Кондиционирование школы

Министерство образования  и науки Российской Федерации

 

Иркутский государственный  технический университет

 

 

 

 

Кафедра теплогазоснабжения, вентиляции и охраны воздушного бассейна

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пояснительная записка  к курсовому проекту по кондиционированию.

 

Тема проекта: «Кондиционирование школы».

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                    

 

                                                                                     Выполнила: студентка

                                                                группы ТВ-03-2

                                                                                     Раздобарова Л.П.

                                                                          Принял: Баймачев Е.Э.

 

 

 

 

Иркутск 2007.

 

Содержание

 

  1. Исходные данные для проектирования……………………………………………...3                                                                                         
    1. Расчётные параметры наружного воздуха ……………………..…………..……..3
    2. Расчётные параметры внутреннего воздуха ……………………….……………..3
    3. Характеристика и расчет производственных вредностей…………………....…..3
  2. Тепловой баланс помещений………….……………………………………………...4                                                                                         
    1. Расчет теплопоступлений………………………………………..…………..……..4
    2. Расчет теплопотерь…………………………..……………………….……………..5
    3. Тепловой баланс………………………………………………………………....….7
  3. Расчет параметров воздуха…………...……………………………………………...8                                                                                         
    1. Теплый период…………………………… ……………………..…………..……..8
    2. Холодный период………………………….. ……………………….……………..8
  4. Расчет воздухообменов помещения…..…………………………………………….11                                                                                         
    1. Теплый период…………………………… ……………………..…………..…….11
    2. Холодный период………………………….. ……………………….…………….12
    3. Сводная таблица воздушного баланса………………………………………....…13
  5. Аэродинамический расчет………..…..……………………………………………..15                                                                                        
  6. Подбор оборудования…………….…..…………………………………………….. 19  
  7. Гидравлический расчет………………………………………………………………22                                                                                      

        Список литературы………………………………………………………………………..24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Исходные данные  для проектирования.

1.1. Расчётные параметры наружного  воздуха

Расчетные параметры наружного  воздуха, а также географическая широта и барометрическое давление принимаются по прил. 8 СНиП 2.04.05-91* в зависимости от положения объекта строительства для теплого и холодного периодов года.

 

Таблица 1.  Расчётные  параметры наружного воздуха  г. Минск

 

Расчётные периоды года

Параметры А

Параметры Б

Барометрическое давление,

кПа.

Концентрация углекислоты, л/м³.

Температура

0С

Энтальпия

кДж/кг

Влагосодержание

г/кг

Температура

0С

Энтальпия

кДж/кг

Влагосодержание

г/кг

 

Тёплый 

21,2

49,8

11,5

25,9

53,6

10,9

 

 

99

 

 

       0,5

Переходный

8

22.5

5,9

8

22,5

5,9

Холодный

-10

-6,7

1,5

-25

-24,3

0,3



 


 

1.2. Расчётные параметры внутреннего  микроклимата

Выбор расчетных параметров внутреннего  микроклимата производится в зависимости от назначения помещения и времени года по СНиП 2.04.05-91. Для проектирования систем кондиционирования выбираются оптимальные параметры воздуха [1, прил. 5]. Допустимая концентрация СО2 принимается по [2.с.61-62].

Таблица 2.  Расчётные  параметры внутреннего микроклимата

Расчётный период года

Температура

0С

Относительная влажность, %

Энтальпия, кДж/кг

Влагосодержание

г/кг

Подвижность воздуха, м/с

Допустимая концентрация CO2 , л/м3

Тёплый

22

60

47

9,7

0,2

2

Холодный

20

30

31

4,3

0,2

2


 

1.3. Характеристика и расчет производственных вредностей.

При проектировании различных объектов необходимо иметь планы и разрезы здания с размещением технологического оборудования   и   рабочих   мест.

Описание технологического процесса должно включать: его схему с указанием  массовых расходов материалов, полуфабрикатов и готовой продукции; параметры  отдельных видов технологического оборудования, характеристику оборудования, потребляющего энергию, месторасположение источников вредных выделений, интенсивность выделения вредных веществ, водяных паров и пр.; число работающих в каждом помещении и категорию тяжести работы; требуемую освещенность помещения или мощность общего и местного освещения и его вид, и др.

В данном курсовом проекте в качестве объекта представлена школа. Так как дом школа  работает в дневное время суток, источником поступления вредностей будут являться люди находящиеся в помещениях.

2. Тепловой баланс  помещения.

 

2.1. Расчет теплопоступлений.

Тепловые поступления в помещения  общественных зданий определяют от следующих источников: людей, искусственного освещения солнечной радиации, нагретых поверхностей, технологического оборудования и пищи, систем дежурного отопления.

  Поступление избытков явного  тепла.

Тепловыделения человека зависят  от его физической нагрузки, температуры  и подвижности воздуха помещения, теплозащитных свойств одежды и могут быть подсчитаны по формуле:

, Вт, на одного человека

где - коэффициент интенсивности работы, принимаем равный 1.07 для работы средней тяжести;

        -  коэффициент, учитывающий теплозащитные свойства одежды, принимаем равный 0,65 для обычной одежды;

       - скорость воздуха в помещении, м/с;

         - температура воздуха помещения, 0С

Или поступление избытков явного тепла  принимаем по таблице 2.2 [3] с учетом категории работ (работа средней тяжести) и температуры в помещении.

В холодный период:

5200 Вт на 50 человек, находящихся в помещении;

В тёплый период:

4520 Вт на 50 человек, находящихся в помещении;

  Поступление избытков полного тепла

 

Поступление избытков полного  тепла принимаем по таблице 2.2 [3] с учетом категории работ (работа средней тяжести) и температуры  в помещении.

В таблице 2.2 [3] приведены  тепловыделения от взрослого мужчины. Принято считать, что ребёнок выделяет 75% тепловыделений мужчины.

В холодный период:

10150 Вт на 50 человек, находящихся в помещении;

В тёплый период:

10030 Вт на 50 человек, находящихся в помещении;

  Расчёт теплопоступлений за счёт солнечной радиации

Теплопоступления в помещения  за счёт солнечной радиации определяют через световые проёмы и покрытия для тёплого периода года по формулам:

через остеклённые поверхности:

, Вт

через покрытия

, Вт

где Fост  , Fn - площадь поверхности остекления и покрытия, м2;

qост,qп - тепловой поток, поступающий через I м поверхности остекления (табл. 3.4 [2]) и покрытия (табл. 3.5[2]), Вт/м2, (qп=16,7);

 Aост- коэффициент, зависящий от вида остекления: для двойного остекления с раздельными переплетами он равен 1.0, для двойного остекления со спаренными переплетами – 1.15, для одинарного остекления -1.45;

Kз - коэффициент затенения остекления: обычное загрязнение 0,8; сильное загрязнение 0,7, забелка стекла 0,6, внешнее зашторивание 0,25, остекление матовыми стеклами 0,7.

           Вт

 Вт

 Вт

Расчёт  влаговыделения и поступления СО2

Основным источником поступление  влаги и СО2 является человек, принимаем по таблице 2.2 [3], аналогично поступлению избытков явного тепла:

В холодный период:

M =35л/ч×50чел.=1750 л/ч - поступление CO2;

W=140г/ч×50чел=7000 г/ч - поступление влаги;

В тёплый период:

M =35л/ч×50чел.=1750 л/ч - поступление CO2;

W=158г/ч×50чел=7400 г/ч - поступление влаги;

 

2.2 Расчет теплопотерь.

 

 Теплопотери  через ограждающие конструкции.

  =10192Вт

- площадь помещения,  ;

к – коэффициент теплопередачи  через ограждающие конструкции, ;

- сумма добавок;

n – коэффициент, зависящий от положения ограждения.

 

 Теплопотери  на инфильтрацию

=1604

Gинф – массовый расход воздуха;

с - массовая теплоемкость воздуха ( );

tв – температура внутреннего воздуха;

tн – температура наружного воздуха;

Кп = 0,8

,

- сумма площадей окон, балконных  дверей и нар. стен;

- перепад давлений между наружным и внутренним воздухом;

- требуемое сопротивление воздухопроницанию.

=10Па;

Н – общая высота здания;

hi – высота расчётного элемента (окна) от нулевой отметки до верха окна;

- плотность наружного воздуха;

- скорость ветра в данный  период года;

Сн,Сп – аэродинамические коэффициенты ((Сн – Сп) = 1,4);

Кi – коэффициент учёта изменения скоростного давления ветра в зависимости от высоты здания (Кi = 0,7)

,

g – ускорение свободного падения;

t – температура воздуха

,

tн – температура наружного воздуха.

 

 Общие теплопотери  помещения

=11793Вт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.3 Тепловой баланс.

Расчётный  период

Объём помещения

Поступление тепла, Вт

Теплопотери, Вт.

± DQ, Вт.

W, кг/ч.

Кол-во СО2, л/ч.

e=± 3,6DQп / W,  КДж/кг

От людей

От солнечной  радиации

Всего

Основные

Добавочные

всего

   

явное

полное

  

явное

полное

      

явное

полное

      

Тёплый

  

4520

10030

5186

9707

15217

-

-

-

+9707

+15217

7,4

1750

7403

Переходный

  

5200

10150

0

5200

10150

4045

0

4045

+1155

+6105

7

1750

  

Холодный:

1873

                          

рабочий

  

5200

10150

0

5200

10150

15167

0

15167

-9965

-5015

7

1750

2579

дежурный

  

0

0

0

0

0

12345

0

12345

          



Таблица 3. Тепловой баланс.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Расчёт параметров воздуха.

3.1. Тёплый период:

 

Параметры из СНиПа:

; ;

; ;

Параметры, найденные расчётным  путём:

;

;

;

Параметры, найденные по I-d-диаграмме:

; ; ;

; ; ;

 

3.2. Холодный период:

 

Параметры из СНиПа:

; ;

; ;

Параметры, найденные по I-d-диаграмме:

;

;

;

Параметры, найденные по I-d-диаграмме:

; ; ;

; ; ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Расчёт воздухообменов  помещения.

 

Расчёт воздухообмена помещений  может быть произведён аналитическим  методом и графоаналитическим методом  с использованием I-d диаграммы.

Аналитический метод расчёта воздухообмена  основных помещений общественных зданий (зрительные и спортивные залы, плавательные бассейны и т.п.) ведут по количеству выделений (избытки теплоты, влаги, газовыделения и т.д.), а для неосновных помещений – по нормативной кратности.

Последовательность расчета требуемого воздухообмена следующая:

1)  задаются параметры приточного  и удаляемого воздуха

2) определяют требуемый воздухообмен  для заданного периода по вредным  выделениям, через полное и явное  тепло, влагу и через концентрацию.

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

4.1 Теплый период.

Воздухообмен  по избыткам явного тепла.

 

- избытки явного тепла в  помещении, Вт;

  - теплоёмкость воздуха, КДж/(кг×К);

- температура удаляемого и  приточного воздуха, 0С;

ρ – плотность приточного воздуха, кг/м³.

Воздухообмен  по избыткам полного тепла.

- избытки полного тепла в  помещении, Вт;

  - удельная энтальпия удаляемого и приточного воздуха, КДж/кг;

 ρ – плотность приточного  воздуха, кг/м³.

Воздухообмен  по влаговыделению.

 

- влаговыделения в помещении,  кг/ч;

- влагосодержание удаляемого и приточного воздуха, г/кг; 

ρ – плотность приточного воздуха, кг/м³.

Воздухообмен  по газовыделению.

GСО2- количество углекислого газа, поступающего в помещение, л/ч;

- концентрация углекислоты удаляемого и приточного воздуха, л/м3.

 

Воздухообмен по минимальным санитарным нормам на 1 человека.

- санитарная норма наружного  приточного воздуха для одного  человека, в зависимости от типа  помещения м3/ч×чел;

- количество человек находящихся  в помещении;

 

В помещение подаём воздух в размере  Lобщ=6167м³/ч, подмешивая его с воздухом находящимся в помещении в размере Lвн=2167 м³/ч.По I-d диаграмме находим температуру точки смеси tсм= 25,9 0С;

4.2 Холодный период.

Воздухообмен  по избыткам явного тепла.

 

- избытки явного тепла в  помещении, Вт;

  - теплоёмкость воздуха, КДж/(кг×К);

- температура удаляемого и приточного воздуха, 0С;

ρ – плотность приточного воздуха, кг/м³.

Воздухообмен  по избыткам полного тепла.

- избытки полного тепла в  помещении, Вт;

  - удельная энтальпия удаляемого и приточного воздуха, КДж/кг;

 ρ – плотность приточного  воздуха, кг/м³.

Воздухообмен  по влаговыделению.

 

- влаговыделения в помещении,  кг/ч;

- влагосодержание удаляемого  и приточного воздуха, г/кг; 

ρ – плотность приточного воздуха, кг/м³.

Воздухообмен  по газовыделению.

GСО2- количество углекислого газа, поступающего в помещение, л/ч;

- концентрация углекислоты удаляемого  и приточного воздуха, л/м3.

 

Воздухообмен по минимальным  санитарным нормам на 1 человека.

- санитарная норма наружного  приточного воздуха для одного  человека, в зависимости от типа  помещения м3/ч×чел;

- количество человек находящихся в помещении;

 

В помещение подаём воздух в размере  Lобщ=19930 м³/ч, подмешивая его с воздухом находящимся в помещении в размере Lвн=15930 м³/ч.По I-d диаграмме находим температуру точки смеси tсм= 80С;

 

4.3 Сводная таблица воздушного баланса.

Для остальных помещений производим расчёт по нормативной кратности.

- объем помещения, м3;

- кратность воздухообмена, 1/ч;

Теплый/холодный.

 

 

 

 

Таблица 4. Расчёт воздухообменов.

Помещения

Тепл.изб.

в помещ.

кВт

tв,0С

Kр, 1/ч

Объём,   м3 помещения

Колличество воздуха, м3/ч

Приток

Удаление

Приточного

Удаляемого

101

Спортивный  зал

на 50 человек

-

18

По 

расчету

По расчету

1873

19930

19930

102

Актовый зал  на 100 человек

-

18

20 м³/ч на 1 чел.

20 м³/ч на 1 чел.

1275,3

2000

2000

103     

 Кабинет  пения на 30 человек

4,5

18

16 м³/ч на 1 чел

16 м³/ч на 1 чел.

153,7

180

180

104 

Комната инструктора

3

18

1

1

21,9

21,5

21,5

105 

Снарядная

-

18

-

1

21,9

-

21,9

106 

Фойе

-

18

По балансу  здания

-

260,5

422

-

107

Кабинет ин.языка  на 20 человек

3

18

16 м³/ч на 1 чел

16 м³/ч на 1 чел

152

320

320

108

Кабинет ин.языка  на 20 человек

3

18

16 м³/ч на 1 чел

16 м³/ч на 1 чел

102,5

320

320

109

Кабинет врача

0,45

18

1

1

50,4

50,4

50,4

110

Сан.узел

-

18

-

100 м³/ч на 1 унитаз

45,9

-

400

203   

 Кабинет  пения на 30 человек

4,5

18

16 м³/ч на 1 чел

16 м³/ч на 1 чел.

153,7

180

180

204

Комната инструктора

3

18

1

1

21,9

21,5

21,5

205 

Снарядная

-

18

-

1

21,9

-

21,9

206 

Фойе

-

18

По балансу здания

-

260,5

422

-

207

Кабинет ин.языка  на 20 человек

3

18

16 м³/ч на 1 чел

16 м³/ч на 1 чел

152

320

320

208

Кабинет ин.языка  на 20 человек

3

18

16 м³/ч на 1 чел

16 м³/ч на 1 чел

102,5

320

320

209

Кабинет врача

0,45

18

1

1

50,4

50,4

50,4

210

Сан.узел

-

18

-

100 м³/ч на 1 унитаз

45,9

-

400

Итого

13,95

  

24588/15930

24588/15930


 

5. Аэродинамический  расчёт 

 

При перемещении воздуха в системах вентиляции происходит потеря энергии, которая обычно выражается в перепадах  давлений воздуха на отдельных участках системы и в системе в целом. Аэродинамический расчёт проводится с целью определения размеров поперечного сечения участков сети.

В системах с механическим побуждением  движения воздуха, потери давления определяют выбор вентилятора. В этом случае схема вентиляционной системы разбивается на отдельные участки. Уточняются рекомендуемые скорости движения воздуха на каждом из участков. Для магистральных участков систем кондиционирования общественных зданий скорость не должна превышать 5 м/с. На ответвлениях этих систем скорость принимается до 5 м/c.

Вычисляется площадь поперечного  сечения для каждого участка  с учётом рекомендуемой скорости на этом участке по формуле:

, м2

где L - расход воздуха на участке, м3/ч

           Vр- рекомендуемая скорость движения воздуха м/с

Ориентируясь на величину Fуч принимаются стандартные размеры прямоугольного воздуховода по рекомендации СНиП 2.04.05-91, либо по  таблице 12.2 [7].

Зная ориентировочную площадь  сечения, определяем стандартный воздуховод и рассчитываем фактическую скорость воздуха на участке:

Fф – фактическая площадь поперечного сечения участка, м2;

 

Реальные потери давления DР, Па, на участке воздуховода определяют по формуле:

где R – удельные потери давления на 1м воздуховода, Па определяются по таблице 12.17 [7] , ориентируясь на эквивалентный диаметр и фактическую скорость.

- эквивалентный диаметр, мм;

а,b – стороны воздуховода, мм;

 

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

Z=Sx× Hg,

Где Hg – динамическое давление воздуха на участке, Па.

          

Sx - сумма коэффициентов местных сопротивлений.

 

 

 

 

 

Таблица 5. Аэродинамический расчёт

№ участка

Lуч,м3/ч

Vрек,м/с

Fпоп.сеч., м2

Размер воздуховода

  

dэкв, мм

R, Па/м

l, м

R l, Па

Ндин, Па.

Sx

Z, Па

R×l+Z, Па

Vфакт,м/с

а

б

  

Приток

4 – 5

4346

5

0,241

400

500

5

444

0,333

2,8

0,9324

15

0,31

4,65

5,582

5 – 6

8332

5

0,463

400

800

5

533

0,208

2,8

0,5824

15

0,15

2,25

2,832

6 – 7

12318

5

0,684

800

800

5

800

0,147

2,8

0,4116

15

0,1

1,5

1,912

7 – 8

16304

5

0,906

800

1000

5

889

0,123

2,8

0,3444

15

0,06

0,9

1,244

8 – 9

20290

5

1,127

1000

1000

5

1000

0,162

5,45

0,8829

15

1,285

19,275

20,158

9 – 13

22290

5

1,238

1000

1200

5

1091

0,43

5,2

0,0827

15

0,9

13,5

13,583

20 – 14

24558

5

1,364

1200

1200

5

1200

0,54

6

0,0900

15

1,2

18

18,090

13 – 20

23424

5

1,301

400

800

5

533

0,083

0,2

0,0166

15

0,32

4,8

4,817

                           

68,218

Вытяжка

1’ – 2’  

9965

5

0,55

500

1000

5

667

0,2

2

0,4

15

2,05

30,75

31,15

2’ – 3’ 

19930

5

1,11

1000

1000

5

1000

0,5

1,7

0,85

15

1,8

27

27,85

 

59


 

 

 

 

 

6. Подбор оборудования.

 

Чиллер – представляет собой холодильную машину, включающуая все необходимые элементы холодильного цикла – компрессор, конденсатор, испаритель, запорную арматуру, элементы защиты и автоматику.

Фенкойлы – это агрегат устанавливаемый в помещений и в любом случае состоит из одинаковых по назначению осн. элементов – теплообменник, вентилятор, электродвигатель, поддон для сбора конденсата, воздушный фильтр, электронагреватель и управление фенкойлом.

 

Чиллер:

                 Для нашего курсового проекта выбираем два чиллера с воздушным конденсатором (с центробежным вентилятором) Clivet серии WRA, мощностью по 67,93 кВт (242 типоразмер, код блока АС123200)

WRA РАЗМЕРЫ (типоразмер 242)

 

  1. Компрессор 
  2. Подводящий штуцер водяной магистрали, диам. 2 дюйма, трубная резьба
  3. Отводящий штуцер водяной магистрали, диам. 2 дюйма, трубная резьба
  4. Шкаф электроуправления
  5. Панель управления микропроцессора
  6. Испаритель
  7. Ввод электропитания
  8. Змеевик конденсатора
  9. Съемный элемент для доступа к компрессорам и вентиляторам
  10. Центробежные вентиляторы

ОБЩАЯ МАССА      752 кг

W1        200  кг   

W2        190  кг  

W3        186   кг 

W4       176  кг

 

ТИПОРАЗМЕР

A

B

C

C’

D

E

F

G

H

I

L

M

N

P

R

S

T

U

Z

K

242

2230

978

1705

1430

1600

1810

1628

520

341

261

420

38

873

466

545

69

359

61

1954

794


Все размеры, кроме указанных особо, даны в миллиметрах

 

Фэнкойлы:

 

В кабинете пения на 30 человек (103)  (4,5кВт) выбираем горизонтальный фэнкойл  для скрытого монтажа Clivet серии СFD, мощностью 4,9кВт (15 типоразмер, код АА870508).

В кабинете инструктора (104)  (3,0кВт) выбираем горизонтальный фэнкойл для скрытого монтажа Clivet серии СFD, мощностью 3,2кВт (11 типоразмер, код АА870408).

В кабинете ин.языка (107)  (3,0кВт) выбираем горизонтальный фэнкойл для скрытого монтажа Clivet серии СFD, мощностью 3,2кВт (11 типоразмер, код АА870408).

В кабинете ин.языка (108)  (3,0кВт) выбираем горизонтальный фэнкойл для скрытого монтажа Clivet серии СFD, мощностью 3,2кВт (11 типоразмер, код АА870408).

В кабинете врача (109)  (0,45кВт) выбираем горизонтальный фэнкойл для скрытого монтажа Clivet серии СFD, мощностью 2,2кВт (7 типоразмер, код АА870308).

 

Размеры

 

ТИПОРАЗМЕР

A

B

C

Число вентиляторов

7

515

400

360

1

15

875

760

720

2


 

  1. центробежный вентилятор;
  2. батарея с охлажденной водой;
  3. отверстие с газовой резьбой 3/4 дюйма для отвода конденсата;
  4. патрубок для подвода воды, газовая резьба диаметром 3/4 дюйма (типоразмеры 7 -. 25), резьба диаметром 3/4 дюйма (типоразмеры 31 - 41);
  5. патрубок для отвода воды, газовая резьба диаметром 1/2 дюйма (типоразмеры 7 - 25), резьба диаметром 3/4 дюйма (типоразмеры 31 - 41);
  6. подсоединения электрических проводов

 

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7 Гидравлический расчет.

 

         Зная нагрузку на участке, находим массовый расход на этом участке:

              , кг/ч

- тепловая нагрузка на участке, Вт;

с – теплоёмкость воды (с = );

tг – температура подаваемой воды;

tо – температура обратной воды.

 

Потери давления на трение на участках.

С помощью таблиц или  номограмм, ориентируясь на Uнор и Gуч, принимаем значение стандартного диаметра трубопровода и соответствующего ему значения скорости движения воды и фактическое значение R. Перемножая фактическое значение R и длину участка, получаем потерю давления на трение на данном участке:

Кондиционирование школы 📙 Курсовая → 🆔 106796

Кондиционирование школы 📙 Курсовая → 🆔 106796

Кондиционирование школы