Отопление и вентиляция жилых и общественных зданий - Теплотехника - Скачать бесплатно
|
| |П |38881 |14213 |4738 |
| |Х |33016 |14213 |4738 |
5. Расчет воздухообменов
Вентиляционные системы здания и их производительность выбирают в результате
расчета воздухообмена. Последовательность расчета требуемого воздухообмена
следующая:
1)задаются параметры приточного и удаляемого воздуха
2)определяют требуемый воздухообмен для заданного периода по вредным
выделениям, людям и минимальной кратности.
3)выбирается максимальный воздухообмен из всех расчетов по разным факторам.
5.1. Воздухообмен по нормативной кратности
Определяется по формуле:
[pic], м3/ч
КPmin – минимальная кратность воздухообмена, 1/ч.
VP – расчетный бьем помещения, м3.
По табл. 7.7 [2] КPmin = 1 1/ч
VP =Fn*6;
VP =247*6=1729 м3.
L=1729*1=1729 м3/ч
5.2. Воздухообмен по людям
Определяется по формуле:
[pic], м3/ч
где lЛ – воздухообмен на одного человека, м3/ч*чел;
nЛ – количество людей в помещении.
По прил.17 [1] определяем, что для аудитории, где люди находятся более 3
часов непрерывно, lЛ = 60 м3/ч*чел.
L = 200*60=12000 м3/ч
5.3. Воздухообмен по углекислому газу.
Определяется по формуле:
[pic], м3/ч
МСО2 – количество выделяющегося СО2, л/ч, принимаем по табл. 5.5 данного
КП.
УПДК – предельно-допустимая концентрация СО2 в воздухе, г/м3, при
долговременном пребывании УПДК = 3,45 г/м3.
УП – содержание газа в приточном воздухе, г/м3, УП=0,5 г/м3
МСО2=4738 г/ч
L=4738/(3,45-0,5)=6317,3 м3/ч
5.4. Воздухообмен по избыткам тепла и влаги
В помещениях с тепло- и влаговыделениями воздухообмен определяется по Id-
диаграмме. Расчет воздухообменов в помещениях сводится к построению
процессов изменения параметров воздуха в помещении.
5.4.1. Воздухообмен по избыткам тепла и влаги теплый период года
На Id-диаграмме наносим точку Н, она совпадает с т.П (tH=21,7(С; IH=49
кДж/кг.св),
характеризующей параметры приточного воздуха (рис 1).
Проводим изотермы внутреннего воздуха tВ=tР.З.=24,7(С и удаляемого воздуха
tУ.Д.=27,4(С
Для получения точек В и У проводим луч процесса, рассчитанный по формуле:
[pic], кДж/кг.вл
(QП – избытки тепла в теплый период года, Вт, из таблицы 5.5 КП
WВЛ – избытки влаги в теплый период года, кг/ч, из таблицы 5.5 КП
E=3,6*39207/21,793=6477 кДж/кг вл.
Точки пересечения луча процесса и изотерм tВ,tУ.Д. характеризуют параметры
внутреннего и удаляемого воздуха.
Воздухообмен по избыткам тепла:
[pic], м3/ч
Воздухообмен по избыткам влаги:
[pic], м3/ч
где IУД,IП – соответственно энтальпии удаляемого и приточного воздуха,
кДж/кг.св.
IУД=56,5 кДж/кг.св.
IП=49 кДЖ/кг.св.
dУД=12,1 г/кг.св.
dП=11 г/кг.св.
По избыткам тепла:
LП=3,6*39207/(1,2*(56,5-49))=15683 м3/ч
По избыткам влаги:
LП=21793/1,2*(12,1-11)=16509 м3/ч
В расчет идет больший воздухообмен по избыткам влаги
LП=16509 м3/ч
[pic]
Рис. 1 Теплый период года
5.4.2. Воздухообмен по избыткам тепла и влаги в переходный период года.
В переходный период предусмотрена рециркуляция воздуха.
По параметрам наружного воздуха (tН=8(С, IН=22,5 кДж/кг.св) строим точку Н
(рис.2).
Для построения точки У находим расчетное приращение влагосодержания
воздуха:
[pic]
WВЛ=14213 г/ч
LНmin=LН (по людям)
LН кр min=КРmin*VР
LН кр min=1729 м3/ч
LНmin=12000 м3/ч
(dНУ=14213/1,2*12000=0,9 г/кг.св.
dУД=dН+(dНУ=5,5+0,9=6,4 г/кг.св.
Точка У находится на пересечении изобары (dУД=const и изотермы tУД=const.
Соединяем точки Н и У. На этой линии расположена точка смеси С. Определяем
ее месторасположение. Для этого строим луч процесса:
[pic], кДж/кг. вл.
Проводим луч процесса через точку У, получаем на пересечении с изотермами
точки В и П. Из точки П по линии d=const опускаемся до пересечения с линией
НУ, получаем точку С. количество рециркулирующего воздуха, GP, определяем:
Gn min=Ln min*1.2=14400 кг/час
GP=(4.6/2-1)*Gn min=1.3*14400=18720 кг/час
Ln=Gn/(=15600 м3/ч
Рис. 2 Переходный период года
5.4.3. Воздухообмен по избыткам тепла и влаги в зимний период года.
В зимний период также предусмотрена рециркуляция воздуха.
По параметрам наружного воздуха (tН=-40(С, IН=-40,2 кДж/кг св) строим точку
Н (рис.3).
Для построения точки У находим расчетное приращение влагосодержания
воздуха:
[pic]
WВЛ=14213 г/ч
LНmin=LН (по людям)
LНmin=12000 м3/ч
(dНУ=14213/1,2*12000=0,9 г/кг.св.
dУД=dН+(dНУ=0,2+0,9=1,1 г/кг.св.
Проводим изотермы tУД=20,54 (С, tВ=tР.З.=20 (С, tН=15 (С,
Точка У находится на пересечении изобары (dУД=const и изотермы tУД=const.
Объединяем точки Н и У. На этой линии расположена точка смеси С. Определяем
ее месторасположение. Для этого строим луч процесса:
[pic], кДж/кг вл
Проводим луч процесса через точку У, получаем на пересечении с изотермами
точки В и П. Из точки П по линии d=const опускаемся до пересечения с линией
НУ, получаем точку С. количество рециркулирующего воздуха, GP, определяем:
Gn min=Ln min*1.2=14400 кг/час
[pic]кг/час
GН=GР+Gn min=14400+6891=21291 кг/час
Ln=Gn /(=17743 м3/ч
Результат расчета воздухообменов сводим в таблицу 6.1.
Таблица 6.1
Выбор воздухообмена в аудитории
|Период |Воздухообмен LН по факторам, м3/ч |Максимальный |
|года | |воздухообмен,|
| | |м3/ч |
| |По минимальной|По СО2 |Нормируемый |По | |
| |кратности | |по людям |Id-диаграме | |
| | | | | | |
|Т |1729 |6317 |12000 |16509 |16509 |
|П |1729 |6317 |12000 |15600 |15600 |
|Х |1729 |6317 |12000 |17743 |17743 |
рис. 3 Зимний период года
5.5. Расчет воздухообмена по нормативной кратности и составление воздушного
баланса для всего здания
Для остальных помещений воздухообмен рассчитывается по нормативной
кратности в зависимости от назначения помещения. Кратность принимаем по
таблице 6.12[4] отдельно по притоки и по вытяжке.
Результаты расчета сводим в табл. 6.2
Таблица 6.2
Сводная таблица воздушного баланса здания.
|№ |Наименование |VP, м3|Кратность, 1/ч |Ln, м3/ч |Прим. |
| |помещения | | | | |
| | | |приток |вытяжка |приток |вытяжка | |
|1 |Аудитория |2035 |8,5 |8,5 |17743 |17743 | |
|2 |Коридор |588 |2 |- |1176 |+301 | |
|3 |Санузел |- |- |(50) |- |200 | |
|4 |Курительная |54 |- |10 |- |540 | |
|5 |Фотолабор. |90 |2 |2 |180 |180 | |
|6 |Моечная |72 |4 |6 |288 |432 | |
|7 |Лаборатория |126 |4 |5 |504 |630 | |
|8 |Книгохранил. |216 |2 |0,5 |- |108 | |
|9 |Ауд. на 50 |- |(20) |1000 |1000 | |
| |мест | | | | | |
|10 |Гардероб |243 |2 |1 |486 |243 | |
| | | | | |21377 |21076 | |
| | | | | | |+301 | |
Дисбаланс равен 301 м3/ч. Добавляем его в коридор (помещение №2)
6.Расчет воздухораспределения.
Принимаем схему воздухообмена снизу-вверх, т.к. имеются избытки тепла и
влаги.
Выбираем схему воздухораспределения по рис. 5.1[7], т.к НП>4m, то IV схема.
(рис.5.1г).
Подача воздуха осуществляется плафонами типа ВДШ.
Для нахождения необходимого количества воздухораспределителей Z площадь
пола обслуживаемого помещения F делится на площади строительных модулей Fn.
z=F/Fn.
Определяем количество воздуха, приходящееся на один воздухораспределитель,
L0=LСУМ/Z; где
LСУМ – общее количество приточного воздуха, подаваемого через плафоны.
L0=17743/10=1774 м3/ч
На основании полученной подачи L0 по табл. 5.17[7] выбираем тип и
типоразмер воздухораспределителя (ВДШ-4). Далее находим скорость в его
горловине:
[pic]
(X=k*(ДОП=1,4*0,2=0,28 м/с
ХП=НП-hПОТ-hПЛ-hРЗ
ХП=7,4-1-0,5-0,3=4,6 м
м1=0,8; n1=0,65 – по таблице 5.18[4]
F0=L0/3600*5=1774/3600*5=0.085 м2
Принимаем ВДШ-4, F0=0,13 м2
Значения коефициентов:
КС=0,25; т.к. [pic]
КВЗ=1; т.к l/Xn=5,5/4,6=1,2
КН=1,0; т.к Ar – не ограничен.
[pic]
[pic]
т.е. условие (Ф<(0 удовлетворено
[pic]
что удовлетворяет условиям, т.е. < 1(C
7.Аэродинамический расчет воздуховодов
Его проводят с целью определения размеров поперечного сечения участков
сети. В системах с механическим побуждением движения воздуха потери
давления определяют выбор вентилятора. В этом случае подбор размеров
поперечного сечения воздуховодов проводят по допустимым скоростям движения
воздуха.
Потери давления (Р, Па, на участке воздуховода длиной l определяют по
формуле:
(Р=R(l+Z
где R – удельные потери давления на 1м воздуховода, Па/мБ определяются по
табл.12.17 [4]
(-коэффициент, учитывающий фактическую шероховатость стенок воздуховода,
определяем по табл. 12.14 [4]
Z-потери давления в местных сопротивлениях, Па, определяем по формуле:
Z=(((Pg,
Где Pg – динамическое давление воздуха на участке, Па, определяем по табл.
12.17 [4]
(( - сумма коэффициентов местных сопротивлений.
Аэродинамический расчет состоит их 2 этапов:
1) расчета участков основного направления;
2) увязка ответвлений.
Последовательность расчета.
1. Определяем нашрузки расчетных участков, характеризующихся постоянством
расхода воздуха;
2. Выбираем основное направление, для чего выявляем наиболее протяженную
цепь участков;
3. Нумеруем участки магистрали и ответвлений, начиная с участка, наиболее
удаленного с наибольшим расходом.
4. Размеры сечения воздуховода определяем по формуле
[pic]
где L –расход воздуха на участке, м3/ч
(р- рекомендуемая скорость движения воздуха м/с, определяем по табл. 11.3
[3]
5. Зная ориентировочную площадь сечения, определяем стандартный воздуховод
и расчитываем фактическую скорость воздуха:
[pic]
6. Определяем R,Pg по табл. 12.17 [4].
7. Определяем коэффициенты местных сопротивлений.
8. Общие потери давления в системе равны сумме потерь давления в
воздуховодах по магистрали и в вентиляционном оборужовании:
(P=((R(l+Z)маг+(Pоб
9. Методика расчета ответвлений аналогична.
После их расчета проводят неувязку.
Результаты аэродинамического расчета воздуховодов сводим в табл 8.1.
Расчет естественной вентиляции
Pg=g*h((н-(в)=9.81*4.7(1.27-1.2)=3.25 Па
|№ |L |l |р-ры |( |( |R |Rl( |(( |Pg |Z |Rl(+|(Rl|прим|
| | | | | | | | | | | | |( | |
|уч.| | |а х в|dэ | | | | | | | |Z |+Z | |
|Магистраль |
|1 |500 |1.8|400x4|400|0.8 |1.4 |0.02|0.05|2.97|0.39|1.16|1.21| | |
| | |5 |00 | | | | | | |1 | | | | |
|2 |500 |1.5|420x3| |0.94|1.21|0.03|0.05|0.55|0.49|0.27|0.32| | |
| | | |50 | | | | |4 | |5 | |4 | | |
|3 |1000|5 |520x5| |0.97|1.23|0.02|0.13|0.85|0.61|0.52|0.64|2.1| |
| | | |50 | | | | |2 | |2 | |3 |77 | |
|4 |1211|2.4|520x5| |1.2 |1.25|0.03|0.03|1.15|0.88|0.93|0.96|3.1| |
| |3 |3 |50 | | | | |8 | |1 | |8 |46 | |
|Ответвления |
|5 |243 |1.8|270x2| |0.92|1.43|0.04|0.06|2.85|0.49|1.41|1.47| | |
| | |5 |70 | | | | | | |5 | | | | |
|6 |243 |7 |220x3| |0.9 |1.21|0.04|0.34|1.1 |0.49|0.54|0.88|2.3| |
| | | |60 | | | | | | |5 | | |5 | |
|7 |500 |1.8|400x4|400|0.8 |1.4 |0.02|0.05|3.45|0.39|1.35|1.4 | | |
| | |5 |00 | | | | | | |1 | | | | |
Участок №1
Решетка (=2
Боковой вход (=0.6
Отвод 900 (=0.37
Участок №2
Тройник (=0.25
Участок №3
Тройник (=0.85
Участок №4
Зонт (=01.15
Невязка=((Ротв5+6 - (Руч.м. 1+2+3)/(Руч.ш. 1+2+3*100%=
=(2.35-2.177)/2.177*100%=7.9% < 15% - условие выполнено
Невязка=((Ротв7 - (Руч.м. 1+2)/(Руч.м. 1+2*100%=
=(1.4-1.534)/1.534*100%=-8.7% > -15% - условие выполнено
8.Выбор решеток
Таблица 9.1
Воздухораспределительные устройства
|Номер |Ln |Тип |Колличество |( |
|помещения | |решетки | | |
|Подбор приточных решеток |
|2 |1176 |Р-200 |4 |2 |
|5 |180 |Р-200 |1 |2 |
|6 |288 |Р-200 |1 |2 |
|7 |504 |Р-200 |2 |2 |
|9 |1000 |Р-200 |4 |2 |
|10 |486 |Р-200 |2 |2 |
|Подбор вытяжных решеток |
|1 |5743 |Р-200 |20 |2 |
|2 |101 |Р-150 |1 |2 |
|3 |400 |Р-150 |8 |2 |
|4 |540 |Р-200 |2 |2 |
|5 |180 |Р-200 |1 |2 |
|6 |432 |Р-200 |2 |2 |
|7 |630 |Р-200 |3 |2 |
|8 |108 |Р-150 |1 |2 |
|9 |1000 |Р-200 |4 |2 |
|10 |243 |Р-200 |1 |2 |
9.Расчет калорифера
Для подогрева приточного воздуха используем калориферы, которые, как
правило, обогреваются водой. Приточный воздух необходимо нагревать от
температуры наружного воздуха tн=-25(С до температуры на 1(1.5 25(С меньешй
температуры притока (этот запас компенсируется нагревом воздуха в
воздуховодах), т.е. до tн=15-1=14(С
Колличество нагреваемого воздуха составляем 21377 м3/ч.
Подбираем калорифер по следующей методике:
1. Задаемся массовой скоростью движения теплоносителя ((=8 кг/(м2с)
2. Расчитываем ориентировочную площадь живого сечения калориферной
установки.
fкуор=Ln*(н/(3600*((), м2
где Ln – расход нагреваемого воздуха, м3/ч
(н – плотность воздуха, кг/м3
fкуор=21377*1.332/(3600*10)=0.79 м2
3. По fкуор и табл. 4.37 [5] принимаем калорифер типа КВС-9п, для которого:
площадь поверхности нагрева Fk=19,56м2, площадь живого сечение по воздуху
fk=0.237622м2, по теплоносителю fтр=0.001159м2.
4. Расчитаем необходимое количество калориферов, установленных параллельно
по воздуху:
m||в=fкуор/fk=0.79/0.237622=3,3. Принимаем m||в=3 шт
5. Рассчитаем действительную скорость движения воздуха.
((()д=Ln*(н/(3600*fk*m||в)=21377-1.332/(3600*0.237622)=8.35 кг/м2с
6. Определяем расход тепла на нагрев воздуха, Вт/ч:
Qк.у.=0.278*Ln*Cv*(tk-tнб)=0.278*21377*1.2(15-(-8))=164021 Вт
7. Рассчитаем колличество теплоносителя, проходящее через калориферную
установку.
W=(Qк.у*3,6)/(в*Cв*(tг-to), m3/ч
W=(164021*3.6)/4.19*1000*(130-70)=2.82 m3/ч
8. Определяем действитеельную скорость воды в трубках калорифера.
(=W/(3600*fтр*n||m), m/c
(=2.82/(3600*0.001159*3)=0.23, m/c
9. По табл. 4.40 [5] определяем коеффициент теплоотдачи
К=33.5 Вт/м2 0с
10. Определяем требуемую поверхность нагрева калориферной установки
Fкутр=Qку/(К(tср т – tср в), м2
Fкутр=164021/(33.5*(130+70/2)-(15-8/2))=50.73 м2
11. Nk=Fкутр/Fку=50.73/19.56=2.89. Принимаем 3 шт
12. Зная общее колличество калориферов, находим колилчество калориферов
последовательно по воздуху
nпосл в=Nk/m||в=3/3=1 шт
13. Определяем запас поверхности нагрева
Запас=(Fk-Fкутр)/Fкутр*100%=10(20%
Запас=(15.86-50.73)/50.73=15% <=20%
Условие выполнено
14. Определим аэродинамическое сопротивление калориферной установки по
табл. 4.40 [5]
Pк=65.1 па
10.Подбор фильтров
В помещения административно-бытовых зданий борьба с пылью осуществляется
путем предотвращения попадания её извне и удаление пыли, образующейся в
самих помещениях.
Подаваемый в помещениях приточный воздух очищается в воздушных фильтрах.
Плдберем фильтры для очистки приточного воздуха.
1. Целью очистки воздуха в аудитории принимаем защиту находящихся там людей
от пыли. Степень очистки в этом случае равна (тр=0,6(0,85
2. По табл. 4.1 [4] выбираем класс фильтра – III, по табл. 4.2 [4] вид
фильтра смоченный, тип – волокнистый, наименование – ячейковый ФяУ,
рекомендуемая воздушная нагрузка на входное сечение 9000 м3/ч
3. Рассчитываем требуемую площадь фильтрации:
Fфтр=Ln/q, m2,
где Ln – колличество приточного воздуха, м3/ч
Fфтр=15634/9000=1.74 м2
4. Определяем необходимое колличество ячеек:
nя=Fфтр/fя
где fя – площадь ячейки, 0.22 м2
nя=1.74/0.22=7.9 м2
Принимаем 9 шт.
5. Находим действительную площадь фильтрации:
Fфд=nя*fя=9*0.22=1.98 м2
6. Определяем действительную воздушную нагрузку:
qд=Ln/Fфд=15634/1.98=7896 м3/ч
7. Зная действительную воздушную нагрузку и выбранный тип фильтра, по
номограмме 4.3 [4] выбираем начальное сопротивление:
Pф.ч.=44 Па
8. Из табл. 4.2. [4] знаем, что сопротивление фильтра при запылении может
увеличиваться в 3 раза и по номограмме 4.4 [4] находим массу уловленной
пыли m0, г/м2:
Pф.п.=132 Па;
m0=480 г/м2
9. По номограмме 4.4 [4] при m0=480 г/м2 1-(оч=0.13 => (оч=0.87
(оч > (очтр
10. Рассчитаем колличество пыли, осаждаемой на 1 м2 площади фильтрации в
течении 1 часа.
mуд=L*yn*(n/fя*nя=15634*5*0.87/1.98=34.35 г/м2ч
11. Рассчитаем переодичность замены
|
