Расчет вентиляции (кондиционирования) помещения

Содержание

1. Современное  планирование технологических и  технических систем отрасли 3

2. Подбор и компоновка  оборудования 5

3. Расчет искусственного  освещения помещения 7

4. Расчет электроснабжения  помещения 8

5. Расчет сечения проводников  и кабелей 9

6. Расчет вентиляции (кондиционирования) помещения 10

6.1 Расчет тепло и влагоизбытков 10

6.2 Определение расхода  воздуха необходимого для удаления  тепло и влагоизбытков 12

6.3 Подбор вентилятора  и электродвигателя 15

Заключение 17

Список литературы 18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Современное планирование технологических и технических систем отрасли.

 

Разработка  данного проекта касается сферы  услуг, связанная с предоставлением  отдыха.

Все чаще современный  человек стал вновь задумываться о своем здоровье, стараясь прибегать к здоровому образу жизни. А что в себя включает это понятие здоровый образ жизни? Ведь мало отказаться от алкоголя и от курения, еще ведь надо заниматься спортом, правильно питаться, дышать свежим воздухом и спать согласно норме, а не урывками и ни как придется. Стоит также отметить, что не меньшую роль в здоровом образе жизни играют и гигиенические процедуры вместе с закаливанием организма. И здесь смело можно сказать, что сауны - это прекрасный способ укрепить и оздоровить свой организм.

Многие медики подтверждают, что сауна это отличный способ очистить свой организм от шлаков и восстановить работу мышц. Поэтому эксперты советуют посещать сауну каждый раз после тренировок и физических занятий. К тому же такое заведение поможет расслабиться, снять стресс после трудового рабочего дня и не сможет данная процедура обойти стороной и не сказаться самым положительным образом на состоянии вашей кожи.

Ведь нельзя оспорить тот факт, что наша кожа является своеобразным зеркалом нашего здоровья, о коем можно судить по ее эластичности и упругости, влажности и сальности и, конечно же, по толщине ее слоев. Принято считать, что здоровый организм должен обладать розовым оттенком кожи, поскольку такой цвет свидетельствует о правильном кровоснабжении.

Посещение сауны  небольшими компаниями стало очень популярным способом времяпровождения в последние время, что обуславливает актуальность выбранного для разработки проекта. Сауна - это не только место, где можно приятно отдохнуть, но также и оздоровиться. Она помогает восстановиться после тяжёлых трудовых дней.

Данный проект ставит своей целью открытие небольшой  уютной, добротной и современной  сауны максимально с 6-ю посадочными  местами, включающей комнату отдыхас  обеденным столом, диваном, стульями, воздухоочистителем. Предполагается привлечение клиентов с различным уровнем достатка и различных возрастных категорий.

Привлекательность открытия частной сауны заключается  в том, что этот бизнес легко организовать, он не потребует больших затрат и  будет приносить стабильный доход. Хотя в настоящее время конкуренция в сфере оказания подобного рода услуг достаточно высока, свою нишу занять все-таки можно.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Подбор  и компоновка оборудования

 

Предполагаемая  сауна располагается на площади  в 65 м².

Сауна рассчитана на посещение шестью человеками. Помещение сауны состоит из (приложение 1):

-сауны, оборудованной  электрической печью;

-душевой, оборудованной  2-мя душевыми кабинами;

-комнаты отдыха, обеденным столом, диваном, лавками,  аудио и видео системой;

-санузла;

-гардероба;

-раздевалки;

- помещения  обслуживающего персонала.

 

Габариты и  параметры вышеперечисленного оборудования представлены в табл.1.

Таблица 1.

№ п/п	Наименование оборудования	Габариты, LxB мм	Потребляемая мощность, кВт	Кол-во тепловыд. кДж/ч	Кол-во влаговыд. кг/ч	Вероятность безотказной работы
	Электрическая печь	850х600	12.0	43200		0,95
	Электроводо-нагреватель 2шт.	300х200	24.0	3800		0,94
	Обеденный стол	2500х750				0,96
	Диван (1 шт.)	1800х600				0,96
	Лавки (4 шт.)	400х400				0,96
	Душевая кабинка (2 шт)	1000х1000			2,6	0,96
	Отопительный  котел	600х320	12,0	21700		0,95
	Система кондиционирования	600х600	3,6	2500	1,2	0,95
	Телевизор	800х100	0,6	1200		0,95
	Холодильник компрессионный	600х600	0,2	350		0,94
	СВЧ-печь	510х360	0,8	2100		0,98
	Музыкальный центр	500х500	0,4	120		0,98
	Стиральная  машина бытовая	600х600	3,0	3500		0,93
	Фен бытовой	150х100	0,6	2100		0,94

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Расчет искусственного освещения помещения

 

Естественного освещения, как правило, недостаточно, поэтому прибегают к дополнительному искусственному освещению.

В качестве искусственного освещения выбираем лампы накаливания  типа ЛБ-30,со световым потоком S=2000 лм.

 

Работы в сауне по СниП 11-4-89 относятся к разряду средней  точности, поэтому необходимая освещенность составляет Ен =200 лк.

 

Железобетонные перекрытия потолка окрашены белой краской, поэтому коэффициент отражения  принимаем 50%.

 

Стены окрашены светлой краской - коэффициент отражения 50%.

Индекс помещения определяется по формуле:

i= , где

 

L*В -площадь помещения:

 –высота подвеса светильника  ( м );

L,В -длина и ширина помещения.

hр=Н-hс-hрм, где

Н -высота помещения (3,2 м);

hс -высота подвеса светильника  от потолка (0,1 м);

hрм -высота рабочего места  (0,8 м).

hр=3,20-0,1-0,8=2,3 м.

i=65/(2,3*(10+6,5))=1,7

коэффициент использования  светового потока

Ки=58%

Необходимое число ламп для  освещения n - определяется по формуле:

n= , где

Ен=200 лм( минимальная (нормированная) освещенность;

Кз=1,5 (коэффициент запаса);

Ко=1,3 (коэффициент минимальной освещенности);

S=2000 лм (световой поток);

F=10,0*6,5=65,00 мІ (площадь освещаемого  помещения);

Ки =0,58 ( коэффициент использования  светового потока, равный отношению  потока, подающего на рабочую поверхность, к общему потоку ламп).

n=(1,5*200*1,3*65)/(2000*0,58)=21,85

Количество  ламп – 22 штуки.

 

 

4. Расчет  электроснабжения помещения

 

По выбранному оборудованию и рассчитанному числу  светильников определенные мощности равномерно распределяются по фазам после размещения оборудования и светильников на плане помещения (приложение 2).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Расчет  сечения проводников и кабелей

 

Предположив, что  провода одного сечения по всей длине  проводки, вычисляем моменты нагрузок по полным длинам «L» от каждой нагрузки до источника электропитания:

 

Mґ=p1*L1+p2*L2+p3*L3+p4*L4 (Вт*м), где

L1=l1; L2=l1+l2; L3=l1+l2+l3; L4=l1+l2+l3+l4

Mґ=840*1,5+600*4+600*8+540*11,5=14670 (Вт*м)

 

Если считать  моменты нагрузок по участкам, то тогда:

Mґґ=P1*l1+P2*l2+P3*l3+P4*l4, где

P1= p1+p2+p3+p4; P2=p2+p3+p34; P3=p3+p4; P4ґ=p4

Mґґ=2580*1,5+1740*2,5+1140*4+540*3,5=14670 (Вт*м)

Причем Mґ= Mґґ= M

 

Рассчитаем  моменты нагрузок для силовой  сети:

Mґ(сил)=p1*L1+p2*L2+p3*L3+p4*L4 Вт*м

Mґ(сил)=100*2.5+600*5.5+4000*8.5+8000*13.5=145550 (Вт*м)

Mґґ(сил)=P1*l1+P2*l2+P3*l3+P4*l4 Вт*м 

Mґґ(сил)=12700*2.5+12600*3+12000*3+8000*5=145550(Вт*м)

Причем Mґ(сил)= Mґґ(сил)= M(сил)

Допустимая потеря напряжения в вольтах:

ДU= ДU%*U/100 (B)

 

Согласно ПЭУ для осветительных  сетей ДU=±5% от номинального, для  силовых сетей ДU=±10%.

ΔU= =11 В

ΔU= =38 В

 

Сечение проводов должно быть не менее чем подсчитанные по выражению:

 

F= , где

 

- удельная проводимость, для меди г=54, а для алюминия  г=32;

- удельная проводимость, для меди γ=54, а для алюминия  γ=32;

U – номинальное напряжение, В, для осветительной (однофазной) сети U=Uф=220 В, для силовой (трехфазной) сети U=Uф=380 В.

F= =0,23 (медь)

F(сил) = =0,38 (медь).

 

 

6. Расчет  вентиляции (кондиционирования) помещения

 

6.1 Расчет  тепло и влагоизбытков

Помещение для проектируемой сауны находится в Санкт-Петербурге, подаваемая температура в помещение t=22°C;

теплосодержание приточного воздуха iп=46,7 кДж/кг;

Количество  теплоты, выделяемое оборудованием:

Qоб=3,6*Рпотр  , где

Рпотр - потребляемая мощность

Рпотр =9,325 кВт

Рпотр =9325 Вт

Qоб=3,6*9325=33570 кДж/ч(теплоизбытки  от технологического оборудования);

 

Полные тепловыделения в рабочую зону:

Qл= Qґл*nл, где

Qґл - теплоизбытки  от одного человека, 150..350 Вт; (540..1250 кДж/ч);

nл - число  людей, находящихся в помещении.

Qл= 800*7=5600 кДж/ч. ( теплоизбытки от людей) 

Qосв=3,6*A*F, где

А- удельный теплоприток  в секунду, Вт/(м²с), А=4,5 Вт/(м²с);

F- площадь помещения, F=65 м²

Qосв=3,6*4.5*65=1053 кДж/ч. ( теплоизбытки от освещения)

Qп= ∑Qi= Qоб+Qл+Qл +Qосв=33570+5600+1053=40223 кДж/ч

Qп=11173 Вт.( полные тепловыделенияв рабочую зону)

 

Удельные теплоизбытки:q= , где

 

V=F*H=65*3,2=208 м³

q = 11173/(3,6*208)=14,9 Вт/м³

q<16,8 Вт/ мі - Д=0..0,3-градиент  температуры, °С/м

 

Влаговыделение, производимое оборудованием:

Wоб= 2,6+1,2=3,8 кг/ч

 

Влаговыделение, производимое людьми:

Wn= W´n*n, где

W´n=0,1 кг/ч- выделяет один человек при t=22°C ;

Wn=0,1*7=0,7кг/ч.

 

Полные влаговыделения:

W= Wоб+Wn=3,8+0,7=4,5 кг/ч

 

 

 

Температура воздуха  в помещении:

tв=tп+(6°-10°)=22+8=30°С.

 

Температура воздуха, удаляемого из помещения:

tу=tв+Δ(H-2), где

Н=3,2 м- высота помещения;

tу=30+0,2*(3,2-2)=30,36°С.

 

6.2 Определение  расхода воздуха, необходимого  для удаления тепло и влагоизбытков

 

Температура воздуха  подаваемого в помещение t=22°C; теплосодержание приточного воздуха, iп=46,7 кДж/кг; полные тепловыделения в помещении

 

Qп=40222 кДж/ч=11173 Вт; влаговыделения в помещении  W=4,5 кг/ч; объем помещения V=208м³.

Определение направления  луча процесса изменения параметров приточного воздуха под воздействием тепло и влагоизбытков:

вычисляем параметр ε= = 40222/4,5=8938,4 кДж/кг;

На диаграмме i-d  находим точку «Е» (е=6264) и  точку «А» (tо=0°C и d=0, г/кг сухого воздуха). Соединим точку «А» с точкой «Е»  прямой линией на диаграмме i-d и получим  луч «АЕ».

Определение направления  луча процесса изменения параметров удаляемого воздуха.

-на диаграмме  i-d находим точку «В», характеризующуюся  параметрами приточного воздуха  tп=22°С и iп=46,7 кДж/кг.

-проводим из  точки «В» луч параллельный  линии «АЕ» до пересечения с линией tу=30,36°С и получаем точку «С» (т.е. линия ВС║АЕ).

 

Находим параметры  приточного воздуха в точке «В», а именно dп г/кг сух. воздуха и φп%, и в точке «С» - iy кДж/кг, dу г/кг сух. воздуха и φу%.

dп=9,7г/кг сух. воздуха; φп=57 %; dу =12г/кг сух. воздуха; iy= 62кДж/кг;φу= 45%.

 

Определяем  плотность воздуха с кг/м³ при t°С, по выражению:

при температуре  воздуха поступающего в помещениеtп: ρп= ,

при температуре  наружного воздуха tп: ρн= ;ρу= .

ρп= =1,165 кг/м³;

ρн= ;

ρу= 1,16 кг/м³.

 

Вычисляем расход воздуха, необходимый для нейтрализации тепловыделений, /ч:

 

LT= = =629,54 /ч

 

и влаговыделений:

 

LB= = =1222,83 /ч.

 

В дальнейшем за расчетный принимается более  высокий воздухообмен.

Определение кратности  вентиляционного воздухообмена, 1/ч:

 

Квв= = =1,94 1/ч.

 

Вычислим теплоту, уносимую с вентилируемым воздухом, по выражению:

 

Qв=с* ру*V*(tп-tн)* Квв

с- удельная теплоемкость воздуха, с=0,28 .

 

Qв=0,28* 1,16*208*(30-22)* 1,94=1048,51 Вт,

 

Вычисляем потери теплоты в Вт через ограждения (потолок, стены, двери, и окна) помещения:

 

Qо=(tп-tн)*∑Кт*F=(tп-tн)*(Ктп*Fп+ Ктс*Fс+ Кто*Fо+ Ктд*Fд), где

Fп, Fс, Fо, Fд –площади ограждений перекрытий, стен, окон и дверей, соответственно.

 

Кт х10 ( )

 

Fп=65 м²

Ктп=1,17 – перекрытие с теплоизоляцией

Fс=105,6 м²

Ктс=1,55 – кирпичные стены

Fо=0 м²

Fд=1,8 м²

Ктд=2,68 – двойные двери

Qо=(30-22)*(1,17*65+105*1,55+9*1,8+*2,68)=1949 Вт

 

Расчетная теплоотдача  калорифера, Вт:

Qк=Qв+Qо

Qк=1048,51+1949=2997,51 Вт

 

Вычисляем мощность калорифера по формуле, Вт:

 

Рк= , где

ŋк – к.п.д. калорифера, ŋк =0,9

Рк= =3330,56 Вт ≈3,3 кВт

 

Вычисляем суммарную  поверхность нагрева калорифера по выражению, м²

Fк= , где

Δt- разность между средней температурой теплоносителя теплообменника и температурой воздуха в помещении, т.е. Δt= tу+tср, где tср=

Δt=30,36-26,15=4,21°С

Ктт- для чугунных радиаторов 11,4 Вт/ м²*градС

Fк= =192,02 м²

 

6.3 Подбор  вентилятора и электродвигателя

 

Вентилятор  подбирается в соответствии с  подсчитанным общим расходом воздуха L, мі/ч и общей потерей давления IPi, Па. а) определение параметров вентилятора.

Наиболее современными и экономичными являются центробежные (радиальные) вентиляторы типа Ц4-70.

Для обеспечения воздухообмена cL=629 /ч(0,17м³/с) возможно применение следующих вентиляторов, где ŋв- частота вращения, минˉ1;

Р - напор, Па и v - окружная скорость колеса, м/с.

ŋв= 1200 мин"1, Р=230 Па, v=22 м/с;

 

Определение мощности электродвигателя для привода вентилятора.

Pэд=L*∑Pi*Kз/(3600*1000*ŋв*ŋп*ŋр). кВт

где: Кз - коэффициент запаса (для вентиляторов типа Ц4-70 - Кз=1,25);

ŋв -к.п.д. вентилятора (по характеристике ŋв =0,8 -0,9);

ŋп - кпд, учитывающий механические потери в подшипниках вентилятора, ŋп=0.95,

ŋр–к.п.д., учитывающий механические потери в передаче от вентилятора и двигателя (для клиноременной передачиŋр=0,9, при непосредственном соединении ŋр=1,0

При ∑Рi=Р получим для выбранного вентилятора мощность электродвигателя:

Рэд= = 2,38 кВт

Выбираем электродвигатель типаА-42-4,Р= 2,8кВт.ŋд =1450 об/мин.При этом применяется клиноременная передача с передаточным отношением iпo=ŋв/ŋд=1200/1410=0,85

 

 

Заключение

В данном проекте  предоставлены некоторые расчеты  для создания сауны.

В предполагаемой сауне одновременно могут находиться до десяти человек одновременно.

Для дополнительного  освещения помещения установлено 24 лампы типа ЛБ-30.

Для подвода  силовой сети к оборудованию используется медный провод с сечением не менее 1,5см².

Тепло и влагоизбытки, выделяемые в процессе работы сауны  удаляются из помещения при помощи вентилятора Ц4-70, приводимого в  движение двигателем типа А-42-4 с мощностью 2,8 кВт.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы:

 

1. И .Л. Каганов «Курсовое  и дипломное проектирование»  - 3-е издание. - М.; Агропромиздат, 1990 - 351 с.

 

2. Булат Е.П., Тарабанов  В.Н., Методическое руководство к  курсовому проектированию для студентов по дисциплине «Техника и технология отрасли» (спец. 06.08.00). - СПб.: СПбТИС, 1996.

 

3. Соловьёв В.Н., Гончаров  А.А., «Организация деятельности  предприятий сервиса». Методическое  руководство к курсовому проектированию - СПб.: СП6ГИСЭ, 2000.

 

4. В.В. Гладкевич, В.И.  Заплатинский, «Надёжность бытовой  техники» Учебное пособие. - СПб.: СПбТИС, 1995.

 

5. С.Ф. Привалов, «Электробытовые  устройства и приборы». Справочник  мастера. - СПб.. Лениздат, 1994. - 511с.