Каталог :: Теплотехника

Курсовая: 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 m2K/Вт Покрытие - d = 0,45 м; R0=1,75 m2K/Вт; D=4,4; n=29,7 Остекление – одинарное в деревянных переплетах с внутренним затенением из светлой ткани, R0=0,17 m2K/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 80С 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 широта

Период года

Параметр А

Параметр Б

JВ,

м/с

Pd ,

КПа

At ,

град

tн,

0C

I,

кДж/кг.св

j,

%

d,

г/ кг.св.

tн,

0C

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 = tн т (л), tпт =21,7 °С, tрз =tп т +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

Наименование

Период года

Допустимые параметры

tн , °С

tуд, °С

tрз ,°С

jрз, %

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
Часы

Теплопоступления 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; А – 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 А – 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* А = 11 – приложение 7 [1] Imax = 837 Вт/м2 – таблица 1.19[5] Iср = 329 Вт/м2 – таблица 1.19[5] А = 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
Часы

Теплопоступления 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 года

Избытки тепла, DQп, Вт

Избытки влаги, Wвл, г/ч

Количество 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

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

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

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; I H=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 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 minРmin*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

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

Максимальный воздухообмен,м3

По минимальной кратности

По СО2

Нормируемый 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 помещения

VP, м3

Кратность, 1/ч

Ln, м3

Прим.
притоквытяжкапритоквытяжка
1Аудитория20358,58,51774317743
2Коридор5882-1176+301
3Санузел--(50)-200
4Курительная54-10-540
5Фотолабор.9022180180
6Моечная7246288432
7Лаборатория12645504630
8Книгохранил.21620,5-108
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 ХПП-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

L

l

р-ры

J

b

R

Rlb

Sx

Pg

Z

Rlb+

SRlb

прим

уч.

а х в

Z

+Z

Магистраль

1

5001.85400x4004000.81.40.020.052.970.3911.161.21

2

5001.5420x3500.941.210.030.0540.550.4950.270.324

3

10005520x5500.971.230.020.1320.850.6120.520.6432.177

4

121132.43520x5501.21.250.030.0381.150.8810.930.9683.146

Ответвления

5

2431.85270x2700.921.430.040.062.850.4951.411.47

6

2437220x3600.91.210.040.341.10.4950.540.882.35

7

5001.85400x4004000.81.40.020.053.450.3911.351.4
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

Колличество

x

Подбор приточных решеток

2

1176Р-20042

5

180Р-20012

6

288Р-20012

7

504Р-20022

9

1000Р-20042

10

486Р-20022
Подбор вытяжных решеток

1

5743Р-200202

2

101Р-15012

3

400Р-15082

4

540Р-20022

5

180Р-20012

6

432Р-20022

7

630Р-20032

8

108Р-15012

9

1000Р-20042

10

243Р-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/(м2с) 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 f тр=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/м2с 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 0с 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 её 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 m 0, 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/м2ч 11. Рассчитаем переодичность замены фильтрующей поверхности: tрег0уд=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”