Вентиляция промышленного здания. 6

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И  НАУКИ РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ПЕНЗЕНСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ

АРХИТЕКТУРЫ И СТРОИТЕЛЬСТВА 
 

Институт  Инженерной Экологии 
 

Кафедра теплогазоснабжения и вентиляции 
 
 
 
 

Пояснительная записка

к курсовому проекту по вентиляции

на  тему : Вентиляция промышленного здания

 
 
 
 
 
 
 
 
 

Автор                                                  Горячев И Н 

Обозначение КП-2069059-270109-01177/з-2005 Группа ТГВ–42 

Руководитель                                       Кононова В П 

Работа  защищена                        Оценка  
 
 
 
 
 
 

Пенза 2005 
Содержание

 

       Введение

       1 Выбор параметров воздуха

       1.1 Выбор расчетных параметров наружного  воздуха

       1.2 Выбор расчетных параметров внутреннего  воздуха

       1.3 Повторяемость ветра

       2 Расчет теплопотерь

       2.1 Потери теплоты через наружные ограждающие конструкции здания

       2.2 Потери теплоты на нагрев инфильтрующегося воздуха

       2.3 Потери теплоты на нагрев ввозимых материалов

       2.4 Потери теплоты на нагревание транспорта

       3 Расчет теплопоступлений

       3.1 Расчет тепловыделений от электродвигателей работающих станков и оборудования

       3.2 Теплопоступления от солнечной  радиации

       3.2.1 Поступление теплоты через заполнение световых проемов

       3.2.2 Поступление теплоты через наружные стены и покрытия

       4 Тепловой баланс расчетных помещений

       5 Расчет местной вытяжной вентиляции

       6 Расчет общеобменной вентиляции

       7 Воздушный баланс помещений

       8 Проектирование системы отопления

       9 Расчет воздушно-тепловой завесы

       10 Аэродинамический расчет систем  вентиляции

       10.1 Аэродинамический расчет системы В1 (пневмотранспорта)

       10.2 Аэродинамический расчет системы  В2

       10.3 Аэродинамический расчет системы  П1

       11 Подбор отопительно-вентиляционного  оборудования для расчетных систем

       11.1 Подбор оборудования системы  П1

       11.2 Подбор оборудования системы  В1

       11.3 Подбор оборудования системы В2

       11.4 Подбор оборудования системы  В3, В4

       12 Унирс  (Циклоны УЦ)

       Список  использованных источников

       Приложение  -

       Приложение  -

       Приложение  -

       Приложение  -

 

       Введение 

       Основная  задача выполнения проекта промышленной вентиляции - обеспечение эффективности работы вентиляционных систем, способствующих улучшению условий труда, повышения его производительности и качества выпускаемой продукции, производственного травматизма и профессиональных заболеваний, защита окружающей среды от производственных загрязнений.

       Эффективность работы систем во многом зависит от правильности выполнения инженерных расчетов, применения новейшего оборудования, средств автоматизации, условий  эксплуатации.

       Деревообрабатывающие  цехи в соответствии с технологией и организацией производства включают в себя такие отделения: станочно-заготовительное, столярно-сборочное, окрасочное, остывочное с лесоосушительными камерами, клее- и краскоприготовительные участки, участок заточки ножей и пил, склад сухих и сырых пиломатериалов.

       Основные  вредности в отделениях следующие: в станочно-заготовительном - опилки, стружка и древесная пыль, образующиеся на станках различных типов; в столярно-сборочном - конвективная теплота от горячих прессов, пары растворителей и разбавителей клеев; в окрасочном - пары разбавителей красок, эмалей, лаков, теплота от сушильных камер; в сушильных и остывочных - водяные пары, прорывающиеся через щели ворот при работе и проемы ворот при разгрузке камер, избыточная теплота; на участке заточки пил и ножей - наждачная и металлическая пыль.

       Технологические процессы, связанные с крашением  пиломатериалов, сушкой, механической обработкой и сборкой узлов и  деталей, относятся по пожарной опасности  к категории В, процессы шлифовки и полировки - Б, процессы окраски - А.

 

       1 Выбор параметров  воздуха 

       При проектировании систем вентиляции и  отопления деревообрабатывающих цехов  параметры в рабочей зоне принимаются  в зависимости от характера и  категории работы, а также от величины избытков теплоты. Деревообрабатывающий цех характеризуется незначительными избытками явной теплоты. Работы, выполняемые в этих цехах, относятся к категории работ средней тяжести ( а).

       Пользуясь нормативными и справочными источниками  выписываем расчетные параметры  внутреннего воздуха помещений и наружного воздуха для заданной местности (города привязки объекта проектирования).

       В соответствии с заданием в курсовом проекте рассматривается Деревообрабатывающий комбинат, находящийся в городе Владивосток. Фасад здания ориентирован на запад. 

       1.1 Выбор расчетных параметров наружного  воздуха 

       Расчетные параметры наружного воздуха  принимаются в соответствии с  [1, прил.8]: для теплого периода по параметрам А; для холодного периода - по параметрам Б. Все данные сводим в таблицу 1. 

       Таблица 1 - Расчетные параметры  наружного воздуха. 

 

       1.2 Выбор расчетных параметров внутреннего воздуха 

       Расчетные параметры внутреннего воздуха принимаем в соответствие с [1, п. 2], но температура внутреннего воздуха не должна быть более указанных в [1, прил. 2]. Все данные сводим в таблицу 2.

       Для теплого периода года она рассчитывается по формуле 

                                            ^оС,     (1.1) 

где - температура наружного воздуха определяемая по параметру А, ^оС.

       t_в = 23,6 + 4 = 27,6 ^оС.

       Принимаем температуру внутреннего воздуха в соответствии с [1, прил. 2] равную 27 ^оС. Все данные сводим в таблицу 2. 

       Таблица 2 - Расчетные параметры  внутреннего воздуха. 

 

       1.3 Повторяемость ветра 

       Повторяемость ветра необходима для построения розы ветров (отражает господствующее направление ветра), для обоснования выбора мест размещения установок приточной и вытяжной вентиляции).

       Необходимые данные выписываем из [2] для двух наиболее характерных месяцев теплого и холодного периода года. Данные сводим в таблицу 3. 

       Таблица 3 - Повторяемость направления ветра. 

 

       Повторяемость направления ветра измеряется в  процентах. 

                                   С

         
 
 

  З           В 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                     Ю 

       Рисунок 1 - Повторяемость ветра

 

       2 Расчет теплопотерь 

       2.1 Потери теплоты через наружные  ограждающие конструкции здания 

       При выполнении курсового проекта потери теплоты через наружные ограждающие конструкции здания определяют по укрупненные показателям, Вт, на весь объем помещения, по формуле 

 Q = a ∙q ∙( t_в - t_н )∙V_н ,     (2.1) 

где q - удельная тепловая характеристика здания,(принимается в зависимости от обьема здания по [8, прил.4 ]), Вт/(м^{3 о}C);

t_в - температура воздуха внутри помещения, °С;

t_н - температура наружного воздуха по параметру Б, °С;

V_н - наружный объем здания, м³.

       Q = 0,55 ∙14785 ∙(15 - (-24)) = 325270 , Вт.

       Определяем  потери теплоты через ограждающую  конструкцию приходящаяся на 1 м² пола помещения, Вт, по формуле 

       Ō = Q ∙F_зд.,       (2.2) 

где Q - тоже, что в формуле (2.1);

F_зд. - площадь здания, м².

       Ō = 325270 / 1526 = 213,2 , Вт.

       Потери  теплоты через ограждающую конструкцию  для расчетного помещения, Вт, определяем по формуле 

       Q = Ō ∙F_пом.,     (2.3) 

где  Ō - тоже, что в формуле (2.2);

F_пом. - площадь помещения, м².

       По  определенным теплопотерям на 1 м² определяем теплопотери каждого помещения:

       деревообрабатывающий  цех - Q_д.ц. = 213,2 ∙ 1280 = 272853 , Вт;

       участок шлифования деталей - Q_{уч.шл.д.} = 213,2 ∙ 108 = 23026 , Вт;

       заточной  участок - Q_з.уч. = 213,2 ∙ 36 = 7675 , Вт;

       индивидуальный  тепловой пункт - Q_ИТП  = 213,2 ∙25,2 = 5373 , Вт;

       вентиляционное  помещение - Q_в.п. = 213,2 ∙ 80,4 = 17141 , Вт.

       инструментальная  раздаточная кладовая - Q_и.р.кл. = 213,2 ∙ 12,6 = 2686 , Вт. 

       2.2 Потери теплоты на нагрев инфильтрующегося  воздуха 

       Определяем  разность давлений воздуха на наружную и внутреннюю поверхность ограждения, Па, (окон Δp^ок, наружных дверей Δp^дв и на уровне пола первого этажа Δp¹), по формуле 

       Δp = (Н - h) ∙ (γ_Н - γ_В) + 0,5 ∙ v² ∙ ρ_В ∙ (с_Н - с_В) ∙ k_v ,  (2.4) 

       где Н - высота здания, м;

       h - расчетная высота, от уровня земли до верха окна, м;

γ_Н , γ_В - соответственно удельный вес, при температуре наружного и внутреннего воздуха, Н/м³, определяется по формуле 

                                  γ = 3463 / (273 + t) ;   (2.5) 

            v - скорость ветра, м/с;

            ρ_В - плотность наружного воздуха, кг/ м³ , определяется по формуле: 

                                  ρ = 353 / (273 + t);  (2.6) 

с_Н , с_В - соответственно аэродинамические коэффициенты для наветренной и подветрен-ной поверхностей ограждения (равные 0,8 и -0,6, соответственно);

k_v - коэффициент учета изменения скоростного давления ветра [5,табл.24].

       ∆р¹ = (9,2 - 0) ∙ (3463/(273 - 24) - (3463/(273 + 16)) + 0,5 ∙ 13,5 ² ∙ (353/(273-24)) ∙ (0,8 + 0,6)∙ 0,75 = 109,5 Па.

       ∆р ^ок_д.ц.= ∆р^ок _{уч.шл.д.}= (9,2 - 4,8) ∙ (3463/(273 - 24) - (3463/(273 + 16)) + 0,5 ∙ 13,5 ² ∙ (353/ (273 - 24)) ∙ (0,8 + 0,6) ∙ 0,75 = 127,2 Па.

       ∆р ^дв_д.ц.= ∆р^дв _{уч.шл.д.}= (9,2 - 4,2) ∙ (3463/(273 - 24) - (3463/(273 + 16)) + 0,5 ∙ 13,5 ² ∙ (353/ (273 - 24)) ∙ (0,8 + 0,6) ∙ 0,75 = 117,6 Па.

       ∆р^ок _з.уч. = ∆р^ок _ИТП =  (9,2 - 2,4) ∙ (3463/(273 - 24) - (3463/(273 + 16)) + 0,5 ∙13,5 ² ∙ (353/ (273 - 24)) ∙ (0,8 + 0,6) ∙ 0,75 = 114,1 Па.

       Вычисляем расход инфильтрирующегося воздуха  через окно, двери и щели, кг/ч, по формуле 

    , (2.7) 

где ∑А_окн - сумма площадей окон, м²;

∑А_дв - сумма площадей дверей, м²;

∑A_щ - сумма площадей щелей, м²;

G_Н - коэффициент, учитывающий нагревание инфильтрующегося воздуха встречным тепловым потоком (принимаем G_Н  = 8 кг/ч), кг/ч;

R_u - сопротивление воздухопроницанию, определяется по формуле 

       ,  (2.7^*) 

здесь - разность давления воздуха при котором определяется сопротивление воздухопроницанию (принимаем = 10 Па), Па;

       - тоже, что в формуле (2.4).

       G_И^д.ц. = 0,216 ∙ 106 ∙ 127,2^0,67/0,681 + 34 ∙8 ∙(117,6 /109,5)^0,67 + 3456 ∙ 109,5^0,5 ∙ ((109,5 ∙ 0,0005) + (33,6 ∙ 0,005)) = 9290,3 Па.

       G_И^{уч.шл.д.} = 0,216 ∙ 23 ∙ 127,2^0,67/0,681 + 9 ∙8 ∙(117,6 /109,5)^0,67 + 3456 ∙ 109,5^0,5 ∙ ((27 ∙ 0,0005) + (11,4 ∙ 0,005)) = 3162,1 Па.

       G_И^з.уч. = 0,216 ∙ 5 ∙ 114,1^0,67/0,681 + 3456 ∙ 109,5^0,5 ∙ (10,8 ∙ 0,0005) = 233,2 Па.

       G_И^ИТП = 0,216 ∙ 1,8 ∙ 114,1^0,67/0,681 + 3456 ∙ 109,5^0,5 ∙ (5,4 ∙ 0,0005) = 111,3 Па.

       Рассчитываем  расход теплоты на нагревание инфильтрирующегося воздуха, Вт, по формуле 

                            

  (2.8) 

где ∑G_И - тоже, что в формуле (2.7);

    t_в , t_н - соответственно температуры внутреннего и наружного воздуха,ºC;

       с - удельная теплоемкость воздуха (равная 1 кДж/(кг ºC)), кДж/(кг ºC);

k_н - коэффициент, учитывающий нагревание инфильтрирующегося воздуха в ограждении тепловым потоком [5].

       Q_и^д.ц. = 0,28 ∙ 9290,3 ∙ (16 + 24) ∙ 0,8 = 83241 Вт.

       Q_и^{уч.шл.д.} = 0,28 ∙ 3162,1 ∙ (16 + 24) ∙ 0,8 = 28332 Вт.

       Q_и^з.уч. = 0,28 ∙ 233,2 ∙ (16 + 24) ∙ 0,8 = 2090 Вт.

       Q_и^ИТП = 0,28 ∙ 111,3 ∙ (16 + 24) ∙ 0,8 = 997 Вт. 

       2.3 Потери теплоты на нагрев ввозимых  материалов 

       Расход  теплоты на нагревание материалов, ввозимых в производственные помещения или цех, Вт, определяют по формуле 

  

,     (2.9) 

где - количество материалов, поступающих в цех (производственное помещение) в течение одного часа, кг/ч;

- удельная теплоемкость материала, величину которой для пиломатериала принимают равной , кДж/(кг °С);

- температура материала (для несыпучих материалов (дерево, пластмасса и др.), равная = -24 + 10 = -14 ^оС ), ^оС;

- коэффициент, учитывающий интенсивность поглощения теплоты во времени (его ориентировочное значение  в течение первого, второго, третьего часа нахождения материала в цехе, допускается принимать соответственно равным ).

       Q¹_м = 0,278 ∙1750 ∙(15 -(-14)∙0,84∙0,5 = 6130 Вт.

       Q²_м = 0,278 ∙1750 ∙(15 -(-14)∙0,84∙0,3 = 3678 Вт.

       Q³_м = 0,278 ∙1750 ∙(15 -(-14)∙0,84∙0,2 = 2452 Вт. 

       2.4 Потери теплоты на нагревание  транспорта 

       Задаваясь маркой автомашины и значениями и , расход теплоты, Вт, на нагревание автотранспорта определяется по формуле 

       

,      (2.10) 

где - расход теплоты на нагрев автотранспорта от температуры до (принимается в зависимости от вида транспорта по [7, табл.2.35]), Вт;

      - коэффициент, для первого часа (рекомендуется принимать равным 0,5);

 - время, в течение которого автомашины находятся в цехе или помещении (принимаем равное мин.), мин.

        , Вт.

 

       3 Расчет теплопоступлений 

       3.1 Расчет тепловыделений от электродвигателей  работающих станков и оборудования 

       Теплопоступления  от станков, Вт, определяются по формуле 

       

,    (3.1^*) 

где q_ст - теплота выделяемая электрическим двигателем, рабочим элементом станка и обраба-тываемыми деталями на 1 кВт установочной мощности (если станки работают с охлаждением, эмульсией или маслом, то q_ст = 130 Вт/кВт; если без охлаждения, то q_ст = 215 Вт/кВт), Вт/кВт;

       N_у - установочная мощность электродвигателя станка /по заданию/, кВт;

k₃ - коэффициент загрузки электродвигателя станка (принимаем равным 0,9);

k₀ - коэффициент одновременной работы электродвигателей станков (принимаем равным 0,8);

- КПД электродвигателя станка, определяется в зависимости от  установочной мощности электродвигателя  станка по [7, табл.2.11].

       Q_ст1 = 215 ∙ 4 ∙ 0,9 ∙ 0,8 ∙ 0,82 = 508 Вт.

       Q_ст2 = 215 ∙ 11,4 ∙ 0,9 ∙ 0,8 ∙ 0,86 = 1518 Вт.

       Q_ст3= 215 ∙ 36,5 ∙ 0,9 ∙ 0,8 ∙ 0,89 = 5029 Вт.

       Q_ст4 = 215 ∙ 4 ∙ 0,9 ∙ 0,8 ∙ 0,82 = 508 Вт.

       Q_ст5= 215 ∙ 11,4 ∙ 0,9 ∙ 0,8 ∙ 0,86 = 1518 Вт.

       Q_ст6 = 215 ∙ 8,5 ∙ 0,9 ∙ 0,8 ∙ 0,85 = 1118 Вт.

       Q_ст7 = 215 ∙ 3 ∙ 0,9 ∙ 0,8 ∙ 0,80 = 372 Вт.

       Q_ст8 = 215 ∙ 5,5 ∙ 0,9 ∙ 0,8 ∙ 0,85 = 724 Вт.

       Q_ст9 = 215 ∙ 3 ∙ 0,9 ∙ 0,8 ∙ 0,80 = 327 Вт.

       Q_ст10 = 215 ∙ 9,1 ∙ 0,9 ∙ 0,8 ∙ 0,85 = 1197 Вт.

       Q_ст11 = 215 ∙ 2.2 ∙ 0,9 ∙ 0,8 ∙ 0,80 = 272 Вт.

       Q_ст12 = 215 ∙ 4,1 ∙ 0,9 ∙ 0,8 ∙ 0,82 = 520 Вт.

       Q_ст13 = 215 ∙ 4,1 ∙ 0,9 ∙ 0,8 ∙ 0,82 = 520 Вт.

       Q_ст14 = 215 ∙ 11,4 ∙ 0,9 ∙ 0,8 ∙ 0,86 = 1518 Вт.

       Q_ст15 = 215 ∙ 8,5 ∙ 0,9 ∙ 0,8 ∙ 0,85 = 1118 Вт.

       Q_ст16 = 215 ∙ 4,1 ∙ 0,9 ∙ 0,8 ∙ 0,82 = 520 Вт.

       Q_ст17 = 215 ∙ 3,2 ∙ 0,9 ∙ 0,8 ∙ 0,82 = 406 Вт.

       Q_ст18 = 215 ∙ 4,8 ∙ 0,9 ∙ 0,8 ∙ 0,82 = 609 Вт.

       Q_ст19 = 215 ∙ 4,8 ∙ 0,9 ∙ 0,8 ∙ 0,82 = 609 Вт.

       Q_ст20 = 215 ∙ 4,8 ∙ 0,9 ∙ 0,8 ∙ 0,82 = 609 Вт.

       Q_ст21 = 215 ∙ 1,2 ∙ 0,9 ∙ 0,8 ∙ 0,80 = 149 Вт.

       Q_ст22 = 215 ∙ 1,2 ∙ 0,9 ∙ 0,8 ∙ 0,80 = 149 Вт.

       Q_ст23 = 215 ∙ 0,75 ∙ 0,9 ∙ 0,8 ∙ 0,75 = 87 Вт.

       Деревообрабатывающий цех: = Q_ст1-17 + Q_ст17 + Q_ст10  + Q_ст3 = 508 + 1518 + 5029 + 508 + 1518 + 1118 + 327 + 724 + 324 + 1197 + 272 + 520 +520 + 1580 + 1118 + 520 + 406 + 406 + 1197 + 5029 = 24276 Вт.

       Участок шлифования деталей: = Q_ст18-20 = 609 + 609 + 609 = 1827 Вт.

       Заточной  участок: = Q_ст21-23 = 149 + 149 + 87 = 385 Вт.