Проектирование и расчет элементов теплотехнического оборудования

Проектирование и расчет элементов теплотехнического оборудования

1. Исходные данные для проектирования

1. Географический район строительства - г. рославль;

. Климатические данные района:

§  расчетная зимняя температура наружного воздуха для проектирования системы отопления

t^р_н = - 31⁰С;

§  средняя температура наружного воздуха за отопительный сезон

§  - t^ср_от = - 4,5⁰С;

§  продолжительность отопительного сезона - n_от = 222 сут.;

§  расчетная зимняя температура наружного воздуха для проектирования систем вентиляции^р_вент = -16⁰С.

3. Влажностный режим помещения - нормальный (φ_в = 50-60%).

4. Основные характеристики здания:

§  наружные стены - из кирпича без наружной облицовки, с внутренней

§  известково-песочной штукатуркой δ_шт = 0,02 м.;

§  тип кирпичной кладки наружной стены - из силикатного кирпича;

§  коэффициент теплопроводности кладки - λ_к = 0,871 Вт/(мК);

§  теплопроводности штукатурки - λ_шт = 0,815 Вт/(мК);

§  подвал под полами первого этажа - не отапливается, без окон;

§  окна - с двойным остекленением на деревянных переплетах;

§  входная дверь - двойная с тамбуром, без тепловой завесы.

5. Размеры здания:

§  полная ширина - А = 12 м;

§  высота этажа - Н = 3,3 м;

§  ориентация фасада -В.

6. Площадь оконного проема - F_до = 3,0 м².

. Площадь дверного проема - F_дд = 4,0 м².

. Расчетные температуры воздуха внутри помещений t_в ⁰С:

§ в вестибюле (помещения 105) - 12 ⁰С;

§  на лестничной клетке, в санузлах (104;204) - 16 ⁰С;

§  во всех остальных помещениях - 18 ⁰С.

9. Системы отопления - двухтрубная, тупиковая.

. Источник теплоснабжения - водяная теплосеть с температурой

воды 130/70 ⁰С.

. Вид циркуляции - насосное.

. Распределение воды - верхнее.

. Присоединение к внешним тепловым сетям - через элеватор.

. Вид топлива - уголь с низшей теплотой сгорания Q ^р_н = 32000 кДж/кг.

. Расчетная температура воды в системе отопления:

§  горячей t_г = 95 ⁰С;

§  обратной t_о = 70 ⁰С.

16. Отопительные приборы:

§  тип, марка отопительного прибора - чугунные двухколонные радиаторы - МС-140-180;

§  площадь теплообменной поверхности секции f_с = 0,244 м²;

§  номинальная плотность теплового потока q_ном = 758 Вт/м²;

§  полная высота Н = 588 мм;

§  строительная длина секции l_с = 108 мм.

17. Схема присоединения отопительных приборов к стоякам - сверху вниз.

Исходные данные для расчета воздухообмена двухсветного зала (помещения 101)

. Расчетное количество людей в зале - 100 человек.

. Допустимая концентрация СО₂ в воздухе помещения в_уд - 2,0 л/м³

(задано условно).

. Допустимая относительная влажность воздуха φ_доп = 50%.

. Концентрация СО₂ в наружном воздухе в_пр = 0,4 л/м³.

. Система вентиляции - приточно-вытяжная с механическим приводом и естественной вытяжкой, не связанная с отоплением.

. Подача приточного воздуха производится в верхнюю зону.

. Продолжительность работы калорифера системы вентиляции τ_кф = 1200 ч/год.

. Средний коэффициент тепловой нагрузки φ_кф = 0,3.

отопление вентиляция гидравлический

2. Тепловой расчет системы отопления

Назначение системы отопления состоит в обеспечении теплового режима во всех помещениях здания в холодный период года. Для этого устанавливаются отопительные приборы, суммарная теплоотдача которых в каждом помещении компенсирует тепловые потери через наружные ограждения. Систему отопления проектируют на расчетную температуру наружного воздуха наиболее холодного периода года для города г. Ярославль t^р_н = -31⁰С.

.1 Расчет тепловых потерь через наружные ограждения помещений здания

.1.1 Максимально допустимая плотность теплового потока через наружное ограждение, Вт/м²

q_max = α_в·Dt^н,

где:

α_в = 8,7 (Вт/м² К) - средний коэффициент теплоотдачи от воздуха к внутренней поверхности ограждающей конструкции;

Dt^н = t_в - t^΄_ст - нормируемая (по санитарно-гигиеническим требованиям) разность температур воздуха внутри помещения t_в и внутренней поверхности ограждения t^΄_ст [табл.6].

Для наружных стен q_max = 8,7 х 7,0 = 60,9 Вт/м²

Для чердачных перекрытий q_max = 8,7 х 5,5 = 47,85 Вт/м²

Для полов q_max = 8,7 х 2,5 = 21,75Вт/м²

2.1.2 Максимально допустимый коэффициент теплопередачи для ограждающих конструкций, (Вт/м²·К)

_max = q_max / (t_в - t^р_н)y,

где:

y - поправочный коэффициент на расчетную разность температур

(t_в - t^р_н), учитывает положение наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху.

Значение коэффициента y принимают:

для наружных стен y = 1;

для чердачных перекрытий y = 0,9;

для перекрытий над неотапливаемыми подвалами без световых проемов, расположенных выше уровня земли, y = 0,6.

t_в = 18^оC^р_н = - 31^оC

Для наружных стен k_max = 60,9/(18 + 31) х 1 = 1,24 Вт/м² К;

Для чердачных перекрытий k_max = 47,85/(18 + 31) х 0,9 = 0,97 Вт²/м К;

Для полов k_max = 21,75/(18 + 31) х 0,6 = 0,44 Вт/м² К.

.1.3 Требуемое минимальное по санитарно-гигиеническим условиям термическое сопротивление в процессе теплопередачи для каждой ограждающей конструкции, м²·К/Вт,

_min = 1/k_max

R^нс _min =1/1,24 = 0,8 м² К/Вт^пер _min=1/0,97 = 1,03 м² К/Вт^под _min=1/0,44 = 2,27 м² К/Вт

2.1.4 Необходимая минимальная толщина наружных стен d_кл^min, м.

Из выражения для термического сопротивления в процессе передачи теплоты через плоскую стену

_min^нс = 1/a_в+d _кл^min/l_кл+d_шт/l_шт+1/a_н^нс

где:

значение коэффициентов теплопроводности l_кл и l_шт Вт/(м·К ) (см. в табл.1 [1]);

a_н^нс » 23,2 Вт/(м²·К) - коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности стен к наружному воздуху.

_min^нс = 1/8,7+d _кл^min/0,871+0,02/0,815+1/23,2 = 0,8 м² К/Вт

d _кл^min = 0,548 м. т.е принимаем толщину стены = 55 см_расч^нс = 1/8,7+0,55/0,871+0,02/0,815+1/23,2 =0,81 м² К/Вт

.1.5 Расчетный коэффициент теплопередачи для наружных стен, Вт/(м²·К)

^нс_расч = 1/(1/a_в +d _кл/l_кл+d_шт/l_шт+1/a^нс_н)

^нс_расч = 1/(1/8,7 + 0,55/0,871 + 0,02/0,815 + 1/23,2) =1/ 0,81 = 1,234Вт/м² К.

.1.6 Расчетное термическое сопротивление теплопередаче, м²·К/Вт,

R_расч^нс = 1/ k_расч^нс

R_расч^нс =1/1,234 = 0,81>0,8м²К/Вт

R_расч^нс > R_min^нс

Для остальных ограждений принимаем:

§  для пола первого этажа - k_расч^пл = k_max^пл = 0,97 Вт/ м²К;

§  для потолка второго этажа - k_расч^пт = k_max^пт = 0,44 Вт/ м²К;

§  для окон - k^до= 2,9 Вт/м²К и наружных дверей - k^дд = 2,33 Вт/м²К.

.1.7 Основные теплопотери через наружные ограждения

Основные теплопотери через каждое наружное ограждение находим по уравнению теплопередачи:

Q_осн = k_расч·F·(t_в - t ^р_н)y ,

где:- площадь поверхности соответствующего наружного ограждения, м^2.

Измерения площади поверхности наружного ограждения F, м², производим по чертежам плана и разрезам здания (рис.1)

Величину F для потолков и пола определяем по размерам между осями внутренних стен и от внутренней поверхности наружных стен; для окон и двери - по наименьшим размерам строительных проемов в свету.

Высоту стен первого этажа определяем по размеру от уровня чистого пола первого этажа до уровня чистого пола второго.

Высоту стен второго этажа - по размеру от уровня чистого пола второго этажа до верха утепляющего слоя чердачного перекрытия.

Длину наружных стен неугловых помещений определяют по размерам между осями внутренних стен, а угловых помещений - по размеру от внешних поверхностей наружных стен до осей внутренних стен.

Основные теплопотери через наружные ограждения Q_осн, Вт, определяем для каждого помещения здания.

Теплопотери через внутренние стены не определяем, так как разность температур воздуха в смежных помещениях не превышает 5⁰С.

Рис.1.

.1.8 Полные теплопотери через наружные ограждения

_полн = Q_осн + Q_доб

где:_доб - добавочные теплопотери, Вт;_доб определяем в процентах к основным теплопотерям в зависимости от ориентации ограждения помещения, на угловые помещения, на поступление холодного воздуха (для наружных дверей с кратковременным открыванием), на высоту.

Результаты расчетов внесены в табл.1.

.1.9 Удельная тепловая характеристика здания, Вт/м³·K,

_от = Q_полн/V_зд·(t_в - t_н^р) , Вт/м³·K,

где:_полн - полные потери через наружные ограждения для здания в целом, Вт;_зд - объём здания по наружному обмеру, м³, определяют умножением площади здания по внешнему очертанию стен на его высоту от уровня до карниза._зд = 12×·20×6,6 = 1584 м ³

Q_полн = 64334 Вт

_в - t _н ^р = 49⁰С

_от = 64334/1584×49=64334/77616 = 0,82.

.1.10 Расчетная тепловая мощность системы отопления здания, Вт

_от = Q_полн + Q_нв = Q_полн + 0 = 64334 Вт

где:_нв - расход тепла на нагревание воздуха, поступающего в помещения при инфильтрации, Вт.

В целях упрощения расчета в курсовом проекте согласно [1 стр.23] принимаем Q_нв = 0.

Q_от = Q_полн= = 64334 Вт, = 64,33 кВт

.1.11 Годовой расход тепла на отопление, кВт·ч/год

^год_от = φ_от · Q_от × t_от

где:

φ_от = (t_в - t_от^ср)/(t_в - t_н^р) = (18 +4,5)/ (18 + 31) = 0,46 - относительная отопительная нагрузка, средняя за отопительный период;

_от^ср _- средняя за отопительный период температура наружного воздуха, _от^ср = -4,5 ⁰С (значение принимается по табл.11);_от - расчетная тепловая мощность системы отопления здания 64,33 кВт;

t_от = 24·n = 24·222 = 5328 ч/год - продолжительность отопительного периода, ч/год, (значение n принимаем по табл.11).^год_от = 0,46× 64,33 ×5328 = 157665 кВт·ч/год,

Расчет тепла на отопление в Мдж/год^год_от = 157665 · 3,6 = 567594 Мдж/год

.1.12 Годовой расход топлива на отопление, тыс.т./год

_от ^год = Q_от ^год / Q_н^р × h_ку × h_тс = 567594/(32000×0,65) = 27,28 т/год

где:_от^год - расход топлива на отопление, МДж/год;^р_н - низшая теплота сгорания топлива;

h_ку - КПД теплогенерирующей установки;

h_тс - коэффициент, учитывающий потери тепла в тепловых сетях.

[1]h_ку h_тс = 0,65 для котельных, работающих на твердом топливе.

Расход условного топлива определяем по той же формуле, что и натурального

_усл ^год = Q_от ^год / Q_ус × h_ку × h_тс = 567594/ (29330× 0,65) = 29,77 т

где:_ус - 29330 МДж/т - «теплота сгорания» условного топлива._от ^год - расход тепла на отопление МДж/год;

Для перерасчета расхода условного топлива в натуральное используем тепловой эквивалент

Э_т = Q^р_н / Q_усл

/ 29330=1,09.

Следовательно:

В_н = В_усл / Э_т

В_н = 29,77/1,09 = 27,3 т.

3. Тепловой расчет отопительных приборов

(приводится в таблице№2)

С теплофизической точки зрения отопительные приборы заданной системы водяного отопления представляют собой рекуперативные теплообменные аппараты, в которых теплота от греющего теплоносителя (горячей воды) передается нагреваемому теплоносителю (воздуху внутри помещения) через разделяющую их металлическую стенку, имеющую теплообменной поверхность F, м².

Если марка отопительного прибора неизвестна, то расчетную тепловую мощность отопительных приборов Q_пр(1), Вт определяют, исходя из полных потерь теплоты Q₁, Вт, для каждого i-го помещения. Из уравнения теплового баланса следует:

∑Q_пр(1) = Q₁ - 0,9Q_i(тр),

где:_i(тр) - теплоотдача открыто расположенных в пределах помещения труб системы отопления, Вт (согласно [1, стр.25] в курсовом проекте можно не учитывать).

Расчет площади теплообменной поверхности отопительного прибора F_пр(i)^р, м², определяем по уравнению теплопередачи

Q_пр(i) = k_пр(i)·F_пр(i)^р·Δt_ср,

где: _пр - коэффициент теплопередачи отопительного прибора, Вт/(м²·К);

Δt_ср - средняя разность температур греющей воды и нагреваемого воздуха (средний температурный напор), К.

Таблица №1

Q_полн = 64334 Вт = 64, 33 кВт

.1 Расчетный расход воды через отопительный прибор G_пр, кг/с (из уравнения теплового баланса)

G_пр = Q_пр /c_w (t_r - t_o),

где:

c_w ≈ 4190 Дж/(кг∙К) - средняя теплоемкость воды в интервале

температур t_o ¸ t_г;

t_г = 95⁰С и t_o = 70⁰С - расчетные температуры горячей и обратной воды

(на входе в прибор и выходе из него).

G_пр =64334 /4190×25 = 0,61 кг/с

3.2 Средний температурный напор

Δt_ср = (t_r + t_o)/ 2 - t_в.

Δt_ср= (95+70) / 2 - 18 = 64,5⁰С

.3 Расчетная плотность теплового потока, Вт/м².(выбор одного типа приборов)

_пр = Q_пр/F_пр, Вт/м²

где_пр ≈1,04(Δt_ср /70)^1,3(G_пр /0,01)^0,02 × q_ном =

,04×0,92^1,3×61^0,02× 758=765,3=758Вт/м²

q_ном - номинальная плотность теплового потока, 758 Вт/м².

3.4 Коэффициент теплопередачи

_пр = q_пр / Δt_ср

_пр=758/64,5=11,75 Вт/м²К

Для упрощения расчета согласно [1, стр. 27] k_пр ≈ 10,3 Вт/(м²К) принимаем одинаковым для отопительного прибора независимо от расхода Q_пр.

.5 Требуемая площадь теплообменной поверхности отопительного прибора, м² (для каждого помещения)

F_пр(i) = (Q_пр(i) / k_пр(i)· Δt_ср)β₁ ·β₂,

где:

β₁ - поправочный коэффициент на число секций в приборе (уточняется в конце расчета, когда известно число секций, [по 1 табл.8]);

β₂ - коэффициент, учитывающий характер установки отопительного прибора.

.6 Требуемое число секций в отопительном приборе

n_с(i) = F_пр(i) / f_с,

где:_с - площадь теплообменной поверхности одной секции, м² = 0,244.

3.7 Если марка отопительного прибора задана, то необходимая общая площадь отопительного прибора рассчитывается по формуле

F_пр(i) = Q_пр(i)/ q_{ном пр} , м²,

а количество секций вычисляется по формуле

n_с(i) = F_пр(i) / f_с, шт

Для двухсветного зала 101 согласно рекомендации методического указания устанавливаем отопительные приборы в два яруса.

При этом принимаем:₁₀₁^нижн = 0,65 × Q₁₀₁₁₀₁^верх = 0,35 × Q₁₀₁

Результаты расчетов по определению тепловой мощности отопительных приборов и числу секций в каждом из них для всех помещений здания сводим в таблицу. №-2₁₀₁^нижн =25392 х 0,65 = 16504 Вт,₁₀₁^верх = 25392 х 0,35 = 8887 Вт

Таблица №2

Коэффициент β₁ выбран из расчёта количества секций в одном приборе (а не в помещении)

4. Гидравлический расчет циркуляционного кольца системы отопления

Приступая к гидравлическому расчёту системы отопления, необходимо предварительно выполнить следующее:

1)      разместить на планах этажей нагревательные приборы, а также горячие и обратные стояки;

на каждом нагревательном приборе проставить тепловые нагрузки в зависимости от теплопотерь помещений и числа устанавливаемых в них приборов. Пронумеровать стояки.

) Вычертить аксонометрическую схему трубопроводов отопления, указав расположение запорно-регулирующей арматуры.

) Определить наиболее невыгодное (основное) циркуляционное кольцо.

) Обозначить на аксонометрической схеме трубопроводов отопления расчетные участки циркуляционного кольца, указав для каждого участка тепловую нагрузку _уч, Вт (над выносной чертой) и длину, м (под ней.)

) Изобразить принципиальную схему присоединения системы отопления к внешним тепловым сетям.

1.      Находим расчётное циркуляционное давление в кольце.

ΔР_рц = Па

Для систем отопления, подключенных через элеватор:

ΔР_рц = ΔР_э+Е(ΔР_{е пр}+ ΔР_{е тр})

где: ΔР_э - давление, создаваемое элеватором, (Па)

Е- коэффициент =0,4-0,5:

ΔР_{е пр} -естественное дополнительное давление от остывания воды в приборах, (Па)

ΔР_{е тр-} естественное дополнительное давление от остывания воды в трубах,(Па)

Давление, создаваемое элеватором, определяют в зависимости от коэффициента смешения U и располагаемого давления в трубопроводах тепловой сети на вводе в здание (т.к. последнее не задано) , принимаем;

ΔР_э = 1,6×10⁴ Па

При определении суммы (ΔР_{е пр}+ ΔР_{е тр}) для насосных систем отопления можно также воспользоваться формулой:

ΔР_{е пр}+ ΔР_{е тр} = 1,3n_эт h_эт(t_р-t_о) = 1,3×2×3,5×25 = 227,5Па

где:

n_эт -число этажей в здании.

h_эт- высота одного этажа здания.

Если сумма ΔР_{е пр}+ ΔР_{е тр}< ΔР_е то её не учитывают.

тогда:

ΔР_рц = ΔР_э = 1,6×10⁴ , Па

Тепловую нагрузку каждого расчётного участка Q_уч определяют как требуемый тепловой поток теплоносителя G_уч c_w ( t_г-t_о), обеспечивающий теплоотдачу всех присоединённых к нему отопительных приборов. Если расчёт вести от ввода горячей воды в систему, то тепловая нагрузка каждого последующего участка меньше тепловой нагрузки предыдущего на величину отведённого теплового потока, а в обратной линии - больше на величину подведённого теплового потока. Результаты гидравлического расчёта участков циркуляционного кольца сводят в таблицу. Графы 1,2 и 4 заполняют по данным расчётной схемы отопления. В графе 3 указывают расход теплоносителя для каждого участка, кг/ч

G _{у чм}= Q_уч×3600/ c_w × (t_r-t_о)

где: c_w = 4190 Дж/кг К - средняя теплоёмкость воды в интервале температурt_о ÷ t_r

G _{у ч} = (Q_уч×3600)/4190 х (95-70) = Q_уч х 0,034

Для заполнения граф 5,6 и 7 необходимо предварительно определить среднюю для кольца удельную потерю давления на трение, Па/м

R_ср = β×ΔP_рц / ål = 0, 65×1, 6×10⁴/91,4 = 113,8Па/м

где:

β - коэффициент, учитывающий долю потери давления на преодоление сопротивления трения от расчётного циркуляционного давления в кольце:

β = 0,5 - для двухтрубной системы отопления с естественной циркуляцией;

β=0,65- для элеватора.

По таб. 12 определяем:

диаметр труб D (графа5).

фактическую скорость движения воды на участке w_уч (графа 6).

Потери давления на трение на участке (графа 8) = R_уч× l графы (графы 4×7)

Потери давления в местных сопротивлениях (графа 10)

Z_{у ч}= åx(r_w w²_уч )/2

где: åx- сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке (таб 3) (графа 9)

Общие потери давления на участке (графа 11), Па.

å(Rl+z)_уч = 8861 Па

Результаты расчётов предоставлены в виде таблицы. № 3

Сравниваем общие потери давления в кольце å(Rl+z)_уч с расчётным циркуляционным давлением.

В этом кольце ΔР_рц. должно быть выполнено условие:

å(Rl+z)_уч < ΔR_рц

Па £ 16000 Па

Запас давления: ((16000 - 8861)/16000) ×100=44 %

Последовательность вычислений:

),2) - по данным расчётной схемы отопления . 7) (таб. 12)

) G _уч= Q_уч × 0,034 8) R_уч×l графы (4×7)

) по данным расчётной схемы отопления 9) таб. 3

) диаметр труб-( D) 10) Z_уч=åx(r_w w²_уч )/2

) (таб.12) 11) (Rl+z)_уч

Таблица № 3

R_Σ = 8861 Па

R_{уч. ср}.= 57, 2 Па/м

Прямая:

участок: вентиль, отвод на 90^о, тройник, отвод на 90^о - 9+1,5+1,5 + 1,5 = 13,5

участок: тройник - 1,5

участок: тройник - 1,5

участок: тройник - 1,5

участок: тройник, отвод на 90^о , сужение - 1,5 + 1,5 + 0,5 = 3,5

участок: тройник.- 1,5

участок: тройник, отвод на 90^о - 1,5 + 1,5 = 3

участок: тройник - 1,5

участок : тройник, отвод на 90^о , сужение, радиатор - 1,5 + 0,5 + 2 = 4

Обратная:

участок: отвод на 90^о , тройник, расширение - 1,5 +1,5 + 1 = 4 11 участок: тройник - 1,5

участок: - тройник, отвод на 90^о - 1,5 + 1,5 = 3

участок: тройник - 1,5

участок: тройник, отвод на 90^о , сужение - 1,5 + 1,5 + 0,5 = 3,5 15 участок: тройник -1,5

участок: тройник -1,5

участок: тройник - 1,5

участок: вентиль, отвод на 90^о, тройник, отвод на 90^о - 9+1,5+1,5 + 1,5 = 13,5

5. Расчет элементов системы приточно-вытяжной вентиляции двухсветного зала

5.1 Необходимый воздухообмен по теплоизбыткам для зимнего и переходного периодов L^зимнQ , м³/ч:

L_Q^ЗИМН = 3,6Q/ с_в х r_в(t^зимн_уд - t^зимн_пр),

где:

Q^зимн_изб - теплоизбытки в помещении в зимний и переходный периоды, Вт;

С_в - средняя массовая теплоемкость воздуха при постоянном давлении, в интервале температур t^зимн _уд ¸ t^зимн_пр, кДж/(кг К);

r_в - плотность воздуха, поступающего в помещение, кг/м³ (при t_пр);

t^зимн_уд - температура воздуха, удаляемого из помещения, °С;

t^зимн_пр - температура приточного воздуха, °С.

с_в - изобарная теплоемкость воздуха, 1,0 кДж/(кг К).

r_в - плотность воздуха, кг/м³,

r_в = В/R_вТ_пр = 1·10⁵/287(10+273) = 1,24 кг/м³, где

В - атмосферное давление воздуха, 1 х 10⁵ Па,

R_в = 287 Дж/(кг К),

Т_пр = t_пр + 273, К.

При В = 1 х 10⁵ Па и t_пр = 10°С r_в = 1·10⁵/287(10+273) = 1,24 кг/м³ .

^зимн_изб = Q_вых - Q_рас ,

где:

Q_вых - тепловыделения в помещении, Вт;

Q_рас - тепловая мощность системы отопления, Вт.

Потери тепла в жилых и общественных помещениях - это в основном потери тепла через наружные ограждения:

Q_расх = SQ_огр = Q_полн

тогда:

Q^зимн_изб = Q_явн + Q_от - SQ_огр.

Так как при проектировании не учитывались явные тепловыделения от людей, т.е. принималось, что Q_от= SQ_огр то тепловыделения от людей являются теплоизбытками

Q^зимн_изб = Q^зимн_явн = q_явн · n = 102·100 = 10200 Вт,

где:

q_явн - явные тепловыделения от одного человека в состоянии покоя, Вт/чел.

при t_в = 18°С q_явн = 102 Вт/чел.)

n - число людей в зале, чел. = 100.

Температуру воздуха, удаляемого из помещения, t^зимн_уд°С, определяют в зависимости от места забора удаляемого воздуха. При извлечении воздуха из нижней зоны t^зимн_уд = t_в = 18°С.

Температура приточного воздуха t_пр для зимнего и переходного периодов при подаче воздуха в верхнюю зону принимают = t_в - (5¸10)°С. Можно принять

t^зимн_пр = t_в = 18 - 8=10 °С.

Необходимый воздухообмен по теплоизбыткам для зимнего и переходного периодов составляет:

L_Q^зимн = 3, 6·10200/1·1, 24· (18 - 10) = 3701м³/ч.

.2 Необходимый воздухообмен по влагоизбыткам

L_д = D₁n_чел /r_в(d_уд - d_пр) ,

где D₁ = 37 г/ч - количество влаги, выделяемое одним человеком в зависимости от характера работы и температуры в помещении в состоянии покоя при t_в=18°С ,

d_уд = 5,8 - влагосодержание удаляемого воздуха, г/кг сухого воздуха

d_пр = 1,1 - влагосодержание приточного воздуха, г/кг сухого воздуха.

L_д = 37·100/1, 24(5,8 - 1,1) = 634,8 м³/ч

.3 Необходимый воздухообмен по избыткам СО₂

L_co = G₁n (b_уд - b_пр), м³/ч,

где G₁ - количество углекислоты, выделяемое одним человеком, л/ч;

(для человека в спокойном состоянии - 23 л/ч);

b_уд - предельное допустимое содержание углекислого газа в удаляемом воздухе, л/м³ - 2,0 л/ч(табл.5);

b_пр - содержание углекислого газа в приточном воздухе, л/м³ - 0,4 л,ч(табл. 5)

L_co = 23·100/(2,0 - 0,4) = 1437 м³/ч.

5.4 Необходимый воздухообмен по притоку:

L_пр = 1, 1·L_расч, м³/ч,

где L_расч - расчетный воздухообмен, м³/ч, принимаемый из наибольшего значения по теплоизбыткам

L_Q^зимн, L_д, L_со = 3701 м³/ч,

L_пр = 1,1·3701 = 4071 м³/ч.

.5 Необходимый воздухообмен по вытяжке

L_выт = L_рас Т_уд / Т_пр =3701 ·291/283 = 3805,6 м³/ч,

где Т_уд = t_уд + 273 = 18 +291 К

Т_пр = t_пр + 273 = 10+273=283 К

L_выт = 3701 ·291/283 =3805,6 м³/ч.

.6 Секундный расход тепла на нагрев приточного воздуха в калорифере (расчетная тепловая мощность калорифера).

Q_кф= L_пр·r_в·c_в(t_пр - t_вент^р)/3600, кВт,

r_в = 1,24 - плотность воздуха при tпр = 10°С;

t_вент^р = -16°С - расчетная температура для проектирования вентиляции (табл.11).

Q_кф= 4071 х 1, 24 х 1 х (10+16)/3600 = 36,5 кВт,

5.7 Годовой расход тепла и топлива на нагрев приточного воздуха в калориферной установке системы вентиляции

Q_вент^год = j_кфQ_кфt_кф, кВт ч/год = 3, 6 j_кф Q_кф t_кф , Мдж/год

В_вент^год = Q_вент^год /Q_н^р h_ку h_тс.

t_кф= 1200 ч/год.

j_кф= 0,3.

Q_вент^год = 3, 6·0,3·36,5·1200 = 47304 МДж/год,

В_вент^год = 47304/32000·0,65 = 2,27 т /год.

Список используемой литературы

1. В.М. Свистунов, Н.К. Пушняков, «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха объектов агропромышленного комплекса и жилищно-коммунального хозяйства», учебник для студентов высших учебных заведений, изд. «Политехника», СПб., 2006, 421 с.

. К.В. Тихомиров, Э.С. Сергиенко, «Теплотехника, тепло-газоснабжение и вентиляция», учебник для студентов высших учебных заведений, Стройиздат, М.,1991, 479 с.

. В.Н. Богословский, В.П. Щеглов, Н.Н. Разумов, «Отопление и вентиляция», учебник для студентов высших учебных заведений, М., 1979, 295 с.

. А.И. Еремкин, Т.И. Королева, Н.А. Орлова, «Отопление и вентиляция жилого здания», учебное пособие для студентов высших учебных заведений, Издательство Ассоциации строительных вузов, М., 2003, 129 с.

. А.И. Еремкин, Т.И. Королева «Тепловой режим зданий», учебное пособие для студентов высших учебных заведений, изд. «Феникс», Ростов-на-Дону, 2008, 364 с.

. Ю.Д. Сибикин, «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха», учебник для студентов средних учебных заведений, изд. «Академия», М., 2006, 303 с.

. Ю.М. Варфоломеев, О.Я. Кокорин, «Отопление и тепловые сети», учебник для студентов средних учебных заведений, изд. «Инфра-М», М., 2007, 479 с.

. Ю.М. Варфоломеев, В.А. Орлов, «Санитарно-техническое оборудование зданий», учебник для студентов средних учебных заведений, изд. «Инфра-М», М. ,2007, 247 с.

. СНиП 2.08.02^* «Общественные здания административного назначения»,

. СНиП 41.01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование», М., 2003.азмещено на Allbest.ru