Вентиляция здания культурно-административного назначения

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УО ”Полоцкий государственный университет”

Кафедра ТГСВ

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА к курсовому проекту

ПО ДИСЦИПЛИНЕ: “ВЕНТИЛЯЦИЯ ОБЩЕСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ”

Новополоцк 2010

1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ

В данном курсовом проекте запроектирована вентиляция здания культурно-административного назначения.

Здание расположено в городе Воложин.

Наружные стены выполнены из кирпича. Здание имеет 1 этаж.

Культурно-административное здания проектируется с приточно-вытяжной вентиляцией с механическим побуждением и с естественной вытяжкой. Все помещения здания обеспечиваются единой системой приточной вентиляции. Назначения помещений указаны в таблице 3.

Расчет систем вентиляции ведется по нормируемой кратности воздухообмена и по нормируемому расходу приточного воздуха.

Источник теплоснабжения имеет теплоноситель воду с температурой в подающей магистрали и в обратной магистрали.

Климатические данные местности строительства в городе Воложине (54ос.ш.), барометрическое давление 990гПа согласно /1/:

Параметры наружного воздуха:

Теплый период года.

Параметры А: t=20,8 оС;

I=47 кДж/кг;

V=2,8 м/с;

Холодный период года.

Параметры Б: t=-23 оС;

I=-21,9 кДж/кг;

V=4,2 м/с.

Таблица 1 - Допустимые параметры внутреннего воздуха

Период	Температура,	Относительная влажность, ц, %	Скорость движения воздуха, х, м/с
Теплый	28	не более 65	0,5
Холодный	19	не более 60	0,3

Допустимые параметры внутреннего воздуха для расчетного помещения 3 «а» категории принимаются согласно /1/.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОЗДУХООБМЕНОВ В РАСЧЕТНОМ ПОМЕЩЕНИИ

Расчет ведем для зрительного зала, рассчитанного на 300 человек, из которых 150 мужчин и 150 женщин.

Воздухообмен в помещениях L, м3/ч, определяется отдельно для теплого и холодного периодов года и переходных условий при плотности приточного и удаляемого воздуха 1,2 кг/м3 по следующим формулам:

В том случае, когда отсутствуют в данном помещении местные отсосы, т.е. Lр.з.=0, формулы для расчета воздухообмена значительно упрощаются:

а) по избыткам явной теплоты

; (2.1)

б) по избыткам полной теплоты

; (2.2)

в) по избыткам влаги

; (2.3)

г) по массе выделяющихся вредных веществ

, (2.4)

где Qявн - избыточный явный тепловой поток в помещении, Вт;

Qпол - избыточный полный тепловой поток в помещении, Вт;

t у - температура воздуха, удаляемого из помещения за пределами обслуживаемой или рабочей зоны, °С;

tпр- температура воздуха, подаваемого в помещение, °С

- избытки влаги в помещении, г/ч;

d у - влагосодержание воздуха, удаляемого из помещения за пределами

обслуживаемой или рабочей зоны, г/кг;

dпр - влагосодержание воздуха, подаваемого в помещение, г/кг;

Iу - удельная энтальпия воздуха, удаляемого из помещения за пределами обслуживаемой или рабочей зоны, кДж/кг;

Iпр - удельная энтальпия воздуха, подаваемого в помещение, кДж/кг, определяемая с учетом повышения температуры;

- избытки углекислого газа в помещении, л/ч, определяются по таблице 4.1./5/;

ку - содержание СО2 в воздухе, удаляемом из помещения, л/м3;

кпр - содержание СО2 в приточном воздухе, л/м3;

Избытки явной и полной теплоты в помещении определяются по следующей формуле:

для теплого периода:

(2.5)

где - теплопоступления от людей, Вт;

- теплопоступления от осветительных приборов, Вт;

- теплопоступления от солнечной радиации, Вт.

для холодного периода:

(2.6)

- потери теплоты помещением, Вт, Учитываются только в холодный период года.

Теплопоступления от людей могут быть рассчитаны по формуле:

а) выделения явной теплоты:

, (2.7)

где N - число людей в помещении;

-удельный тепловой поток явной теплоты от одного человека, /5, табл.4.1/, когда люди находятся в состоянии покоя;

k - коэффициент, учитывающий снижение тепловыделений в зависимости от пола и возраста: для мужчин k = 1,0, для женщин k = 0,85.

Теплый период:

Холодный период:

б) выделение полной теплоты:

(2.8)

-удельный тепловой поток полной теплоты от одного человека, /5, табл.4.1/;

- то же, что в формуле (2.7).

Теплый период:

Холодный период:

Для теплого периода года и выбираются при температуре , а для холодного периода года при .

Тепловыделения от источников искусственного освещения можно определить по формуле:

, (2.9)

где - общая освещенность помещения, Лк, принимаемая по табл.3.2 /7/;

- площадь пола помещения, м2

- удельные тепловыделения от источников искусственного освещения, принимаемые по таблице 3.3 /7/;

- доля теплоты, поступающей в помещение. При установке осветительной арматуры в пределах помещения она равна 1,0.

Теплопоступления от источников искусственного освещения для теплого и холодного периодов года одинаковые.

Тепловыделения от источников общего освещения должны учитываться в зависимости от периода года, времени суток и архитектурно-планировочных решений.

Теплопотери помещения, Вт, определяют по укрупненным показателям, рассчитываемые для холодного периода года:

(2.11)

где - поправочный коэффициент на наружную температуру воздуха .

- наружная температура, принимаемая по параметрам Б для холодного периода года /1/, °С;

- внутренняя температура для холодного периода года, °С;

Vн - объем помещения, по наружному обмеру, м3;

- удельная тепловая характеристика, определяемая по /7, табл. 3.1/.

Тогда избытки явной и полной теплоты в помещении будут равны:

Для теплого периода года:

Для холодного периода года:

Так как теплоизбытки в холодный период года имеют отрицательное значение, то в дальнейшем расчете не используются.

Расчет влаговыделений W, Вт, помещении определяется по следующей формуле:

; (2.12)

где - влаговыделения от одного человека, г/ч, принимается по таблице 4.1 /5/;

- то же что в формуле (2.7).

Теплый период года:

Холодный период года:

Для теплого периода года выбирают при температуре , а для холодного периода года при , когда люди находятся в состоянии покоя.

Масса каждого из вредных веществ, поступающих в помещение, определяется по технологическим характеристикам оборудования, расположенного в помещении. Для общественных зданий в расчет принимается выделение углекислого газа , л/ч, людьми в помещении, которое можно наитии по формуле:

; (2.13)

где - выделение углекислого газа одним человеком, г/ч, принимается по таблице 4.1 /5/; - то же что в формуле (2.7).

Для теплого и холодного периодов равны:

Для теплого периода года на I-d диаграмме наносим точку В (по температуре tв и относительной влажности ).

Параметры удаляемого воздуха определяются по I-d диаграмме для точки У, построенной по значениям и .

Температура воздуха, удаляемого из верхней зоны помещения, определяется по формуле:

tу = tр.з + в (Нп - Но.з) (2.14)

где tр.з - температура воздуха в рабочей зоне, °С. - для теплого периода года, - для холодного периода года.

в - градиент температур, учитывающий повышение температуры воздуха по высоте помещения, , он определяется в зависимости от удельных избытков явной теплоты в помещении , /5/;

Нп - внутренняя высота помещения, м.

Но.з - высота обслуживаемой зоны, м. Для помещений, где люди большую часть времени проводят сидя,

Определяем удельные избытки явной теплоты в помещении по следующей формуле:

(2.15)

Для теплого периода года:

Определяем температурный градиент

Тогда температура, удаляемого из верхней зоны помещения будет равна:

.

Тогда параметры удаляемого воздуха:

Для теплого периода года параметры приточного воздуха соответствуют параметрам А наружного воздуха:

Для холодного периода года на I-d диаграмме строится точка Н, характеризующая параметры наружного воздуха (по температуре tн и энтальпии ). Точка П, характеризующая параметры приточного воздуха, будет находиться в месте пересечения линий и . Для этой точки находим значения энтальпии и влагосодержания .

Температура приточного воздуха определяется по формуле

tпр = tр.з - ?t; (2.16)

где ?t - допустимое отклонение температуры струи от нормируемой температуры в рабочей зоне при ассимиляции избытков теплоты, .

tпр = 19 - 4 = 15 °С;

Тогда параметры приточного воздуха будут равны:

Температура воздуха, удаляемого из верхней зоны помещения, определяется по формуле:

tу = tр.з + в (Нп - Но.з)

где tр.з - температура воздуха в рабочей зоне, °С. - для холодного периода года.

в - градиент температур, учитывающий повышение температуры воздуха по высоте помещения, , он определяется в зависимости от удельных избытков явной теплоты в помещении , /5/;

Нп - внутренняя высота помещения, м.

Но.з - высота обслуживаемой зоны, м. Для помещений, где люди большую часть времени проводят сидя,

Определяем удельные избытки явной теплоты в помещении для холодного периода года:

Определяем температурный градиент

Тогда температура, удаляемого из верхней зоны помещения будет равна:

.

Тогда параметры удаляемого воздуха:

По /5,стр.9/ выбираем .

Таким образом, для теплого периода года воздухообмены будут рассчитаны:

а) по избыткам явной теплоты

м3/ч;

б) по избыткам полной теплоты

м3/ч;

в) по избыткам влаги

, м3/ч;

г) по массе выделяющихся вредных веществ

, м3/ч;

За расчетный принимаем больший воздухообмен по массе выделяющихся вредных веществ .

Таким образом, для холодного периода года воздухообмены будут рассчитаны:

а) по избыткам явной теплоты

м3/ч;

б) по избыткам полной теплоты

м3/ч;

в) по избыткам влаги

, м3/ч;

г) по массе выделяющихся вредных веществ

, м3/ч;

За расчетный принимаем больший воздухообмен по массе выделяющихся вредных веществ .

По санитарным нормам:

(2.17)

где - нормируемый расход воздуха, м3/(ч·чел), на одного человека для общественных зданий, где люди находятся кратковременно, принимается равным 20м3/ч;

м3/ч.

Расчет воздухообменов сводим в таблицу 2.

Таблица 2 - Величина воздухообменов помещения

Период года	Номер помещения	Наименование помещения	Количество людей	Объем помещения	Воздухообмен по явной теплоте	Воздухообмен по влаговыделениям	Воздухообмен по углекислому газу	Воздухообмен по полной теплоте	Воздухообмен по санитарным нормам	Воздухообмен принятый в расчет для притока	Воздухообмен принятый в расчет для вытяжки
Теплый	101	Зрительный зал	300	2160,197	5662,63	2637,061	12065,217	3854,373	6000	12065,217	12065,217
Холодный					-591,202	1112,342	12065,217	-27,281	6000	12065,217	12065,217

В системе вентиляции используется большая величина воздухообмена .

3. Организация воздухообмена в помещениях. Расчет количества и размещения вентиляционных каналов и воздуховодов на планах здания

Воздухообмен в помещениях L, м3/ч определяют по:

1) нормируемой кратности воздухообмена:

, (3.1)

где - объем помещения, м3;

- нормируемая кратность воздухообмена, ч-1,/7/.

Например, для помещения №102 величина воздухообмена будет равна

2) нормируемому удельному расходу приточного воздуха:

, (3.2)

где N - число людей, рабочих мест, единиц оборудования (по заданию);

- нормируемый удельный расход приточного воздуха на 1 человека, на 1 рабочее место или единицу оборудования, м3/ч,/7/.

Произведем расчет помещения №112.

Объем помещения V=366,778 м3.

Для помещения №112 нормируемый удельный расход приточного воздуха на одного человека равен .

Например, для помещения №112, в котором находятся 2 человека, воздухообмен будет равен:

Величины воздухообменов помещений, рассчитанных по коэффициентам кратности воздухообменов или нормируемому расходу приточного воздуха, заносятся в таблицу 3. В помещениях с постоянным пребыванием людей суммарный по этажу объем приточного воздуха должен быть равен суммарному по этажу объему вытяжного воздуха.

Так как суммарные воздухообмены по притоку и вытяжке не совпадают, количество воздуха, необходимого для полного баланса на этаже подается или удаляется из общего коридора.

В данном курсовом проекте для создания воздушной среды в помещениях здания удовлетворяющей санитарным нормам, используются приточно-вытяжные системы вентиляции.

В зрительном зале, трюме, игровой площадке, артистических, костюмерной, столярной мастерской, гардеробе используется вытяжная система с естественной вытяжкой. В уборных для создания воздушной среды используется вытяжная система с механической вытяжкой. В здании для создания воздушной среды используется приточная система с механическим притоком. В зрительном зале на 300 мест предусмотрен дефлектор.

Эффективность приточно-вытяжной общеобменной вентиляции зависит от способа и равномерности подачи приточного воздуха в помещения и удаление отработанного. Поэтому для создания наилучшего воздухообмена в помещениях здания размещаем раздельно приточные и вытяжные каналы в противоположных стенах.

В том случае, если каналы размещаются в плоскости одной стены, проектируем их на максимально возможном расстоянии друг от друга.

В здании приточные и вытяжные решетки располагаются в верхней зоне помещений на расстоянии 0,5 м от верха решетки до потолка.

Перед аэродинамическим расчетом произведем подбор вытяжных и приточных каналов и решеток.

По известному объему воздуха L, м3/ч, и принятой скорости воздуха в канале или решетке д, м/c /5, табл. 4,3/, определяем предварительно площадь жалюзийной решетки или канала по формуле:

,(3.3)

По таблицам /4, стр.228/ принимают стандартные размеры решеток, каналов, имеющие площадь живого сечения, близкую к полученным значениям.

Далее определяется действительная скорость движения воздуха д, м/с, с учетом выбранных размеров по формуле:

,(3.4)

При естественной вытяжке в соответствии с рекомендациями /5, табл.4.3/ расчет производится при скорости движения воздуха в вертикальных каналах , в вытяжных решетках ; при механической вытяжке движения воздуха в вертикальных каналах , в вытяжных решетках . Для приточной системы с механическим побуждением в расчете используется значения скорости в пределах 1 - 2 м/с для решеток, установленных у потолка, 2 - 5 м/с для вертикальных каналов.

Расчет размеров вертикальных каналов и соответствующих им решеток сводится в таблицу 3. При заполнении таблицы 3 в графе 10 и 11 заносятся уточненные действительные значения общих площадей поперечных сечений каналов (в знаменателе), их размеров и количества (в числителе). Знак плюс в таблице означает приток, знак минус - вытяжка.

Для примера расчета вытяжных каналов и решеток в данном курсовом проекте рассмотрим помещение №101, в котором по условию установлена естественная вытяжка.

Последовательность расчета:

1 Определяем площадь вертикального канала для помещения №101, по формуле (5.1), при L=6000м3/ч, а =1,5м/c, тогда:

мІ.

2 Производим подбор принятых стандартных размеров вертикального канала для помещения №101 11каналов (270400).

3 Произведем расчет действительной скорости в вертикальных каналах с учетом выбранных размеров по формуле (5.2):

м/с.

Аналогично произведем расчет жалюзийных решеток для данного помещения:

1. Определяем площадь жалюзийной решетки для помещения №101, по формуле (5.1), при L=6000м3/ч, а =1 м/c, тогда:

 мІ.

2. Производим подбор принятых стандартных размеров решетки для помещения №101 42(200Ч200) мм.

3. Произведем расчет действительной скорости в решетках с учетом выбранных размеров по формуле (5.2):

м/с.

Таким образом, производим расчет и подбор вертикальных каналов и решеток для остальных помещений заданных в данном курсовом проекте. Результаты расчетов сводим в таблицу 3. Расчет воздухообменов, вертикальных каналов и решеток.

Рассчитаем количество решеток в воздухозаборной шахте:

По таблице III. 20 /4/ выбираем 11 решеток СТД-5291 размерами 225580 и площадью живого сечения .

Фактическая скорость движения воздуха в решетке:

.

Номер помещения	Наименование помещения	Объем помещения,м3	Кратность Воздухообмена,	Воздухообмен,м3/ч	Принятая скорость воздуха в каналах, м/с	Числитель - принятые размеры каналов, мм и их количество	Знаменатель - площадь сечения канала, м2	Действительная скорость воздуха в каналах, м/с	Действительная скорость воздуха в решетках, м/с	Принятые размеры решеток, мм и их количество
			+	_	+	_	+	_	+	_	+	_	+	_	+	_
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17
101	Зрительный зал	2160,197	-	12065,217	12065,217	5	1,5	4(270400) 0,108	11(270400) 0,108	3,858	1,403	2,604	0,992	8(200400)	21(200400)
102	Фойе	1171,721	2	-	2343,442	-	4	-	2(270400) 0,108	-	3,013	-	4,068	-	2(200400)	-
103	Трюм	43,746	-	5	-	218,732	-	1,5	-	2(140270) 0,038	_	0,799	-	0,759	-	2(200200)
104	Игровая площадка	1246,916	3	5	3740,748	6234,58	3	1,5	4(270400) 0,108	11(270400) 0,108	2,405	1,458	3,247	1,968	4(200400)	11(200400)
105	Склад объемных декораций	373,692	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
106а	Артистическия	75,364	3	5	226,092	376,82	2	1,5	(140270) 0,038	2(140270) 0,038	1,653	1,377	1,57	0,872	(200200)	2(200400)
106б	Артистическия	75,364	3	5	226,092	376,82	2	1,5	(140270) 0,038	2(140270) 0,038	1,653	1,377	1,57	0,872	(200200)	2(200400)
107	Костюмерная	75,364	-	1	-	75,36	-	1,5	-	(140140) 0,02	-	1,047	-	1,047	-	(100200)
108а	Уборная при сцене	50,889	2	3	101,778	152,667	2	2	(140140) 0,02	(140270) 0,038	1,414	1,116	1,414	1,06	(100200)	(200200)
108б	Уборная при сцене	50,889	2	3	101,778	152,667	2	2	(140140) 0,02	(140270) 0,038	1,414	1,116	1,414	1,06	(100200)	(200200)
109	Хозяйственная кладовая	71,073	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
110	Столярная мастерская	148,45	-	2	-	296,9	-	1,5	-	3(140140) 0,02	-	1,375	-	1,375	-	3(100200)
111	Вестибюль	555,74	2	-	1111,48	-	2	-	2(270400) 0,108	-	1,429	-	1,93	-	2(200400)	-
112	Гардероб	366,778	-	2	-	733,556	-	1,5	-	4(140270) 0,038	-	1,341	-	0,637	-	4(200400)
113	Коридор	221,755	-	-	766,662	-	2	-	(270400) 0,108	-	1,972	-	2,662	-	(200400)	-

Воздух в количестве подается в коридор.

4. РАЗМЕЩЕНИЕ ПРИТОЧНЫХ И ВЫТЯЖНЫХ ЦЕНТРОВ, МАГИСТРАЛЬНЫХ ПРИТОЧНЫХ И СБОРНЫХ ВЫТЯЖНЫХ ВОЗДУХОВОДОВ

В данном курсовом проекте приточные центры размещаются на первом этаже.

Вентиляционные воздуховоды прокладываются под потолком первого этажа и выполняются из стали.

Воздухоприемные устройства включают в себя жалюзийную решетку. Воздухозаборные жалюзийные решетки устанавливают в воздухозаборной шахте, расположенной в торце здания. Низ решетки располагается на высоте не менее 2 от уровня земли.

Для обработки и нагнетания приточного воздуха используем приточную вентиляционную камеру. Произведем подбор приточной камеры по заданному объемному расходу воздуха L=14618,102 мі/ч по таблице 4.16 /7/. В нашем случае устанавливаем приточная камера 2ПК-20 без оросительной секции, производительность которой L= 10-20 тыс. мі/ч.

Приточная камера 2ПК-20 комплектуется вентилятором Ц4-70№10, соединительной и приемной секциями, калориферной секцией, секцией фильтра.

В секциях приточной камеры 2ПК-20 осуществляется очистка, нагрев воздуха. Фильтры для очистки воздуха от пыли размещаются после приемной секции. Для нагревания приточного воздуха используется один калорифер КВС-П-10.

Вентиляционная приточная камера располагается на первом этаже, в изолированном помещении. Размеры этого помещения зависят от габаритов оборудования. Ширина проходов между оборудованием и стенами составляет не менее 0,7м. Высота помещения 3 м.

Выброс воздуха производится через шахту. Для защиты от попадания дождя, снега, мусора над шахтой устанавливается зонт. Вытяжная шахта выводится выше конька крыши на 0,5м.

Вследствие значительного сопротивления вытяжной вентиляционной системы вытяжные камеры оборудуются радиальным вентилятором Ц4-70№3,2.

5. Расчет оборудования вентиляционных сиСтем

Выбор приточной камеры

Приточную камеру выбирают по суммарному расходу воздуха на приток по /7, таблица 4.15/.

Выбрали унифицированную приточную установку 2ПК20 /7/.

Расчет калориферов

В приточной камере при теплоносителе воде с рабочим давлением до 1,2 МПа применяем секции нагрева с многоходовым стальным пластинчатым калорифером типа КВС-П-10.

В качестве теплоносителя в этом калорифере используется вода. При этом применяем последовательное соединение калориферов по воде.

Количество калориферов выбирают в зависимости от объема нагреваемого воздуха, степени его нагревания, теплопроизводительности одного калорифера.

Определяют расход теплоты на нагрев воздуха:

,Вт, (5.1)

где L - объёмный расход воздуха, L = 14618,102 ;

- плотность воздуха, принимаемая по , ;

= 1 кДж/(кг · єС);

- конечная и конечная температура нагреваемого воздуха, єС;

Q = 0,278=223787,12 Вт.

По / 7, таблице 4,17/ находят живое сечение секции для прохода воздуха =0,91.

Определяют массовую скорость воздуха:

, (5.2)

.

Определяют массовый расход воды через установку:

, кг/ч, (5.3)

где - удельная теплоемкость воды, = 4.19 кДж/(кг · єС);

- температура воды на выходе из воздухонагревательной установки, єС (из задания);

кг/ч.

5.2.5 ,м/с, (5.4)

где тр=0,001159- живое сечение калорифера КВС по теплоносителю /7, таблица 4,10/.

м/с. (5.5)

Определяют коэффициент теплопередачи /7, 4,24/:

Вт/(м2 °С)

Рассчитывают требуемую площадь поверхности нагрева калориферной установки:

,м2, (5.6)

где = єС, - средняя разность температур;

Сравнивают , с площадью поверхности нагрева одного калорифера /7, таблица 4,17/ и определяют число калориферов, установленных последовательно по ходу воздуха:

=, (5.7)

Находят запас площади поверхности нагрева калориферной установки:

,%, (5.8)

%=33,846%

Запас площади следует принимать 10-20%. Так как запас больше рекомендуемого, то снизить перегрев воздуха можно путем пропуска части его через обводной канал с центральным расположением.

Используя значение действительной массовой скорости по /7, таблица 4,31/ определяют аэродинамическое сопротивление калорифера:

2,2·()1,62=2,2·(6,301)1,62=43,398Па. (5.9)

Гидравлическое сопротивление калорифера, кПа типа КВС10-П определяют по /7, таблица 4,33/,

(5.10)

где b - коэффициент, учитывающий конструктивные параметры калориферов типа КВС (табл. 4.11 [2]).

кПа.

Воздушные фильтры.

Воздушные фильтры в системах вентиляции общественного здания обеспечивают уменьшение концентрации пыли в приточном воздухе и защиту вентиляционного оборудования (калориферов, вентиляторов) от загрязнения.

Подбор воздушных фильтров ведется в следующей последовательности.

Исходные данные:

L=14618,102- расход очищаемого воздуха;

Начальное пылесодержание воздуха Сн=0,9 мг/м3(из задания);

Коэффициент очистки з = 0,88;

Принимают к установке фильтр ФР5А.

Находим удельную воздушную нагрузку фильтра Lф по формуле:

, м3/ч, (5.11)

где L- расход воздуха, м3/ч;

Fф- площадь фильтрующего материала секции фильтра (таблица 4.17, /2/), м2, Fф= 3 м2;

м3/ч.

Начальное сопротивление фильтра:

, Па, (5.12)

где ДРн.max=50Па - начальное максимальное сопротивление фильтра ФР5А;

Lф.max=4000 м3/(м2·ч) - удельная максимальная воздушная нагрузка ФРНК ПГ.

.

Вычисляем конечное сопротивление фильтра ДРк, Па:

, (5.13)

где - превышение сопротивлении фильтра над начальным для материала ФРНК ПГ равен 250Па;

Па.

Находим продолжительность работы фильтра до регенерации или замены фильтрующего материала:

(5.14)

где - конечная пылеемкость материала, г/м2, для ФРНК ПГ - =1000 г/м2;

- коэффициент очистки ФР5А - = 0,88;

- удельная воздушная нагрузка на фронтальное сечение фильтра, м3/(м2ч).

часов.

Рассчитывается число суток работы фильтра до регенерации:

(5.15)

где - число часов работы фильтра в сутки = 8 часов.

сут.

Приемная секция.

Она предназначена для забора наружного воздуха и обслуживания калориферной секции. В камере 2ПК-20 приемная секция и секция фильтра объединены в одну конструкцию.

Аэродинамическое сопротивление приемной секции:

, (5.16)

где - коэффициент местного сопротивления, для 2ПК-20 равен 10 /7, стр.132/;

=1,2м3/ч - плотность воздуха;

- условная скорость по сечению секции определяется:

, (5.17)

где L - то же, что в формуле (5.1);

- живое сечение для прохода воздуха по таблице 4.17 /7/ равно 2,5м2.

м/с.

Па.

Соединительная секция.

Применяется при отсутствии оросительной секции и предназначена для соединения вентиляционных установок с калориферными секциями и обслуживание последних. Аэродинамическое сопротивление соединительной секции рассчитывается по формуле (5.16),

где - коэффициент местного сопротивления, для 2ПК-20 равен 6,8;

- живое сечение для прохода воздуха по таблице 4.17 /7/ равно 2,5м2;

Па.

Аэродинамическое сопротивление при проходе воздуха через жалюзийные решетки воздухозаборной шахты:

(5.18)

где - коэффициент местного сопротивления решетки, /таблице 4.1, 7/, так как решетки установлены на три стороны воздухозаборной шахты, то =1,8·3=5,4;

=1,2м3/ч - плотность воздуха;

- скорость движения воздуха:

Па.

6. АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ

В системе приточной и вытяжной вентиляции с механическим побуждением применяем прямоугольные воздуховоды из тонколистовой стали. Воздуховоды применяются прямоугольные, для того чтобы не ухудшать интерьер помещения. Приточная и вытяжная шахты выполняются из кирпича.

Аэродинамический расчет систем вентиляции производится для определения потерь давления в воздуховодах на трение и в местных сопротивлениях, для определения размеров поперечного сечения воздуховодов.

Порядок аэродинамического расчета вентиляционных систем следующий:

Вычерчиваем схему системы в аксонометрической проекции.

За расчетное магистральное направление выбираем наиболее протяженное и нагруженное.

Аксонометрическую схему разбиваем на участки, начиная с удаленных участков расчетной магистрали с меньшим расходом воздуха.

Скорость движения воздуха на участках принимаем равной в соответствии с рекомендациями /2, табл.12.15/.

По известному расходу воздуха по /2, табл.12.17/ определяем диаметр воздуховодов, удельные потери давления на трение , Па/м, динамическое давление ,Па.

На каждом участке определяем сумму коэффициентов местных сопротивлений.

Рассчитываем потери давления в местных сопротивлениях для каждого участка по формуле:

(6.1)

8) Определяем потери давления на участке с учетом поправочного коэффициента шероховатости стенок воздуховода , Па.

Общие потери давления в вентиляционной сети , Па, определяют по формуле:

(6.2)

Где R - удельные потери давления на трение на расчетном участке сети, Па/м, определяемые в зависимости от скорости и расхода воздуха, диаметра воздуховодов по таблице 12.17 /2/;

l - длина участка воздуховода, м;

в - поправочный коэффициент шероховатости стенок воздуховода, принимается по таблице 12.14 /2/;

Z - потери давления в местных сопротивлениях на расчетном участке, Па;

(6.3)

где- сумма коэффициентов местных сопротивлений на расчетном участке сети воздуховодов, определяемых /8, рис.9.2, 9.3/;

с - плотность воздуха, кг/м3;

- скорость движения воздуха в воздуховоде, м/с.

9) Производим увязку потерь давления в ответвлениях с потерями давления в расчетной магистрали.

Расчет систем механической вентиляции заканчивается подбором вентиляционного агрегата по известному общему объемному расходу воздуха и найденному значению потерь давления в основном магистральном направлении (для приточных систем необходимо добавить сопротивление приточной камеры). Для систем вытяжной вентиляции с естественным побуждением расчет заканчивается соблюдением условия:

(6.4)

где- естественное располагаемое давление, Па:

, (6.5)

где сн, св - плотность воздуха соответственно наружного при температуре tн = 5оС и внутреннего при нормируемой температуре внутреннего воздуха помещения для холодного периода года, кг/м3;

h - высота от центра вытяжной решетки до устья вытяжной шахты, м;

g = 9,81 м/с2 - ускорение свободного падения.

При расчете систем вентиляции с механическим побуждением выполняется увязка потерь давления в ответвлениях с потерями давления в расчетной магистрали. При этом потери давления в ответвлениях ДPотв должны быть равны потерям давления в магистрами ДPм от дальнего участка до места присоединения расчетного ответвления:

(6.6)

Размеры воздуховодов ответвлений считаются подобранными, если относительная невязка потерь давления не превышает 10%:

(6.7)

Для уравнивания потерь давления Д Рм и Д Ротв производится либо изменение размеров сечения ответвления, либо на ответвлении устанавливается диафрагма, сопротивление ДРд, Па, которой определяется по формуле:

, Па (6.8)

а коэффициент местного сопротивления диафрагмы по формуле:

, (6.9)

где - сопротивление диафрагмы, Па;

- динамическое давление ответвления, Па.

Подбор диафрагмы для прямоугольных воздуховодов производится по таблице 12.52 /2/.

Потери давления в местных сопротивлениях на расчетных участках приведены в таблице 3.

Таблица 3 - Значение коэффициентов местных сопротивлений

Номер участка	Коэффициент местного сопротивления	Значение величины КМС о	Сумма КМС ?о
1	2	3	4
П1
1	отвод 90° решетка	0,35 2	2,65
2	решетка тройник на проход тройник на ответвление отвод 90°	2 0,3 0,8 0,35	3,45
3	4 крестовины 8 решеток 4 отвода 90°	5,2 16 1,4	22,6
4	тройник на проход тройник на ответвление	0,15 2	2,15
5	отвод 90°	0,35	0,35
6	отвод 90°	0,35	0,35
7	тройник на проход тройник на ответвление	0,3 2,2	2,5
8	тройник на проход тройник на ответвление отвод 90°	0,3 2,4 0,35	3,05
9	тройник на проход тройник на ответвление	0,32 2,5	2,82
10	тройник на ответвление тройник на проход	2,5 0,35	2,85
11	2 колена 90° тройник на ответвление тройник на проход	0,7 2,5 0,35	3,55
Ответвления П1
12	2 решетки тройник на проход тройник на ответвление отвод 90°	4 0,4 2,6 0,35	7,35
13	отвод 90°	0,35	0,35
14	2 отвода 90° 2 тройника на проход 2 тройника на ответвление 2 решетки	0,7 0,8 5,2 4	10,7
15	решетка 2 отвода 90°	2 0,7	2,7
16	решетка 2 отвода 90°	2 0,7	2,7
17	3 тройника на проход 3 тройника на ответвление 9 отводов 90° 4 решетки	1,2 7,8 3,15 8	20,15
19	решетка 2 отвода 90°	2 0,7	2,7
Воздухозаборная шахта
18	отвод 90° 11 решеток	0,35 22	22,35
В1
1	решетка	2	2
2	решетка 3 отвода 90°	2 1,05	3,05
Вытяжная шахта
3	отвод 90° вытяжная шахта зонт	0,35 1,53 0,17	2,05
ВЕ5
1	решетка отвод 90°	2 0,35	2,35

Приведем пример аэродинамического расчета участка №2 системы П1: расход на данном участке составляет: L=1111,48 мі/ч, длина - 13,08м.

По таблице 12.17 /2/, принимая ориентировочную скорость воздуха 5-8 м/с, подбираем эквивалентный диаметр воздуховода ш 225 мм. По расходу воздуха на данном участке выписываем из таблицы: удельную потерю давления на трение R=3,25 Па/м, динамическое давление на данном участке Па.

По таблице 12.14 /2/ принимаем поправочный коэффициент шероховатости стенок воздуховода в=1,49. Затем находим потери на трение на данном участке путем перемножения Па. Общий КМС на данном участке получаем путем суммирования всех КМС на этом участке, а именно: решетки и тройника на проход, тройника на ответвление и отвода 90°.

Потери давления в местных сопротивлениях на расчетном участке, Z,Па, определяем по формуле (6.3):

Па.

Общие потери давления в вентиляционной сети , Па, определяют по формуле (6.2).

Па.

Аналогично производится расчет для остальных участков данной системы. Результаты данных расчетов сводим в таблице.

Номер участка	Параметры участка	Абсолютная шероховатость КЭ, мм	Поправочный коэффициент на шероховатость, в	Потери на трения на участке R l в, Па	Общий КМС участка ?ж	Динамическое давление на участке PД, Па	Потери давления в местных сопротивлениях Z, Па	Общие потери давления на участке R l в + Z, Па
	Расход воздуха на участке L, м3/ч	Длина участка l, м	Размеры участка АхВ, мм	Эквивалентный диаметр dЭ, м	Площадь сечения FK, м2	Действительная скорость воздуха нд, м/с	Удельное сопротивление участка R, Па/м
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
Магистраль П1
1	1111,48	2,2	200	х	200	0,225	0,04	7,8	3,25	0,1	1,49	10,654	2,65	3,72	9,858	20,512
2	1111,48	13,08	200	х	200	0,225	0,04	7,8	3,25	0,1	1,49	63,34	3,45	3,72	12,834	76,174
3	7111,48	9,35	400	х	800	0,63	0,312	6,4	0,62	0,1	1,45	8,406	22,6	2,51	56,726	65,132
4	9454,922	4,48	400	х	1000	0,71	0,396	6,7	0,58	0,1	1,46	3,794	2,15	2,75	5,913	9,707
5	9454,922	7,45	800	х	800	0,9	0,635	4,2	0,18	4	1,87	2,508	0,35	1,08	0,378	2,886
6	9454,922	4,83	400	х	1000	0,71	0,396	6,7	0,58	0,1	1,46	4,09	0,35	2,75	0,963	5,053
7	9907,106	2,4	400	х	1000	0,71	0,396	7	0,63	0,1	1,47	2,223	2,5	3	7,5	9,723
8	10673,768	3,27	400	х	1000	0,71	0,396	7,5	0,72	0,1	1,48	3,485	3,05	3,44	10,492	13,977
9	10775,556	1,72	400	х	1000	0,71	0,396	7,6	0,74	0,1	1,48	1,884	2,82	3,53	9,955	11,839
10	10877,344	5,15	400	х	1000	0,71	0,396	7,7	0,76	0,1	1,48	5,793	2,85	3,63	10,346	16,139
11	14618,102	10,2	800	х	800	0,9	0,635	6,4	0,4	0,1	1,45	5,916	3,55	2,51	8,911	14,827
																245,969
Ответвления П1
12	2343,442	2,6	200	х	500	0,355	0,099	6,6	1,35	0,1	1,46	5,125	7,35	2,66	19,551	24,676
13	226,092	14,59	100	х	150	0,11	0,0095	6,7	6	0,1	1,46	127,808	0,35	2,75	0,963	128,771
14	452,184	13,77	100	х	200	0,16	0,02	6,3	3,35	0,1	1,45	66,888	10,7	2,43	26,001	92,889
15	101,788	8,4	100	х	150	0,1	0,0079	5	3,95	0,1	1,41	46,784	2,7	1,53	4,131	50,915
16	101,788	8,4	100	х	150	0,1	0,0079	5	3,95	0,1	1,41	46,784	2,7	1,53	4,131	50,915
17	3740,748	13,77	400	х	400	0,45	0,159	6,6	1	0,1	1,46	20,104	20,15	2,66	53,599	73,703
19	766,662	12,68	150	х	250	0,2	0,0314	6,8	2,92	0,1	1,47	54,428	2,7	2,83	7,641	62,069
Воздухозаборная шахта
18	14618,102	4,95	500	х	2000	1,12	0,985	4,2	0,14	4	1,87	1,296	22,35	1,08	24,138	25,434
Магистраль В1
1	152,667	2,8	100	х	150	0,1	0,0079	5,4	4,55	0,1	1,43	18,218	2	1,78	3,56	21,778
2	305,334	12,9	100	х	200	0,125	0,0123	7	5,55	0,1	1,47	105,245	3,05	3	9,15	114,395
	136,173
Вытяжная шахта
3	305,334	4	100	х	200	0,16	0,02	4,3	1,66	4	1,89	12,55	2,05	1,13	2,317	14,867
ВЕ7
	75,36	0,8	100	х	150	0,1	0,0079	2,3	0,86	0,1	1,27	0,874	2,35	0,324	0,761	1,635

Произведем увязку ответвлений приточной системы П1:

Увяжем участок 4 с участком 12:

>10%,

Следовательно, необходимо установить диафрагму с сопротивлением:

Па

Коэффициент местного сопротивления диафрагмы:

.

По таблице 12.52 /2/ при размерах воздуховода 200500мм размеры отверстия диафрагмы 134336мм. Диафрагма устанавливается на участке 4.

Увяжем участок 7 с участками 13 и 14:

>10%,

Следовательно, необходимо установить диафрагму с сопротивлением:

Па.

Коэффициент местного сопротивления диафрагмы:

.

По таблице 12.52 /2/ при размере воздуховода 4001000мм размеры отверстия диафрагмы 198496 мм. Диафрагма устанавливается на участке 7.

Увяжем участок 8 с участком 19:

>10%,

Следовательно, необходимо установить диафрагму с сопротивлением:

Па

Коэффициент местного сопротивления диафрагмы:

.

По таблице 12.52 /2/ при размерах воздуховода 4001000мм размеры отверстия диафрагмы 228570мм. Диафрагма устанавливается на участке 8.

Увяжем участок 9 с участком 15:

>10%,

Следовательно, необходимо установить диафрагму с сопротивлением:

Па

Коэффициент местного сопротивления диафрагмы:

.

По таблице 12.52 /2/ при размерах воздуховода 4001000мм размеры отверстия диафрагмы 238596мм. Диафрагма устанавливается на участке 9.

Увяжем участок 10 с участком 16:

>10%,

Следовательно, необходимо установить диафрагму с сопротивлением:

Па

Коэффициент местного сопротивления диафрагмы:

.

По таблице 12.52 /2/ при размерах воздуховода 4001000мм размеры отверстия диафрагмы 245614мм. Диафрагма устанавливается на участке 10.

Увяжем участок 11 с участком 17:

>10%,

Следовательно, необходимо установить диафрагму с сопротивлением:

Па

Коэффициент местного сопротивления диафрагмы:

.

По таблице 12.52 /2/ при размерах воздуховода 800800мм размеры отверстия диафрагмы 412412мм. Диафрагма устанавливается на участке 11.

7. ПОДБОР ВЕНТИЛЯТОРА

Вентиляторы являются побудителями движения воздуха в системах вентиляции. Подбор вентилятора производим по расходу воздуха, перемещаемого системой вентиляции L, м3/ч, и потери давления в системе Pобщ, Па по сводному графику для подбора вентиляторов.

Расход перемещаемого вентилятором воздуха Lв, м3/ч, находят по формуле:

, (7.1)

где L- расход воздуха в системе, м3/ч.

Потери давления в системе вентиляции для приточных систем определяются по формуле:

, (7.2)

где - потери давления в калорифере, приемной секции, соединительной секции, фильтре, шумоглушителе, Па;

- потери давления на магистральном направлении системы вентиляции, Па.

Полное давление вентилятора, Рв, Па составит

, (7.3)

где - то же, что в формуле (7.2).

Таким образом, для приточной системы:

, (7.4)

где = 245,969Па - потери давления в магистрали по таблице 5;

=43,398 Па - потери давления в калорифере;

=15,824 Па - потери давления в приемной секции;

=44,8 Па - потери давления в соединительной секции;

=317,226 Па - потери давления в фильтре;

=50 Па - потери давления в шумоглушителе, Па;

= 25,434 Па - потери давления в воздухозаборной шахте.

245,969+43,398+15,824+44,8+317,226+50+25,434=742,651 Па;

742,651·1,1=816,916Па;

1,1·14618,102=16079,912 м3/ч.

По рисунку 1.1 /2/ выбираем вентилятор Ц4-70 №8 шестого исполнения обозначение А8-4 и характеристику в таблице I.5/2/.

Мощность N, кВт, на валу электродвигателя, которым комплектуется вентилятор, определяют по формуле:

(7.4)

где Lв- секундный расход воздуха, м3/с;

зв- коэффициент полезного действия вентилятора (определяется по сводному графику для подбора вентилятора рисунок I.19 /2/);зв= 0,67.

зп- коэффициент полезного действия передачи, при насадке рабочего колеса на вал электродвигателя по /2/ зп=0,96.

кВт.

Установочная мощность электродвигателя:

(7.5)

- коэффициент запаса мощности табл.13,4/2/.

кВт.

По полученным данным по рис. I.1 /2/ выбираем вентилятор Ц4-70 №8 шестого исполнения для приточной системы П1 обозначение А8-4 с электродвигателем типа А02-52-6 с мощностью электродвигателя Nу=7,5 кВт, n=970 об/мин., масса 599 кг.

Для системы В1:

Рвыт=136,173Па; Lвыт=305,334 м3/ч.

136,173·1,1=149,79 Па;

305,334·1,1=335,867 м3/ч.

По рисунку I.1 /2/ выбираем вентилятор Ц4-70 №2,5 первого исполнения обозначение А2,5095-1 и характеристику в таблице I.1/2/.

зв= 0,72, зп=0,95; .

кВт.

кВт.

По полученным данным выбираем вентилятор Ц4-70№2,5 первого исполнения для вытяжной системы В1 обозначение А2,5095-1 с электродвигателем типа А0Л11-4 с мощностью электродвигателя Nу=0,12 кВт, n=1400 об/мин, масса 27 кг.

8. ПОДБОР ДЕФЛЕКТОРОВ, ЗОНТОВ И КРЫШНЫХ ВЕНТИЛЯТОРОВ

воздухообмен помещение дефлектор

В данном курсовом проекте с помощью дефлектора осуществляется вытяжка в зрительном зале. Подбираем дефлектор по площади живого сечения, :

(8.1)

где - общий расход удаляемого дефлектором воздуха;

- скорость воздуха в шахте /5,табл. 4.3/.

По /4, табл. 3.27/ принимаем дефлектор типа Т24 с площадью живого сечения .

Общая масса дефлектора 199,6кг.

Зонт предназначен для установки над вентиляционной вытяжной шахтой. Тип зонта устанавливаем в зависимости от площади сечения вытяжной шахты.

В помещениях с механической вытяжкой В1 шахта размером 100х200мм устанавливаем зонт круглого сечения T1 /4, табл. III.24/ с площадью живого сечения 0,0314м2 (D1=200 мм, D2 =350 мм, Н=80 мм, Н1=60 мм, масса 2,1кг).

9. РАСЧЕТ ШУМОГЛУШИТЕЛЯ

Для снижения шума в вентилируемых помещениях применяем пластинчатый шумоглушитель. Расчет производим для помещения, в которое выходит вентиляционное отверстие, находящееся на наименьшем расстоянии от вентилятора. В моем случае - это помещение №104 (игровая площадка).

Рисунок 1 - Схема расчетного фрагмента вентиляционной системы

Расчет производим в программе Exel. Исходные данные и результаты расчета представляем ввиде таблиц.

Расчет пластинчатого шумоглушителя
Галанов Алексей Анатольевич	07 ТВ-1

Таблица 4 - Исходные данные для расчета пластинчатого шумоглушителя

Исходные данные для расчета (125 Гц).	для 250 Гц
Производительность, м3/с	Q	0,63	0,63
Полное давление, Па	р	3007	3007
Номер предельного спектра	ПС	25	25
Критерий шумности, дБ	L'	44	35
Поправка на режим работы вентилятора в зависимости от КПД вентилятора, дБ	?	-12	-12
Поправка, дБ	?L1	4	7
Поправка, дБ	?L2	2	0
Снижение уровня звуковой мощности в жалюзийной решетке, дБ	Lреш	10	4
Общее число принимаемых в расчет источников шума(число решеток в помещении)	r	5	5

Элементы вентиляционной сети
Прямые участки воздуховодов
Число расчетных участков прямых участков воздуховодов	n	4
Сечение воздуховода (прямоугольное - 1; круглое - 2)	2
	№ уч.	1	2	3	4
Длины участков, м	li	1,5	6,9	1,29	5
Гидравлический диаметр участков, мм	di	315	315	250	125
Повороты воздуховодов
Поворот (плавный - 1, прямоугольный - 2)		1	2	2
Число поворотов	m	3
	№ пов.	1	2	3
Ширина поворота, мм	hj	315	125	125
Разветвления воздуховодов (тройники)
Число узлов разветвлений	k	1
	№ разв.	1
Диаметр магистрального участка i-го узла, мм	dмk	315
Диаметр главного ответвления i-го узла, мм	dгоk	250
Диаметр дополнительного ответвления i-го узла, мм	dдоk	110

Таблица 5 - Результаты расчета пластинчатого шумоглушителя

Производительность, м3/с	Q	0,63
Полное давление, Па	р	3007
Размеры глушителя (для октавы 125 Гц)
Требуемая величина заглушения шумоглушителем, дБ	Lтр	49,69
Длина, м	l	4
Толщина пластин, мм	В	800
Расстояние между пластинами, мм	А	250
Площадь сечения глушителя для прохода воздуха, м2	Fсв	0,16
Габаритная площадь сечения глушителя, м2	Fгаб	0,63
Аэродинамическое сопротивление шумоглушителя, Па	?ргл	52,5
Величина заглушения, дБ	L	49,7
Размеры глушителя (для октавы 250 Гц)
Требуемая величина заглушения шумоглушителем, дБ	Lтр	59,69
Длина, м	l	4
Толщина пластин, мм	В	800
Расстояние между пластинами, мм	А	250
Площадь сечения глушителя для прохода воздуха, м2	Fсв	0,16
Габаритная площадь сечения глушителя, м2	Fгаб	0,63
Аэродинамическое сопротивление шумоглушителя, Па	?ргл	51,7
Величина заглушения, дБ	L	59,69

Высота глушителя , м:

(9.1)

где - расстояние между пластинами, м;

Ширина глушителя , м:

(9.2)

где и - соответственно ширина и высота глушителя, м;

Суммарная площадь сечения заглушающих пластин,м2:

м, (9.3)

Количество пластин в шумоглушителе , шт:

шт. (9.4)

Принимаем к установке одну пластину толщиной 800 мм. Разбиваем её на две, имеющих толщину 400 мм и устанавливаем их у наружных стенок глушителя.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. СНБ 4.02.01-03 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха».

2. Внутренние санитарно- технические устройства. В 2-х ч. Под ред. И.Г. Староверова. Изд.3-е.Ч. 2. Вентиляция и кондиционирование воздуха. М., Стройиздат, 1978. 509 с. (Справочник проектировщика). Авт.: В.Н. Богословский, И.А. Шепелев, В.М. Эльтерман и др.

3. Внутренние санитарно-технические устройства. В 3-ч. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Кн.1 / В.Н. Богословский, А.И. Пирумов, В.Н. Посохин и др. Под ред. Н.Н. Павлова и Ю.И. Шиллера. -4-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1992 - 319 с.

4. Монтаж вентиляционных систем / Под ред. И.Г. Староверова. Изд. 3-е перераб. и доп. М.: Стройиздат, 1978. - 591 с.

5. Методические указания к выполнению курсового проекта «Вентиляция общественных зданий» по курсу «Вентиляция» для студентов специальности Т 19.05. Новополоцк, 1994. Составитель: Т.И. Королева.

6. ГОСТ 21.602-79 Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Рабочие чертежи. 32 с.

7. Сазонов Э.В. Вентиляция общественных зданий: Учебное пособие. - Воронеж: Изд-во ВГУ, 1991. - 188 с.

8. Проектирование промышленной вентиляции: справочник. Торговников Б.М. и др.- Киев: Будивельник, 1983. - 256 с.

Размещено на Allbest.ru