Расчет вентиляции клуба со зрительным залом на 400 человек

 

СОДЕРЖАНИЕ

1. Расчетные параметры наружного воздуха

. Расчетные параметры внутреннего воздуха

3. Определение количества вредных выделений, поступающих в помещение

3.1 Теплоизбытки в помещении

.2 Теплопоступления от людей

.3 Теплопоступления от искусственного освещения

.4 Теплопоступления в помещение за счет солнечной радиации

.5 Поступление влаги в помещение

.6 Влаговыделения от людей

.7 Поступление в помещение газовых вредностей

.8 Сводная таблица вредных выделений

. Расчет воздухообмена в помещении

.1 Определение воздухообмена "по расчету"

.2 Построение процессов изменения состояния воздуха по J-d диаграмме

.3 Выбор расчетного воздухообмена

.4 Расчет воздухообмена по нормативной кратности

. Расчет воздухораспределения в помещении и подбор вентиляционных решеток

. Компановка вентиляционных систем

. Расчет и подбор вентиляционного оборудования аэродинамический расчет воздуховодов

.1 Расчет калориферов и компоновка калориферной установки

.2 Аэродинамический расчет воздуховодов механической вентиляции

.3 Расчет воздуховодов систем естественной вентиляции

.4 Подбор вентилятора

Библиографический список

В данном курсовом проекте произведен расчет клуба со зрительным залом на 400 человек в городе Якутске. При выполнении проекта было рассмотрено следующее:

1. Определить параметры наружного, приточного, внутреннего и удаляемого воздуха.

1. Расчетное помещение - горячий цех. Для него определить количество выделяющихся вредностей.
2. С помощью I - d диаграммы рассчитать требуемые воздухообмены для теплого, холодного и переходного периода. Выбрать расчетный воздухообмен.
3. Определить воздухообмен по кратности во всех остальных помещениях.
4. Построить аксонометрические схемы систем естественной и механической вентиляции.
5. Подобрать вентиляционные решетки в каждом помещении.
6. В расчетном помещении рассчитать струю приточного воздуха.
7. Выполнить аэродинамический расчет одной естественной системы вентиляции, одной механической приточной и одной механической вытяжной.
8. Подобрать оборудование системы вентиляции.
9. Составить спецификацию.

приточный воздух механический вентиляция клуб

1. Расчетные параметры наружного воздуха

В СНиП "Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха" приводятся значения температуры и энтальпии наружного воздуха для различных климатических районов. В России при проектировании систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха приняты параметры А и Б. Для расчета системы вентиляции, кроме особо оговоренных случаев, следует принимать параметры А - для теплого периода года, и параметры Б - для холодного периода года. Для переходного периода года: , .

2. Расчетные параметры внутреннего воздуха

Параметры внутреннего воздуха помещений устанавливают в зависимости от назначения помещения в соответствии с приведенными в СНиП требованиями на проектирование соответствующих зданий [17].

Допустимые и оптимальные параметры внутреннего воздуха для общественных зданий принимают по [7, прил.4], а также [9].

1.Параметры внутреннего воздуха:

ТП:, но не больше 28°С;

ПП: ;

ХП: выбирают по СНиП в зависимости от назначения помещения.

2.Параметры приточного воздуха:

ТП: ;

ПП: ;

ХП: ,

гдетемпературный перепад приточного воздуха, , принимается в зависимости от высоты расположения приточного отверстия,

если ;

если ;

если подача воздуха производится через плафоны эжекционного типа

3.Параметры удаляемого воздуха:

Температуру удаляемого воздуха определяют по формуле:

,

гдеградиент температуры воздуха в помещении по высоте, , принимают по:

ТП: ;

ПП: ;

ХП: .

высота, на которой воздух удаляется из помещения, м;

высота рабочей зоны, м, .

Таблица 2.1 - Расчетные параметры наружного воздуха

Период годаТеплый22,750,225,722,735,1Переходный1026,5201125,5Холодный-37-37,1181420,2

3. Определение количества вредных выделений, поступающих в помещение

Основными вредностями, выделяющимися в воздух помещений жилых и общественных зданий, являются избыточная теплота, влага, газы (чаще всего углекислый газ). Источниками этих вредностей могут быть люди, технологическое оборудование, освещение, солнечная радиация, горячая пища и др.

3.1 Теплоизбытки в помещении

Во многих помещениях общественных зданий основной вредностью является избыточная теплота, которую можно определить, составив тепловой баланс помещения, Вт:

,

гдесуммарные теплопоступления, к составляющим которых может относиться теплота, выделяемая людьми, теплота от солнечной радиации, освещения.

суммарные теплопотери, составляющими которых могут быть потери теплоты через ограждающие конструкции в холодный и переходный периоды года, а также потери теплоты на нагрев воздуха, поступающего в помещение за счет инфильтрации.

При выполнении курсового проекта по вентиляции условно принимается, что все потери теплоты компенсируются теплопоступлениями от приборов систем отопления. В помещениях с выделением влаги необходимо составление баланса по полной теплоте, т.е. с учетом скрытой теплоты, которую содержат поступающие в помещение водяные пары.

3.2 Теплопоступления от людей

Количество теплоты, поступающей от людей, можно определить по формуле:

,

гдечисло людей в помещении, чел.

полные тепловыделения одним человеком Вт/чел, определяемые по [4, табл.2.2] в зависимости от температуры воздуха в помещении и степени тяжести выполняемой работы.

- в состоянии легкого труда в ТП,

- в состоянии легкого труда в ПП,

- в состоянии легкого труда в ХП.

Для ТП: ;

Для ПП: ;

Для ХП: .

.3 Теплопоступления от искусственного освещения

Количество теплоты, поступающей в помещение от искусственного освещения, при неизвестной мощности светильника определяют по формуле:

,

гдеосвещенность, лк, принимаемая согласно СНиП в зависимости от назначения помещений [4, табл.2.3];

площадь помещения, ;

удельный тепловой поток, Вт/м2, на 1 лк освещенности [4, табл.2.4];

доля тепловой энергии, попадающей в помещение.

Средние удельные выделения теплоты для помещений площадью 200-400 м2 составляют 0,09-0,08, площадью 50-200 м2 - 0,1-0,08, площадью 20-50 м2 - 0,17-0,12 Вт/м2 лк.

; ; ; .

.

3.4 Теплопоступления в помещение за счет солнечной радиации

Количество теплоты, поступающей в теплый период года в помещение за счет солнечной радиации через световые проемы и покрытия, определяют для наиболее жаркого месяца года и расчетного времени суток [24]:

,

где поступления теплоты через световые проемы, Вт; поступления теплоты через покрытие, Вт.

Поступление теплоты от солнечной радиации через световые проемы.

Поступление теплоты за счет солнечной радиации и разности температур воздуха через световые проемы находят по формуле:

,

где коэффициент, учитывающий затенение остекления световых проемов переплетами и загрязнения атмосферы, принимаемый по [24, прил.12, табл.4];

коэффициент, учитывающий загрязнение стекла, принимаемый по [24, прил.12, табл.5];

поступление теплоты соответственно от прямой и рассеянной солнечной радиации в июле через вертикальное остекление светового проема, принимаемое для расчетного часа суток по [23, прил.12, табл.3], Вт/м²;

площадь светового проема, облучаемого прямой солнечной радиацией, м²;

коэффициент теплопропускания солнцезащитных устройств [21, прил.8]

;

;

Север: ;

;

;

.

.

Поступления теплоты через покрытия

Поступление теплоты через покрытие, Вт, определяют по формуле:

,

где среднесуточное поступление теплоты через покрытие, Вт/м²;

коэффициент для определения изменяющихся величин теплового потока в различные часы суток, принимаемый по [24, прил.12, табл.9];

амплитуда колебаний теплового потока, Вт/м²;

площадь покрытия, м².

.

Величину можно определить по формуле:

,

гдесопротивление теплопередаче покрытия, ;

условная среднесуточная температура наружного воздуха, ;

расчетная температура внутреннего воздуха под покрытием, .

;

.

Теплотехнический расчет чердачного перекрытия

Условную среднесуточную температуру наружного воздуха рассчитывают по формуле:

,

где средняя месячная температура наружного воздуха за июль, ,

коэффициент поглощения солнечной радиации материалом наружной поверхности покрытия [21, прил.7];

среднее суточное количество теплоты от суммарной солнечной радиации (прямой и рассеянной) на горизонтальную поверхность, Вт/м², [8];

коэффициент теплообмена наружной поверхности покрытия в теплый период года [21, с.12], .

;

;

;

,

где максимальная из средних скоростей ветра по румбам за июль.

переводной коэффициент, ;

.

.

Амплитуда колебаний теплого потока находится по зависимости:

,

гдекоэффициент, принимаемый равным 0,6 для покрытия с вентилируемыми воздушными прослойками [24];

коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности покрытия [21], ;

амплитуда колебаний температуры внутренней поверхности покрытия, , [21, с.11].

Амплитуда колебаний температуры внутренней поверхности покрытия не должна превышать требуемой амплитуды .

,

Требуемую амплитуду колебаний температуры внутренней поверхности определяют по формуле

,

гдесреднемесячная температура наружного воздуха за июль, .

.

Амплитуду колебаний внутренней поверхности покрытия рассчитывают по зависимости:

,

гдерасчетная амплитуда колебаний температуры наружного воздуха, ;

величина затухания расчетной амплитуды колебаний температуры наружного воздуха.

Расчетная амплитуда колебаний наружного воздуха:

,

гдемаксимальная амплитуда суточных колебаний температуры наружного воздуха в июле, принимаемая по СНиП;

коэффициент поглощения солнечной радиации материалом наружной поверхности покрытия ;

соответственно максимальное и среднее значения суммарной солнечной радиации (прямой и рассеянной);

;

;

;

;

.

Величину затухания расчетной амплитуды колебаний температуры наружного воздуха в покрытии определяют по формуле:

,

гдеоснование натуральных логарифмов;

тепловая инерция покрытия, определяемая по формуле:

,

расчетных коэффициенты теплоусвоения материала отдельных слоев покрытия;

коэффициенты теплоусвоения материала отдельных слоев покрытия;

коэффициент теплообмена на наружной поверхности покрытия в летних условиях;

коэффициент теплообмена на внутренней поверхности покрытия.

Для определения коэффициентов теплоусвоения наружной поверхности отдельных слоев покрытия предварительно вычисляют тепловую инерцию каждого слоя, начиная с первого слоя (считая от внутренней поверхности покрытия).

Если слой имеет тепловую инерцию , то для этого слоя ,

Для слоев с тепловой инерцией коэффициенты теплоусвоения наружной поверхности находят следующим образом:

для первого слоя

для i-ого слоя

Для первого слоя - бетонная плита:

; ;

Для второго слоя - минеральная вата:

; ;

Для третьего слоя - шлаковая засыпка:

; , .

.

.

.

.

Время поступления максимума теплоты, считая от полуночи, в помещения через покрытия определяют по формуле, ч.:

,

гдетепловая инерция покрытия [21].

.

.

Поступление теплоты через покрытие рассчитывается в тот же час, что и для световых проемов. В тепловой баланс помещений вносят наибольшую сумму теплопоступления через световые проемы и через покрытия за те же часы, в течение которых предусматривается занятость помещения людьми.

; .

3.5 Поступление влаги в помещение

В данном курсовом проекте источником влаговыделений являются люди.

3.6 Влаговыделения от людей

Количество влаги выделяемое людьми в помещении, определяют по формуле:

,

гдечисло людей;

количество влаги, выделяемое одним человеком, в зависимости от температуры воздуха в помещении и тяжести выполняемой работы, , [9, табл.2.2].

В состоянии легкого труда:

ТП: , ;

ПП: , ;

ХП: , .

3.7 Поступление в помещение газовых вредностей

Основным вредным газом, выделяющим в помещениях общественных зданий, является углекислый газ, выделяемый людьми. Количество СО2, выделяемое людьми, определяют по формуле:

,

гдечисло людей;

количество углекислого газа, выделяемое одним человеком [18, табл.7.1.] в зависимости от интенсивности выполняемой работы.

В состоянии покоя:

ТП, ПП и ХП: , ;

3.8 Сводная таблица вредных выделений

Количество вредностей, выделяющихся в помещении, рассчитывается для трех периодов: теплого, холодного, переходного.

Результаты расчетов сводятся в таблицу 3.

Таблица 3.2 - Сводная таблица вредных выделений в помещении.

Номер помещенияНаименование помещенияПериод годаТеплопоступления, ВтВлаговыделения, кг/чГазовыделения, г/чот людейот солнечной радиацииот освещениявсегоот людейвсего10Зрительный залТеплый58000107144559516484824000Переходный6040060845303024000Холодный613606180526,826,8240004. РАСЧЕТ ВОЗДУХООБМЕНА В ПОМЕЩЕНИИ

4.1 Определение воздухообмена в помещении "по расчету"

При одновременном выделении в помещении значительных количеств теплоты и влаги воздухообмен определяется с использованием графоаналитического метода.

Поскольку воздухообмен зависит от наружных параметров воздуха, то его рассчитывают для трех периодов года.

Схема организации воздухообмена: один приток, одна вытяжка, т.е. отсутствие местной вентиляции.

Уравнение баланса:

(4.1)

Определение воздухообмена по полной теплоте:

(4.2),

где удельная энтальпия удаляемого и приточного воздуха, кДж/кг, определяемые по J-d диаграмме, для каждого периода года:

кДж/кг, кДж/кг, кДж/кг;

кДж/кг, кДж/кг, кДж/кг.

теплоизбытки в помещении, Вт, определяются для каждого периода.

Определение воздухообмена по избыточной влаге:

, кг/ч (4.3),

где избыточные влаговыделения, определяемые по J-d диаграмме для каждого периода:

г/кг сух. возд, г/кг сух. возд, г/кг сух. возд;

г/кг сух. возд, г/кг сух. возд, г/кг сух. возд.

Определение воздухообмена по газовым вредностям:

Gy= (4.4),

где МСО2- газовыделения, определяемые по таблице для каждого периода;су1, сп1- концентрация вредных веществ в удаляемом и приточном воздухе, г/м3, су1=3,7г/м3, сп1=0,91 г/м3;

у, п- плотность удаляемого и приточного воздуха, кг/м3 ;

у =1,21 кг/м3 , п = 1,27 кг/м3;

1. ТП:

;

;

.ПП:

;

;

3. ХП:

;

;

.

4.2 Построение процессов изменения состояния воздуха на J-d диаграмме

Параметры приточного и удаляемого воздуха определяются по J-d диаграмме при построении процессов изменения тепловлажностного состояния воздуха для трех периодов.

Для общеобменной вентиляции параметры приточного воздуха в теплый период совпадают с параметрами наружного воздуха; в переходный период на (1;1,5)°C выше (при dн=const) температуры наружного воздуха в этот период; в холодный период точка притока П определяется пересечением линии dн=const с изотермой tп. Параметры воздуха в обслуживаемой зоне и удаляемого воздуха из верхней зоны помещения во всех периодах находятся на пересечении лучей процесса с изотермами tв, tу .

Угловой коэффициент луча процесса в помещении определяется, кДж/кг:

(4.5),

где - соответственно избыточные тепловыделения и влаговыделения.

кДж/кг;

кДж/кг;

кДж/кг.

4.3 Выбор расчетного воздухообмена

Результаты расчета требуемых воздухообменов по периодам сводим в таблицу 4.1.

Таблица 4.1 - Результаты расчета требуемого воздухообмена

ПериодКоличество приточного воздуха, кг/чКоличество вытяжного воздуха, кг/чПо QиПо WиПо MврПо QиПо WиПо MврТеплый Переходный Холодный7190 9692 171807164 9677 1711510252 10252 102527190 9692 171807164 9677 1711510252 10252 10252Расчетный воздухообмен 1718017180

По полученным требуемым воздухообменам принимаем расчетный воздухообмен 17180 кг/ч.

4.4 Расчёт воздухообмена по нормативной кратности

Для рядовых помещений расчёт воздухообмена проводят по нормативной кратности:

(4.6)

где

- объёмный расход воздуха, м3/ч;

- кратность воздухообмена, 1/ч;

- внутренний объём помещения, м3;

Воздухообмен по норме на единицу оборудования, м3/ч, определяют по формуле:

(4.7)

где

- воздухообмен на единицу оборудования, м3/(ч?об).

- количество единиц оборудования.

Результаты расчётов заносим в таблицу 4.2.

Таблица 4.2 - Воздушный баланс

№ п/пНаименование помещенияОбъем помещения, м3Кратность, 1/чРасход воздуха, м3/чТип и количество решетокпритокавытяжкипритокавытяжкипритоквытяжка1Вестибюль-фойе689,942-1379,88-3; 300х300-2Гардероб 118,8-2-237,6-1; 170х2503,4Зрительный зал на 400 мест со сценой 2974,520м3/ч20м3/ч17180171805Драмкружок-артистическая 99,1222198,24198,241; 170х2501; 170х2506Комната персонала34,652269,369,31; 170х2501; 170х2507Электрощитовая 42-1-42-1; 170х2508Дежурный администратор21-1-21-1; 170х2509Подсобное помещение буфета32,55-1-32,55-1; 170х25010Тиристорная43,68-1-43,68-1; 170х25011Кладовая декораций215,33-1-215,33-1; 170х25012Вентиляционная камера303,9121607,82303,912; 250х2501; 250х25013Санузел женский32,67-100м3/ун.- 200-1; 170х25014Санузел мужской 33,48-100м3/ун.-200-1; 170х25015Кладовая уборочного инвентаря7,68-1-7,68-1; 170х25016Коридоры300,02---262,67-1; 170х25017Пост пожарной сигнализации10-2-20-1; 170х25018Тамбур-------19Кружковая оркестровая189,8422379,68379,681; 250х2501; 250х25020Библиотека493,68-2-987,36-2; 300х30021Кружковая политпросвещения176,6422353,28353,281; 250х2501; 250х25022Кружковая изоискусств132,3922264,78264,781; 170х2501; 170х25023Хозяйственная кладовая 30-1-30-1; 170х25024Светорегуляторная303390901; 170х2501; 170х25025Кинопроекционная71,0433213,12213,121; 170х2501; 170х25026Перемоточная12,62225,225,21; 170х2501; 170х25027Тамбур -------28Звукоаппаратная23,312246,6246,621; 170х2501; 170х25029Санузел женский23,94-100м3/ун.-200-1; 170х25030Санузел мужской 25,92-100м3/ун.-200-1; 170х25031Кладовая уборочного инвентаря13,14-1-52,2-1; 170х25032Фотолаборатория21,6810172,82161; 170х2501; 170х25033Вентиляционная камера61,221122,461,21; 170х2501; 170х25034Холл218,4---525,33-2; 170х2502189121103? =788

Дисбаланс составляет для первого этажа 525 м3/ч, для второго этажа 263 м3/ч.

Так как на первом этаже избыточный приток, следовательно, необходимо организовать дополнительную вытяжку из коридоров первого этажа (помещения 15.1, 15.2 и 15.3). А так как на втором этаже избыточная вытяжка, поэтому организовываем дополнительный приток в коридоры второго этажа (помещения 31.1 и 31.2).

5. РАСЧЕТ ВОЗДУХОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ В ПОМЕЩЕНИИ И ПОДБОР ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ РЕШЕТОК

На вытяжных и приточных каналах в отдельных помещениях устанавливают вентиляционные решетки. Выпуск воздуха в помещениях с теплоизбытками (зрительный зал) предусматривается через потолочные воздухораспределители (плафоны).

Расчет проводится по рекомендуемым скоростям движения воздуха, приведенным в таблице 5.1.

Таблица 5.1. - Рекомендуемые скорости движения воздуха.

Наименование элементов систем вентиляцииЗначение рекомендуемой скорости, м/сПри естественной вентиляцииПри механической вентиляцииПриточные решетки у потолка0,5-11-3Вытяжные решетки0,5-11,5-3

Порядок расчета:

1. Определяют ориентировочные размеры вытяжных и приточных отверстий по формуле:

, м2 (5.1)

где:

- количество воздуха, которое необходимого подать или удалить из помещения, м3/ч;

- величина рекомендуемой скорости, м/с (принимаем по табл.5.1.)

. Количество устанавливаемых решеток определяют исходя из принятого типоразмера жалюзийных решеток:

(5.2)

где

- площадь живого сечения жалюзийной решетки, принимаемая в зависимости от типоразмера по [9,19,22], м2.

Для основного помещения, в котором расчет воздухообмена проводился по расчету вредных выделений, при подаче приточного воздуха необходимо проводить расчет приточной струи и проверять соответствие температуры и подвижности воздуха в обслуживаемой зоне помещения по допустимым по СНиП значениям.

Расчет воздухораспределения ведется в следующем порядке:

1.Выбираем схему распределения приточного воздуха по [9, рис.8.1].

2. В зависимости от расположения рабочих мест задаемся дальнобойностью приточной струи, м:

,

гдевысота помещения;

высота рабочей зоны, ;

.

3. По [9,табл.8.2] для принятого типа струи выбираем возможный тип воздухораспределения:

Выбрана компактная свободная струя, так как выполняется условие , где дальнобойность приточной струи, м; площадь поперечного сечения зоны обслуживаемой одной струей, .

4.Исходя из условия по [9 табл.8.2.], выбираем расчетные формулы (1 и 2) для определения начальной скорости воздуха в сечении воздухораспределителя и разности температур между температурой воздуха в рабочей зоне и температурой в месте входа струи в рабочую зону:

, (1)

где:

скорость струи в рабочей зоне (допустимая), [9, стр.179], ;

площадь поперечного сечения зоны обслуживаемой одной струей, ;

площадь живого сечения воздухораспределителя, определяемая в зависимости от принятого типа и размера по [9, табл.8.7], ;

коэффициент затухания скорости по длине струи, принимаемый по [9, табл.8.1], ;

поправочный коэффициент на стеснение струй ограждениями помещения,

поправочный коэффициент на взаимодействие N одинаковых параллельных компактных струй, ;

коэффициент для учета неизотермичности струй,

,

Для компактных струй "текущий критерий Архимеда":

,

где:

коэффициенты затухания соответственно разности избыточных температур и скорости в струе, ,

характерный размер, м, зависящий от схемы распределения воздуха, м.

Для компактных струй:

,

где:

разность температур воздуха в помещении и на выходе из воздухораспределителя, ºС, ºС;

соответственно площадь выпускного отверстия, м2, м2 ;

скорость выхода воздуха из воздухораспределителя, м/с, принимаем м/с;

температура окружающего воздуха, К, .

.

Тогда: .

(2),

.

ºС.

Допустимые колебания температуры воздуха в вентилируемом помещении:

,

гдедопустимая и оптимальная температура в рабочей зоне помещения, принимаемая по [9], в зависимости от назначения помещения, , .

5.Разность температур считается удовлетворительной, если выполняется условие: , но не более 3ºС, .

удовлетворяет условию.

6.Определяем расход воздуха через один воздухораспределитель:

,

.

7.Определяем число воздухораспределителей:

,

гдеколичество приточного воздуха, подаваемого в помещение, .

воздухораспределителей типа ВДПМ IIIа с Кж.с. = 0,4.

6. КОМПАНОВКА ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ СИСТЕМ

При компоновке приточных и вытяжных вентиляционных систем руководствуются следующими требованиями [9]:

1) количество вентиляционных систем должно быть минимальным;

1. системы вентиляции должны быть конструктивно просты;
2. вентиляционные системы должны обслуживать однородные по своему значению помещения;
3. вытяжные каналы для однородных помещений могут быть объединены в пределах одного этажа, а каналы разных этажей для однородных помещений объединяют на чердаке у сборных магистралей;
4. приточные каналы для разных этажей объединяют только у магистральных каналов;
5. вытяжные каналы выполняют приставными или во внутренних кирпичных стенах;
6. не разрешается устройство вытяжных каналов в наружных стенах;
7. приставные каналы желательно устраивать у внутренних стен, перегородок и колонн; у наружных стен приставные каналы устраивают с воздушной прослойкой 50 мм между стенами канала и наружной стеной;

9) горизонтальные каналы устраивают подвесными вдоль стен, перегородок, под потолком;

10) радиус действия систем естественной вентиляции 8 - 10 м;

) радиус действия систем механической вентиляции до 50 м;

) вытяжные камеры желательно устраивать на чердаке, техническом этаже или в верхних этажах здания;

1. приточные камеры желательно устраивать в подвале или на нижних этажах здания;
2. воздухозаборные решетки устанавливают на высоте не менее 2,0 м от уровня земли с наименее загрязненной стороны здания. Возможно, устройство отдельно стоящих приточных шахт, расположенных в зеленой зоне;

15) удаление воздуха в атмосферу осуществляется через вытяжные шахты, которые рекомендуется размещать в наиболее высокой части кровли со стороны ската, выходящего на дворовый фасад.

7. РАСЧЕТ И ПОДБОР ВЕНТИЛЯЦИОННОГО ОБОРУДОВАНИЯ. АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ВОЗДУХОВОДОВ

7.1 Расчет калориферов и компоновка калориферной установки

В общественных зданиях чаще всего в качестве теплоносителя используют воду. В этом случае следует применять многоходовые калориферы с горизонтальным расположением трубок с целью уменьшения опасности замерзания.

Наиболее часто применяемыми калориферами в настоящее время являются стальные пластинчатые многоходовые калориферы К3ВП (средняя модель), К4ВП ( большая модель).

Данные для подбора калорифера :

- количество воздуха, нагреваемого в калорифере, ;

температура, подаваемого в калорифер воздуха, ;

температура воздуха после калорифера, ;

тип калорифера К3ВП-6 [9, табл. II. 1-II.-25].

Расчет и компоновка калориферной установки проводятся в следующей последовательности:

)Определяем количество теплоты, необходимое для нагрева воздуха (тепловая нагрузка на калорифере), кДж/ч:

,

гдетеплоемкость воздуха, ;

плотность воздуха, .

.

)Рассчитываем требуемую площадь живого сечения для прохождения воздуха, м2, задаваясь массовой скоростью воздуха (V?), :

,

.

.

)Пользуясь техническими характеристиками калориферов, подбираем номер и число установленных параллельно по воздуху калориферов:

,

гдеколичество калориферов, установленных в 1 ряду калориферной установки и соединенных параллельно по воздуху;

действительная площадь одного калорифера, м².

.

)Определяем действительную массовую скорость воздуха в живом сечении калорифера, :

,

.

)Рассчитывают количество воды, проходящей через один калорифер, м3/с:

,

гдетеплоемкость воды, ;

температура воды на входе и выходе из калорифера, ,

;

число калориферов, параллельно присоединяемых по теплоносителю, .

.

)Находим скорость движения воды в трубках калорифера, м/с:

,

гдеживое сечение трубок одного калорифера по воде, м², .

.

)В таблицах [9, табл. II.1-II.-25] для калорифера К3ВП-10 выбираем значение коэффициента теплопередачи К, кДж/(ч·м2).

)Вычисляем площадь калорифера, необходимую для нагрева воздуха, м2:

,

гдесредняя температура теплоносителя, ,

;

средняя температура воздуха, ,

.

.

)Определяем общее число калориферов в установке:

,

гдеплощадь нагрева калорифера выбранной модели [9], м², .

2 калорифера.

Если в первом ряду N=1 калориферов, то в последующих рядах расположено калорифер, 2.

)Определяем величину запаса по площади, %:

, %

.

)Определяем аэродинамическое сопротивление калориферной установки по воздуху, Па:

,

гдечисло рядов калориферов по ходу воздуха, ;

сопротивление одного калорифера по воздуху, определяемое по [9, прил.2], .

.

)Определяют гидравлическое сопротивление калориферов, пользуясь [9, рис.13.8, табл.13.5]:

По расходу воды и принятому диаметру подводящей трубы к калориферу 50 мм вычисляем сопротивление одноходового калорифера . По табл. II.16 находим, что калорифер К3ВП-6 имеет по теплоносителю 6 ходов. Вводя, согласно табл.13.5, поправочный коэффициент 4,1 находим сопротивление двух установленных последовательно калориферов:

.

7.2 Аэродинамический расчет воздуховодов механической вентиляции

Цель аэродинамического расчета систем механической вентиляции подобрать по допустимым скоростям движения воздуха размеры воздуховодов, определить потери давления в системе и по потерям давления и количеству воздуха подобрать вентилятор.

Расчет выполняем по методу удельных потерь давления, результаты расчетов заносим в таблицы 7.1 и 7.2.

Порядок расчета:

)Выбираем основную расчетную ветвь - это самая удаленная и нагруженная ветвь.

)Определяем расходы воздуха и длины для каждого участка.

)Определяем сечение канала. Для этого рассчитываем ориентировочную площадь поперечного сечения:

,

гдерасход воздуха на участке, м3/ч;

рекомендуемая скорость движения воздуха:

в ответвлении до 5 м/с;

по магистрали 4-8 м/с.

По величине подбираем стандартные размеры воздуховодов [9, табл.12.1 - 12.12], таким образом чтобы .

)Для расчета потерь давления на трение и в местных сопротивлениях Z определяем фактическую скорость движения воздуха в каналах, м/с:

.

5)Определяем потери давления на трение. Таблицы и номограммы для определения потерь давления на трение и в местных сопротивлениях составлены для круглых стальных воздуховодов, поэтому для прямоугольных воздуховодов значения и Z определяются по эквивалентному диаметру:

,

гдеширина воздуховода;

высота воздуховода.

Если воздуховоды изготовлены не из стали (т.е. имеют другой коэффициент шероховатости), то при расчете вводится поправка на шероховатость [9, табл. 12.14].

Определяем потери давления на трение на расчетном участке длиной l:

,

гдеудельные потери давления на 1 м стального воздуховода, Па/м [9, табл. 12.17];

коэффициент шероховатости, для стальных воздуховодов .

6) Определяем потери давления в местных сопротивлениях:

,

гдесумма коэффициентов местных сопротивлений на расчетном участке [9, табл. 12.18 - 12.49];

скоростное давление, Па [9, табл. 12.17].

)Определяем полные потери давления на расчетном участке, Па:

.

8)Определяем полные потери давления основной расчетной ветви, Па:

После определения потерь давления в расчетной ветви производим увязку ответвлений. Выбираем ответвление, разбиваем на участки и рассчитываем в той же последовательности, что и магистральную ветвь. Потери давления в увязанном ответвлении должны быть равны потерям давления в параллельных ответвлению участках расчетной ветви. Допускается невязка 10%.

При больших значениях невязки устанавливают диафрагму, в зависимости от величины избыточного давления, которое нужно погасить. Для этого определяют коэффициент местного сопротивления диафрагмы по формуле:

Затем по [9, табл. 12.52] определяем диафрагмы.

Расчет сводим в таблицу 7.1 и 7.2.

Таблица 7.1 - Аэродинамический расчёт воздуховодов механической приточной системы вентиляции

Номер участкаКоличество воздуха Lр, м3/чДлина участка l, мРазмеры воздуховодовСкорость воздуха Vд, м/сПотери давления на трениеПотери давления в местных сопротивленияхОбщие потери давления на участке Rуд? ?ш?l + Z, Па Суммарные потери давления на участках от начала сети ?i (Rуд? ?ш?l + Z)i , ПаF, м2a×b, ммDэ=2?a?b/(a+b), ммRуд, Па/мКоэф-т шероховат-ти ?шRуд? ?ш?l, ПаСкоростное давление Рд = V2??/2, ПаСумма коэф-тов местных сопротивлений ??iПотери давления на местные сопротивления Z, Па123456789101112131415П2. Главная расчетная ветвь13537,70,025100×2501403,91,65112,79,32,119,5332,232,226188,60,0375150×2501804,61,63114,0212,91,114,1928,160,339590,80,04200×2002006,72,8412,2727,51,952,2554,5114,8416342,70,06200×3002507,12,416,4830,8006,5121,35328115,60,125250×5003157,11,79127,9230,81,236,9664,9186,2638897,60,15250×60035571,55111,48306,6198209,5395,7Ответвления 72650,50,025100×2501402,90,9610,485,145,226,7327,227,289060,02100×2001401,30,2311,381,0311,611,9513,313,392130,20,015100×1501253,91,910,389,31,715,8116,216,2103036,40,02100×2001404,21,88112,0310,80,44,3216,416,4114710,01100×1001001,30,3510,351,0311,712,0512,412,4123502,30,02100×2001404,92,515,7514,73,247,0452,852,81317320,015100×1501253,21,3212,646,263,723,1625,825,8141220,20,015100×1501252,30,7310,153,247,522,7224,524,5152952,90,02100×2001404,11,815,2210,32,222,6627,927,9163806,20,0225150×1501604,71,96112,1513,51,216,228,428,41767512,30,04200×2002004,71,48118,213,54,459,477,677,6181981,20,015100×1501253,71,7312,088,372,520,93232319691,30,015100×1501251,30,2610,341,038,78,969,39,320267280,03150×2001802,50,54115,123,825,621,436,536,52113803,80,1250×4003153,80,5712,178,834,136,238,438,4221647110,125250×5003153,70,5415,948,376,251,957,857,8236081,60,05200×2502253,40,7111,147,079,466,4667,667,6Увязка ответвлений?Р7 ? ?Р1; ?Р7 = 27,2 Па, ?Р1 = 32,2 Па. %. ; a×b = 84×169, ? = 0,9?Р8 ? ?Р9; ?Р8 = 13,3 Па; ?Р9=16,2 Па. %. ; a×b = 74×148, ? = 2,85?Р11 ? ?Р10; ?Р11 =10 Па; ?Р10 = 16,4 Па. %. ; a×b = 63×100, ? = 8,55?Р12 ? ?Р1-2; ?Р12 = 52,8 Па; ?Р1-2 =60,3 Па. %. ; a×b =88×176, ? = 0,55?Р14 ? ?Р13; ?Р14 = 24,5 Па; ?Р13 = 25,8 Па. % < 10 % - допустимая невязка.?Р15? ?Р16; ?Р15= 27,9 Па, ?Р16 =28,35 Па. % < 10 % - допустимая невязка.?Р17 ? ?Р1-3; ?Р17 = 77,6 Па; ?Р1-3 = 114,8 Па. %. ; a×b = 148×148, ? = 2,85?Р19 ? ?Р18; ?Р19 = 12,6 Па; ?Р18= 26,4 Па. %. ; a×b = 58×93, ? = 13,7?Р20 ? ?Р21; ?Р20 = 36,5 Па, ?Р21 =38,4 Па. % < 10 % - допустимая невязка.?Р22 ? ?Р1-4; ?Р22 =57,8 Па, ?Р1-4 =121,3 Па. %. ; a×b =160×320, ? =7,69?Р23 ? ?Р1-5; ?Р23 =67,6 Па, ?Р1-5 =186,2 Па. %. ; a×b=112×140, ? =16,2

Этот расчет ведется аналогично расчету воздуховодов приточной механической вентиляции, в той же последовательности. Результаты расчета занесены в таблицу 7.2.

Таблица 7.2 - Аэродинамический расчёт воздуховодов механической вытяжной системы вентиляции

Номер участкаКоличество воздуха Lр, м3/чДлина участка l, мРазмеры воздуховодовСкорость воздуха Vд, м/сПотери давления на трениеПотери давления в местных сопротивленияхОбщие потери давления на участке Rуд? ?ш?l + Z, Па Суммарные потери давления на участках от начала сети ?i (Rуд? ?ш?l + Z)i , ПаF, м2a×b, ммDэ=2?a?b/(a+b), ммRуд, Па/мКоэф-т шерохова-тти ?шRуд? ?ш?l, ПаСкоростное давление Рд = V2??/2, ПаСумма коэф-тов местных сопротивлений ??iПотери давления на местные сопротивления Z, Па123456789101112131415В 2. Главная расчётная ветвь123825,40,02100×2001403,31,221316,663,825,3156,356,323074,90,02100х2001404,31,9719,6511,32,932,7742,498,735058,70,08200×4002801,20,0810,70,888,77,668,4107,1424600,20,1200×5002806,81,9210,3828,3384,985,3192,4Ответвления5691,20,01100×1001001,90,6910,832,211,22,653,53,561981,50,02100х2001402,80,911,354,81,36,247,67,6726512,90,025100×2501402,90,96112,385,149,850,3762,862,883533,20,025100×2501403,91,6515,289,3546,551,851,896182,20,04200×2002004,31,2612,7711,30,77,9110,710,71096814,20,08200×4002803,40,5417,677,073,524,7532,432,4119871,70,08200×4002803,40,5410,327,074,229,693030123505,30,03150×2001803,20,8414,456,260,63,768,28,2139010,015100×1501251,70,4310,431,771,83,23,63,61421310,02100х20014031,0211,025,52,614,315,315,3152600,40,02100х2001403,61,4210,577,930,53,974,54,5164711,80,01100×1001001,30,3514,131,033,63,717,87,81719553,70,08200×4002806,81,9217,128,32,570,7577,977,9Увязка ответвлений?Р5 ? ?Р1; ?Р5 = 3,5 Па, ?Р1 = 56 Па. %. ; a×b = 53×84, ? = 23,35?Р6 ? ?Р1-2; ?Р6 = 7,6 Па; ?Р1-2=98,7 Па. %. ; a×b = 54×109, ? = 19,2?Р8 ? ?Р7; ?Р8 =51,8 Па; ?Р7 = 62,8 Па. %. ; a×b = 82×164, ? = 1,23?Р12 ? ?Р9; ?Р12 = 8,2 Па; ?Р9=10,7 Па. %. ; a×b = 144×180, ? = 0,38?Р10 ? ?Р11; ?Р10 = 32,4 Па; ?Р11 =30 Па. % < 10 % - допустимая невязка.?Р17 ? ?Р1-3; ?Р17 = 77,9 Па; ?Р1-3 = 107,4Па. %. ; a×b = 166×333, ? = 1,05

7.3 Расчет воздуховодов систем естественной вентиляции

В системах естественной вытяжной вентиляции воздух перемещается в каналах и воздуховодах под действием естественного давления , возникающего вследствие разности давлений холодного наружного и теплого внутреннего воздуха, Па:

,

гдевысота воздушного столба, принимаемая от центра вытяжной решетки до устья шахты, м;

плотность наружного (при ) и внутреннего (при ) воздуха, .

.

За расчётную ветвь в системах естественной вентиляции принимают самую удалённую ветвь, имеющую наименьшее располагаемое гравитационное давление. Как правило, это ветвь, по которой удаляется воздух с верхнего этажа.

Расчет воздуховодов систем естественной вентиляции аналогичен расчету систем механической вентиляции. Расчет сведен в таблицу 8.

Таблица 8.1 - Аэродинамический расчёт воздуховодов естественной приточной системы вентиляции

Номер участкаКоличество воздуха Lр, м3/чДлина участка l, мРазмеры воздуховодовСкорость воздуха Vд, м/сПотери давления на трениеПотери давления в местных сопротивленияхОбщие потери давления на участке Rуд? ?ш?l + Z, Па Суммарные потери давления на участках от начала сети ?i (Rуд? ?ш?l + Z)i , ПаF, м2a×b, ммDэ=2?a?b/(a+b), ммRуд, Па/мКоэф-т шероховатости ?шRуд? ?ш?l, ПаСкоростное давление Рд = V2??/2, ПаСумма коэф-тов местных сопротивлений ??iПотери давления на местные сопротивления Z, Па12345678910111213141511000,60,038140×2701800,70,061,290,0460,32,20,660,710,7121000,50,033150х2201800,80,071,190,0420,410,40,441,1532000,30,048150х3202001,20,131,250,0490,8810,880,932,0844003,80,073270 х2702801,50,121,560,461,3811,381,843,92Ответвления51003,60,038140×2701800,70,061,290,2790,32,20,660,940,9461000,50,033150х2201800,80,071,190,0420,41,10,440,480,4871000,60,038140×2701800,70,061,290,0460,32,10,630,680,6882000,30,048150х3202001,20,131,250,0490,881,10,971,021,0291003,60,038140×2701800,70,061,290,2790,32,10,630,910,91

Для нормальной работы системы естественной вентиляции необходимо выполнение условия для расчетной ветви:

=3,766÷3,975.

Если располагаемое давление ?Pе меньше ?Pосн.р.в , тогда для увеличения располагаемого давления на шахте устанавливают дефлекторы, номер дефлектора соответствует диаметру патрубка в дм.

Естественная система вентиляции работает, если ?Pе больше потерь давления.

Увязку ответвлений системы выполняют с учетом разности располагаемых давлений для отдельных ответвлений. Невязка не должна быть более 10%:

.(Rтр+Z)9=(Rтр+Z)1,2 +(?P1е-?P2е)

(Rтр+Z)1,2 +(?P1е-?P2е) = 1,15+ (5,01-2,95) = 3,21

%

a×b = 102×123, ? = 7,69

.(Rтр+Z)7=(Rтр+Z)5,6+(?P1е-?P2е)

(Rтр+ Z)5,6 + (?P1е-?P2е) =3,48 Па.

%

a×b = 99×121, ? = 9,21.

3.(Rтр+Z) 5,6,8=(Rтр+Z)1,2,3+(?P1е-?P2е)

(Rтр+ Z)1,2,3 + (?P1е-?P2е) =4,14 Па.

%

a×b = 133×166, ? = 1,05.

7.4 Подбор вентилятора

Для механических систем вентиляции используют, как правило, радиальные (центробежные) вентиляторы. Подбор радиального вентилятора выполняют по заданным значениям производительности , м3/ч, и перепада давления , Па, по сводному графику, представленному в [9, прил. 1.1].

По индивидуальным характеристикам вентиляторов, зная и , находят частоту вращения n, об/мин, КПД в рабочей зоне. Вентилятор должен работать с максимальным КПД, отклонение от которого не должно превышать 10%.

Так как характеристики вентиляторов составлены для стандартных условий, при подборе вентиляторов необходимо предварительно выполнить перерасчет:

,

гдекоэффициент, учитывающий потери давления неучтенные аэродинамическим расчетом;

;

барометрическое давление, ;

потери давления в основной расчетной ветви:

.

.

.

.

,

гдепоправочный коэффициент, учитывающий утечку или подсос воздуха в системе, , в зависимости от длины воздуховода и его материала;

расчетное количество воздуха, которое необходимо подать или удалить из системы, м3/ч;

количество воздуха, подсасываемого к пылеуловителю в фильтрах, принимается согласно заводским характеристикам, м3/ч.

.

.

По сводному графику, представленному в [9, прил.11], подбираем радиальный вентилятор для приточной и вытяжной систем.

Для приточной системы выбран вентилятор Ц4-70 №6,3, Dн = 95мм,

n=950 об/мин, =0,7.

Для вытяжной системы выбран вентилятор Ц4-70 №5, Dн = 90 мм,

n=915 об/мин, =0,75.

Потребляемая мощность на валу электродвигателя, кВт:

,

гдеКПД передачи, учитывает способ соединения вентилятора и электродвигателя, принимаемый по [9, табл. 13.3], непосредственная насадка колеса вентилятора на вал электродвигателя .

.

.

Минимальная установочная мощность электродвигателя, кВт:

,

гдекоэффициент запаса мощности, принимаемый по [9, табл. 13.4] в зависимости от мощности на валу электродвигателя и конструкции вентилятора.

На основании полученного значения и числа оборотов n по [9, прил. 5] подбираем электродвигатель для вентиляторов.

Для приточной системы: электродвигатель единой серии А02, тип А02-31-6.

Для вытяжной системы: электродвигатель единой серии А02, тип А02-22-6.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.СТП МГМИ 1.01-84. Комплексная система управления качеством работы. Дипломный проект. Структура, содержание, общие правила выполнения и оформления. Магнитогорск: МГМИ, 1984.18 с.

1. ГОСТ 2.786-70. ЕСКД. Условные графические обозначения элементов отопления и вентиляции.
2. ГОСТ 21.602-79.Система проектной документации для строительства. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Рабочие чертежи.
3. Курсовое и дипломное проектирование по вентиляции гражданских и промышленных зданий /В.П. Титов, Э.В. Сазонов, ЮС. Краснов, В.И. Новожило. М.:Стройиздат,1985. 208 с.
4. Семенов В.Н. Унификация и стандартизация проектной документации для строительства. Л.: Стройиздат,1985. 224 с.
5. Теплоснабжение и вентиляция. Курсовое и дипломное проектирование /Под ред. Б.Н. Хрусталева. Минск: Дизайн ПРО, 1997. 383 с.

7.СНиП 2.07.06-86.Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. М.: Стройиздат, 1987, 61 с.

8.СНиП.2.01-82. Строительная климатология и геофизика. М.: Стройиздат, 1983. 136 с.

9.Справочник проектировщика. Внутренние санитарно- технические устройства /Под ред. И.Г. Староверова. М.: Стройиз дат,1978. Ч.И.:Вентиляция и кондиционирование воздуха. 509 с.

1. СНиП П-Л.8-71. Предприятия общественного питания. М.: Стройиздат, 1979. 32 с.
2. СНиП П-69-78.Лечебно-профилактические учреждения. М.: Стройиздат, 1979,56 с.

12. СНиП П-76-28.Спортивные сооружения. М.: Стройиздат, 1979. 84 с.

1. СНиП П-85-80.Вокзалы.М..Стройиздат,1982. 12 с.
2. СНиП П-73-76.Кинотеатры. М.:Стройиздат,1977. 17 с.

15.СНиП П-85-75. Предприятия бытового обслуживания. М.: Стройиздат, 1976. 32 с.

16.СНиП П-64-80.Детские дошкольные учреждения. М.: Стройиздат,1981. 16 с.

17.СНиП П-65-73. Общеобразовательные школы и школы- интернаты. М.: Стройиздат, 1974. 36 с.

18.Отопление и вентиляция/Под ред. В.Н. Богословского. М.:Стройиздат, 1976. 4.11.: Вентиляция. 439 с.

1. Справочник по теплоснабжению и вентиляции /Под ред. Р.В. Щекина. Киев: Будивельник, 1976, Кн.2: Вентиляция и кондиционирование воздуха. 460 с.
2. Сенатов И. Г. Санитарная техника в общественном питании. М.: Экономика, 1973. 380 с.
3. СНиП П-3-79. Строительная теплотехника.М.:Стройиэдат,1986. 40 с.
4. Справочник монтажника. Монтаж вентиляционых систем /Под ред. И.Г. Староверова М. :Стройиздат,1978. 591 с.
5. Короткова Л.И., Скутин Н.И. Расчет калориферов на ЭВМ: Метод, указания. Магнитогорск: МГМИ, 1987. 20 с.
6. СНиП П-33-75.Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. М.: Стройиздат, 1982. 96 с.

СОДЕРЖАНИЕ 1. Расчетные параметры наружного воздуха . Расчетные параметры внутреннего воздуха 3. Определение количества вредных выделений, поступаю

Больше работ по теме: