Методические указания к выполнению курсового проекта «вентиляция общественного здания»

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ

КУРСОВОГО ПРОЕКТА

«ВЕНТИЛЯЦИЯ ОБЩЕСТВЕННОГО ЗДАНИЯ»

1. ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

Курсовой проект по вентиляции общественного здания предназначен для закрепления теоретических знаний по курсу «Вентиляция».

Курсовой проект включает в себя пояснительную записку и графическую часть, которые должны выполняться в соответствии с действующими нормами и техническими условиями на проектирование, монтаж и эксплуатацию систем вентиляции.

Используя справочную литературу и настоящие указания, студент должен самостоятельно принять технические решения и выполнить соответствующие расчеты. Принятые решения должны иметь технико-экономическое обоснование.

Данный курсовой проект следует выполнять, применяя единицы системы СИ.

Графическая часть проекта выполняется в соответствии с требованиями ГОСТ 21.602-79 «СПДС. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Рабочие чертежи», ГОСТ 21.101-93 «Основные требования к рабочей документации» и содержит:

1. План подвала (технического подполья); планы первого, последнего и типового этажей; план чердака или технического этажа (для бесчердачных зданий план кровли) с размещением на каждом плане вентиляционных каналов, воздуховодов и оборудования вентиляционных систем;

2. Характерный разрез здания с нанесением элементов систем вентиляции;

3. Схемы систем вентиляции в аксонометрической проекции;

4. Детали отдельных элементов систем вентиляции (по указанию руководителя);

Графическая часть выполняется, как правило, в масштабе 1:100, чертежи отдельных узлов и деталей в масштабе 1:20 или 1:10.

Текстовой материал курсового проекта представляется в виде расчетно-пояснительной (в дальнейшем пояснительной) записки.

Пояснительная записка должна включать в указанной ниже последовательности:

  • титульный лист;

  • задание на курсовой проект;

  • содержание (оглавление);

  • общую часть;

  • основные разделы, предусмотренные заданием;

  • список использованных литературных источников;

  • приложения.

При оформлении пояснительной записки необходимо руководствоваться требованиями ГОСТ 21.101-93 «Основные требования к рабочей документации».

В разделе «Общая часть» приводятся:

  • краткое описание здания (назначение помещений, число этажей, характеристика основных конструкций, наличие подвала и чердака, строительный объем);

  • краткая характеристика запроектированных устройств (вид систем вентиляции, тип воздухораспределителей, источник теплоснабжения);

  • климатологические данные местности строительства (расчетные температуры, энтальпии и скорость ветра для трех периодов года);

  • метеорологические условия в помещениях (расчетные температуры и относительная влажность воздуха).

В разделе «Вентиляция здания» следует осуществить:

  • выявление тепло-, влаго- и газовыделений в помещениях, указанных руководителем;

  • расчет воздухообменов по вредностям, кратностям и санитарным нормам;

  • определение количества и размеров вертикальных каналов, жалюзийных решеток и воздухораспределителей по помещениям;

  • подбор и расчет вентиляционного оборудования (приточных камер, фильтров, калориферов);

  • аэродинамический расчет воздуховодов вентиляционных систем;

  • подбор вентиляторов и дефлекторов;

  • акустический расчет и подбор шумоглушителя с применением ЭВМ;

  • описание мероприятий по экономии тепловой и электрической энергии в системах вентиляции.

2. ВОЗДУХООБМЕН В ПОМЕЩЕНИИ. ВЫБОР РАСЧЕТНОГО ВОЗДУХООБМЕНА

Воздухообмен в помещениях

, м3/ч, определяются отдельно для теплого и холодного периодов года и переходных условий при плотности приточного и удаляемого воздуха 1,2 кг/м3 по следующим формулам

а) по избыткам явной теплоты

; (1)

б) по избыткам полной теплоты

; (2)

в) по избыткам влаги (водяного пара)

; (3)

В помещениях с избыточной влагой (театрах, столовых, банях, прачечных и др.) необходимо делать проверку достаточности воздухообмена для предупреждения образования конденсата на внутренней поверхности наружных ограждений при расчетных параметрах Б наружного воздуха в холодный период года;

г) по массе выделяющихся вредных или взрывоопасных веществ

. (4)

Если в помещениях выделяется одновременно несколько вредных веществ, обладающих эффектом суммации действия, необходимо определять воздухообмен суммируя расходы воздуха, рассчитанные по каждому из этих веществ;

д) по нормируемой кратности воздухообмена

; (5)

е) по нормируемому удельному расходу приточного воздуха

; (6)

, (7)

где

– расход воздуха, удаляемого из обслуживаемой или рабочей зоны помещения системами местных отсосов, и на технологические нужды, м3/ч;

– избыточный явный и полный тепловой потоки в помещение, Вт;

– теплоемкость воздуха, равная 1,2 кДж/(м3·°С);

– температура воздуха в обслуживаемой или рабочей зоне помещения, удаляемого системами местных отсосов, и на технологические нужды, °С;

– температура воздуха, удаляемого из помещения за пределами обслуживаемой или рабочей зоны, °С;

– температура воздуха, подаваемого в помещение, °С;

– избытки влаги в помещении, г/ч;

– влагосодержание воздуха, удаляемого из обслуживаемой или рабочей зоны помещения системами местных отсосов, и на технологические нужды, г/кг;

– влагосодержание воздуха, удаляемого из помещения за пределами обслуживаемой или рабочей зоны, г/кг;

– влагосодержание воздуха, подаваемого в помещение, г/кг;

– удельная энтальпия воздуха, удаляемого из обслуживаемой или рабочей зоны помещения системами местных отсосов, и на технологические нужды, кДж/кг;

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

– удельная энтальпия воздуха, подаваемого в помещение, кДж/кг;

– расход каждого из вредных или взрывоопасных веществ, поступающих в воздух помещения, мг/ч;

– концентрация вредного или взрывоопасного вещества в воздухе, удаляемом соответственно из обслуживаемой или рабочей зоны помещения и за ее пределами, мг/м3;

– концентрация вредного или взрывоопасного вещества в воздухе, подаваемом в помещение, мг/м3;

– объем помещения, м3; для помещений высотой 6 м и более следует принимать Vp = 6A;

– площадь помещения, м2;

– количество человек (посетителей), рабочих мест, единиц оборудования;

– нормируемая кратность воздухообмена, ч–1;

– нормируемый расход приточного воздуха на 1 м2 пола помещения, м3/(ч·м2);

– нормируемый удельный расход приточного воздуха на 1 чел., м3/ч, на одно рабочее место, на одного посетителя или единицу оборудования.

За расчетное значение воздухообмена следует принять большую из величин, полученных по формулам (1) – (7).

В том случае, когда отсутствуют в данном помещении местные отсосы, т.е.

, формулы для расчета воздухообмена (1) – (5) значительно упрощаются:

а) по избыткам явной теплоты

; (8)

б) по избыткам полной теплоты

; (9)

в) по избыткам влаги (водяного пара)

; (10)

г) по массе выделяющихся вредных или взрывоопасных веществ

, (11)

где

– избытки углекислого газа в помещении, л/ч, определяется по таблице 1 и умножается на количество людей;

– содержание СО2 в воздухе, удаляемом из помещения, л/м3; (

– представляет собой предельно-допустимую концентрацию (ПДК) СО2 в воздухе помещения), табл.2;

– содержание СО2 в приточном воздухе, л/м3, (табл.2).

Таблица 1

Выделения человеком (мужчиной) углекислого газа СО2

, г/ч, влаги W г/ч, явной и полной теплоты

,

, Вт

Для женщин в расчетах вводится коэффициент k = 0,85, для детей – k = 0,75 на все выделения.

Таблица 2

Содержание СО2 во внутреннем

и наружном воздухе

Продолжение таблицы 2

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

(12)

где

– температура внутреннего воздуха в рабочей зоне, С;

– градиент температур, выбирают по таблице 3 в зависимости от удельных избытков явной теплоты в помещении

, Вт/м3;

– высота помещения, м;

– высота рабочей зоны в помещении:

= 2 м (люди стоят),

= 1,5 м (для дошкольных учреждений и для помещений, в которых люди работают сидя).

Таблица 3

Градиент температур

Нормируемую температуру

и относительную влажность

воздуха в обслуживаемой зоне жилых, общественных и административно-бытовых помещений принимают по табл.2 [2]. По этим значениям на I-d диаграмме строится точка В, характеризующая параметры воздуха в рабочей (обслуживаемой зоне помещения).

Температура приточного воздуха

, зависящая от периода года, способа подачи, температуры воздуха в рабочей зоне, устанавливается расчетом приточных струй. В случае ассимиляции избытков теплоты в помещении минимальная температура приточной струи

на входе в рабочую зону в холодный период года определяется по формуле

, (13)

где

– допустимое отклонение температуры струи от нормируемой температуры в рабочей зоне при ассимиляции избытков теплоты, для жилых, общественных и административно-бытовых помещений. Принимаются такие допустимые значения:

при подаче воздуха на высоте до 2м от пола;

при подаче воздуха от 2 до 3 м;

при подаче воздуха в выше 3 м.

В теплый период года параметры приточного воздуха принимаются равными параметрам наружного воздуха.

Параметры наружного воздуха (температура и энтальпия) определяются в соответствии с указаниями п.5.14 [1] по приложению Е [1]: для холодного периода года – параметры Б, для теплого периода – параметры А. По принятым параметрам наружного воздуха на I-d диаграмме строится точка Н, характеризующая наружный воздух.

Точка П, характеризующая параметры приточного воздуха в холодный период года, будет находиться в месте пересечения линий

и

. Для этой точки находим значение энтальпии

и влагосодержания

.

Точка У, характеризующая параметры удаляемого воздуха, строится на I-d диаграмме на пересечении линий

и

, и для полученной точки определяются значения энтальпии

и влагосодержания

.

Избытки или недостатки явной и полной теплоты в помещении, Вт, определяются по формуле

, (14)

где

— теплопоступления от людей; определяемые по формуле

, (15)

где

(

) – выделения явной (полной) теплоты одним человеком (мужчиной), Вт, определяемые в зависимости от температуры помещения по табл.1;

N – число людей в помещении;

– коэффициент снижения выделений.

– тепловыделения от оборудования, Вт (от одной плиты, установленной в кухне общественного здания, ориентировочно принимать равным

= 3000 Вт; от тепловыделяющего оборудования прачечных

= 2000 Вт);

– теплопоступления от осветительных приборов, Вт, рассчитываются в зависимости от мощности осветительных установок

(принимается из задания), кВт, и доли теплоты, поступающей в помещение

, (16)

Значение

для люминесцентных светильников принимают 0,4 – 0,7 и ламп накаливания 0,8 – 0,9.

– теплопоступления от солнечной радиации, значение которого приводится в задании (учитывается в теплый период года);

– потери теплоты помещением, Вт, определяются по удельной тепловой характеристике здания

, Вт/м3 оС, значения которой приведены в таблице 3.1 [3] (учитывается в холодный период года).

, (17)

где

— объем здания по наружному обмеру, м3;

— температура внутреннего воздуха (табл. 2.2 [2]);

— температура наружного воздуха по параметрам Б;

— поправочный коэффициент на наружную температуру:

Выделение влаги в помещении одним человеком определяется по таблице 1. Поступление влаги от оборудования прачечных принимать ориентировочно 1 кг/ч, влаговыделения от варочных котлов по таблице 3.7 [3].

Воздухообмен заданных помещений, рассчитанный по формулам (8)-(11) не должен быть меньше минимального количества наружного воздуха, определенного нормами приложение Ф [1]: где люди находятся кратковременно (зрительные залы, магазины и т.д.) минимальная санитарная норма наружного воздуха на одного человека составляет

= 20 м3/ч; для остальных помещений общественных и административных зданий

= 60 м3/ч.

За расчетный воздухообмен для каждого периода года принимается наибольший из определенных по теплоизбыткам, влаговыделениям, газовыделениям или минимальной санитарной норме.

Величины воздухообменов помещений, рассчитанных по избыткам вредностей для теплого и холодного периодов года, заносятся в таблицу 4.

Величины воздухообменов остальных помещений, рассчитанных по коэффициентам кратности воздухообменов или нормируемому расходу приточного воздуха, заносятся в таблицу 6. Если суммарные воздухообмены по притоку и вытяжке для одного этажа не совпадают, количество воздуха, необходимого для полного баланса на этаже подается или удаляется из общего коридора. Исключение составляют жилые здания, вытяжка из помещений которых по существующим нормам компенсируется естественным притоком через окна. В помещениях с постоянным пребыванием людей суммарный по этажу объем приточного воздуха должен превышать вытяжку приблизительно на 10 %.

Таблица 4

Величина воздухообменов расчетных помещений

3. ОРГАНИЗАЦИЯ ВОЗДУХООБМЕНА В ПОМЕЩЕНИЯХ. РАСЧЕТ КОЛИЧЕСТВА И РАЗМЕЩЕНИЕ ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ КАНАЛОВ И ВОЗДУХОВОДОВ НА ПЛАНАХ ЗДАНИЯ

Для создания воздушной среды в помещениях общественного здания, удовлетворяющей санитарным нормам, используют приточно-вытяжные системы вентиляции. Вентиляция помещений общественных зданий может быть естественной и механической, причем воздухообмен помещений может организовываться естественным и механическим притоком, естественной и механической вытяжкой.

Допустимые и требуемые виды вентиляции в зданиях и помещениях различного назначения приведены в разделе 7 [1], разделе 2.2 [3].

Эффективность приточно-вытяжной общеобменной вентиляции в значительной степени зависит от способа и равномерности раздачи приточного воздуха в помещении и удаления отработанного. Наилучшим вариантом организации воздухообмена является такой, при котором в помещении нет застойных зон. Это достигается равномерным размещением в помещении раздельно приточных и вытяжных каналов в противоположных стенах. При необходимости размещения этих каналов в плоскости одной стены желательно проектировать их на максимально возможном расстоянии друг от друга. В общественных и гражданских зданиях приточные и вытяжные решетки располагаются в верхней зоне помещений на расстоянии 0,2-0,5 м от верха решетки до потолка.

При наличии в помещении внутренних капитальных стен вентиляционные вертикальные каналы следует размещать в них. Во внутренних кирпичных стенах каналы принимают кратными полкирпича с размерами 140×140, 140×270 мм и т.д. табл.22.7 [4]; табл. 12.7 [5]. Соотношение размеров сторон сечения канала должно быть не более а:b = 1:3.

Приставные вентиляционные каналы в помещениях, не имеющих внутренних капитальных стен, могут выполняться из плит шлакогипсовых, шлакобетонных, пеноглинистых и пеностеклянных, а также из других материалов. Металлические горизонтальные каналы-короба используются для соединения нескольких решеток с одним вертикальным каналом.

Размеры поперечных сечений воздуховодов из различных материалов принимают по табл.22.3-22.10 [4]; табл. 12.2-12.12 [5]. В крупнопанельных зданиях, возводимых индустриальным методом, вентиляционные каналы круглой формы в поперечном сечении предусматриваются в специальных однорядных или двухрядных вентиляционных панелях.

Следует иметь в виду, что приставные каналы в помещениях с влажностью более 60 % выполняются из шлакобетонных плит толщиной 40 мм или из других влагостойких материалов. В мокрых помещениях (бани, прачечные) приставные каналы делают из тонколистовой оцинкованной стали.

При размещении приставного канала у наружной стены необходимо оставлять воздушный зазор не менее 50 мм. Приставные каналы требуют пробивки отверстий в междуэтажных перекрытиях, что нежелательно. Поэтому такие каналы следует применять в тех случаях, когда нет толстых внутренних капитальных стен и нет возможности переброса воздуха горизонтальными коробами через соседние помещения в каналы ближайших капитальных стен. При размещении вентиляционных каналов на планах необходимо соблюдать следующие требования:

1. Минимальное расстояние между одноименными каналами в кирпичной стене может быть равным 140 мм (½ кирпича), между разноименными каналами – 270 мм (1 кирпич), между каналом и дверным проемом 410 мм (1½ кирпича). Минимальная толщина стенки канала – 140 мм (½ кирпича).

2. Каналы не размещаются в местах пересечения капитальных стен.

Вытяжные каналы из отдельных помещений выводятся на чердак или на кровлю (приточные – в подвал) самостоятельно без отступлений в плане, т.е. вертикальный канал имеет решетку только в том помещении, для которого он предназначен, а на планах остальных этажей показывается транзитным. Таким образом, один вертикальный канал может обслуживать только одно помещение.

При расчете размеров каналов учитывают конструкцию стен и выбирают стандартные размеры каналов в соответствии с [4] таблица 22.4-22.10; [5] табл. 12.2-12.12, а размеры поперечного сечения металлических воздуховодов по приложению Ц [1] или табл. 22.1-22.3 [4] или главе 25 [6] и определяют площадь сечения канала или воздуховода fк, м2.

Задаваясь рекомендуемой скоростью воздуха в вертикальных каналах

, м/с, по таблице 5, определяют расход воздуха через канал

, м/ч3 по формуле

. (18)

Тогда, необходимое для одного помещения количество вентиляционных каналов будет

, (19)

где

– количество воздуха (приточного или удаляемого) в рассматриваемом помещении, м3/ч.

В случае дробного результата округляют

до ближайшего большего числа.

Таблица 5

Рекомендуемые скорости воздуха в воздуховодах и решетках

По известному объему воздуха

, м/ч3 и принятой скорости воздуха в решетке

, м/с (таблица 5) определяют предварительно площадь жалюзийной решетки

, м2 по формуле

. (20)

По таблицам III.18 и III.19, III.23 [6] или по таблице 17.6 [4] принимают стандартную жалюзийную решетку, имеющую площадь живого сечения, близкую к полученной по формуле (20). Определяют фактическую скорость движения воздуха

, м/с с учетом размеров выбранной стандартной жалюзийной решетки по формуле

. (20)

Расчет размеров вертикальных каналов и соответствующих им решеток сводится в таблицу 6.

При заполнении таблицы 6 в графе 10 и 11 заносятся уточненные действительные значения общих площадей поперечных сечений каналов (в знаменателе), их размеров и количества (в числителе).

Таблица 6

Расчет воздухообменов, вертикальных каналов и решеток

Знак плюс в таблице означает приток, знак минус – вытяжка. В эту же таблицу заносятся размеры решеток, установленных на горизонтальных воздуховодах, в графах 8-13 в этом случае делается прочерк. Размеры сечения горизонтальных воздуховодов определяются в разделе 6 и записываются в таблицу 8.

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

При наличии подвальных помещений в здании, как правило, приточные центры (камеры) размещаются в подвале. В этом случае все вертикальные приточные каналы, нанесенные на плане подвала, объединяются магистральным воздуховодом, уточняется место расположения приточной камеры и воздухозаборной шахты.

Воздухозаборная шахта и приточная камера обычно располагаются со стороны дворового фасада. При этом, место расположения приточной камеры, как источника шума, регламентируется правилами, приведенными в главе 11 [7] или в главе 13 [5]. Например, запрещается располагать приточные камеры под классами, читальными залами, больничными палатами, комнатами отдыха и т.д.

Вентиляционные воздуховоды прокладываются под потолком подвала и выполняются из стали или шлакобетонных и шлакогипсовых плит.

В зданиях, не имеющих подвального помещения, приточные установки размещаются в технических помещениях на любом этаже или на чердаке.

Воздухозаборные жалюзийные решетки устанавливают в воздухозаборных шахтах или в стенных проемах с таким условием, чтобы низ решетки располагался на высоте не менее 2 м от уровня земли п.7.40 [1].

При расположении приточной камеры в техническом помещении на этаже транспортирование воздуха в помещения осуществляется горизонтальными металлическими воздуховодами, расположенными под потолком этажа у стыков стен и вертикальными приставными шахтами.

На плане чердака все вытяжные каналы объединяются сборными воздуховодами, которые подводят либо к вытяжной шахте (при естественной вытяжке), либо к вытяжной камере, оборудованной вентилятором (при механической вытяжке). При объединении каналов в вытяжные установки руководствуются следующим условием: радиус действия установки с естественной тягой должен быть не более 10м, а с механической – не более 30 м (расстояние от наиболее удаленного вертикального канала до центра вытяжной системы) по направлению движения воздуха. Это положение справедливо и для приточных систем. В одну вытяжную установку могут быть объединены только каналы из родственных по назначению помещений. Каналы из санузлов объединяются в самостоятельную систему.

Сборные каналы на чердаке должны быть утепленными. Поэтому их выполняют из пустотелых шлакогипсовых и шлакобетонных плит либо из пеноглинистых и пеностеклянных. Выброс воздуха производится через шахты. Наружные стенки вытяжных шахт должны утепляться во избежание конденсации водяных паров из удаляемого воздуха. Для защиты от попадания дождя, снега и мусора над шахтой устанавливается зонт или дефлектор (последний способствует усилению тяги). Вытяжные шахты выводятся выше плоской крыши не менее чем на 0,5 м, скатной крыши – в соответствии с рис. 6.9 [9].

Вытяжные камеры механической вентиляции можно располагать на чердаке, в техническом этаже или специальном помещении на одном уровне с обслуживаемыми помещениями. При незначительном сопротивлении вытяжной вентиляционной системы вытяжные камеры оборудуются осевым вентилятором, а при значительном – радиальным. При необходимости вытяжная камера может иметь очистное устройство. В зданиях с бесчердачными кровлями вытяжные каналы выводятся на кровлю и объединяются оголовками, в этом случае, каждый вертикальный канал считается отдельной системой.

5. КОМПОНОВКА ПРИТОЧНЫХ ЦЕНТРОВ

Приемные устройства для наружного воздуха приточных установок размещают на высоте не менее 2 м от уровня земля. Воздухоприемные устройства включают в себя жалюзийную решетку, установленную на стене или воздухозаборной шахте, и утепленный клапан. Для обработки и нагнетания приточного воздуха используются приточные установки и приточные вентиляционные камеры. Последние могут быть либо типовыми: 2ПК-10 ÷ 2ПК-63, с. 117 [3], КЦКП 10 ÷ 125 [7], либо произвольной конструкции.

В секциях приточных камер могут осуществляться очистка, нагрев и адиабатическое увлажнение воздуха. Фильтры для очистки воздуха от пыли размещают после приемной секции, т.е. в начале процесса обработки воздуха.

Для нагревания приточного воздуха в типовых приточных камерах используются многоходовые калориферы типа КВС-П, КВБ-П, КСк-3 и КСк-4 с обводными заслонками.

Вентиляционные приточные камеры располагаются в изолированных помещениях или в подвале. Размеры помещения, где расположена приточная камера, зависят от габаритов оборудования. Ширина проходов между оборудованием и стенами должна быть не менее 0,7 м. Высота помещения принимается не менее чем на 0,8 м больше высоты оборудования, но не менее 1,9 м.

Схема устройства приточной камеры произвольной конструкции в строительном исполнении показана рис.11.3 [7], на рис.13.3 [5]. Эти приточные камеры могут быть любой производительности по воздуху. Все составляющие их элементы (жалюзийные решетки, утепленные заслонки, фильтры, калориферы, вентиляторы) выбираются на основании предварительных расчетов, а располагаются с учетом строительных размеров помещений.

Унифицированные приточные вентиляционные установки (УПУ), стр.109 [3], используют в качестве вентиляционных и отопительно-вентиляционных агрегатов. Они комплектуются вентиляторами BЦ4-75 № 2,5-10 и ВЦ4-70 № 8 и №12,5. а также калориферами КВС-П и КВБ-П № 5-12. В приложении II [3] и на рис.8.24 [8] показаны конструкции УПУ.

6. РАСЧЕТ ОБОРУДОВАНИЯ ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ СИСТЕМ

6.1. Устройства для воздухозабора (воздухозаборные решетки и утепленные заслонки) (стр. 88 – 90 [3])

6.2. Воздушные фильтры

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

Для защиты оборудования вентиляционных камер от запыления применяют фильтры III класса эффективности.

В вентиляционной технике широко применяются сухие рулонные фильтры типа ФР-5, ФРП и ФРУ или масляные самоочищающиеся типа ФС при объеме очищаемого воздуха более 20 тыс.м3/ч.

При очистке меньших объемов воздуха (до 20 тыс.м3/ч) целесообразно применять ячейковые унифицированные фильтры типа Фя или карманные фильтры. Подбор воздушных фильтров ведется в следующем порядке:

1. Исходя из поставленных задач, выбирается класс фильтра.

2. Учитывая конструктивные особенности и производительность L, м3/ч, приточной вентиляционной установки, выбирается тип фильтра.

Для типовой приточной камеры 2ПК технические данные фильтров приведены в таблице 4.17 [3].

Технические данные фильтров типа Фя, ФРУ, ФРП приведены в таблицах соответственно 11.56, 11.57 и 11.59 [6], а фильтров типа ФР-5 и ФС в таблицах 8.40 и 8.42 [8].

3. Находится расчетная пылеёмкость фильтра П, г, по формуле

, (22)

где

– удельная пылеемкость фильтра, г/м2;

– площадь фронтального сечения фильтра, м2.

Значения

и

находят по таблицам технических данных фильтров, указанных в пункте 2 данного раздела.

4. Определяется продолжительность работы фильтра до регенерации

, час, по формуле

, (23)

где

– расход приточного воздуха, м3/ч;

– начальная запыленность наружного воздуха, мг/м3 (из задания);

– эффективность очистки воздуха в фильтре, доли единицы (по таблицам технических данных фильтров, указанных в п.2).

5. Определяется количество суток работы фильтра до регенерации

, (24)

где

– число часов работы фильтра в сутки.

6. Определяется по таблицам технических данных фильтров, указанных в п. 2, начальное

, Па, и конечное

, Па, сопротивление фильтров.

Конечное сопротивление фильтра учитывается при определении сопротивления приточной камеры.

6.3. Калориферы

В типовых приточных камерах при теплоносителе воде с рабочим давлением до 1,2 МПа применяют секции нагрева с многоходовыми стальными пластинчатыми калориферами типов КВС-П и КВБ-П и биметаллическими с накатным оребрением типа КСк.

В качестве теплоносителя в таких калориферах используется вода. При этом применяют последовательное соединение калориферов по воде. Допускается параллельное соединение рядов калориферов по воде при расположении их последовательно по ходу воздуха.

Количество калориферов выбирают в зависимости от объема нагреваемого воздуха, степени его нагревания, теплопроизводительности одного калорифера. В случае применения нескольких калориферов их могут устанавливать параллельно, при этом воздух поступает одновременно во все калориферы рис.7.2,а [9]; последовательно, когда воздух проходит через все калориферы последовательно рис.7.2,б [9], либо параллельно-последовательно рис.7.2,в [9].

Поверочный тепловой, гидравлический и аэродинамический расчеты нагревательной установки выполняют при подборе типовой приточной камеры. Поверочные расчеты включают выбор типа камеры, модели и числа калориферов, схемы их соединения между собой по воздуху и теплоносителю, определение гидравлических и аэродинамических сопротивлений выбранной установки.

Порядок расчета калориферов следующий:

1. Определяется расход теплоты, Вт, на нагрев воздуха

, (25)

где

– расход воздуха через калорифер, м3/ч;

– плотность воздуха, принимаемая по

, кг/м3;

– удельная теплоемкость воздуха,

= 1 кДж/(кг·ºС);

– конечная и начальная температура нагреваемого воздуха, оС.

  1. Определяется требуемая площадь живого сечения, м2, воздухонагревательной установки по воздуху

, (26)

где

– массовая скорость воздуха (рекомендуется принимать в пределах 6÷10 кг/(м2·с)).

3. По паспортным данным табл. 8.25 и 8.27 [8] выбирается номер и количество (установленных параллельно по ходу воздуха) калориферов, у которых суммарное значение живых сечений по воздуху

приблизительно равно требуемому

.

Одновременно находится площадь поверхности нагрева

, м2, и площадь живого сечения трубок калориферов для прохода воды (по теплоносителю)

.

Для типовых приточных камер f, F находятся по таблице 4.17 [3], а fтр по табл. 4.10 [3]

4. Уточняются массовая скорость воздуха

. (27)

5. Находится массовый расход воды, кг/ч

, (28)

где

– удельная теплоемкость воды,

= 4,19 кДж/(кг·ºС);

– температура воды на входе и выходе из калорифера, оС (по заданию).

6. Выбирается компоновка и обвязка калориферов по рис. 7.3 [9] и рис. 8.15 [8] и определяется скорость воды в трубках калориферов, м/с

, (29)

где

– число параллельных потоков теплоносителя, проходящих по калориферной установке рис. 8.15 [8].

7. Рассчитывается требуемая площадь поверхности нагрева калориферной установки, м2

, (30)

где

– коэффициент теплопередачи, Вт /(м2 оС), значения которого приведены в таблице 8.32 [8];

– средняя разность температур, оС, определяемая по формуле

. (31)

8. Сравнивается

с площадью поверхности нагрева одного калорифера

и определяется число калориферов, установленных последовательно по ходу воздуха

. (32)

Полученное значение округляется до целого числа

.

9. Находится запас площади поверхности нагрева калориферной установки

, (33)

который следует принимать 10÷20%. Если запас больше рекомендуемого, то снизить перегрев воздуха можно путем пропуска части его через обводной канал.

10. Используя значения действительной массовой скорости

, по таблице 8.32 [8] определяется аэродинамическое сопротивление калорифера

. При установке нескольких калориферов последовательно аэродинамическое сопротивление одного калорифера умножается на число калориферов в установке, Па, и принимается с запасом 10%.

11. Гидравлическое сопротивление калориферов, кПа, определяется по формуле

, (34)

или

, (35)

где

– коэффициент, учитывающий конструктивные параметры калориферов типа КСК, табл. 8.35 [8] или типа КВС и КВБ, табл. 4.11 [3];

– скорость воды в трубках калориферов, м/с.

7. РАСЧЕТ ВОЗДУХОВОДОВ СИСТЕМ ВЕНТИЛЯЦИИ

В системах вентиляции применяют воздуховоды из тонколистовой стали, шлакобетонных плит, пластических масс и других материалов в зависимости от назначения помещения и наличия в перемещаемом воздухе различных примесей. Воздуховоды применяют, как правило, круглого сечения, однако при соответствующем обосновании применяют и прямоугольные воздуховоды

Для определения размеров поперечного сечения воздуховодов и давления вентилятора, обеспечивающего расчетный расход воздуха по всем участкам вентиляционной сети, производят аэродинамический расчет сети. Общие потери давления в вентиляционной сети

, Па, определяют по формуле

, (36)

где

– удельные потери давления на трение на расчетном участке сети, Па/м, определяемые в зависимости от скорости и расхода воздуха, диаметра воздуховода по табл. 22.15 [4] , табл. 12.37 [5] или номограмме рис.9.1 [8];

– длина участка воздуховода, м;

– поправочный коэффициент шероховатости стенок воздуховода, принимается в зависимости от абсолютной шероховатости,

, мм по табл. 22.11 и 22.12 [4] или по табл. 22.13 и 12.14 [5];

– потери давления в местных сопротивлениях на расчетном участке сети, Па, определяемые по формуле

, (37)

где

– сумма коэффициентов местных сопротивлений на расчетном участке сети воздуховодов, определяемых по табл. 9.3[8], рис.9.2, 9.3 [8], табл.12.18-12.48 [5] или табл. 22.16-22.43 [4];

– скорость воздуха в воздуховоде ,м/с;

– плотность воздуха, перемещаемого по воздуховоду, кг/м3.

Аэродинамический расчет вентиляционной системы состоит из расчета участков основного магистрального направления и увязки всех остальных участков (ответвлений системы). 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 добавлять сопротивление оборудования приточной камеры). Для систем вытяжной вентиляции с естественным побуждением расчет заканчивается соблюдением условия

, (38)

где

– естественное располагаемое давление, Па

, (39)

где

– плотность воздуха соответственно наружного при температуре

= 5ºС и внутреннего при нормируемой температуре внутреннего воздуха помещения для холодного периода года, кг/м3;

– высота от центра вытяжного отверстия до устья вытяжной шахты, м;

м/с2 – ускорение свободного падения.

7.1. Порядок расчета воздуховодов систем вытяжной вентиляции с естественным побуждением

1. Вычерчивается схема системы вентиляции в аксонометрической проекции.

2. Выбирается расчетное магистральное направление. Для естественной вытяжной системы вентиляции за магистральное направление принимается наиболее протяженная магистраль с минимальным естественным давлением (через канал верхнего этажа).

3. Аксонометрическая схема разбивается на участки. Участком называется часть воздуховода с постоянными площадью и формой поперечного сечения, шероховатостью стенок, количеством проходящего воздуха. Нумерация начинается с удаленных участков расчетной магистрали (от канала верхнего этажа). Участки сети, не вошедшие в магистраль (ответвления), нумеруются после расчетной магистрали. На схеме в кружке у выносной черты проставляется номер участка, над чертой указывается диаметр или размеры поперечного сечения воздуховодов, мм, а под чертой – расход проходящего на участке воздуха L , м3/ч.

4. При заданных объемах перемещаемого по участкам воздуха принимают скорость его движения: в жалюзийных вытяжных решетках 0,5-1 м/с, в воздуховодах верхнего этажа 0,5-0,8 м/с, в воздуховодах нижнего этажа и сборных каналах 0,8-1 м/с, в вытяжной шахте 1-1,5 м/с.

5. Определяется площадь сечения воздуховодов, м2, на участках сети по объему перемещаемого воздуха и принятой скорости его движения по формуле

, (40)

где

– расчетный расход воздуха на участке, м3/ч;

– рекомендуемая скорость движения воздуха, м/с.

6. По таблице 22.1 и 22.2 [4] или 12.7 и 12.8 [5] принимаются размеры и площадь сечения

, м2, воздуховода, имеющего площадь сечения, близкую к полученной по формуле (40), уточняется скорость движения воздуха в воздуховоде по формуле

. (41)

7. Определяется эквивалентный диаметр воздуховода

, мм, на участках сети по формуле (для прямоугольных воздуховодов)

, (42)

где

– размеры сторон воздуховода, мм.

8. По фактической скорости и эквивалентному диаметру из таблицы 22.15 [4], табл.12.17 [5] или из номограммы рис. 9.1 [8] находятся удельные потери на трение

, Па/м, и потери давления на трение на участке с учетом поправочного коэффициента шероховатости стенок воздуховода

, Па.

9. Определяется сумма коэффициентов местных сопротивлений на каждом участке расчетной магистрали. На границе двух участков, разделенных тройником, коэффициент местного сопротивления следует относить к участку с меньшим расходом воздуха.

10. Определяются потери давления в местных сопротивлениях z, Па, по формуле (37) и находятся общие потери давления на участке по формуле (36). Общие потери давления в расчетной магистрали складываются из суммы потерь давления на последовательных участках от решетки верхнего этажа до выхода воздуха из шахты.

11. Определяется располагаемое естественное давление

, Па, для выбранного магистрального направления по формуле (39).

12. Сравниваются полученные общие потери давления

c располагаемым естественным давлением

, при этом должно соблюдаться условие (38). Если условие (38) не выполняется, то необходимо изменять на некоторых участках (лучше сборных) их сечение или увеличивать высоту вытяжной шахты.

13. Производится увязка потерь давления в ответвлениях с потерями давления в расчетной магистрали. При этом потери давления в ответвлении

должны быть равны потерям давления в магистрали

от дальнего участка до места присоединения расчетного ответвления

=

. (43)

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

. (44)

Для уравнивания расчетных потерь давления

и

производится либо изменение размеров поперечного сечения ответвления, либо на ответвлении устанавливается диафрагма, сопротивление

которой определяется по формуле

=

, (45)

а коэффициент местного сопротивления диафрагмы по формуле

, (46)

где

– плотность воздуха, кг/м3;

– скорость воздуха в ответвлении, где устанавливается диафрагма, м/с.

Подбор диафрагм для круглых и прямоугольных воздуховодов производится соответственно по табл. 22.48 и 22.49 [4] или табл.12.51 и 12.52 [5].

Аэродинамический расчет сети воздуховодов и увязка ответвлений записываются в таблицу 8.

Таблица 8

Аэродинамический расчет вентиляционных систем

7.2. Порядок расчета сети вытяжной вентиляции с механическим побуждением

1. Выбирается расчетное магистральное направление, имеющее наибольшую, протяженность. При равной протяженности магистралей в качестве расчетной выбирается наиболее нагруженная магистраль (имеющая больший расход и большее количество местных сопротивлений).

2. Аксонометрическая схема разбивается на участки. Нумерация участков начинается с удаленных участков расчетной магистрали.

3. При заданных объемах перемещаемого на участках воздуха принимается скорость его движения по таблице 5, табл.22.13 [4] или по табл. 12.15 [5].

4. По табл.22.15 [4], по табл. 12.17 [5] или номограмме рис.9.1 [8] по расходу воздуха и принятой скорости выбирается диаметр воздуховодов и удельные потери на трение R, Па/м, определяются потери на трение на участке

, Па.

5. Рассчитываются по формуле (37) потери давления в местных сопротивлениях для каждого участка z, Па.

6. Определяются общие потери давления на каждом участке магистрали по формуле (36) и суммарные потери давления в магистрали

, Па.

7. Производится увязка потерь давления в ответвлениях аналогично системам вентиляции с естественным побуждением по формулам (43) – (46).

Порядок расчета системы приточной механической вентиляции аналогичен расчету сети воздуховодов вытяжной вентиляции с механическим побуждением.

Результаты аэродинамического расчета с увязкой ответвлений вытяжных и приточных систем с механическим побуждением записываются в таблицу 8.

8. ПРИЕМНЫЕ И СОЕДИНИТЕЛЬНЫЕ СЕКЦИИ ТИПОВЫХ ПРИТОЧНЫХ КАМЕР 2ПК

Определяется аэродинамическое сопротивление проходу воздуха через эти секции по формуле

(47)

где

— коэффициент местного сопротивления секции, принимается в соответствии с таблицей [3];

Таблица 9

Данные для расчета приемных и соединительных секций

— плотность воздуха;

— скорость воздуха в живом сечении секции, м/с, определяется по формуле

(48)

где

— площадь живого сечения приемной и соединительной секций (таблица 9).

9. ПОДБОР ВЕНТИЛЯТОРОВ

Вентиляторы являются побудителями движения воздуха в системах вентиляции. Они различаются по конструкции (радиальные, осевые), по назначению (общего применения, крышные), по развиваемому давлению (низкого, среднего, высокого давления), по особенностям эксплуатации (общего назначения, пылевые, дутьевые) и т.д. [9].

Подбор вентиляторов производится по расходу воздуха, перемещаемого системой вентиляции

и потери давления в системе

по сводному графику для подбора радиальных вентиляторов, рис. 11.4 [6], рис.1.1 или 1.2-1.24 [5] или рис. I.1, I.2 – I.25, приложение I [4].

Расход перемещаемого вентилятором воздуха

, м/ч3, находится по формуле

, (49)

где

– расход воздуха в системе, м3/ч.

Полное давление вентилятора

, Па составляет

, (50)

где

– потери давления в системе вентиляции, Па, определяемые по формуле (36) для вытяжных систем.

В приточных системах к потерям давления в сети добавляются потери давления в оборудовании приточной камеры и шумоглушителе

. (51)

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

, (52)

где

– коэффициент полезного действия вентилятора (определяется по характеристикам вентилятора на графиках для подбора вентилятора);

– коэффициент полезного действия передачи табл. 11.3 [7], табл.13.3 [5].

Радиальные вентиляторы ВЦ 4-70 и BЦ 4-75 общего назначения низкого давления применяются для приточных и вытяжных установок. Вентиляторы ВЦ 14-46 выполняют те же функции, что и ВЦ 4-70, но при средних давлениях. Вентиляторы ВЦ 4-75 разработаны по новой аэродинамической схеме взамен вентиляторов ВЦ 4-70 и имеют более высокий к.п.д. при одних и тех же присоединительных размерах.

Вентилятор оснащается электродвигателем соответствующего типа, располагаемом на валу рабочего колеса вентилятора (исполнение 1) или вращающего вал через клиноременную передачу (исполнение 6) и устанавливается на виброизолирующее основание. Схемы положений корпусов вентиляторов правого и левого вращений указаны на рис.11.6 [7], рис.13.7 [5] и рис.11.1 [6].

Радиальные крышные вентиляторы типов КЦ 3-90 и КЦ 4-84 стр. 79 [6], стр. 151 [8] используются для общеобменной вытяжной вентиляции, можно подключать их к вытяжным воздуховодам не очень разветвленной сети. Осевые крышные вентиляторы имеют низкий к.п.д. и не могут быть рекомендованы к использованию с сетью воздуховодов.

Осевые вентиляторы типа 06-300 стр.77 [6] применяются для общеобменной приточно-вытяжной вентиляции.

10. ПОДБОР ЗОНТОВ И ДЕФЛЕКТОРОВ

Зонты предназначены для установки над вентиляционными вытяжными шахтами.

Зонты, как правило, устанавливаются: круглые – на выхлопных шахтах от вытяжных вентиляторов; прямоугольные и квадратные – на вытяжных утепленных шахтах. Тип зонта устанавливается в зависимости от площади сечения вытяжной шахты для круглых, прямоугольных и квадратных зонтов соответственно по таблицам III.24; III.25 и III.26 [6] или по таблице 2.3 [3].

Дефлекторы предназначены для усиления тяги в вытяжных шахтах. Они устанавливаются на концах шахт естественной вытяжки, а также непосредственно над вытяжными отверстиями в крышах. Тип и основные размеры дефлектора определяются по таблице III.27 [6] в зависимости от площади сечения вытяжной шахты. Методика подбора дефлектора приведена в разделе 2.1 [3].

11. ГЛУШИТЕЛИ ШУМА

Источниками аэродинамического шума в вентиляционной установке являются работающий вентилятор, а также движение воздуха в сети воздуховодов.

Для уменьшения шума и вибрации проводится ряд предупредительных мер, к которым относятся такие, как тщательная балансировка рабочего колеса вентилятора; применение вентиляторов больших размеров с меньшим числом оборотов с лопатками, загнутыми назад, и максимальным значением к.п.д.; крепление вентиляторных установок на виброосновании и присоединение вентиляторов к воздуховодам с помощью эластичных вставок; допустимые скорости движения воздуха в воздуховодах, воздухораспределительных и воздухоприемных устройствах по условиям бесшумности, соответственно не более 5 и 3 м/с и др. Однако в большинстве случаев вышеуказанных мер бывает недостаточно, и для снижения шума в вентилируемых помещениях применяются специальные шумоглушители, конструкции которых приведены на рис.8.6 [9] Пример акустического расчета приточной установки и подбора шумоглушителя приведен в главе 12 стр. 268-271 [7], на стр.343 [5].

В данном курсовом проекте расчет шумоглушителя необходимо выполнять с помощью ЭВМ согласно [10].

ЛИТЕРАТУРА

Источник

Поделиться:
Нет комментариев

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.