Кондиционирование воздуха, вентиляция, отопление увлажнение

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ПО ВЫСШЕМУ ОБРАЗОВАНИЮ

ДИТУД ТФ

КАФЕДРА «ПРЯДЕНИЕ НАТУРАЛЬНЫХ И ХИМИЧЕСКИХ ВОЛОКОН»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

НА ТЕМУ: КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ ВОЗДУХА, ВЕНТИЛЯЦИЯ, ОТОПЛЕНИЕ, УВЛАЖНЕНИЕ

ВЫПОЛНИЛ: СТУДЕНТ ГР. ТТ-41

БОЧКАРЕВ Н.А.

ПРИНЯЛ: ЦИМБАЛЮК Е.П.

ДИМИТРОВГРАД

1999
СОДЕРЖАНИЕ

I. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ......................................................................................................... 3

1.СТРОИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЗДАНИЯ........................................................... 3

2. КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА .................................... 5

3. РАСЧЕТНЫЕ ПАРАМЕТРЫ НАРУЖНЕГО ВОЗДУХА.................................................. 6

4. МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ В ПОМЕЩЕНИИ................................................ 6

II. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОВЫДЕЛЕНИЙ.......................................................................... 7

1. Определение тепловыделений от технологического оборудования:..................... 7

2.Тепловыделения от людей................................................................................................. 7

3. Тепловыделения от искусственного освещения........................................................ 7

4. Тепловыделения от солнечной радиации...................................................................... 7

5. Определение суммарных тепловыделений................................................................... 7

III ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОПОТЕРЬ.................................................................................... 8

1. Теплопотери через ограждающие конструкции............................................................ 8

2.Теплопотери через полы....................................................................................................... 8

3.Общие теплопотери.............................................................................................................. 8

IV РАСЧЕТ СИСТЕМ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА В ТЕПЛЫЙ ПЕРИОД ГОДА 9

V РАСЧЕТ СИСТЕМ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ В ХОЛОДНЫЙ ПЕРИОД ГОДА 10

VI ПОДБОР И РАСЧЕТ СЕКЦИЙ КОНДИЦИОНЕРА.................................................... 12

1. Выбор кондиционера......................................................................................................... 12

2.Расчет оросительных камер............................................................................................. 12

3.Подбор насоса..................................................................................................................... 13

4.Расчет калорифера.............................................................................................................. 13

VII РАЗМЕЩЕНИЕ ВОЗДУХОВОДОВ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИХ РАЗМЕРОВ............. 15

1.Расчет подающего воздуховода.................................................................................... 15

2. Расчет магистрального воздуховода.......................................................................... 15

3. Расчет раздающих воздуховодов.................................................................................. 15

4.Расчет вытяжных воздуховодов.................................................................................... 16

5.Расчет дежурного отопления.......................................................................................... 16

Список литературы....................................................................................................... 17

I. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

1.СТРОИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЗДАНИЯ.

1) Материал и конструкция фундамента: под стены – фундаментные балки из железобетона; под колонны – сборный железобетонный фундамент стаканного типа.

2) При проектировании производственного здания используются типовые сборные железобетонные колонны, приведенная высота колонн соответствует высоте производственного помещения, т.е. 6м.

3) Несущие наружные стены из крупных железобетонных панелей.

4) Используются ригели I типа с полочками для опоры плит.

5) Конструкция покрытия производственного здания: крупнопанельный, железобетонный кровельный настил по строительным фермам. Конструкция кровли - защитный слой, гидроизоляционный слой из рулонных материалов (рубероид, толь, кожа). Стяжка (цементно-песчаная), теплитель из пенобетонных, керамзитобетонных, пеносиликатных и других плит. Пароизоляция (обмазочная, оклеечная).

6) Конструкция полов. На первом этаже производственного здания и складских помещений – синтетические (бесшовные - полимерцементные). На первом этаже бытовых помещений синтетические, плиточные (плитка ПХВ), подстилающий слой, прослойка, стяжка, гидроизоляционный слой, тепло- и звукоизоляция.

Характеристика грунта: песок, грунтовые воды отсутствуют.

7) В производственном помещении внутренние стены изготовлены из специальных бетонных панелей длиной 6 м и толщиной 300 мм. Панели крепятся к колоннам каркаса. Верхнюю часть стен выполняют из асбестоцементных листов. Сборные легкие перегородки в административно-бытовой пристройки монтируют из железобетонных щитов.

8) Оконные проемы устраивают для освещения помещений естественным светом и аэрации. Так как разность расчетных зимних температур наружного и внутреннего воздуха 50 ⁰ С, то принимаем двойное остекление.

9) Двери в промышленном здании предназначены для входа и выхода в здание и сообщения между помещениями. Ширина полотен глухих одностворчатых дверей 0,8 м, высота 2 м. Ширина полотен двухстворчатых дверей 1,8 м, высот 2,3 м. Основные размеры ворот для въезда автотранспорта 4х4,2 м.

10) Лестницы в многоэтажном здании предназначены для сообщения между этажами и эвакуации людей. Стены лестничных клеток состоят из сборных железобетонных панелей. Марши используются с размером ступеней 150х300 мм. Высот подъема 12 м. Ширина шарма 1350 мм. Ограждения у маршей металлическое.

2. КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

а) По степени пожарной опасности данное производство относится к категории B, т.е. пожароопасное производство.

б) Группа санитарной характеристики основных работ: IIa и Iб.

К группе Iб относятся работы, протекающие при нормальном метеорологическом режиме и отсутствии вредных газов и пылевыделения, вызывающих загрязнение одежды и рук.

К группе IIa относятся работы, протекающие при неблагоприятных метеорологических условиях, связанные с выделением пыли, с выделением конвекционного тепла.

в) Разряд основного процесса по точности работ II – работы очень высокой точности.

3. РАСЧЕТНЫЕ ПАРАМЕТРЫ НАРУЖНЕГО ВОЗДУХА

Теплый период t=27 ⁰ C, i_н =52,8 кДж/кг

Холодный период t=-29 ⁰ C, i_н =-28,6 кДж/кг

4. МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ В ПОМЕЩЕНИИ

Теплый период t=23 ⁰ C, i_н =54 кДж/кг, φ=70%

Холодный период t=20 ⁰ C, i_в =46 кДж/кг, φ=70%

II. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОВЫДЕЛЕНИЙ

1. Определение тепловыделений от технологического оборудования:

Q_м = 3600*N_уст *К_исп *К_в =3600*6(25,75+12,1)*0,61*0,75=374034 кДж/ч

2.Тепловыделения от людей

Q_л =Q_л ¹ *n=800*24=19200 кДж/ч

3. Тепловыделения от искусственного освещения

Q_осв =3600*N_осв *K_в =3600*86,4*1=311040 кДж/ч

N_осв =50*1728/1000=86,4 кВт

Размер цеха 36х48 м

4. Тепловыделения от солнечной радиации

Для остекленных поверхностей

Q_ост =F_ост *q_ост *A_ост =32*3*750*1,15=82800 кДж

Для ограждений

Q_ог =F_ог *q_ог *K_ог =(6*32-3*32)*60*1,32=7600 кДж/ч

Общее поступление тепла от солнечной радиации

Q_ср = Q_ост + Q_ог =82800+7600=90400 кДж/час

5. Определение суммарных тепловыделений

Q_тв ^х =Q_м +Q_л +Q_осв +Q_ср =374034+19200+311040+90400=795000 кДж/ч

III ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОПОТЕРЬ

1. Теплопотери через ограждающие конструкции

Через окна

Q_ост =K*F*(t_в ^х -t_н ^х )=1,32*36*3*(20-(-29))=6985 кДж/ч

Через кровлю

Q_кр =1,32*36*48*(20+29)=111767 кДж/ч

Через стены

Q_ст =1,32*(36*3+48*6)*(20+29)=25613 кДж/ч

Общие Q_огр = Q_ост + Q_кр +Q_ст =144365 кДж/ч

2.Теплопотери через полы

Q_п =Q₁ +Q₂ +Q₃ +Q₄ =13661+6115+2901+15435=38112 кДж/ч

Добавочные теплопотери

Q_доб =0,1*(Q_огр +Q_п )=0,1*(144365+38112)=18248 кДж/ч

3.Общие теплопотери

Q_тп =Q_огр +Q_п +Q_доб =200725 кДж/ч

Q_изб ^хол =Q_тв -Q_тп =795000-200725=594000 кДж/ч

Q_изб ^теп =Q_тв =795000 кДж/ч

IV РАСЧЕТ СИСТЕМ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА В ТЕПЛЫЙ ПЕРИОД ГОДА

Данные по теплому периоду сводим в таблицу

i_в -i_н =56-52,8=3,2<10,5 – процесс политропический

Количество тепла, отводимого от воздуха охлажденной водой:

Q_хол =G_к ^т *(i_н -i_о )=215000*(52,8-49)=816486 кДж/ч

G_к ^т = Q_изб ^теп * /(i_в -i_к )=795000/(54-50,3)=215000 кг/ч

Объемный расход воздуха

L_к ^т = G_к ^т /ρ = 215000/1,2 = 179000 м³ /ч

Кратность воздухообмена в цехе

n = L_к ^т / V_ц = 179000/10368 = 17,3

доувлажнение в цехе не требуется

Количество влаги, поглощенной воздухом в оросительной камере кондиционера:

W_ор =G_к ^т * (d₀ – d_н )/1000 = 215000*(12,5-10)/1000 = 538кг/ч

Минимальное количество наружнего воздуха в смеси

G_н ^min = 0,1 * G_к ^т = 0,1*215000 = 21500 кг/ч

G_н ^min = l * m * ρ = 60*24*1,2 = 1728 кг/ч

За расчетное берем G_н ^min = 21500 кг/ч

V РАСЧЕТ СИСТЕМ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ В ХОЛОДНЫЙ ПЕРИОД ГОДА

Данные по холодному периоду сводим в таблицу

Массовое количество приточного воздуха

G_к ^х = Q_изб ^х /(iв-iк) = 594000/(46-42)= 148500 кг/ч

Объемное количество воздуха

L_к ^т = G_к ^х /ρ = 148500/1,2 = 123750 м³ /ч

Количество наружнего воздуха в смеси

G_н ^х =G_к ^х *(i_в -i_с )/(i_в -i_н ) = 148500*(46-40,7)/(46-(-28,6))= = 10550 кг/ч

Кратность воздухообмена в цехе

n = L_к ^х / V_ц = 123750/10368 = 12

Проверяем первый подогрев

Условие: G_н ^х >= 0,1*G_к ^х и G_н ^х >=l*m*ρ

10550 < 148500 и 10550 > 1728

условия не соблюдаются, значит нужен I подогрев

Проверяем второй подогрев

Условие: G_к ^х >= 0,5 G_к ^т и G_к ^х >= 3*ρ*V

148500 > 107000 и 148500 > 37325

Условия соблюдаются, поэтому второй подогрев ненужен

VI ПОДБОР И РАСЧЕТ СЕКЦИЙ КОНДИЦИОНЕРА

1. Выбор кондиционера

L_K ^T =179000 м³ /кг

L_K ^x =123750 м³ /кг

Выбираем L_K ^T =179000 м³ /кг

По справочным данным берем кондиционер КТЦ2-200

2.Расчет оросительных камер

Используем метод НИИ кондиционера

Задаем τ_н ^зад = 15 ⁰ С

τ_н ^расч = t_н +1/Е_а *[(t_k -t_н )-0,329*(1-Е_а /а)*(i_k -i_н )]=

=27+1/0,75*[(19-27)-0,329*(1-0,75/0,4)*(50,3-52,8)]=

= 15,4 ⁰ C

a=(i_k -i_н )/[(i_нас -i_н )*(1+0,000716*(i_нас -i_н )-0,000351*

*(i_нас -54,1)]=(50,3-52,8)/[(44-52,8)*(1+0,000716*

*(44-52,8)-0,000351*(44-54,1)]=0,4

По графику зависимости коэффициент орошения от коэффициентов а и Е_а находим, что Е_а =0,75

i_нас =44 кДж/кг

Сравниваем τ_н ^зад = 15 ⁰ С и

τ_н ^расч = 15,4 ⁰ C

Условие | τ_н ^зад - τ_н ^расч | < 0,5 выполнено

Расход воды М на кг воздуха = 1,1

Расход воды в камере орошения

W= 1,2*L_K ^T *M = 1,2*179000*1,1 = 236,3 м³ /час

Производительность одной форсунки

q=W/n=236,3/864=0,273 м³ /час

n – число форсунок

По номограмме для определения давленя воды определяем диаметр форсунки. Он равен 4 мм.

Давление воды перед форсунками P=1,3 атм.

Вычисляем конечную температуру воды после камеры

τ_к = τ_н +0,24/М*(i_н -i_k )= 15,4+0,24/1,1*(52,8-50,3)=16 ⁰ С

Расход холодной воды

W_x =W*(τ_к - τ_н )/(τ_к – τ_x )=236,3(16-15,4)/(16-8)=17,7 м³ /час

3.Подбор насоса

P₁ =13 м

P₂ =4 м

P₃ = 1 м

Р=Р₁ +Р₂ +Р₃ =19 м

Мощность на валу насоса N_н =W*P*q/(3600*1000*n_н )=

= 236280*19*9,8/(2*3600*1000*0,7)=8,7 кВт

Мощность электродвигателя N_э = N_н /n_эл =8,7/0,95=9,15 кВт

Берем 2 насоса 6КМ-12 с подачей воды 162 м³ /час

4.Расчет калорифера

Нагрев наружнего воздуха в секции первого подогрева

G_н ^min = 0,1 * G_к ^х = 0,1*148500 = 14850 кг/ч

G_н ^min = l * m * ρ = 60*24*1,2 = 1728 кг/ч

За расчетное берем G_н ^min = 14850 кг/ч

I_С ^I = i_в - G_н ^min /G_к ^х *(i_в -i_н )=46-14850/148500*(46-(-28,6)=

= 38,5 кДж/кг

- теплопроизводительность воздухонагревателей

Q=С_В *ρ_в *L_k ^x *(t_k -t_н )=1*1,2*(17,5-15,5)*123750=297000 кДж/ч

- в качестве теплоносителя используется вода

τ_к =70 ⁰ Си τ_н =130 ⁰ С

- находим среднюю температуру воды и воздуха

τ_ср =(130+70)/2=100 ⁰ С

t_cр =(17,5+15,5)/2=16,5 ⁰ С

- массовая скорость движения воздуха

V_p =L_k ^x *ρ_в /(3600*1000*f_л )=123750*1,2/(3600*19,86)=

= 2,08 кг/м² с

- схему обвязки колорифера принимаем последовательную

- площадь сечения f_r =0,004444 м²

- массовый расход горячей воды

G_T =Q/(4,19*(τ_н -τ_к )=297000/(4,19*(130-70)=1418 кг/ч

- скорость движения воды

W= G_T /(3600*1000* f_r )=1418/(3600*1000*0,004444)=0,1 м/с

- Коэффициент передачи воздухонагревателя К=26,2

площадь теплообмена

F=0,278*Q/(K*(τ_ср - t_cр ))=0,278*297000/(26,2*(100-16,5))=

=37,7 м²

VII РАЗМЕЩЕНИЕ ВОЗДУХОВОДОВ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИХ РАЗМЕРОВ

1.Расчет подающего воздуховода

Площадь поперечного сечения в конце подающего воздуховода:

F_под =L_к ^т /(3600*V_под )=179000/(3600*12)=4,2 м

Ширина подающего воздуховода в конце

В_под = F_под /H_под =4,2/1,4=3 м

2. Расчет магистрального воздуховода

Площадь поперечного сечения приточного магистрального воздуховода постоянного сечения:

F_мак =L_к ^т /(3600*V_мак ) = 179000/(3600*10)=5 м

Высота приточного магистрального воздухопровода

H_маг = F_маг /H_маг =5/3,5=1,4 м

3. Расчет раздающих воздуховодов

Количество раздающих воздуховодов

m_в =k*m_прол =1*2=2

Объемный расход воздуха в начале раздающего воздуховода

L_в =L_конд /m_в =200000/2=100000 м³ /час

Площадь поперечного сечения в начале раздающего цилиндрического воздуховода:

F_в =L_в /(3600*V_в )=100000/(3600*7)=4 м²

Диаметр раздающего цилиндрического воздуховода

D_Н ==2,25 м²

Число боковых отверстий:

n_отв =l_В /2,8=17 шт

Объемный расход воздуха через отверстие

L_отв =L_B /n_отв =100000/5882 м³ /ч

Площадь отверстия:

F_отв =L_отв /(3600*V_отв )=5882/(3600*5)=0,3 м²

Тип щелевого выпуска 500х600 мм

4.Расчет вытяжных воздуховодов

производительность одного вытяжного вентилятора

L_вент =L_конд =200000 м³ /ч

Площадь поперечного сечения вытяжного магистрального канала постоянного сечения

F_маг =L_вент /(3600*V_маг )=200000/(3600*9)=6,2 м²

Ширина вытяжного магистрального канала

В_маг =F_маг /H_маг =6,2/2,5=2,5 м

Число всасывающих каналов

m_k =2/3*m_B =2/3*2=1,3 (принимаю 2 канала)

Объемный расход воздуха в корне всасывающих каналов

L_k =L_вент /m_к =200000/2=100000/100000 м₃ /час

Площадь поперечного сечения всасывающего канала

F_к =L_k /(3600*V_k )=100000/(3600*10)=2,8 м²

Глубина всасывающего канала h=F_k /в=2,8/1,1=2,5 м

Число напольных решеток

n_р =L_к /(3600*f_р *V_p )= 100000/(3600*0,45*5)=12 шт

5.Расчет дежурного отопления

Площадь поверхности нагрева отопительных приборов

F_маг =О_от /[K(t_пр -t_B ^H )]=200725/[37,7*(100-20)]=66,5 м²

Длина труб отопления

l=F/(п*В)=66,5/(3,14*0,1)=212 м

Количество труб

n=l/(l_зд -1)= 212/[(18*2+12*4)-1] = 3 шт.

Список литературы

1. Вентиляция, отопление и кондиционирование воздуха на текстильных предприятиях /Под редакцией Талиев В.Н. -М.: Легпромбытиз-дат, 1985.-256 с.

2. СНиП 2.04.05-86. Отопление, вентиляция и кондиционирование. -М.: Государственный строительный комитет. 1987.

3. Сорокин Н.С. Вентиляция, отопление и кондиционирование воздуха на текстильных предприятиях.-М.: Легкая индустрия. 1974.-328с.

4. Участкин П. В. Вентиляция, отопление и кондиционирование во­здуха на предприятиях легкой промышленности. -М.: Легкая индустрия, 1980.-343.с.

5. Кокорин О,Я. Установки кондиционирования воздуха. -М.: Ма­шиностроение. 1978. -263 с.

6. Меклер В.Я., Овчинников П.А. Промышленная вентиляция и кон­диционирование воздуха. -М.: Стройиздат, 1978.-311 с.

7. Панин В.Г., Семенков B.C. Вентиляция на предприятиях легкой промышленности. -М.: Легпромбытиздат. 1987.-230с.

8. Строительные нормы и правила. Нормы проектирования. Отопле­ние, вентиляция и кондиционирования воздуха. СНиП . 11-33-75. -М.:

Стройиздат. 1982.-111 с.

9. Санитарные нормы проектирования промышленных предприятий (СН-245-71). -М.: Стройиздат, 1972.-126 С.

10. Внутренние санитарно-технические устройства. В 2-х ч /Под ред. И. Г. Староверова. Изд.3-е. 4.11. Вентиляция и кондиционирова­ние воздуха. -М.: Стройиздат. 1978.-509 с.(Справочник проектировщи­ка) .

11. Кострюков В.А. Сборник примеров расчета по отоплению и вентиляции. 4.11. Вентиляция. -М.: Госстройиздат, 1962.-198 с.

12. Рысин С.А. Вентиляционные установки машиностроительных за­водов. -М.: Машгиз, 1969.

13. Справочник энергетика текстильной промышленности. T.I. Электротехника. -М.: Ростехиздат, 1962.

14. Власов П.В. и др. Проектирование ткацких фабрик. -М.: Лег­кая индустрия, 1971.