Отопление и вентиляция деревообрабатывающего цеха

Федеральное государственное бюджетное образовательное  учреждение высшего профессионального  образования «Ростовский государственный  строительный университет» 
 
 
 
 

Кафедра «Отопление, вентиляция и кондиционирование» 
 
 
 

Курсовой  проект  

«Отопление и вентиляция  деревообрабатывающего  цеха»» 
 
 
 
 
 

Руководитель  работы: Медведева И.Г.  

Выполнила: студентка гр. БТП-406

 Куняева И.С. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Ростов-на-Дону

2011г.

Содержание 

Введение………………………………………………………………………...………3

1. Исходные данные для проектирования………………………………...………6
2. Краткое описание технологического процесса…………………………..……7
3. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций……………………….8
4. Расчет потерь теплоты через наружные ограждения…………………….…..12
5. Расчет поступлений теплоты от солнечной радиации……………….………14
6. Расчет теплопоступлений  от технологического оборудования…………….15
7. Расчет расхода и температуры приточного воздуха…………………………17
8. Основные решения по отоплению и вентиляции………………………….…18
9. Гидравлический расчет вентиляционных систем…………………………....20
10. Подбор вентиляционного оборудования………………..…………...………22

 

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

Введение

Вентиляция  играет первоочередную роль в процессе подачи свежего, чистого, в нужном количестве воздуха в различные помещения, здания, дома, производства. Вентиляция создаёт условия воздушной среды, благоприятные для здоровья и  самочувствия человека, а также отвечающие требованиям технологического процесса и нужные для сохранения в хорошем  состоянии оборудования, строительных конструкций, строений, жилищ, материалов, продуктов, медикаментов, техники, книг, картин и т.д. 

Отдельные приёмы организованной вентиляции закрытых помещений применялись ещё в  древности. Вентиляция помещений до начала XIX века сводилась, как правило, лишь к естественному проветриванию. То ли дело — сейчас. Производство вентиляции, разнообразных систем кондиционирования представлены в нашем мире широчайшим ассортиментом и выбором. Так что современному человеку в этом вопросе повезло куда больше, чем нашим предкам. Рассмотрим основные виды.  

Приточная вентиляция строится таким образом, что уже отработанный воздух никуда не удаляется, а замещается свежим из внешней среды. Так с ее помощью  осуществляется отток воздуха через  двери, окна, вытяжки и различные  проемы.

Работающая  несколько иначе, нежели приточная, вытяжная вентиляция, вытесняющая отработанный и загрязненный воздух из помещения, здания, предполагает, что объемы вытягиваемого  воздуха должны быть компенсированы приточным потоком.  

Но существует также и синтез этих двух видов, называемый приточно-вытяжная вентиляция. При  таком варианте муссируются два  встречных потока воздуха. Подобное устройство состоит из независимых  систем притока и вытяжки воздуха, но каждая из них исключительно с  собственными фильтрами, вентиляторами  и автоматикой.

Следующая разновидность - центральная вентиляция и система кондиционирования - является большой сложной комплексной  системой, которая совмещает воедино  приточную или приточно-вытяжную схему, а также систему кондиционирования, которая обеспечивает нормальные температуры  и влажность.  

Стоит добавить, что аналогичная центральная  система наиболее часто применяется  для целых комплексов помещений, производств, по этой причине она и состоит из кондиционерного и вентиляционного оборудования нескольких видов.  

Очевидно, что от своевременного сервисного обслуживания, бережного обращения и чёткого  следования условиям эксплуатации приборов по инструкции напрямую зависит качество работы, надёжность и долговечность таких систем, как кондиционирование и вентиляция. Например, в воздуховоде нередко накапливается грязь, жир и пыль, вследствие чего ухудшается качество воздуха, поэтому стоит своевременно задумываться о чистке тех же каналов.  

Качественное  сервисное обслуживание сделает  возможным значительное увеличение срока службы системы, также позволит выдавать заданные параметры по качеству и расходу воздуха. Стоит добавить, что к числу работ по ее обслуживанию относится чистка, мойка устройств, также обслуживание, дезинфекция  и ремонт.  

Производство  вентиляции обязательно требует  предварительного проектирования, так  как данная система является комплексом с весьма сложным набором оборудования, диффузорами и воздуховодами.

Также производство вентиляции, ее проектирование и монтаж нуждается в серьезном  опыте работы специалистов данного  дела, их высокой квалификации. Определённо  не обойтись и без специальных  инструментов и следования всем основным инструкциям. Прежде, чем начать производство вентиляции, стоит создать подробное  техническое задание, разработать  план, по которому в итоге будет  изготовлен проект всей системы.  

Стоит сказать, что сегодня без особых затруднений осуществляется производство вентиляции любых помещений абсолютно  любого уровня сложности: квартир, офисных  зданий, коттеджей, кухонь, отдельных  комнат, гаражей, банкетных залов, ресторанов и кафе, ночных клубов, спортивных залов, банков, цехов, погребов, складов, промышленных помещений, заводов, бассейнов, саун и  т.п.

Определяясь с установкой системы, следует не забывать про разновидности вентиляционных установок по составу, назначению и конструкции. Для поступления свежего воздуха обычно применяется приточная вентиляция. Такая установка, как правило, производит фильтрацию свежего воздуха, нагрев, а также подачу в систему воздуховода.  

Приточная вентиляция имеет в своем составе  корпус, в котором присутствуют фильтр, вентилятор, калорифер, звукоизоляционный  материал и система автоматики. Важно отметить, что управление подобной установкой делает возможным регулирование тепловой мощностью калорифера, благодаря чему определяется выходная температура воздуха на зимнем режиме.  

В том  числе можно подключить таймер с  целью регулирования температур на переходных режимах. Если применяется  водяной калорифер в приборе, автоматика изначально имеет сложное  исполнение, так как появляется необходимость  дополнительной защиты от холодных температур в зимнее время.

Система вентиляции с приточными установками может иметь такие дополнительные элементы, как клапан на приточный воздух, воздухозаборные решетки, устройства для регулирования расхода по помещениям, шумоглушители, приборы распределения воздуха.

В завершение стоит добавить, что выбирая определенную приточную установку, необходимо учитывать  величину производительности по расходу  и величину напора, преодолевающего  сопротивление сети воздуховодов.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Исходные  данные

 

   Район строительства: г. Брянск;

   Расчетная географическая широта – 52°с.ш.

   Барометрическое давление: 990 гПа

   Объект строительства: деревообрабатывающий цех;

Состав  стен: сэндвич-панели;

Вид утеплителя: маты минераловатные прошивные

   Пол расположен на грунте

Категория работ: средней тяжести (ІІб);

Сменность работ: одна смена. 

Параметры наружного воздуха 

Холодный  период года: 

Температура наиболее холодной пятидневки: -26°С

Продолжительность отопительного периода: 206 суток

Средняя температура отопительного периода: -2,3°С

Температура воздуха: -26°С

Удельная  энтальпия: -25кДж/кг

Скорость  ветра: 6м/с 

Теплый  период года: 

Температура воздуха: 22,5°С

Удельная  энтальпия: 49,8кДж/кг

Скорость  ветра: 1м/с 
 
 
 
 
 

2. Краткое описание технологического процесса

 

   Деревянные  заготовки, поступающие из склада сухих  заготовок, в машинном отделении  подвергаются обработке на деревообделочных станках.

   Процесс обработки древесины на станках  сопровождается образованием большого количества отходов в виде опилок, стружек, древесной пыли.

   Удаление  вредностей, в первую очередь, должно осуществляться соответствующей организацией технологического процесса, конструктивными  решениями оборудования, в том  числе его герметизацией, устройством  встроенных местных отсосов, укрытий.

      Помещение деревообрабатывающего цеха относится  к помещениям категории В, т.е. к пожароопасным помещениям.

      Категория работ в деревообрабатывающем цехе – средней тяжести, IIб.

   Деревообрабатывающий  цех работает в 2 смены. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3. Теплотехнический  расчет ограждающих  конструкций

 

Приведенное сопротивление теплопередаче , , принимается не менее

требуемых значений R_о, в зависимости от численного значения градусо-суток отопительного периода, которое находится по формуле:

                        D_d = (t_int - t_ht)·z_ht                     

 Где t_int - расчетная температура внутреннего воздуха, °С; tint =16°С ,

             t_ht - средняя температура отопительного периода , °С; t_ht = - 2,6°С

             z_ht -  продолжительность отопительного периода, суток; z_ht =206 сут.

                               D_d = (16 – (-2,6)) ·206 = 3831,6 ºС·сут

      Значения  R_о для величин D_d, , следует определять по формуле

       ,       

где D_d  - градусо-сутки отопительного периода, °С·сут;

a, b – коэффициенты в соответствии со СНиП «Тепловая защита зданий»:

              для наружных стен:  а =0,0002;        b =1 
для окон:                 а= 0,00025;      b =1,5

                      для покрытий:           а=0,000025;     b=0,2

Для наружных стен:

 = 0,0002· 3831,6+ 1,0 = 1,77 (м ²·ºС)/Вт;

                        Для покрытий:

 = 0,00025·3831,6 + 1,5 = 2,46 (м ²·ºС)/Вт;

Для окон и дверей:

 = 0,000025·3831,6 + 0,2 = 0,3 (м ²·ºС)/Вт 

      Сопротивление теплопередаче  , м²·°С/Вт, входных дверей принимается равным 0,6*R_req, где R_req - приведенное сопротивление теплопередаче стен, определяемое по формуле:

      ,      

где п - коэффициент, учитывающий зависимость положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху, п=1;

         Dt_n - нормируемый температурный перепад между температурой внутреннего воздуха t_int и температурой внутренней поверхности t_int ограждающей конструкции, ⁰С, Dt_n=5⁰С;

         a_int - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/(м²·°С), a_int=8,7 Вт/(м²·°С);

         t_int - расчетная температура внутреннего воздуха·°С;

      t_ext - расчетная температура наружного воздуха в холодный период года, °С, для всех зданий, кроме производственных зданий, предназначенных для сезонной эксплуатации, принимаемая равной средней температуре наиболее холодной пятидневки.

   R_req= м²·°С/Вт

   Для входных дверей

   

 = 0,6*0,97= 0,58 м²·°С/Вт 

     Термическое сопротивление, R, м²·°С/Вт, однослойной ограждающей конструкции следует определять по формуле

            

    где δ - толщина слоя, м;

   λ - расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/(м·°С), λ=0,07 Вт/(м·°С),

      Толщина слоя утеплителя, м, определяется по формуле:

   

    где a_int – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/(м²·°С), a_int=8,7 Вт/(м²·°С)

   a_ext - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции для условий холодного периода года, Вт/(м²·°С), a_ext=23 Вт/(м²·°С) 

    Для наружных стен:

    

0,07*[1,77-(1/8,7+1/23)]=0,07*1,62=0,11м   =>150 мм

    Для покрытий:

    

0,07*[2,46-(1/8,7+1/23)]=0,16м  =>150 мм

    Тогда термическое сопротивление, R, м²·°С/Вт, однослойной ограждающей конструкции:

    Для наружных стен: R=0,15/0,07=2,14 м²·°С/Вт

    Для покрытий: R=0,15/0,07=2,14 м²·°С/Вт 

      Термическое сопротивление ограждающей конструкции, R_к, м²·⁰С/Вт, с последовательно расположенными однородными слоями следует определять как сумму термических сопротивлений отдельных слоев:

    

,

    

2,14 м²·°С/Вт

    Общее сопротивление теплопередаче наружной стены ограждающей конструкции:

      ,      

где , a_int – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/(м²·°С), a_int=8,7 Вт/(м²·°С);

, a_ext - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции для условий холодного периода года, Вт/(м²·°С), a_ext=23 Вт/(м²·°С)

1/8,7+2,14+1/23=2,3 Вт/(м²·°С)

      Расчет  трансмиссионных потерь теплоты, Вт/(м²·°С)

Для наружных стен:

К=1/1,77=0,57 Вт/(м²·°С)

Для покрытий:

К=1/2,43=0,41 Вт/(м²·°С)

Для окон:

К=1/0,3=3,33 Вт/(м²·°С) 

Результаты  теплотехнического расчета сведены  в таблицу:

Наименование ограждающих конструкций
Наружная  стена	1,77	0,57
Остекление	0,3	2,76
Покрытие	2,46	0,41
Пол I зона II зона III зона IV зона	2,1 4,3 8,6 14,2	0,48 0,23 0,12 0,07
Входная дверь	0,58	1,72

 
 
 
 
 
 
 

4. Расчет  потерь теплоты через  ограждающие конструкции

 

Основные  и добавочные потери теплоты определяем суммируя потери теплоты через отдельные ограждающие конструкции Q, Вт, с округлением до 10 Вт для помещений по формуле

                                              ; 

   где А - расчетная площадь ограждающей конструкции, м²;

         R - сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, м² °С/Вт.

         t_p - расчетная температура воздуха, °С, в помещении с учетом повышения ее в зависимости от высоты для помещений высотой более 4 м;

         t_ext - расчетная температура наружного воздуха для холодного периода года.

         b - добавочные потери теплоты в долях от основных потерь.

         n - коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху

    Добавочные  потери теплоты b через ограждающие конструкции следует принимать в долях от основных потерь:

    а) в помещениях любого назначения через  наружные вертикальные и наклонные (вертикальная проекция) стены, двери  и окна, обращенные на север, восток, северо-восток и северо-запад в  размере 0,1, на юго-восток и запад - в  размере 0,05;

 в  угловых помещениях дополнительно  - по 0,05 на каждую стену, дверь  и окно, если одно из ограждений  обращено на север, восток, северо-восток  и северо-запад и 0,1 -в других  случаях;

  б) через наружные ворота, не оборудованные  воздушными и воздушно-тепловыми  завесами, — в размере 3 при отсутствии тамбура и в размере 1 — при  наличии тамбура у ворот.

  Сопротивление теплопередаче следует определять:

  а) для неутепленных полов на грунте и стен, расположенных ниже уровня земли, с коэффициентом теплопроводности l ³ 1,2 Вт/(м²×°С) по зонам шириной 2 м, параллельным наружным стенам, принимая R_с, м²×°С /Вт, равным: 

  Результаты  расчета теплопотерь сведем в таблицу: 

Помещен	Ограждения						Добавки	1+∑β	n	Q
	Наимен.	Ориен.	а, м	b, h, м	A, м²	k, Вт/мС	β
1	2	3	4	5	6	7	8	9	12	13
Цех дерево- обрабаты-вающий	СН	С	48,2	6	289,2	0,57	0,15	1,15	1	166
	СН	Ю	48,2	6	289,2	0,57	0,05	1,05	1	166
	СН	З	18,2	7,2	109,2	0,57	0,1	1,1	1	64
	СН	В	18,2	7,2	109,2	0,57	0,15	1,15	1	64
	Окна	С	3,6	2,4	8,64	2,76	0,15	1,15	7	168
	Окна	Ю	3,6	2,4	8,64	2,76	0,05	1,05	7	168
	Пол
	1 зона	-	-	-	264	0,48	-	1	1	127
	2 зона	-	-	-	232	0,23	-	1	1	54
	3 зона	-	-	-	200	0,12	-	1	1	24
	4 зона	-	-	-	168	0,07	-	1	1	12
	Потолок	-	48	18	864	0,41	-	1	1	355
	Ворота	З	3	3	9	1,72	1,63	2,63	1	17
										Σ 1380

 
 
 
 

5.  Расчет поступлений теплоты от солнечной радиации

Расчет  поступлений теплоты  через остекление

   Поступление тепла в помещение за счет солнечной  радиации через свето-

   вые проемы определяем по формуле:

        Q_{с.р .}= q·A_пола 

   где q - теплопоступление от солнечной радиации на 1 м² кровли;

   Q_с.р=15·864=12960 Вт

      
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

6.  Расчет теплопоступлений от технологического оборудования 

      Поступление теплоты от электродвигателей  и приводимого ими в действие  оборудования рассчитывается по  формуле:

Ny-суммарная установочная мощность электродвигателей;

K_и- коэффициент использования мощности, равный 0,8

K_з- коэффициент загрузки двигателя, равный 0,7

K_о- коэффициент одновременности работы, равный 0,9

   - коэффициент полезного  действия, равный 0,85

K_т - коэффициент ассимиляции, равный 1. 

 

Расчет  избыточной теплоты  в холодный период года

Q_изб= Q_эл.дв.-Q_{теплопот.}

Q_{теплопот.}(+16)=q(16-(t_ext))=1380*(16-(-26))=58000 Вт

Q_изб (+16)=22250-58000=-35750 Вт

Дежурное  отопление

Q_{теплопот.}(+5)=q(5-(t_ext))=1380*(5-(-26))=43000 Вт

Q_изб.(+5) = - 43000 Вт 

Определение количества воздуха, удаляемого системами  местных отсосов

ТАБЛИЦА МЕСТНЫХ  ОТСОСОВ ОТ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ
№ поз	Название  оборудования		Кол-во,шт	Марка станка	Вредности, удаляемые  местными отсосами	Объем удаляемого воздуха м3/ч
1	Станок  круглопильный		1	Ц6-2	Опилки, пыль	840
2	Станок  рейсмусовый односторонний		1	СР6-9	Опилки, пыль	2500
3	Станок  торцовочный		1	ЦП	Опилки, пыль	840
4	Станок  торцовочный однопильный		1	ЦПА-40	Опилки, пыль	840
5	Станок  прирезной многопильный		1	ЦДК-5	Опилки	А-1200 Б-1000
6	Станок  двухсторонний фуговальный		1	С2Ф4-1	Стружка, сталь	А-1500, Б-270
7	Станок  шипорезный двухсторонний		1	ШД-15	Опилки	А-2200 Б-840 В-720 Г-2200 Д-840 Е-720
8	Станок  рейсмусовый односторонний		1	СР12-1	Стружка, пыль	2500
Σ 19010