Вентиляция промышленного здания в городе Волгоград

Министерство образования  Российской Федерации

Хабаровский Государственный  Технический Университет

 

 

 

 

Кафедра «Теплотехники, теплогазоснабжения и вентиляции»

 

 

 

 

 

ВЕНТИЛЯЦИЯ  ПРОМЫШЛЕННОГО

ЗДАНИЯ В  ГОРОДЕ

ВОЛГОГРАД

ПЗ. КП. ВЕ 2. 973093

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил:

студент гр. ТВ-72

Милованов С. М.

Проверил:

Ивашкевич А.А.

 

 

 

 

 

Хабаровск 2001

 

 
Реферат

 

В данном курсовом проекте была запроектирована  система вентиляции промышленного предприятия расположенного в городе Волгоград. Был произведен теплотехнический расчёт наружных ограждений, все основные теплопотери и теплопоступления, на основе которых была составлена таблица теплового баланса. Также был выполнен расчёт воздухообменов и составлена таблица воздушного баланса, произведен расчёт воздухораспределения. Проведён аэродинамический расчёт приточной и вытяжной системы вентиляции.

Также запроектирована система  дежурного отопления, рассчитанная для поддержания в нерабочее  время в помещениях температуру 5°С. Проведён тепловой и гидравлические расчёты.

Произведён подбор основного технологического оборудования для систем вентиляции и подбор отопительных приборов для системы отопления.

 

 

 

 

 

 

 

Количество страниц – 42

Количество рисунков – 6

Количество таблиц – 22

 

Содержание

 

 

Введение

 

Промышленные здания имеют системы вентиляции со своими специфическими особенностями устройства и размещения.

Способы вентиляции и  число вентиляционных установок  на предприятиях зависят от характера технологического процесса, мощности предприятия, а также от его экономической значимости.

В промышленных предприятиях возможно размещение вентиляционного  оборудования в производственных помещениях или снаружи здания – на стенах или кровле, но в любом случае должны быть обеспечены удобное обслуживание вентиляционного оборудования и защита его от возможной конденсации влаги. При проектировании систем вентиляции следует стремиться к наименьшей длине воздуховодов, определяемой их радиусом действия. Вытяжные вентиляционные установки, удаляющие взрывоопасные и огнеопасные смеси должны иметь взрывобезопасное исполнение.

Важное значение при  обеспечении расчётных параметров внутреннего воздуха в промышленных предприятиях приобретает правильная организация системы местной вытяжной вентиляции. Для борьбы с выделяющимися в воздух производственных помещений парами и газами вредных веществ и пылью наиболее эффективно применение локализующей вытяжной вентиляции, то есть удаление вредных веществ от мест их образования. Удаление загрязнённого воздуха от места его сосредоточения легко осуществить при устройстве укрытий у агрегатов, являющихся источниками вредных выделений. Устройство местной вытяжной вентиляции рекомендуется как один из наиболее экономичных и эффективных методов борьбы с вредными выделениями. Местный отсос представляет собой устройство для локализации вредных выделений у места их образования и удаление загрязнённого воздуха за пределы помещения с концентрациями более высокими, чем при общеобменной вентиляции.

 

1 Исходные данные для проектирования

1.1 Характеристика строительной части объекта

 

Промышленное предприятие  размещается в каркасном здании. Покрытие здания бесчердачное. Пол  расположен на отметке 0.000 м. Предприятие  состоит из следующих помещений: инструментальный цех, инструментальный цех, кузнечное отделение, отделение комплектации, окрасочное отделение. В инструментальных цехах имеется крановое оборудование. Крановые пути расположены на отметке 6,800 м. Водном из инструментальных цехов предусмотрена осмотровая канава для автомобилей.

 

1.2 Расчетные параметры воздуха

 

Расчётная температура  воздуха в ХП и ПП в помещениях принимается 18°С, в ТП – 31.6°С. Расчётные параметры наружного воздуха принимаются согласно [3].

 

Таблица 1.1 – Расчётные параметры наружного воздуха

Период года	Температура, Tн, °С	Энтальпия, I, кДж/кг	Скорость ветра, U, м/с
Тёплый	28.6	55.3	5.2
Переходный	8	22.5	5.2
Холодный	-25	-23.9	5.2

 

Таблица 1.2 – Расчётные  параметры внутреннего воздуха

Период года	Температура, tв °С	Относительная влажность, %	Подвижность, м/с
Тёплый	23,6	65	0,4
Переходный	16,0	65	0,3
Холодный	16,0	65	0,3

 

1.3 Предполагаемые решения по отоплению и вентиляции

 

При проектировании отопления  и вентиляции промышленных предприятий должны соблюдаться требования [1] и [2].

Во всех помещениях  предусматривается дежурное отопление  с применением местных нагревательных приборов с гладкой поверхностью без оребрения.

Наружные ворота инструментальных цехов оборудуются воздушно-тепловыми  завесами. Включение и выключение воздушно-тепловых завес должно осуществляться автоматически.

Подача приточного воздуха  предусматривается в верхнюю  зону струей не настилающейся на потолок  для всех помещений, кроме кузнечного отделения в котором подача осуществляется непосредственно в рабочую зону, для осмотровой канавы предусматривается отдельная система притока. Температура приточного воздуха общеобменной вентиляции принимается 12°С, для кузнечного отделения 10°С. Температура подаваемого воздуха в канавы принимается 18°С. Количество подаваемого воздуха принимается из расчета их десятикратного воздухообмена.

Удаление воздуха из всех помещений предусматривается  из верхней зоны помещения. В инструментальном цехе с осмотровой канавой проектируется  местный отсосы шлангового типа с естественным побуждением. Количество удаляемого воздуха от работающих двигателей принимается 350 куб. м/час. Количество отработавших газов двигателей, прорывающихся в помещение принимается 10%.

 

2 Тепловой режим помещений

2.1 Теплотехнический расчет наружных ограждений

 

Исходные данные для  теплотехнического расчёта приведены  в таблице 2.1. Теплотехнический расчёт приведён в таблице 2.2.

Таблица 2.1 – Исходные данные

Размеры здания, м	L	35 500	Характеристика ограждений
	B	12 000	Наружная стена	s, м	l, м
	H	7 600	1 слой	0,08	2,04
Объём здания , куб.м		3 238	2 слой	0,12	2,04
Средняя температура  отопительного периода		-2,2	Изоляция (пенопласт)		0,05
Расчетная температура  для отопления		-25	Покрытие	s, м	l, м
Температура внутри помещения		18	Плиты перекрытия	0,05	2,04
Температура, котрорую обеспечивает C.O.		5	Цем.-песчаная стяжка	0,015	0,93
Продолжительность отопительного периода		178	Изоляция (плиты минераловатные)		0,076
Количество людей в  расчетном помещении		3
Температрура наружного воздуха летом		28,6	Цем.-песчаная стяжка	0,015	0,93
Температрура внутреннего  воздуха летом		31,6	Рубероид	0,0045	0,17

 

Таблица 2.2 – Теплотехнический расчёт наружных ограждений

	ГСОП	RГСОП	R_опт_0	R_тр_0	Х, м	R_ф	K_ф
НС	3 596	1,72	0,3	0,22	0,07	1,72	0,57
Пт	3 596	2,40	-	0,27	0,17	2,40	0,41

 

2.2 Теплопотери через наружные ограждения

 

Основные потери тепла  через ограждающие конструкции  здания определяются по формуле:

    (2.1)

где К – коэффициент теплопередачи, Вт/м2 °С;

F – площадь ограждающей конструкции, м2;

tв,tн – температуры внутреннего и наружного воздуха, °С;

- коэффициент, учитывающий добавочные  теплопотери.

 

Расчёт теплопотерь  через наружные ограждения представлен  в таблице 2.3.

Таблица 2.3 – Расчет теплопотерь  через наружные ограждения

Помещение	Температура воздуха в помещении	Тип ограждения	Ориентация ограждения	Размеры ограждения	Площадь ограждения	Расчётная разность температур	Коэффициент теплопередачи	Основные теплопотери	Добавочные теплопотери в долях от основных		1+Sb	Полные тепло-потери
									На ориентацию	прочие
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
Окрасочное отделение	18	Пол I зона	-	2*5+2*2	14,00	43,0	0,48	287	0,00		1,00	287
		Пол II зона	-	3*2	6,00	43,0	0,23	60	0,00		1,00	60
		Покрытие	-	5*4	20,00	43,0	0,42	358	0,00		1,00	358
		НС	з	5*7,6	38,00	43,0	0,58	950	0,05		1,05	998
		НС	ю	4*7,6	30,40	43,0	0,58	760	0,00		1,00	760
		Окно	з	3*4	12,00	43,0	2,38	1 229	0,05		1,05	1 290
SQ												3 754
Отделение комплектации	18	Пол I зона	-	2*12,5	25,00	43,0	0,48	512	0,00		1,00	512
		Пол II зона	-	2*12,5	25,00	43,0	0,23	250	0,00		1,00	250
		Покрытие	-	4*12,5	50,00	43,0	0,42	896	0,00		1,00	896
		НС	з	12,5*7,6	95,00	43,0	0,58	2 376	0,05		1,05	2 495
		НС				43,0	0,58	0	0,00		1,00	0
		Окно	з	3*4*2	24,00	43,0	2,38	2 457	0,05		1,05	2 580
SQ												6 733
Инструментальный цех	18	Пол I зона	-	2*17,5+6*2	47,00	43,0	0,48	962	0,00		1,00	962
		Пол II зона	-	2*15,5+2*4	39,00	43,0	0,23	390	0,00		1,00	390
		Пол III зона	-	4*13,5	54,00	43,0	0,12	270	0,00		1,00	270
		Покрытие	-	17,5*8	140,00	43,0	0,42	2 509	0,00		1,00	2 509
		НС	ю	8*7,6	60,80	43,0	0,58	1 521	0,00		1,00	1 521
		НС	в	17,5*7,6	133,00	43,0	0,58	3 327	0,10		1,10	3 659
		Окно	в	3*4	12,00	43,0	2,38	1 229	0,10		1,10	1 351
SQ												10 663
Кузнечное отделение	18	Пол I зона	-	2*5,7	11,40	43,0	0,48	233	0,00		1,00	233
		Пол II зона	-	2*5,7	11,40	43,0	0,23	114	0,00		1,00	114
		Пол III зона	-	2*5,7	11,40	43,0	0,12	57	0,00		1,00	57
		Покрытие	-	5,7*6	34,20	43,0	0,42	613	0,00		1,00	613
		НС	з	5,7*7,6	43,32	43,0	0,58	1 084	0,05		1,05	1 138
		Окно	з	3*4	12,00	43,0	2,38	1 229	0,05		1,05	1 290
SQ												3 445
SQп												24 595

 

2.3. Теплопотери на нагрев инфильтрующегося наружного воздуха

 

Расчёт количества инфильтрующегося воздуха и затрат теплоты на его  нагрев выполнен на компьютере по программе “INFILTR”.

 

Исходные данные:

 

Исполнитель расчета:                        Милованов С. М.

Расчетное помещение:                      инструментальный цех

Высота здания:                                  7.6 м

Расчетная скорость ветра:                8.0 м/с

Тип местности:                                  Городская застройка

Температура наружного  воздуха:   -25.0 °С

Температура внутреннего  воздуха: 18.0 °С

Механический приток:                     0.0 кг/час

Механическая вытяжка:                   0.0 кг/час

Местные отсосы:                               0.0 кг/час

 

Таблица 2.4 – Характеристики аэрационных проемов

N п/п	Тип дверей или ворот	Ширина Щели, мм	Размеры, м		Колво	Отм.низа,м	Коэф.сопр.щели	Аэродин.коэфф
			L	H
1	Двойные ворота	5,0	4,0	4,0	2	0,000	0,00	-0,60

 

Результаты расчёта  расходов воздуха через проёмы и  затрат теплоты на нагрев наружного воздуха:

Расчетное внутреннее давление воздуха            -0.3 Па

Общий расход притока  наружного воздуха       698.0 кг/час

Расход теплоты на нагрев наружного воздуха  7072 Вт

 

Таблица 2.5 – Расходы  воздуха через проемы и затраты  теплоты на нагрев наружного воздуха

Назв.аэрационного проёма	Но-мер проёма	Расч.коэф.сопротив-ления	Общая площадь F, м	Наружное давление		Приток через проём, кг/ч	Вытяжка через проём, кг/ч	Затраты теплоты, Q, Вт
				внизу	вверху
Окно	1	0,26	72,0	29,8	29,0	544,2	0,0	5227
Окно	2	0,26	36,0	-2,1	-12,4	0,0	85,0	0
Дверь	1	1,4*105	32,0	2,0	-6,2	153,8	613,0	1846

 

2.4 Теплопотери на нагрев материалов и въезжающего транспорта

 

Количество тепла на нагрев въезжающего транспорта принимается  из расчёта 0.060 Вт в час на один кг массы на один градус разницы температур внутреннего и наружного воздуха. Принимается, что в час завозится 1 т. металла и выезжает 1 машина массой 2,5 т.

Количество тепла на обогрев  машин:

 

2.5 Теплопоступления от солнечной радиации

 

Расчёт теплопоступлений от солнечной радиации выполнен на компьютере по программе “SUNRUD”.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ:

 

Общие данные:

Объект:                               промышленное предприятие

Помещение:                       инструментальный цех

Географическая широта:  48 градусов северной широты

Загрязнение атмосферы:  Загрязненная

Загрязнение остекления:  Умеренное

 

Данные по покрытию:

Материал поверхности покрытия:                              Рубероид с песчаной посыпкой

Площадь поверхности  покрытия:                               180.0 кв.м

Коэффициент теплопередачи:                                     37.8 Вт/(кв.м °C)

Температура внутреннего воздуха под покрытием: 18.0 °C

Расчетная температура  наружного воздуха:              31.6 °C

Расчетная скорость ветра:                                            5.2 м/с

 

Таблица 2.6 –по лучепрозрачным проемам:

N	F, м2	Кол- Данные во	Ориентация	Конструкция	Солнцезащита
1	12.0	3	В	ДО дерев	Отсутств
2	12.0	2	З	ДО дерев	Отсутств

 

Таблица 2.7 – Внутренние ограждения

N	Тип ограждения	F, м2	Материал и толщина
1	Пол	180,0	Бетон 15 см
2	Потолок	180,0	Бетон 5 см
3	Внутр. Стена	86,0	Кирпич 6 см

 

 

РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА:

 

Максимальные теплопоступления в воздух помещения:                    162484 Вт

Максимальные теплопоступления через  лучепрозрачные проемы с учетом аккумуляции теплоты внутренними ограждениями:                                7755 Вт

Время максимальных теплопоступлений (местное летнее время)         19-20 час.

Теплопоступления через  покрытие (среднесуточные):                         154729 Вт

 

Теплопоступления через  покрытие

 

Среднесуточная радиация на поверхность покрытия:                      328 Вт/кв.м

Коэффициент поглощения тепла поверхностью покрытия:              0.90

Коэффициент теплоотдачи  к наружному воздуху:                             32 Вт/(кв.м °C)

Условная температура  на поверхности покрытия:                             40.8 °C

Теплопоступления через покрытие (среднесуточные):                  154729 Вт

 

2.6 Теплопоступления от электрооборудования

 

Расчёт теплопоступлений от электрооборудования производится по формуле, Вт:

   (2.6)

где N_у – установочная (номинальная) мощность электрооборудования;

К_исп – коэффициент использования;

К_загр – коэффициент загрузки;

К_од – коэффициент одновременности работы электродвигателей;

- коэффициент полезного действия  электродвигателя;

К_т – коэффициент перехода механической энергии в тепловую.

 

 

2.7 Тепловыделения от источников искусственного освещения

 

Расчёт тепловыделений от источников искусственного освещения  произведён на компьютере по программе “SVET”.

 

Исходные данные

 

Ф.И.О. исполнителя: Милованов С. М.

Объект: промышленное предприятие

 

 

Таблица 2.8 – Характеристики помещений и источников освещения

N	Наименование, назна-чение  помещения	Тип лампы	Свет светильника	Место расп светильника	F, м2	H, м
1	Инструментальный цех	Люмин.	Рассеянный	В помещении	180,0	7,6

 

Таблица 2.9 – Результаты расчета теплопоступления от источников освещения 

N	Наименование, назначение помещения	Енорм, Лк	Qуд, Вт/лк	K ламп	К месторас-положения	Теплопоступления в помещение, Вт
1	Инструментальный цех	200	0,077	1,00	1,00	6652,8

 

8. Теплопоступления от сварочной дуги

 

Теплопоступления от сварочной дуги рассчитываются по следующей  формуле:

,    (2.7)

где N_св.д. –мощность сварочной дуги;

К_спроса – коэффициент спроса;

Е_{м.отсоса} – эффективность местного отсоса.

 

2.9 Тепловой баланс расчетного помещения

 

Тепловой баланс инструментального  цеха представлен в таблице 2.4

 

Таблица 2.4 – Тепловой баланс расчётного помещения

Наимено-вание по-мещения, V, м3	Расчёт-ный период	Тепловые потери
		Через нар. Ограждения	Инфильт-рация	На нагрев материалов	Всего
1	2	3	4	5	6
Инструментальный цех	Т.П.	0	0	0	0
	П.П.	2480	737	2108	5325
	Х.П.	10663	3169	9068	22900

 

Продолжение табл. 2.4

Теплопоступления					Qя		Теплона-пряжён-ность
От освещен.	Cисте мa отопле ния	от солнца	от эл.оборуд.	Всего	недостатки тепла	Избытки тепла
7	8	9	10	11	12	13	14
6 653	0	7 782	6 000	20 435	0	20 435	4,73
6 653	0	0	6 000	12 653	1 780	0	0,41
6 653	12 018	0	6 000	24 671	51 102	0	12,48

 

 

3 Поступление газовых вредностей в расчетное помещение

 

Основными производственными  вредностями, которые выделяются в  инструментальном цехе являются пары эмульсола, вследствие работы станков, а также газовый аэрозоль от ручной сварки.

Количество выделяющихся паров эмульсола определяется по формуле:

Мг = q N,       (3.1)

где q – удельные выделения паров эмульсола, кг/кВт;

N – мощность станка, кВт.

Расход воздуха, необходимый  для разбавления газовых вредностей до ПДК определяется по формуле:

    (3.2)

где М_г – количество разбавляемых вредностей, кг/час;

t_в – температура воздуха в рабочей зоне, ^оС;

ПДКр.з. – предельно допустимая концентрация в рабочей зоне.

Расход воздуха, необходимый для разбавления выделений от ручной сварки рассчитан по программе «SVARKA».

 

4 Воздушный режим расчетного помещения

4.1 Местная приточная вентиляция

 

Приток в смотровую  канаву осуществляется во все периоды  года отдельной системой вентиляции. Количество подаваемого воздуха в канавы принимается из расчёта 250м³/час на 1м канавы. Температура притока принимается 18°С в холодный и переходный периоды и 29,6°С в летний период.

 

4.2 Местные отсосы от технологического оборудования

 

В инструментальном цехе проектируется местный отсос шлангового типа с естественным побуждением, для удаления газовыделений от работающего двигателя (количество удаляемого воздуха принимается 350 куб. м/час). В инструментальных цехах на постах сварки устанавливаются столы для сварочных работ с встроенным нижним отсосом (количество удаляемого воздуха принимается 2000 куб. м/час). В кузнечном отделении устанавливается типовой зонт для горна на 1 огонь (количество удаляемого воздуха принимается 2000 куб. м/час).

 

4.3 Воздушный баланс расчетного помещения

 

Воздушный баланс расчётного помещения представлен в табл.4.1.

 

Таблица 4.1 – Воздушный  баланс расчётного помещения

Наименование помещения, м3

Период года

Внутренняя температура, оС

Воздухообмен, кг/ч

Расчетный воздухообмен

Механический общеобменный приток

Вытяжка МО

Вытяжка естественная

Приток естественный

Qя

Мг

МО

G/L

t/r

G/L

t/r

G/L

t/r

G/L

t/r

Инструментальный цех V=3 238

ХП

18

224

7539

2420

7539

7539 /6216

18,03 /1,21

2420 /2000

18 /1,21

5101 /4216

18 /1,21

ПП

18

3394

7539

2420

7539

7611 /6216

15,3 /1,22

2420 /2000

18 /1,21

5059 /4216

20 /1,20

ТП

31,6

13400

7364

2420

13400

2318 /2000

31,6 /1,16

10963 /9451

32,6 /1,16

13400 /11451

28,6 /1,17

 

5 Принципиальные и конструктивные решения отопления и вентиляции

 

Для обеспечения расчётного воздухообмена и допустимых условий в инструментальном цехе реализованы следующие принципиальные решения. Приток воздуха в холодный и переходный период осуществляется механической вентиляцией. В качестве воздухораспределительных устройств применяется цилиндрическая труба, затянутая сеткой. В тёплый период воздухообмен обеспечивается аэрацией. Вытяжная общеобменная вентиляция обеспечивается наличием в верхней зоне помещения вытяжных каналов. В холодный период во избежания врывания в помещение значительного объёма холодного воздуха предусматривается работа воздушно-тепловых завес, установленных на воротах.

В качестве отопительнй  системы применяется горизонтальная бифилярная система водяного отопления. Она проектируется на температуру  внутреннего воздуха 5°С и функционирует как дежурная система отопления. Данное решение обеспечивает высокую надёжность системы, сравнительно невысокие капитальные и эксплуатационные затраты.

 

 

6 Система отопления

6.1 Конструктивные особенности системы отопления

 

Дежурное отопление осуществляется водяной системой с местными нагревательными приборами из гладких труб. Проектируется бифилярная система, которая является устойчивой в гидравлическом и тепловом отношении и отличается большой надёжностью и простотой эксплуатации.

 

6.2 Тепловой расчет приборов системы отопления

 

Расчётная нагрузка на систему  отопления промышленного здания определяется по формуле, Вт:

Q_c.o.= Q_н.о

,                                            (6.1)

где Q_н.о. – суммарные теплопотери через наружные ограждение и на нагрев инфильтрующегося воздуха, Вт;

 t_д.о. – расчётная температура внутреннего воздуха для системы отопления, °С;

 t_н ,t_в – расчётные температуры соответственно наружного и внутреннего воздуха, °С.

Q_с.о.= (24595+3903)

=30044 Вт

Средняя температура  приборов отопления определяется по формуле, °С :

 

t_ср= 0.5 (t_г+t_х),     (6.2)

 

 где t_г, t_х – температуры теплоносителя на входе и на выходе из системы отопления, °С.

t_ср= 0.5

(130+70) = 100 °С.

Разность температуры t_ср и температуры дежурного отопления равна: