Расчет системы вентиляции



Федеральное агентство  по образованию Российской Федерации

Государственное образовательное  учреждение высшего профессионального  образования

Ульяновский государственный технический  университет

 

 

 

 

 

Факультет   энергетический       

Кафедра   теплоэнергетики       

Дисциплина               ЭСОЖЧ        

 

 

 

 

 

Пояснительная записка 
к курсовой работе

 

 

 

Студента   пятого  курса, группы   ТЭд-51      Алексеева Павла Борисовича      

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Руководитель     Хахалева Л. В.   (     )

Консультант

по эконом. обоснованию      (     )

Консультант

по технике безопасности      (     )

Студент      Алексеев П. Б.     

 

 

 

 

Ульяновский Государственный  Технический Университет

Кафедра  теплоэнергетики        

Задание на курсовую работу

 

По дисциплине  ЭСОЖЧ       

Студенту   Алексееву Павлу Борисовичу    

Тема    Расчет системы вентиляции    

 

 

Технические условия:

 

Запроектировать систему вентиляции гостиницы на 104 места. Географическая широта - 56° с.ш. Барометрическое давление – 760 мм рт ст.Скорость ветра – 1 м/с.

 

Район проектирования: г. Челябинск

 

Объем работы:

 

Графическая часть: 1 лист формата А1: план здания в двух видах, конструкция приточной вентиляционной камеры, воздуховодов аксонометрическая схема.        

Расчетная часть: тепловой и воздушный режимы помещения, расчет поступлений вредных веществ, аэродинамический расчет, подбор вентиляционного оборудования.                                                     

 

 

 

      Дата  выдачи проекта     Срок выполнения           

Зав. кафедрой  Ковальногов Н.Н.  

Руководитель проекта  Хахалева Л. В.  

Проект защищен с  оценкой      Дата    

 

 

 

Содержание

 

Введение 4

1. Исходные данные для проектирования 5

    1.1. Архитектурно-строительная характеристика здания 5

    1.2. Расчетные параметры наружного воздуха 5

    1.3. Расчетные параметры внутреннего воздуха 6

2. Тепловой режим помещения 7

     2.1. Расчет  поступлений тепла в помещение 7

3. Расчет поступлений  в помещение вредных веществ 9

     3.1. Определение влагопоступления 9

     3.2. Определение газовыделений 9

4 Воздушный режим помещения 10

     4.1. Расчет воздухообменов общеобменной вентиляции 10

     4.2. Воздухообмен по нормативной кратности 15

     4.3. Расчет жалюзийных решеток 15

5. Аэродинамический расчет 17

6. Подбор вентиляционного оборудования 19

     6.1. Подбор  калориферов 19

     6.2. Выбор пылеуловителей 20

     6.3. Подбор  вентиляторов 21

Заключение 23

Список литературы 24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Эффективность систем вентиляции, их технико-экономические характеристики зависят не только от правильно принятой схемы воздухообмена и достоверности проведенных расчетов, но и от правильно организованных монтажа, наладки и эксплуатации. Возможности монтажа, наладки и эксплуатации систем и оборудования, обеспечивающие вентиляцию помещений, закладываются при проектировании.

Для успешного выполнения проекта вентиляции следует четко  знать особенности технологического процесса, протекающего в помещении, режимы работы, конструктивные особенности здания, климатические характеристики. При выборе расчетных внутренних условий в помещении,  проектировщик должен иметь хорошие знания по санитарной гигиене, также решать задачи по охране окружающей среды от вредных выбросов. Также ему необходимо добиваться снижения потребления энергии системами обеспечения микроклимата в помещениях, повышения их эффективности, оптимизации и надежности, использования нетрадиционных источников энергии.

В курсовом проекте расcчитана приточная и вытяжная системы. Системы вентиляции обеспечивают удаление из помещений загрязненного воздуха и подачу чистого; нагревание и увлажнение, очистку, охлаждение и осушку приточного воздуха.

Правильное проектирование системы вентиляции определяет работоспособность и самочувствие людей, пребывающих в этом здании.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Исходные  данные для проектирования

 

1.1. Архитектурно-строительная характеристика здания

 

К началу проектирования вентиляции помещений необходимо иметь строительные чертежи (поэтажные планы и разрезы здания) и характеристики наружных ограждающих конструкций – стен, перекрытий, окон, дверей и ворот (материал, размеры, коэффициенты теплопередачи). Обязательно следует указать ориентацию объекта по сторонам света.

На планах этажей, подвала и чердака или технического этажа надлежит обозначить места расположения вентиляционных приточных и вытяжных установок. Вентиляционные камеры должны быть изолированы от производственных или вспомогательных помещений и иметь отдельный вход.

Задание по проекту должно содержать следующие обязательные пункты:

  • назначение объекта;
  • район строительства;
  • ориентация фасадов;
  • основные характеристики элементов здания: материал и конструкция наружных и внутренних стен, окон, дверей, перекрытий и покрытий;
  • режим эксплуатации здания и помещений: число рабочих смен; помещения с кондиционируемым микроклиматом;
  • источники теплоснабжения и параметры теплоносителя;
  • сведения о зданиях, расположенных на одной площадке с проектируемым;
  • дополнительные сведения.

В архитектурно строительной части должны содержаться сведения о рельефе местности постройки и о характере озеленения прилегающей территории. Эти сведения необходимы при разработке мероприятий по охране воздушного бассейна. Характеристики вредных выбросов и расположение мест этих выбросов от окружающих зданий дают возможность решить вопрос о фоновом загрязнении воздуха в местах воздухозабора систем вентиляции и кондиционирования рассматриваемого здания.

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

 

1.2. Расчетные  параметры наружного воздуха

 

Климатические  данные  заданного  района  определяются  по  [7, стр. 35] для трех расчетных периодов года: теплого, переходного, холодного.

Значение  расчетных  параметров,  а  также  параметров,  определенных   по  I – d   диаграмме заносятся в табл. 1.1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1.1

Расчетные  параметры  наружного  воздуха.

Расчетные  периоды  года

Параметры  В

Баромет- рическое  давление

Па

Температура

0С

Теплосодер- жание

кДж/кг

Относит.  Влажность   φ, %

Влагосодер- жание, г/кг

Теплый

27,3

52,4

45

10

101323

Переходный

10

23

65

5

101323

Холодный

-29

-28,5

100

0,3

101323


Примечание:

Переходный  период  – условный период, параметры воздуха для которого принимают одинаковыми для всей территории нашей страны.

Теплый период года считается период, характеризуемый среднесуточной температурой наружного воздуха 10 0 С и выше.

Для систем отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха, воздушного душирования, а также воздушных и воздушно-тепловых завес применяются расчетные параметры наружного воздуха А и В. Соответствующие им значения температуры и энтальпии наружного воздуха для теплого и холодного периодов года приведены в СНиП 2.04.05-84.

Расчетные параметры  наружного воздуха в переходный период года для вентиляции: температура  +10 0С, энтальпия – 23 кДж/кг. Для систем кондиционирования воздуха переходным периодом считают период с параметрами наружного воздуха, при которых в работающем кондиционере не расходуются теплота и холод.

  

1.3. Расчетные параметры внутреннего  воздуха

 

Расчетными  параметрами  воздушной  среды  помещения  при  проектировании  вентиляции  служат  параметры  воздуха,  определяющие  требования  технологического  процесса. Выбор расчетных параметров внутреннего воздуха регламентируется по СНиП 2.04.05–91* «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха».

 Соответствие человека  в помещении определяется температурой  воздуха,  радиационной температурой помещения или интенсивностью облучения, скоростью движения ветра, относительной влажностью, загрязненностью воздуха вредными примесями.

При нормировании парамертров воздушной среды в помещениях различают определенный диапазон сочетаний параметров, называемый допустимыми параметрами.

 Диапазон допустимых температур определяется нижним допустимым температурным уровнем, служащим для расчета систем отопления, и верхним, обеспечиваемым средствами вентиляции.

Наиболее благоприятное  сочетание параметров внутреннего воздуха в помещении (оптимальные условия) обычно создается системами кондиционирования воздуха.

Параметры воздуха, соответствующие  оптимальным и допустимым условиям, зависят от периода года (теплый, холодный), от тепловой напряженности (по явному теплу) помещения и от тяжести выполняемой в помещении работы.

Данные  заносятся  в  табл. 1.2

Таблица  1.2

Расчетные  параметры  внутреннего  воздуха

Расчетный  период   года

Допустимые  параметры  воздуха

Температура,  0С

Относ.

 Влажность,   φ%

Теплосодер-  жание,

кДж/кг

Влагосодер-  жание,

г/кг

Скорость   воздуха,

м/с

Теплый

30

45

61

12

0,5

Переходный

20

60

42

8,6

0,2

Холодный

20

60

42

8,6

0,2


 

2.  Тепловой  режим  помещения

2.1. Расчет  поступлений тепла в помещение

 

1.  Теплопоступления от людей. Тепловыделения человека складываются из отдачи явного и скрытого тепла и зависят в основном от тяжести выполняемой работы, температуры и скорости движения окружающего воздуха, а также теплозащитных свойств одежды. 

Принято считать, что  женщина выделяет 85 % (k=0,85), а ребенок – 75 %  (k=0,75) тепловыделений мужчины (k=1).

  1. Теплый период:

Явное:

Полное:

, т.к. северная сторона;

, т.к. комнаты отдыха.

где q – количество теплоты для работы различной тяжести, Вт (табл. 2.1) или [5, стр. 8];

n – количество человек;.

Q – рассчитывается для теплого, переходного и холодного периодов.

 

Таблица 2.1

Количество  тепла, Вт, влаги,  г/ч, и двуокиси углерода, л/ч, выделяемых

человеком

 

Параметры

Значения параметров при температуре воздуха в  помещении, оС

15

20

25

30

35

Состояние покоя

Тепло:

явное

полное

Влага

Двуокись углерода

 

116

145

40

23

 

87

116

40

23

 

58

93

50

23

 

40

93

75

23

 

16

93

115

23


 

 

  1. Холодный и переходный период:

Явное:

Полное:

 

Теплопоступления  от  людей

холодный и переходный

теплый

n

2

87

174

116

232

40

80

93

186

3

87

261

116

348

40

120

93

279


 

2. Тепловыделения  от  источников  искусственного  освещения

Количество тепла, поступающего в помещение от источников освещения, следует определить по фактической или проектной мощности. При этом считают, что вся энергия, затрачиваемая на освещение, переходит в тепло. Если  мощность светильников  не  известна,  то  тепловыделения  от  источников  освещения  можно  определить  по  формуле

,  

где Е  – освещенность, лк; [5, стр. 9];

F – площадь  пола  помещения, м2;

qосв – удельное  выделение тепла, Вт/м2 лк [8, стр. 18];

– доля  тепловой  энергии,  поступающей в помещение [2].

Теплопоступления  от освещения учитывают в холодный и переходный периоды.

Холодный и переходный периоды:

Все теплопоступления для  удобства можно свести в таблицу 2.3

 

Таблица 2.3

 

Сводная таблица теплопоступлений для двухместных номеров

Период года

Теплый

80

186

–

80

186

Переход. и холод

174

232

173,28

347

405


Сводная таблица теплопоступлений для трехместных номеров

Период года

Теплый

120

279

–

120

279

Переход. и холод

261

348

147

408

495


 

 

 

3. Расчет поступлений в помещение вредных веществ

 

3.1. Определение  влагопоступления

 

Поступление влаги в  помещение происходит в результате испарения кожи и дыхания людей, испарения со свободной поверхности, испарение с влажных поверхностей материалов и изделий, а также сушки материалов, химических реакций, работы технологического оборудования. В помещении могут быть и различные стоки влаги. В первую очередь сюда следует отнести поглощение влаги находящимися в помещении материалами и конденсацию водяных паров на холодных поверхностях, температура которых ниже температуры точки росы внутреннего воздуха.

    Влаговыделения  людей в зависимости от их состояния и температуры окружающего воздуха можно определить по табл 2.1.

Влагопоступления от людей (г\ч) (рассчитывается для теплого, переходного и холодного периодов):

Теплый период:

Холодный период:  

где q – количество влаги, выделяемое одним человеком, зависящее от характера выполняемой работы [5, стр. 8].

 

3.2. Определение  газовыделений

 

В помещениях имеются самые разнообразные источники газа и пара. В первую очередь сюда следует отнести:  выделение со свободной поверхности жидкости; утечку через неплотности аппаратуры и трубопроводов; выделения продуктов сгорания при сжигании топлива и при работе автомобильных двигателей; выделения при различных технологических операциях (окраски, гальванизации, травлении металлов, сварке).

Количество двуокиси углерода СО2, содержащейся в выдыхаемом человеком воздухе, зависит от интенсивности его труда и обычно определяется по табличным данным.

Газовыделение от людей

 

где q СО2 – выделение СО2одним человеком при работе средней тяжести qСО2 [5, стр. 8].

Для всех расчетных  периодов года GCO2 одинаково.

 

Кол-во мест

Влаговыделение

Газовыделение

Холодн. и перех

Теплый

Холод, переход, теплый

2

40

80

75

150

23

46

3

40

120

75

225

23

69


 

 

 

 

 

4. Воздушный режим помещения

 

4.1. Расчет воздухообменов  общеобменной вентиляции

 

Расчет воздухообмена  в помещении административного здании

 

Последовательность расчета требуемого воздуха обмена в помещении такова:

1) задаются параметрами приточного и уходящего из помещения воздуха;

2) определяют требуемый воздухообмен  для данного периода по вредным  выделениям; 

3) проводят расчет раздачи приточного  воздуха и уточняют правильность выбора параметров последнего.

Минимальный воздухообмен в помещении (минимальное количество наружного воздуха в притоке) на одного человека определяется по следующим рекомендациям:

Для общественных зданий при невозможности  естественного проветривания – 40 м3/ч;

для зрительных залов театров, кинотеатров  и клубов, в которых люди находятся до 3 ч, – 20 м3/ч;

для производственных зданий при объеме приходящегося на одного человека помещения (отдельного участка) менее 20 м3 – 30 м3/ч; 20 м3 и более – 20 м3/ч, если есть возможность естественного проветривания помещения; при невозможности естественного проветривания помещения – 40 м3/ч, но не менее однократного воздухообмена при прямоточных (без рециркуляции) приточных системах.

Требуемый воздухообмен общеобменной вентиляции определяется для трех периодов года по избыткам полного и явного тепла, влаговыделениям и вредным газам и парам.

1) Задаемся параметрами приточного и уходящего из помещения воздуха.

- теплый период; - холодный период 

  – тепловой эквивалент работы вентилятора. Принимают от 1 до 1,5 ˚С.

Теплый период:

Переходный период:

Холодный период:

, 

где Н – высота помещения, принимается Н=3,15 м (взяли 3,45),

grad t – градиент температуры, зависит от теплового напряжения в помещении, grad t равен от 0 в неотапливаемом помещении до 1,5 в горячих цехах.

tух , tр рассчитываются для переходного, теплого и холодного периодов.

Теплый период:

Переходный период:

Холодный период:

 

 

 

 

2) Основной характеристикой изменения параметров воздуха в помещении является отношения избыточного тепла к влаговыделениям, (кДж/кг), называемое угловым коэффициентом луча процесса в помещении.

W – влаговыделения, г/ч;

∑Q – избыточное тепло, кДж/кг

Теплый период:

Переходный период:

Холодный период:

 

3) Построение графиков воздухообмена по избыткам тепла и влаги.

Расчет воздухообменов в помещениях, снабженных системами  вентиляции и кондиционирования  воздуха, сводится к построению процессов  изменения параметров воздуха в помещении. Графическое построение процессов на I – d диаграмме при заданной точке Н позволяет определить параметры воздуха в следующих точках:

П – приточного воздуха;

В – воздуха в обслуживаемой зоне;

У – воздуха, удаляемого из верхней зоны помещения.

 

Теплый период.

т. Н строится по параметрам наружного воздуха , и кДж/кг,

т. П строится по и d=const, проведенной из т. Н,

т. В находится на изотерме и кДж/кг,

т. У находится на пересечении изотермы и кДж/кг.




t,˚C


                                         



 

                                          


 

 

                                             


30


29

                                             i, кДж/кг


28

27

                    


 

 

 

                       10     12     14     16     18     20                                 d, г/кг

Переходный период.


т. Н строится по параметрам наружного воздуха , и кДж/кг,

т. П строится по и d=const, проведенной из т. Н,

т. В находится на изотерме и кДж/кг,

т. У находится на пересечении изотермы и кДж/кг.

 

Холодный период.


 

 

 

 

т. Н строится по параметрам наружного воздуха , и кДж/кг,

т. П строится по и d=const, проведенной из т. Н,

т. В находится на изотерме и кДж/кг,

т. У находится на пересечении изотермы и кДж/кг.

Все расчеты по воздухообмену сводим в таблицу 4.1

Таблица 4.1

Требуемый воздухообмен и параметры приточного и удаляемого воздуха

 

Теплый период

№

Параметры воздуха

 

tп,°С

tв,°С

tу,°С

ε

Iп,

кДж/кг

Iв,

кДж/кг

Iу,

кДж/кг

dп, 

г/кг

dв,

 г/кг

dу,

 г/кг

ϕп, %

ϕв, %

ϕу, %

2

27,3

30

31,95

4464

52,4

72

78

10

16,5

18

44

60

63

3

27,3

30

31,95

4464

52,4

72

78

10

16,5

18

44

60

63


Переходный период

№

Параметры воздуха

 

tп,°С

tв,°С

tу,°С

ε

Iп,

кДж/кг

Iв,

кДж/кг

Iу,

кДж/кг

dп, 

г/кг

dв,

 г/кг

dу,

 г/кг

ϕп, %

ϕв, %

ϕу, %

2

21

20

21,95

18238

23

34

37

5

5,5

5,9

65

38

30

3

21

20

21,95

14850

23

35,8

38

5

6

6,3

65

42

35


Холодный период

№

Параметры воздуха

 

tп,°С

tв,°С

tу,°С

ε

Iп,

кДж/кг

Iв,

кДж/кг

Iу,

кДж/кг

dп, 

г/кг

dв,

 г/кг

dу,

 г/кг

ϕп, %

ϕв, %

ϕу, %

2

18

20

21,95

18238

19,8

23,8

26

0,2

1

1,5

4,9

8

10

3

18

20

21,95

14850

19,8

28

32

0,4

3

4

5

18

25

Расчет системы вентиляции