Отопление и вентиляция жилых и общественных зданий - Теплотехника - Скачать бесплатно
Содержание:
1.Исходные данные 2
2.Выбор параметров наружного воздуха 3
3.Расчет параметров внутреннего воздуха 4
4.Определение количества вредностей, поступающих в помещение 5
4.1. Расчет теплопоступлений 5
4.1.1. Теплопоступления от людей 5
4.1.2. Теплопоступления от источников солнечного освещения 5
4.1.3. Теплопоступления за счет солнечной радиации 6
4.2. Расчет влаговыделений в помещении 9
4.3. Расчет выделения углекислого газа от людей 10
4.4. Составление сводной таблицы вредностей 10
5. Расчет воздухообменов 11
5.1. Воздухообмен по нормативной кратности 11
5.2. Воздухообмен по людям 11
5.3. Воздухообмен по углекислому газу. 11
5.4. Воздухообмен по избыткам тепла и влаги 12
5.4.1. Воздухообмен по избыткам тепла и влаги теплый период года 12
5.4.2. Воздухообмен по избыткам тепла и влаги в переходный период года.
15
5.4.3. Воздухообмен по избыткам тепла и влаги в зимний период года. 17
5.5. Расчет воздухообмена по нормативной кратности и составление
воздушного баланса для всего здания 19
6.Расчет воздухораспределения. 20
7.Аэродинамический расчет воздуховодов 22
8.Выбор решеток 28
9.Расчет калорифера 29
10.Подбор фильтров 30
11.Подбор вентиляторных установок 31
12.Аккустический расчет 32
13.Список используемой литературы 34
1.Исходные данные
В качестве объекта для проектирования предложено здание ВУЗа в городе
Томске, в котором предусмотрена приточно-вытяжная вентиляция с механическим
и естественным побуждением.
Время работы с 9 до 19 часов.
В качестве теплоносителя предложена вода с параметрами 130/70 (C
Освещение – люминесцентное.
Стены из обыкновенного кирпича толщиной в 2,5 кирпича; R0=1,52 m2K/Вт
Покрытие - ( = 0,45 м; R0=1,75 m2K/Вт; D=4,4; (=29,7
Остекление – одинарное в деревянных переплетах с внутренним затенением из
светлой ткани, R0=0,17 m2K/Вт
Экспликация помещений:
1. Аудитория на 200 мест
2. Коридор
3. Санузел на 4 прибора
4. Курительная
5. Фотолаборатория
6. Моечная при лабораториях
7. Лаборатория (на 15 мест) с 4 шкафами размером 800x600x1200
8. Книгохранилище
9. Аудитория на 50 мест
10. Гардероб
2.Выбор параметров наружного воздуха
Расчетные параметры наружного воздуха, а также географическая широта и
барометрическое давление принимаются по прил. 7[1] в зависимости от
положения объекта строительства для теплого и холодного периодов года.
Выбор расчетных параметров наружного воздуха производим в соответствии с
п.2.14.[1], а именно: для холодного периода – по параметрам Б, для теплого
– по параметрам А.
В переходный период параметры принимаем в соответствии с п.2.17[1] при
температуре 80С и энтальпии I=22,5 кДж/кг.св.
Все данные сводим в табл. 3.1
Расчетные параметры наружного воздуха
Таблица 3.1
|Наименование|Пери|Параметр А |Параметр Б |(В,|P( ,|A( ,|
|помещения, |од | | | | | |
|город, |года| | | | | |
|географическ| | | | | | |
|ая широта | | | |м/с|КПа |град|
| | |tн,|I, |(,|d, |tн,|I, |(, |d, | | | |
| | | | | | | | | | | | | |
| | | |кДж/| |г/ | |кДж/|% |г/ | | | |
| | |0C |кг.с|% |кг.св|0C |кг.с| |кг.св| | | |
| | | |в | |. | |в. | |. | | | |
|Аудитория на|Т |21,|79 |70|11 | | | | |3 |99 |11 |
|200 чел. | |7 | | | | | | | | | | |
|Томск, 560 | | | | | | | | | | | | |
|с.ш. | | | | | | | | | | | | |
| |П | | | | |8 |22,5|80 |5,5 |3 |99 |11 |
| |Х | | | | | | | | |3 |99 |11 |
3.Расчет параметров внутреннего воздуха
Для вентиляции используются допустимые значения параметров внутреннего
воздуха. Они принимаются в зависимости от назначения помещения и расчетного
периода года в соответствии с п.2.1.[1] по данным прил. 1[1].
В теплый период года температура притока tпт = tнт (л), tпт =21,7 (С, tрз
=tпт +3(С=24,7 (С
В холодный и переходный периоды : tп = tрз - (t, (С,
где tрз принимается по прил. 1[1], tрз=20 (С.
Так как высота помещения более 4 метров, принимаем (t равным 5(С.
tпрхп =20-5=15 (С.
Температура воздуха, удаляемого из верхней зоны помещения, определяется по
формуле:
tуд = tрз +grad t(H-hрз), где:
tрз - температура воздуха в рабочей зоне, (С.
grad t – превышение температуры на 1 м высоты выше рабочей зоны, (С/м
H - высота помещения, м; H=7,35м
hрз - высота рабочей зоны, м; hрз=2м.
grad t – превышение температуры на 1 м высоты выше рабочей зоны, (С/м
H - высота помещения, м; H=7,35м
hрз - высота рабочей зоны, м; hрз=2м.
grad t выбирает из таблицы VII.2 [3] в зависимости от района строительства.
г. Томск:
grad tт = 0,5 (С/м
grad tхп = 0,1 (С/м
tудт = 24,7+0,5*(7,35-2)=27,38 (С
tудхп =20+0,1*(7,35-2)=20,54 (С
Результаты сводим в табл. 4.1
Расчетные параметры внутреннего воздуха
Таблица 4.1
|Наименова|Период |Допустимые параметры |tн , (С |tуд, (С |
|ние |года | | | |
| | |tрз ,(С |(рз, % |(, м/с | | |
|Аудитория|Т |24,7 |65 |0,5 |21,7 |27,4 |
|на 200 | | | | | | |
|мест | | | | | | |
| |П |20 |65 |0,2 |15 |20,5 |
| |Х |20 |65 |0,2 |15 |20,5 |
4.Определение количества вредностей, поступающих в помещение
В общественных зданиях, связанных с пребыванием людей, к вредностям
относятся: избыточное тепло и влага, углекислый газ, выделяемый людьми, а
так же тепло от освещения и солнечной радиации.
4.1. Расчет теплопоступлений
4.1.1. Теплопоступления от людей
Учитываем, что в помещении находятся 200 человек: 130 мужчин и 70 женщин –
они работают сидя, т.е. занимаются легкой работой. В расчете учитываем
полное тепловыделение от людей и определяем полное теплопоступление по
формуле:
[pic],
где: qм, qж – полное тепловыделение мужчин и женщин, Вт/чел;
nм, nж – число мужчин и женщин в помещении.
Полное тепловыделение q определим по таблице 2.24[5].
Теплый период:
tрзт=24,7 (С, q=145 Вт/чел
Qлт=145*130+70*145*0,85=27473 Вт
Холодный период:
tрзхп=20 (С, q=151 Вт/чел
Qлхп=151*130+70*151*0,85=28615 Вт
4.1.2. Теплопоступления от источников солнечного освещения
Qосв, Вт, определяем по формуле:
[pic], где:
E - удельная освещенность, лк, принимаем по таблице 2.3[6]
F - площадь освещенной поверхности, м2;
qосв - удельные выделения тепла от освещения, Вт/( м2/лк), определяется по
табл. 2.4.[6]
(осв - коэффициент использования теплоты для освещения, принимаем по [6]
E=300 лк; F=247 м2; qосв=0,55; (осв =0,108
Qосв=300*247*0,55*0,108=4402 Вт
4.1.3. Теплопоступления за счет солнечной радиации
Определяем как сумму теплопоступлений через световые проемы и покрытия в
теплый период года.
[pic], Вт
Теплопоступления через остекления определим по формуле:
[pic] , Вт,
где: qвп, qвр – удельное поступление тепла через вертикальное остекление
соответственно от прямой и рассеянной радиации. Выбирается по таблице 2.16
[5] для заданного в здании периода работы помещения для каждого часа.
Fост – площадь остекления одинаковой направленности, м2, рассчитывается по
плану и разрезу основного помещения здания.
(сз – коэффициент, учитывающий затемнение окон.
Как – коэффициент, учитывающий аккумуляцию тепла внутренними ограждающими
конструкциями помещения.
К0 – коэффициент, учитывающий тип остекления.
К0 – коэффициент, учитывающий географическую широту и попадание в данную
часть прямой солнечной радиации.
К2 – коэффициент, учитывающий загрязненность остекления.
Расчет ведем отдельно для остекления восточной и западной стороны.
Fост. з=4*21=84 м2
Fост .в=1,5*17=25,5 м2
(сз – определяем по таблице 1.2[5]. Для внутренних солнцезащитных устройств
из светлой ткани (сз=0,4
Как=1, т.к. имеются солнцезащитные устройства
г.Томск – промышленный город. Учитывая что корпуса институтов обычно строят
в центре городов, выбираем по таблице 2.18[5] для умеренной степени
загрязнения остекления при (=80-90%; К2=0,9
По таблице 2.17[5] принимаем для одинарного остекления в деревянных
переплетах при освещении окон в расчетный час солнцем К1=0,6, при
нахождении окон в расчетный час в тени К1=1,6.
Теплопоступления через остекление
Таблица 5.1
|Часы |Теплопоступления через остекление, Qост, Вт |
| |Запад |Юг |
|1 |2 |3 |
|9-10 |56*1,4*0,9*1*1*0,4*84=1016 |(378+91)*0,6*0,9*1*1*0,4*25,5=602|
| | |7 |
|10-11 |58*1,4*0,9*1*1*0,4*84=1052 |(193+76)*0,6*0,9*1*1*0,4*25,5=345|
| | |7 |
|11-12 |63*1,4*0,9*1*1*0,4*84=1143 |(37+67)*0,6*0,9*1*1*0,4*25,5=1336|
|12-13 |(37+67) *1,4*0,9*1*1*0,4*84=1887|63*0,6*0,9*1*1*0,4*25,5=810 |
|13-14 |(193+76) |58*0,6*0,9*1*1*0,4*25,5=745 |
| |*1,4*0,9*1*1*0,4*84=4881 | |
|14-15 |(378+91) |56*0,6*0,9*1*1*0,4*25,5=720 |
| |*1,4*0,9*1*1*0,4*84=8510 | |
|15-16 |(504+114) |55*0,6*0,9*1*1*0,4*25,5=707 |
| |*1,4*0,9*1*1*0,4*84=11213 | |
|16-17 |(547+122) |48*0,6*0,9*1*1*0,4*25,5=617 |
| |*1,4*0,9*1*1*0,4*84=12138 | |
|17-18 |(523+115) |43*0,6*0,9*1*1*0,4*25,5=553 |
| |*1,4*0,9*1*1*0,4*84=11576 | |
|18-19 |(423+74) |30*0,6*0,9*1*1*0,4*25,5=900 |
| |*1,4*0,9*1*1*0,4*84=9018 | |
Теплопоступления через покрытия определяются по формуле:
[pic], Вт
R0 – сопротивление теплопередачи покрытия, м2*К/Вт;
tн – среднемесячная температура наружного воздуха за июль, (С;
Rн – термическое сопротивление при теплообмене между наружным воздухом и
внешней поверхностью покрытия, м2*к/Вт;
( - коэффициент поглощения солнечной радиации материалом наружной
поверхности покрытия;
Iср – среднесуточная (прямая и рассеянная) суммарная солнечная радиация,
попадающая на горизонтальную поверхность, Вт/м2;
tв – температура воздуха, удаляемого из помещения, (С;
( – коэффициент для определения гармонически изменяющихся величин теплового
потока принимаем в зависимости от максимального часа теплопоступлений;
К – коэффициент, зависящий от конструкции покрытия;
А(в – амплитуда колебаний температуры внутренней поверхности ограждающих
конструкций, (С
Rв – термическое сопротивление при теплообмене между внутренней
поверхностью покрытия и воздухом помещения, м2*К/Вт;
F – площадь покрытия, м2.
Из задания R0=0,96 м2*К/Вт
По табл. 1.5 [5] tн=18,1 (С
Rн определяется по формуле:
[pic], где:
( – средняя скорость ветра, м/с, в теплый период, ( = 3,7 м/с
[pic] м2*К/Вт
( =0.9, принимаем в качестве покрытия наружной поверхности рубероид с
песчаной посыпкой (табл. 1.18 [5])
Из табл. 4.1 данного КП tудТ=27,38 (С
Амплитуду колебаний температуры внутренней поверхности, (С, определим по
формуле:
[pic], где
( - величина затухания амплитуды колебаний температуры наружного воздуха в
ограждающей конструкции, (С
Аtн – максимальная амплитуда суточных колебаний температуры наружного
воздуха, (С
Imax – максимальное значение суммарной (прямой и рассеянной) солнечной
радиации, принимается для наружных стен как для вертикальных поверхностей,
а для покрытия – как для горизонтальной поверхности.
( = 29,7 – по заданию
0,5* Аtн = 11 – приложение 7 [1]
Imax = 837 Вт/м2 – таблица 1.19[5]
Iср = 329 Вт/м2 – таблица 1.19[5]
А(в = 1/29,7*(11+0,035*0,9(837-329))=0,9 (С
Rв = 1/(в=1/8,7=0,115 м2*К/Вт
F = 247 м2
В формуле для Qn все величины постоянные, кроме ( - коэффициента для
определения гармонически изменяющихся величин теплового потока в различные
часы суток.
Для нахождения ( для заданного периода времени по часам находим Zmax .
Zmax = 13+2.7*D = 13+2.7*3.8 = 23-24 = -1
Стандартное значение коэффициента ( принимаем по табл. 2.20 [5], а
фактическое значение получаем путем сдвига на 1 час назад.
Значение коэффициента ( сводим в таблицу 5.2
Расчет теплопоступлений через покрытие сводим в таблицу 5.3
Таблица 5.2
Значение коэффициента (
|Часы |9 |10 |11 |12 |13 |14 |15 |16 |17 |18 |19 |
|( |-0,5|-0,71|-0,87|-0,97|-1 |-0,97|-0,87|-0,71|-0,5 |-0,26|0 |
Таблица 5.3
Теплопоступления через покрытие
|Часы |Теплопоступления через покрытие, Qn, Вт |
|9-10 |(0,625-(0,605*7,9))*247= - 1026 |
|10-11 |(0,625-(0,79*7,9))*247= - 1387 |
|11-12 |(0,625-(0,92*7,9))*247= - 1640 |
|12-13 |(0,625-(0,985*7,9))*247= - 1768 |
|13-14 |(0,625-(0,925*7,9))*247= - 1768 |
|14-15 |(0,625-(0,792*7,9))*247= - 1640 |
|15-16 |(0,625-(0,79*7,9))*247= - 1387 |
|16-17 |(0,625-(0,609*7,9))*247= - 1026 |
|17-18 |(0,625-(0,38*7,9))*247= - 587,1 |
|18-19 |(0,625-(0,13*7,9))*247= - 353 |
Составляем сводную таблицу теплопоступлений за счет солнечной радиации.
Таблица 5.4
Сводная таблица теплопоступлений за счет солнечной радиации.
| |Теплопоступления, Вт |
|Часы | |
| |Через покрытие|Через остекление | |
| | | |Всего |
| | |Запад |Восток | |
|9-10 |-1026 |1016 |6027 |6017 |
|10-11 |-1387 |1052 |3457 |3122 |
|11-12 |-1640 |1143 |1336 |839 |
|12-13 |-1768 |1887 |810 |929 |
|13-14 |-1768 |4881 |745 |3858 |
|14-15 |-1640 |8510 |720 |7590 |
|15-16 |-1387 |11213 |707 |10533 |
|16-17 |-1026 |12138 |617 |11729 |
|17-18 |-587 |11576 |553 |11542 |
|18-19 |-353 |9018 |900 |9565 |
На основании расчета принимаем максимальное значение теплопоступлений за
счет солнечной радиации, равное Qср=11729 Вт в период с 16 до 17 часов.
Общее теплопоступление определяем по формуле:
[pic], Вт
В летний период:
Qпт=27478+0+11729=39207 Вт
В переходный период:
Qпп=28614+4402+0,5*11729=38881 Вт
В зимний период:
Qпх=28614+4402+0=33016 Вт
4.2. Расчет влаговыделений в помещении
Поступление влаги от людей, Wвл, г/ч, определяется по формуле:
[pic],
где: nл – количество людей, выполняющих работу данной тяжести;
wвл – удельное влаговыделение одного человека, принимаем по таблице 2.24[5]
Для теплого периода года, tр.з.=24,7(С
wвл=115 г/ч*чел
Wвлт = 130*115+70*115*0,85=21792,5 г/ч
Для холодного и переходного периодов года, tр.з.=20 (С
wвл=75 г/ч*чел
Wвлт = 130*75+70*75*0,85=14212,5 г/ч
4.3. Расчет выделения углекислого газа от людей
Количество СО2, содержащееся в выдыхаемом человеком воздухе, зависит от
интенсивности труда и определяется по формуле:
[pic], г/ч,
где nл – количество людей, находящихся в помещении, чел;
mCO2 – удельное выделение СО2 одним человеком, определяется по таблице
VII.1 [3]
Взрослый человек при легкой работе выделяет mCO2 =25 г/ч*чел. Тогда
МСО2=130*25+0,85*70*25=4737,5 г/ч
4.4. Составление сводной таблицы вредностей
Разность теплопоступлений и потерь тепла определяет избытки или недостатки
тепла в помещении. В курсовом проекте мы условно принимаем, что система
отопления полностью компенсирует потери тепла, которые будут иметь место в
помещении. Поступление вредностей учитывается для трех периодов года:
холодного, переходного и теплого.
Результаты расчета всех видов вредностей сводим в табл. 5.5
Таблица 5.5.
Количество выделяющихся вредностей.
|Наименование |Период |Избытки тепла, |Избытки влаги, |Количество СО2,|
|помещения |года |(Qп, Вт |Wвл, г/ч |МСО2, г/ч |
|Аудитория на |Т |39207 |21793 |4738 |
|200 мест | | | |
|
