газу……………………………………………………………………………………………………… 11

5.4. Воздухообмен по избыткам тепла и влаги…………………………………………………………………………………………… 12

5.4.1. Воздухообмен по избыткам тепла и влаги теплый период года………………………………………………………… 12

5.4.2. Воздухообмен по избыткам тепла и влаги в переходный период года………………………………………………. 15

5.4.3. Воздухообмен по избыткам тепла и влаги в зимний период года………………………………………………………. 17

5.5. Расчет воздухообмена по нормативной кратности и составление воздушного баланса для всего здания…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 19

6.Расчет воздухораспределения………………………………………………………………………………………………………….. 20

7.Аэродинамический расчет воздуховодов…………………………………………………………………………………. 22

8.Выбор решеток………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 28

9.Расчет калорифера……………………………………………………………………………………………………………………………………… 29

10.Подбор фильтров……………………………………………………………………………………………………………………………………….. 30

11.Подбор вентиляторных установок………………………………………………………………………………………………. 31

12.Аккустический расчет…………………………………………………………………………………………………………………………… 32

13.Список используемой литературы………………………………………………………………………………………………. 34

1.Исходные данные

В качестве объекта для проектирования предложено здание ВУЗа в городе Томске, в котором предусмотрена приточно-вытяжная вентиляция с механическим и естественным побуждением.

Время работы с 9 до 19 часов.

В качестве теплоносителя предложена вода с параметрами 130/70 °C

Освещение – люминесцентное.

Стены из обыкновенного кирпича толщиной в 2,5 кирпича; R0 =1,52 m2 K/Вт

Покрытие – d = 0,45 м; R0 =1,75 m2 K/Вт; D=4,4; n=29,7

Остекление – одинарное в деревянных переплетах с внутренним затенением из светлой ткани, R0 =0,17 m2 K/Вт

Экспликация помещений :

1. Аудитория на 200 мест

2. Коридор

3. Санузел на 4 прибора

4. Курительная

5. Фотолаборатория

6. Моечная при лабораториях

7. Лаборатория (на 15 мест) с 4 шкафами размером 800x600x1200

8. Книгохранилище

9. Аудитория на 50 мест

10. Гардероб

2.Выбор параметров наружного воздуха

Расчетные параметры наружного воздуха, а также географическая широта и барометрическое давление принимаются по прил. 7[1] в зависимости от положения объекта строительства для теплого и холодного периодов года. Выбор расчетных параметров наружного воздуха производим в соответствии с п.2.14.[1], а именно: для холодного периода – по параметрам Б, для теплого – по параметрам А.

В переходный период параметры принимаем в соответствии с п.2.17[1] при температуре 80 С и энтальпии I=22,5 кДж/кг. св.

Все данные сводим в табл. 3.1

Расчетные параметры наружного воздуха

Таблица 3.1

Наименование помещения, город, географическая широтаПериод годаПараметр АПараметр Б

JВ,

М/с

P d,

КПа

A t,

Град

Tн,

0 C

I,

КДж/кг. св

J,

%

D,

Г/ кг. св.

Tн,

0 C

I,

КДж/кг. св.

J,

%

D,

Г/ кг. св.

Аудитория на 200 чел. Томск, 560 с. ш.Т21,779701139911
П822,5805,539911
Х39911

3.Расчет параметров внутреннего воздуха

Для вентиляции используются допустимые значения параметров внутреннего воздуха. Они принимаются в зависимости от назначения помещения и расчетного периода года в соответствии с п.2.1.[1] по данным прил. 1[1].

В теплый период года температура притока tпт = tнт (л) , tпт =21,7 °С, tрз =tпт +3°С=24,7 °С

В холодный и переходный периоды : tп = tрз – Dt, °С,

Где tрз принимается по прил. 1[1], tрз =20 °С.

Так как высота помещения более 4 метров, принимаем Dt равным 5°С.

Tпрхп =20-5=15 °С.

Температура воздуха, удаляемого из верхней зоны помещения, определяется по формуле:

Tуд = tрз +grad t(H-hрз ), где:

Tрз – температура воздуха в рабочей зоне, °С.

Grad t – превышение температуры на 1 м высоты выше рабочей зоны, °С/м

H – высота помещения, м; H=7,35м

Hрз – высота рабочей зоны, м; hрз =2м.

Grad t – превышение температуры на 1 м высоты выше рабочей зоны, °С/м

H – высота помещения, м; H=7,35м

Hрз – высота рабочей зоны, м; hрз =2м.

Grad t выбирает из таблицы VII.2 [3] в зависимости от района строительства.

Г. Томск:

Grad tт = 0,5 °С/м

Grad tхп = 0,1 °С/м

Tудт = 24,7+0,5*(7,35-2)=27,38 °С

Tудхп =20+0,1*(7,35-2)=20,54 °С

Результаты сводим в табл. 4.1

Расчетные параметры внутреннего воздуха

Таблица 4.1

НаименованиеПериод годаДопустимые параметрыtн, °Сtуд, °С
tрз, °Сjрз, %J, м/с
Аудитория на 200 местТ24,7650,521,727,4
П20650,21520,5
Х20650,21520,5

4.Определение количества вредностей, поступающих в помещение

В общественных зданиях, связанных с пребыванием людей, к вредностям относятся: избыточное тепло и влага, углекислый газ, выделяемый людьми, а так же тепло от освещения и солнечной радиации.

4.1. Расчет теплопоступлений

4.1.1. Теплопоступления от людей

Учитываем, что в помещении находятся 200 человек: 130 мужчин и 70 женщин – они работают сидя, т. е. занимаются легкой работой. В расчете учитываем полное тепловыделение от людей и определяем полное теплопоступление по формуле:

,

Где: qм, qж – полное тепловыделение мужчин и женщин, Вт/чел;

Nм, nж – число мужчин и женщин в помещении.

Полное тепловыделение q определим по таблице 2.24[5].

Теплый период:

tрзт =24,7 °С, q=145 Вт/чел

Qлт =145*130+70*145*0,85=27473 Вт

Холодный период:

tрзхп =20 °С, q=151 Вт/чел

Qлхп =151*130+70*151*0,85=28615 Вт

4.1.2. Теплопоступления от источников солнечного освещения

Qосв, Вт, определяем по формуле:

, где:

E – удельная освещенность, лк, принимаем по таблице 2.3[6]

F – площадь освещенной поверхности, м2 ;

Qосв – удельные выделения тепла от освещения, Вт/( м2 /лк), определяется по табл. 2.4.[6]

Hосв – коэффициент использования теплоты для освещения, принимаем по [6]

E=300 лк; F=247 м2 ; qосв =0,55; hосв =0,108

Qосв =300*247*0,55*0,108=4402 Вт

4.1.3. Теплопоступления за счет солнечной радиации

Определяем как сумму теплопоступлений через световые проемы и покрытия в теплый период года.

, Вт

Теплопоступления через остекления определим по формуле:

, Вт,

Где: qвп, qвр – удельное поступление тепла через вертикальное остекление соответственно от прямой и рассеянной радиации. Выбирается по таблице 2.16 [5] для заданного в здании периода работы помещения для каждого часа.

Fост – площадь остекления одинаковой направленности, м2 , рассчитывается по плану и разрезу основного помещения здания.

Bсз – коэффициент, учитывающий затемнение окон.

Как – коэффициент, учитывающий аккумуляцию тепла внутренними ограждающими конструкциями помещения.

К0 – коэффициент, учитывающий тип остекления.

К0 – коэффициент, учитывающий географическую широту и попадание в данную часть прямой солнечной радиации.

К2 – коэффициент, учитывающий загрязненность остекления.

Расчет ведем отдельно для остекления восточной и западной стороны.

Fост. з =4*21=84 м2

Fост. в =1,5*17=25,5 м2

Bсз – определяем по таблице 1.2[5]. Для внутренних солнцезащитных устройств из светлой ткани bсз =0,4

Как =1, т. к. имеются солнцезащитные устройства

Г. Томск – промышленный город. Учитывая что корпуса институтов обычно строят в центре городов, выбираем по таблице 2.18[5] для умеренной степени загрязнения остекления при g=80-90%; К2 =0,9

По таблице 2.17[5] принимаем для одинарного остекления в деревянных переплетах при освещении окон в расчетный час солнцем К1 =0,6, при нахождении окон в расчетный час в тени К1 =1,6.

Теплопоступления через остекление

Таблица 5.1

ЧасыТеплопоступления через остекление, Qост, Вт
ЗападЮг
123
9-1056*1,4*0,9*1*1*0,4*84=1016(378+91)*0,6*0,9*1*1*0,4*25,5=6027
10-1158*1,4*0,9*1*1*0,4*84=1052(193+76)*0,6*0,9*1*1*0,4*25,5=3457
11-1263*1,4*0,9*1*1*0,4*84=1143(37+67)*0,6*0,9*1*1*0,4*25,5=1336
12-13(37+67) *1,4*0,9*1*1*0,4*84=188763*0,6*0,9*1*1*0,4*25,5=810
13-14(193+76) *1,4*0,9*1*1*0,4*84=488158*0,6*0,9*1*1*0,4*25,5=745
14-15(378+91) *1,4*0,9*1*1*0,4*84=851056*0,6*0,9*1*1*0,4*25,5=720
15-16(504+114) *1,4*0,9*1*1*0,4*84=1121355*0,6*0,9*1*1*0,4*25,5=707
16-17(547+122) *1,4*0,9*1*1*0,4*84=1213848*0,6*0,9*1*1*0,4*25,5=617
17-18(523+115) *1,4*0,9*1*1*0,4*84=1157643*0,6*0,9*1*1*0,4*25,5=553
18-19(423+74) *1,4*0,9*1*1*0,4*84=901830*0,6*0,9*1*1*0,4*25,5=900

Теплопоступления через покрытия определяются по формуле:

, Вт

R0 – сопротивление теплопередачи покрытия, м2 *К/Вт;

Tн – среднемесячная температура наружного воздуха за июль, °С;

Rн – термическое сопротивление при теплообмене между наружным воздухом и внешней поверхностью покрытия, м2 *к/Вт;

R – коэффициент поглощения солнечной радиации материалом наружной поверхности покрытия;

Iср – среднесуточная (прямая и рассеянная) суммарная солнечная радиация, попадающая на горизонтальную поверхность, Вт/м2 ;

Tв – температура воздуха, удаляемого из помещения, °С;

B – коэффициент для определения гармонически изменяющихся величин теплового потока принимаем в зависимости от максимального часа теплопоступлений;

К – коэффициент, зависящий от конструкции покрытия;

Аtв – амплитуда колебаний температуры внутренней поверхности ограждающих конструкций, °С

Rв – термическое сопротивление при теплообмене между внутренней поверхностью покрытия и воздухом помещения, м2 *К/Вт;

F – площадь покрытия, м2 .

Из задания R0 =0,96 м2 *К/Вт

По табл. 1.5 [5] tн =18,1 °С

Rн определяется по формуле:

, где:

J – средняя скорость ветра, м/с, в теплый период, J = 3,7 м/с

м2 *К/Вт

R =0.9, принимаем в качестве покрытия наружной поверхности рубероид с песчаной посыпкой (табл. 1.18 [5])

Из табл. 4.1 данного КП tудТ =27,38 °С

Амплитуду колебаний температуры внутренней поверхности, °С, определим по формуле:

, где

U – величина затухания амплитуды колебаний температуры наружного воздуха в ограждающей конструкции, °С

Аtн – максимальная амплитуда суточных колебаний температуры наружного воздуха, °С

Imax – максимальное значение суммарной (прямой и рассеянной) солнечной радиации, принимается для наружных стен как для вертикальных поверхностей, а для покрытия – как для горизонтальной поверхности.

U = 29,7 – по заданию

0,5* Аtн = 11 – приложение 7 [1]

Imax = 837 Вт/м2 – таблица 1.19[5]

Iср = 329 Вт/м2 – таблица 1.19[5]

Аtв = 1/29,7*(11+0,035*0,9(837-329))=0,9 °С

Rв = 1/aв =1/8,7=0,115 м2 *К/Вт

F = 247 м2

В формуле для Qn все величины постоянные, кроме b – коэффициента для определения гармонически изменяющихся величин теплового потока в различные часы суток.

Для нахождения b для заданного периода времени по часам находим Zmax.

Zmax = 13+2.7*D = 13+2.7*3.8 = 23-24 = -1

Стандартное значение коэффициента b принимаем по табл. 2.20 [5], а фактическое значение получаем путем сдвига на 1 час назад.

Значение коэффициента b сводим в таблицу 5.2

Расчет теплопоступлений через покрытие сводим в таблицу 5.3

Таблица 5.2

Значение коэффициента b

Часы910111213141516171819
B-0,5-0,71-0,87-0,97-1-0,97-0,87-0,71-0,5-0,260

Таблица 5.3

Теплопоступления через покрытие

ЧасыТеплопоступления через покрытие, Qn, Вт
9-10(0,625-(0,605*7,9))*247= – 1026
10-11(0,625-(0,79*7,9))*247= – 1387
11-12(0,625-(0,92*7,9))*247= – 1640
12-13(0,625-(0,985*7,9))*247= – 1768
13-14(0,625-(0,925*7,9))*247= – 1768
14-15(0,625-(0,792*7,9))*247= – 1640
15-16(0,625-(0,79*7,9))*247= – 1387
16-17(0,625-(0,609*7,9))*247= – 1026
17-18(0,625-(0,38*7,9))*247= – 587,1
18-19(0,625-(0,13*7,9))*247= – 353

Составляем сводную таблицу теплопоступлений за счет солнечной радиации.

Таблица 5.4

Сводная таблица теплопоступлений за счет солнечной радиации.

Часы

Теплопоступления, Вт
Через покрытиеЧерез остекление

Всего

ЗападВосток
9-10-1026101660276017
10-11-1387105234573122
11-12-164011431336839
12-13-17681887810929
13-14-176848817453858
14-15-164085107207590
15-16-13871121370710533
16-17-10261213861711729
17-18-5871157655311542
18-19-35390189009565

На основании расчета принимаем максимальное значение теплопоступлений за счет солнечной радиации, равное Qср =11729 Вт в период с 16 до 17 часов.

Общее теплопоступление определяем по формуле:

, Вт

В летний период:

Qпт =27478+0+11729=39207 Вт

В переходный период:

Qпп =28614+4402+0,5*11729=38881 Вт

В зимний период:

Qпх =28614+4402+0=33016 Вт

4.2. Расчет влаговыделений в помещении

Поступление влаги от людей, Wвл, г/ч, определяется по формуле:

,

Где: nл – количество людей, выполняющих работу данной тяжести;

Wвл – удельное влаговыделение одного человека, принимаем по таблице 2.24[5]

Для теплого периода года, tр. з. =24,7°С

Wвл =115 г/ч*чел

Wвлт = 130*115+70*115*0,85=21792,5 г/ч

Для холодного и переходного периодов года, tр. з. =20 °С

Wвл =75 г/ч*чел

Wвлт = 130*75+70*75*0,85=14212,5 г/ч

4.3. Расчет выделения углекислого газа от людей

Количество СО2 , содержащееся в выдыхаемом человеком воздухе, зависит от интенсивности труда и определяется по формуле:

, г/ч,

Где nл – количество людей, находящихся в помещении, чел;

MCO2 – удельное выделение СО2 одним человеком, определяется по таблице VII.1 [3]

Взрослый человек при легкой работе выделяет mCO2 =25 г/ч*чел. Тогда

МСО2 =130*25+0,85*70*25=4737,5 г/ч

4.4. Составление сводной таблицы вредностей

Разность теплопоступлений и потерь тепла определяет избытки или недостатки тепла в помещении. В курсовом проекте мы условно принимаем, что система отопления полностью компенсирует потери тепла, которые будут иметь место в помещении. Поступление вредностей учитывается для трех периодов года: холодного, переходного и теплого.

Результаты расчета всех видов вредностей сводим в табл. 5.5

Таблица 5.5.

Количество выделяющихся вредностей.

Наименование помещенияПериод годаИзбытки тепла, DQп, ВтИзбытки влаги, Wвл, г/чКоличество СО2 , МСО2 , г/ч
Аудитория на 200 местТ39207217934738
П38881142134738
Х33016142134738

5. Расчет воздухообменов

Вентиляционные системы здания и их производительность выбирают в результате расчета воздухообмена. Последовательность расчета требуемого воздухообмена следующая:

1)задаются параметры приточного и удаляемого воздуха

2)определяют требуемый воздухообмен для заданного периода по вредным выделениям, людям и минимальной кратности.

3)выбирается максимальный воздухообмен из всех расчетов по разным факторам.

5.1. Воздухообмен по нормативной кратности

Определяется по формуле:

, м3 /ч

КPmin – минимальная кратность воздухообмена, 1/ч.

VP – расчетный бьем помещения, м3 .

По табл. 7.7 [2] КPmin = 1 1/ч

VP =Fn *6;

VP =247*6=1729 м3 .

L=1729*1=1729 м3 /ч

5.2. Воздухообмен по людям

Определяется по формуле:

, м3 /ч

Где lЛ – воздухообмен на одного человека, м3 /ч*чел;

NЛ – количество людей в помещении.

По прил.17 [1] определяем, что для аудитории, где люди находятся более 3 часов непрерывно, lЛ = 60 м3 /ч*чел.

L = 200*60=12000 м3 /ч

5.3. Воздухообмен по углекислому газу.

Определяется по формуле:

, м3 /ч

МСО2 – количество выделяющегося СО2 , л/ч, принимаем по табл. 5.5 данного КП.

УПДК – предельно-допустимая концентрация СО2 в воздухе, г/м3 , при долговременном пребывании УПДК = 3,45 г/м3.

УП – содержание газа в приточном воздухе, г/м3, УП =0,5 г/м3

МСО2 =4738 г/ч

L=4738/(3,45-0,5)=6317,3 м3 /ч

5.4. Воздухообмен по избыткам тепла и влаги

В помещениях с тепло – и влаговыделениями воздухообмен определяется по Id-диаграмме. Расчет воздухообменов в помещениях сводится к построению процессов изменения параметров воздуха в помещении.

5.4.1. Воздухообмен по избыткам тепла и влаги теплый период года

На Id-диаграмме наносим точку Н, она совпадает с т. П (tH =21,7°С; IH =49 кДж/кг. св ),

Характеризующей параметры приточного воздуха (рис 1).

Проводим изотермы внутреннего воздуха tВ =tР. З. =24,7°С и удаляемого воздуха tУ. Д. =27,4°С

Для получения точек В и У проводим луч процесса, рассчитанный по формуле:

, кДж/кг. вл

DQП – избытки тепла в теплый период года, Вт, из таблицы 5.5 КП

WВЛ – избытки влаги в теплый период года, кг/ч, из таблицы 5.5 КП

E=3,6*39207/21,793=6477 кДж/кг вл.

Точки пересечения луча процесса и изотерм tВ, tУ. Д. характеризуют параметры внутреннего и удаляемого воздуха.

Воздухообмен по избыткам тепла:

, м3 /ч

Воздухообмен по избыткам влаги:

, м3 /ч

Где IУД, IП – соответственно энтальпии удаляемого и приточного воздуха, кДж/кг. св.

IУД =56,5 кДж/кг. св.

IП =49 кДЖ/кг. св.

DУД =12,1 г/кг. св.

DП =11 г/кг. св.

По избыткам тепла:

LП =3,6*39207/(1,2*(56,5-49))=15683 м3 /ч

По избыткам влаги:

LП =21793/1,2*(12,1-11)=16509 м3 /ч

В расчет идет больший воздухообмен по избыткам влаги

LП =16509 м3 /ч

Рис. 1 Теплый период года

5.4.2. Воздухообмен по избыткам тепла и влаги в переходный период года.

В переходный период предусмотрена рециркуляция воздуха.

По параметрам наружного воздуха (tН =8°С, IН =22,5 кДж/кг. св ) строим точку Н (рис.2).

Для построения точки У находим расчетное приращение влагосодержания воздуха:

WВЛ =14213 г/ч

LНmin =LН (по людям)

LН кр min =КРmin *VР

LН кр min =1729 м3 /ч

LНmin =12000 м3 /ч

DdНУ =14213/1,2*12000=0,9 г/кг. св.

DУД =dН +DdНУ =5,5+0,9=6,4 г/кг. св.

Точка У находится на пересечении изобары DdУД =const и изотермы tУД =const.

Соединяем точки Н и У. На этой линии расположена точка смеси С. Определяем ее месторасположение. Для этого строим луч процесса:

, кДж/кг. вл.

Проводим луч процесса через точку У, получаем на пересечении с изотермами точки В и П. Из точки П по линии d=const опускаемся до пересечения с линией НУ, получаем точку С. количество рециркулирующего воздуха, GP, определяем:

Gn min =Ln min *1.2=14400 кг/час

GP =(4.6/2-1)*Gn min =1.3*14400=18720 кг/час

Ln =Gn /r=15600 м3 /ч

Рис. 2 Переходный период года

5.4.3. Воздухообмен по избыткам тепла и влаги в зимний период года.

В зимний период также предусмотрена рециркуляция воздуха.

По параметрам наружного воздуха (tН =-40°С, IН =-40,2 кДж/кг св) строим точку Н (рис.3).

Для построения точки У находим расчетное приращение влагосодержания воздуха:

WВЛ =14213 г/ч

LНmin =LН (по людям)

LНmin =12000 м3 /ч

DdНУ =14213/1,2*12000=0,9 г/кг. св.

DУД =dН +DdНУ =0,2+0,9=1,1 г/кг. св.

Проводим изотермы tУД =20,54 °С, tВ =tР. З. =20 °С, tН =15 °С,

Точка У находится на пересечении изобары DdУД =const и изотермы tУД =const.

Объединяем точки Н и У. На этой линии расположена точка смеси С. Определяем ее месторасположение. Для этого строим луч процесса:

, кДж/кг вл

Проводим луч процесса через точку У, получаем на пересечении с изотермами точки В и П. Из точки П по линии d=const опускаемся до пересечения с линией НУ, получаем точку С. количество рециркулирующего воздуха, GP, определяем:

Gn min =Ln min *1.2=14400 кг/час

Кг/час

GН =GР +Gn min =14400+6891=21291 кг/час

Ln =Gn /r=17743 м3 /ч

Результат расчета воздухообменов сводим в таблицу 6.1.

Таблица 6.1

Выбор воздухообмена в аудитории

Период

Года

Воздухообмен LН по факторам, м3 /чМаксимальный воздухообмен, м3 /ч
По минимальной кратностиПо СО2Нормируемый по людямПо Id-диаграме
Т17296317120001650916509
П17296317120001560015600
Х17296317120001774317743

Рис. 3 Зимний период года

5.5. Расчет воздухообмена по нормативной кратности и составление воздушного баланса для всего здания

Для остальных помещений воздухообмен рассчитывается по нормативной кратности в зависимости от назначения помещения. Кратность принимаем по таблице 6.12[4] отдельно по притоки и по вытяжке.

Результаты расчета сводим в табл. 6.2

Таблица 6.2

Сводная таблица воздушного баланса здания.

Наименование помещенияVP, м3Кратность, 1/чLn, м3 /чПрим.
ПритокВытяжкаПритокВытяжка
1Аудитория20358,58,51774317743
2Коридор58821176+301
3Санузел(50)200
4Курительная5410540
5Фотолабор.9022180180
6Моечная7246288432
7Лаборатория12645504630
8Книгохранил.21620,5108
9Ауд. на 50 мест(20)10001000
10Гардероб24321486243
2137721076
+301

Дисбаланс равен 301 м3 /ч. Добавляем его в коридор (помещение №2)

6.Расчет воздухораспределения.

Принимаем схему воздухообмена снизу-вверх, т. к. имеются избытки тепла и влаги.

Выбираем схему воздухораспределения по рис. 5.1[7], т. к НП >4m, то IV схема. (рис.5.1г).

Подача воздуха осуществляется плафонами типа ВДШ.

Для нахождения необходимого количества воздухораспределителей Z площадь пола обслуживаемого помещения F делится на площади строительных модулей Fn. z=F/Fn.

Определяем количество воздуха, приходящееся на один воздухораспределитель,

L0 =LСУМ /Z; где

LСУМ – общее количество приточного воздуха, подаваемого через плафоны.

L0 =17743/10=1774 м3 /ч

На основании полученной подачи L0 по табл. 5.17[7] выбираем тип и типоразмер воздухораспределителя (ВДШ-4). Далее находим скорость в его горловине:

JX =k*JДОП =1,4*0,2=0,28 м/с

ХП =НП – hПОТ – hПЛ – hРЗ

ХП =7,4-1-0,5-0,3=4,6 м

М1 =0,8; n1 =0,65 – по таблице 5.18[4]

F0 =L0 /3600*5=1774/3600*5=0.085 м2

Принимаем ВДШ-4, F0 =0,13 м2

Значения коефициентов:

КС =0,25; т. к.

КВЗ =1; т. к l/Xn =5,5/4,6=1,2

КН =1,0; т. к Ar – не ограничен.

Т. е. условие JФ <J0 удовлетворено

Что удовлетворяет условиям, т. е. < 1°C

7.Аэродинамический расчет воздуховодов

Его проводят с целью определения размеров поперечного сечения участков сети. В системах с механическим побуждением движения воздуха потери давления определяют выбор вентилятора. В этом случае подбор размеров поперечного сечения воздуховодов проводят по допустимым скоростям движения воздуха.

Потери давления DР, Па, на участке воздуховода длиной l определяют по формуле:

DР=Rbl+Z

Где R – удельные потери давления на 1м воздуховода, Па/мБ определяются по табл.12.17 [4]

B-коэффициент, учитывающий фактическую шероховатость стенок воздуховода, определяем по табл. 12.14 [4]

Z-потери давления в местных сопротивлениях, Па, определяем по формуле:

Z=Sx×Pg,

Где Pg – динамическое давление воздуха на участке, Па, определяем по табл. 12.17 [4]

Sx – сумма коэффициентов местных сопротивлений.

Аэродинамический расчет состоит их 2 этапов:

1) расчета участков основного направления;

2) увязка ответвлений.

Последовательность расчета.

1. Определяем нашрузки расчетных участков, характеризующихся постоянством расхода воздуха;

2. Выбираем основное направление, для чего выявляем наиболее протяженную цепь участков;

3. Нумеруем участки магистрали и ответвлений, начиная с участка, наиболее удаленного с наибольшим расходом.

4. Размеры сечения воздуховода определяем по формуле

Где L -расход воздуха на участке, м3 /ч

Jр ­- рекомендуемая скорость движения воздуха м/с, определяем по табл. 11.3 [3]

5. Зная ориентировочную площадь сечения, определяем стандартный воздуховод и расчитываем фактическую скорость воздуха:

6. Определяем R, Pg по табл. 12.17 [4].

7. Определяем коэффициенты местных сопротивлений.

8. Общие потери давления в системе равны сумме потерь давления в воздуховодах по магистрали и в вентиляционном оборужовании:

DP=S(Rbl+Z)маг +DPоб

9. Методика расчета ответвлений аналогична.

После их расчета проводят неувязку.

Результаты аэродинамического расчета воздуховодов сводим в табл 8.1.

Расчет естественной вентиляции

Pg=g*h(rн – rв )=9.81*4.7(1.27-1.2)=3.25 Па

Llр-рыJbRRl bS xPgZRl b +S Rl bприм
уч.А х вZ+Z
Магистраль
15001.85400×4004000.81.40.020.052.970.3911.161.21
25001.5420×3500.941.210.030.0540.550.4950.270.324
310005520×5500.971.230.020.1320.850.6120.520.6432.177
4121132.43520×5501.21.250.030.0381.150.8810.930.9683.146
Ответвления
52431.85270×2700.921.430.040.062.850.4951.411.47
62437220×3600.91.210.040.341.10.4950.540.882.35
75001.85400×4004000.81.40.020.053.450.3911.351.4

Участок №1

Решетка x=2

Боковой вход x=0.6

Отвод 900 x=0.37

Участок №2

Тройник x=0.25

Участок №3

Тройник x=0.85

Участок №4

Зонт x=01.15

Невязка=(DРотв5+6 – DРуч. м. 1+2+3 )/DРуч. ш. 1+2+3 *100%=

=(2.35-2.177)/2.177*100%=7.9% < 15% – условие выполнено

Невязка=(DРотв7 – DРуч. м. 1+2 )/DРуч. м. 1+2 *100%=

=(1.4-1.534)/1.534*100%=-8.7% > -15% – условие выполнено

8.Выбор решеток

Таблица 9.1

Воздухораспределительные устройства

Номер

Помещения

Ln

Тип

Решетки

Колличествоx
Подбор приточных решеток
21176Р-20042
5180Р-20012
6288Р-20012
7504Р-20022
91000Р-20042
10486Р-20022
Подбор вытяжных решеток
15743Р-200202
2101Р-15012
3400Р-15082
4540Р-20022
5180Р-20012
6432Р-20022
7630Р-20032
8108Р-15012
91000Р-20042
10243Р-20012

9.Расчет калорифера

Для подогрева приточного воздуха используем калориферы, которые, как правило, обогреваются водой. Приточный воздух необходимо нагревать от температуры наружного воздуха tн =-25°С до температуры на 1¸1.5 25°С меньешй температуры притока (этот запас компенсируется нагревом воздуха в воздуховодах), т. е. до tн =15-1=14°С

Колличество нагреваемого воздуха составляем 21377 м3 /ч.

Подбираем калорифер по следующей методике:

1. Задаемся массовой скоростью движения теплоносителя Jr=8 кг/(м2 с)

2. Расчитываем ориентировочную площадь живого сечения калориферной установки.

Fкуор =Ln*rн /(3600*Jr), м2

Где Ln – расход нагреваемого воздуха, м3 /ч

Rн – плотность воздуха, кг/м3

Fкуор =21377*1.332/(3600*10)=0.79 м2

3. По fкуор и табл. 4.37 [5] принимаем калорифер типа КВС-9п, для которого:

Площадь поверхности нагрева Fk =19,56м2 , площадь живого сечение по воздуху fk =0.237622м2 , по теплоносителю fтр =0.001159м2 .

4. Расчитаем необходимое количество калориферов, установленных параллельно по воздуху:

M||в =fкуор /fk =0.79/0.237622=3,3. Принимаем m||в =3 шт

5. Рассчитаем действительную скорость движения воздуха.

(Jr)д =Ln*rн /(3600*fk *m||в )=21377-1.332/(3600*0.237622)=8.35 кг/м2 с

6. Определяем расход тепла на нагрев воздуха, Вт/ч:

Qк. у. =0.278*Ln*Cv*(tk – tнб )=0.278*21377*1.2(15-(-8))=164021 Вт

7. Рассчитаем колличество теплоносителя, проходящее через калориферную установку.

W=(Qк. у *3,6)/rв *Cв*(tг – to ), m3 /ч

W=(164021*3.6)/4.19*1000*(130-70)=2.82 m3 /ч

8. Определяем действитеельную скорость воды в трубках калорифера.

V=W/(3600*fтр *n||m ), m/c

V=2.82/(3600*0.001159*3)=0.23, m/c

9. По табл. 4.40 [5] определяем коеффициент теплоотдачи

К=33.5 Вт/м2 0 с

10. Определяем требуемую поверхность нагрева калориферной установки

Fкутр =Qку /(К(tср т – tср в ), м2

Fкутр =164021/(33.5*(130+70/2)-(15-8/2))=50.73 м2

11. Nk =Fкутр /Fку =50.73/19.56=2.89. Принимаем 3 шт

12. Зная общее колличество калориферов, находим колилчество калориферов последовательно по воздуху

Nпосл в =Nk /m||в =3/3=1 шт

13. Определяем запас поверхности нагрева

Запас=(Fk – Fкутр )/Fкутр *100%=10¸20%

Запас=(15.86-50.73)/50.73=15% <=20%

Условие выполнено

14. Определим аэродинамическое сопротивление калориферной установки по табл. 4.40 [5]

Pк=65.1 па

10.Подбор фильтров

В помещения административно-бытовых зданий борьба с пылью осуществляется путем предотвращения попадания ее извне и удаление пыли, образующейся в самих помещениях.

Подаваемый в помещениях приточный воздух очищается в воздушных фильтрах. Плдберем фильтры для очистки приточного воздуха.

1. Целью очистки воздуха в аудитории принимаем защиту находящихся там людей от пыли. Степень очистки в этом случае равна hтр =0,6¸0,85

2. По табл. 4.1 [4] выбираем класс фильтра – III, по табл. 4.2 [4] вид фильтра смоченный, тип – волокнистый, наименование – ячейковый ФяУ, рекомендуемая воздушная нагрузка на входное сечение 9000 м3 /ч

3. Рассчитываем требуемую площадь фильтрации:

Fфтр =Ln/q, m2 ,

Где Ln – колличество приточного воздуха, м3 /ч

Fфтр =15634/9000=1.74 м2

4. Определяем необходимое колличество ячеек:

Nя =Fфтр /fя

Где fя – площадь ячейки, 0.22 м2

Nя =1.74/0.22=7.9 м2

Принимаем 9 шт.

5. Находим действительную площадь фильтрации:

Fфд =nя *fя =9*0.22=1.98 м2

6. Определяем действительную воздушную нагрузку:

Qд =Ln/Fфд =15634/1.98=7896 м3 /ч

7. Зная действительную воздушную нагрузку и выбранный тип фильтра, по номограмме 4.3 [4] выбираем начальное сопротивление:

Pф. ч. =44 Па

8. Из табл. 4.2. [4] знаем, что сопротивление фильтра при запылении может увеличиваться в 3 раза и по номограмме 4.4 [4] находим массу уловленной пыли m0 , г/м2 :

Pф. п.=132 Па;

M0 =480 г/м2

9. По номограмме 4.4 [4] при m0 =480 г/м2 1-hоч =0.13 => hоч =0.87

Hоч > hочтр

10. Рассчитаем колличество пыли, осаждаемой на 1 м2 площади фильтрации в течении 1 часа.

Mуд =L*yn *hn /fя *nя =15634*5*0.87/1.98=34.35 г/м2 ч

11. Рассчитаем переодичность замены фильтрующей поверхности:

Tрег =м0 /муд =480/34.35=14 часов

12. Рассчитаем сопротивление фильтра:

Pф =DPф. ч. +DDPф. п. =44+132= 176 Па

11.Подбор вентиляторных установок

Вентиляторы подбирают по сводному графику и инидвидуальным характеристикам [4].

Вентиляторы, размещаемые за пределами обслуживаемого помещения выбираем с учетом потери воздуха в приточной системе, вводя повышающие коэффициенты.

Для П1 – ВЦ4-75 №10

E=10.095.1; n=720 об/мин; 4А132МВ; N=5.5 кВт

L=25000 м3 /ч; DPв=550 Па

Для В1 – крышный вентилятор ВКР-5.00.45.6 (в колличестве 2 штук)

n=915 об/мин; 4А80А6; N=0.06 кВт

L=7030 м3 /ч; Pст=265 Па

Для В – вентилятор ВЦ 4-75 №2.5

E=2.5.100.1; n=1380 об/мин; 4АА50А4; N=0.06 кВт

L=800 м3 /ч; DPв=120 Па

12.Аккустический расчет

Уровень шума является существенным критерием качества систем вентиляции, что необходимо учитывать при проектировании зданий различного назначания.

1. По табл. 17.1 [4] выбираем по типу помещения рекомендуемые номера предельных спектров (ПС) и уровни звука по шкале А, характеризующие допускаемый шум от системы вентиляции:

Для аудитории ПС=35, А=40дБ.

По табл. 17.3 [4] определяем активные уровни звукового давления Lдоп при частотах октавных полос 125 и 250 Гц.

Lдоп125 =52Дб Lдоп250 =45Дб

2. Рассчитываем фактический уровень шума в расчетной точке по формуле:

L=Lв окт + 10lg*(Ф/4px2n +4Ф/В),

Где Ф – фактор направленности излучения источника шума, Ф=1;

Xn – расстояние от источника шума до рабочей зоны, м

Lв окт – октавный уровень звуковой массивности вентилятора, дБ

Lв окт =Lр общ – DL1 +DL2

Lр общ – общий уровень звуковой мощности вентилятора, дБ

L1 – поправка, учитывающая распределение звуковой мощности вентилятора по октавным полосам, дБ, принимается по выбранному типу вентилятора и частотам вращения по табл. 17.5 [4]

L1125 =7Дб L1250 =5Дб

L2 – поправка, учитывающая аккустическое влияние присоеденения воздуховода к вентилятору, дБ, принимается по табл. 17.6. [4]

L2125 =3Дб L2250 =0.5Дб

Lр общ =t+10lg Q + 25 lg H + d

T – критерий шумности, дБ, зависящий от типа и конструкции вентилятора, по табл. 17.4 [4]

T =41 дБ

Н – полное давление вентилятора, кгс/м2

D – поправка на режим работы, дБ

D=0 Q=3600 м3 /ч Н=550 кгс/м2

Lр общ =41+10lg(25000/3600)+25lg(550/9.8)=93.14 дБ

L125в окт =93.14-7+3=89.14 дБ

L250в окт =93.14-5+0,5=87.64 дБ

L125р =89.14+10lg(1/4*3.14*4.6)=72.51 дБ

L250р =87.64+10lg(1/4*3.14*4.6)=70.02 дБ

3. Рассчитаем требуемое снижение уровня звука:

M=0

DL125эл. сети =71.52-52-12.83+5=11.69 дБ

DL250эл. сети =70.02-45-18.68+5=11.34 дБ

4. Ориентировочное сечение шумоглушителя:

Fшор =L/3600*Jдоп =25000/3600*6=1.157 дБ

5. По табл. 17.17 [4] формируем конструкцию шумоглушителя:

Принимаем шумоглушитель пластинчатый

Fg =1.2 м2 Внешние размеры 1600х1500 мм, длинна 2м

Снижение шума L125 =12дБ L250 =20дБ

Jg=5.79 м/с

13.Список используемой литературы

1. СниП 2.04.05-68 “Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха”

2. Р. В. Щекин “Спрравочник по теплогазоснабжению и вентиляции” часть 2

3. В. Н. Богославский “Отопление и вентиляция” часть 2

4. И. Р. Староверов. Справочник проектировщика “Вентиляция и кондиционирование воздуха”

5. Р. В. русланов “Отопление и вентиляция жилых и общественных зданий”

6. В. П. Титов “Курсовое и дипломное проектирование по вентиляции”

7. О. Д. Волков “Проектирование вентиляции промышленного здания”



Зараз ви читаєте: Отопление и вентиляция жилых и общественных зданий