ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ СИСТЕМ ВЕНТИЛЯЦИИ

Транскрипт

1 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФГБОУ ВПО «МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» ИНСТИТУТ ИНЖЕНЕРНО-ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СТРОИТЕЛЬСТВА И МЕХАНИЗАЦИИ Кафедра отопления и вентиляции ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ СИСТЕМ ВЕНТИЛЯЦИИ Методические указания к выполнению курсового проекта для студентов заочного отделения специальности «Теплогазоснабжение и вентиляция» Москва

3 ПРЕДИСЛОВИЕ Методические указания к выполнению курсового проекта Проектирование и расчет систем вентиляции составлены в соответствии с программой курса «Вентиляция» для студентов, обучающихся по специальности «Теплогазоснабжение и вентиляция» (ТГВ). Данный курсовой проект является частью комплексного проекта «Отопление, вентиляция, кондиционирование воздуха и холодоснабжение гражданского здания». К началу выполнения проекта должна быть закончена курсовая работа по дисциплине «Теоретические основы создания микроклимата в помещении» и курсовой проект по дисциплине «Отопление», выполненные для этого же здания. В методических указаниях в сжатой форме систематизирован материал, необходимый для выполнения проекта, описаны его основные разделы и даны рекомендации по выполнению расчетной и графической части. Для качественного выполнения работы необходимо использовать рекомендуемую литературу и консультации преподавателей. В методических указаниях содержатся рекомендации по трассировке воздуховодов, размещению приточных и вытяжных устройств, аэродинамическому расчету вентиляционных сетей, а также компоновке оборудования приточных и вытяжных установок вентиляции и кондиционирования воздуха. Последовательность изложения материала соответствует последовательности выполнения курсового проекта. 1. СОСТАВ И ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОГО ПРОЕКТА Курсовой проект состоит из расчетной части (пояснительная записка) из страниц и графической части из 4 5 листов. Пояснительная записка включает: оглавление; исходные данные (описание объекта и климатические характеристики); описание систем вентиляции (количество, обслуживаемые помещения, производительность, материал, форма сечения и место прокладки воздуховодов, способ объединения ветвей на разных этажах и противопожарные мероприятия, приточные и вытяжные устройства и их размещение и т.д.); 3

4 расчет воздухораспределения для расчетного помещения; аэродинамический расчет одной приточной и одной вытяжной систем; подбор вентиляционного оборудования для расчетных систем: приемного блока, фильтра, воздухонагревателя, вентилятора; акустический расчет приточной системы, при необходимости подбор шумоглушителя; список литературы. Графическая часть проекта включает: планы этажей, подвала и чердака (при его наличии) с нанесенными воздуховодами, шахтами, устройствами для подачи и удаления воздуха, вентиляционными установками с указанием диаметров или размеров сечений воздуховодов, типоразмеров воздухораспределителей, привязок магистральных воздуховодов к строительным конструкциям; аксонометрические схемы двух систем (приточной и вытяжной) с обозначением расчетных участков, диаметров или размеров сечений воздуховодов, типоразмеров воздухораспределителей, отметок воздуховодов и вентиляционных решеток для забора воздуха, устья вытяжных зонтов, параметров вентиляторов; планы и разрезы приточной и вытяжной венткамер со спецификацией оборудования. Последовательность выполнения курсового проекта: 1. Расчет воздухораспределения для помещения большого объема, в котором воздухообмен определен расчетом: определение типоразмера и количества воздухораспределителей, проверка параметров воздуха на входе приточной струи в рабочую зону. 2. Конструирование систем вентиляции: объединение отдельными системами приточной и вытяжной вентиляции всех помещений здания в зависимости от их назначения, определение количества приточных и вытяжных систем; выбор материала и формы сечения воздуховодов, места прокладки воздуховодов, способа объединения ответвлений, расположенных на разных этажах, места размещения вентиляционных шахт с учетом противопожарных требований; для нерасчетных систем выбор типоразмера приточных и вытяжных устройств и размеров воздуховодов по рекомендуемым скоростям движения воздуха; нанесение устройств для подачи и удаления воздуха в помещениях (воздухораспределителей) на планы этажей и подвала, объединение их приточными и вытяжными воздуховодами, для расчетных 4

5 систем воздуховоды необходимо показать схематически в одну линию, так как размеры будут уточнены в ходе аэродинамического расчета. 3. Размещение приточных и вытяжных установок, а также воздухозаборных и вытяжных шахт на плане подвала и чердака (при его наличии); 4. Составление аксонометрических схем приточной и вытяжной систем вентиляции. 5. Аэродинамический расчет приточной и вытяжной систем вентиляции. 6. По результатам аэродинамического расчета нанесение воздуховодов и шахт для расчетных систем на планы этажей, подвала и чердака с указанием размеров на планах и на аксонометрических схемах. 7. Подбор основного оборудования для вентиляционных установок (кроме вентиляторов), обслуживающих расчетные системы, руководствуясь данными [1, 2]. 8. Предварительный подбор вентиляторов. 9. Акустический расчет приточной системы, выявление необходимости установки шумоглушителя и подбор его типоразмера, отображение его на планах и на схеме, окончательный подбор вентилятора. 10. Вычерчивание планов и разрезов приточной и вытяжной венткамер, составление спецификации вентиляционного оборудования. 2. РАСЧЕТ ВОЗДУХОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ ДЛЯ ПОМЕЩЕНИЯ БОЛЬШОГО ОБЪЕМА В помещениях большого объема и в других помещениях рекомендуется использовать способ распределения воздуха перемешивающую вентиляцию. При этом способе воздухораспределители размещают на потолке помещения (потолочные решетки, диффузоры) или на стене под потолком помещения (вентиляционные решетки). Воздух подают настилающимися или веерными струями на потолок. Расчет воздухораспределения следует выполнять для переходного периода года, определяя возможность подачи приточного воздуха без его подогрева с температурой +10 о С или, если это невозможно, для холодного периода года. Температуру приточного воздуха в холодный период года определяют из уравнения теплового баланса 5

7 где l наименьшее из двух значений: половина расстояния между соседними воздухораспределителями (т.е. половина стороны ячейки) и расстояние от воздухораспределителя до ближайшей стены; Н пом высота помещения, м; h рз высота рабочей зоны, равная 2 м, если люди в помещении стоят, и 1.5 м, если сидят; при распределении воздуха через вентиляционную решетку, размещенную на стене: x B ( H h ), (3) пом где В глубина помещения от стены до стены в направлении развития струи, м. По каталогу или приложению подбирают воздухораспределитель с ближайшим фактическим сечением f факт, м 2, и определяют фактическую скорость выпуска воздуха из воздухораспределителя v о, м/с: Lo vо. (4) 3600 f факт После этого проверяют комфортные условия: скорость на оси струи v x, м/с, в точке входа струи в рабочую зону: m vo fфакт vx ; (5) х отклонение температуры в струе от температуры рабочей зоны Δt x, о С, в этой же точке: n to fфакт tx, (6) х где Δt о разность температуры воздуха в рабочей зоне и температуры приточного воздуха, о С; Δt о = t в t п. Значение Δt о принимают для того периода года, в котором Δt о будет наибольшим (переходный или холодный); параметр n температурный коэффициент затухания для соответствующего типа воздухораспределителя, так же как и m, определяют по каталогам производителей, например, [4] или по данным [5]; х то же, что в формулах (2) или (3) для соответствующего типа воздухораспределителя. рз 7

9 3. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО КОНСТРУИРОВАНИЮ СИСТЕМ ВЕНТИЛЯЦИИ И СОСТАВЛЕНИЮ ЧЕРТЕЖЕЙ 3.1. Конструирование вентиляционных сетей В здании должно быть запроектировано несколько приточных и вытяжных систем. При конструировании систем вентиляции также следует использовать [6]. Отдельные системы предусматриваются в отдельных блоках, корпусах или других четко выраженных с архитектурно-планировочной точки зрения частях здания, например для отдельных фасадов. В отдельных помещениях большого объема со специфическим назначением, режимом эксплуатации и характером вредных выделений, например, торговых и спортивных залах, конференц-залах, обеденных залов столовых, гаражах и т.д. проектируются отдельные системы вентиляции. Производительность каждой приточной и вытяжной системы равна суммарному воздухообмену соответственно по притоку или по вытяжке для всех помещений, обслуживаемых данной системой. Воздухообмен в помещениях принимают по данным курсовой работы по дисциплине «Теоретические основы создания микроклимата в помещении». Вытяжные системы, как правило, должны обслуживать те же группы помещений, что и соответствующие приточные, за исключением отдельных загрязненных помещений (кухни, санузлы, душевые и т.д.), из которых устраивают отдельную вытяжку. В помещениях большого объема приточные потолочные воздухораспределители располагают в центре ячеек, на которые разбивается помещение, определяемое при расчете воздухораспределения. Вытяжные устройства должны размещаться вне зоны действия приточной струи в углах ячеек равномерно по помещению. В качестве вытяжных устройств можно использовать потолочные воздухораспределители или вентиляционные решетки, размещая их на потолке, или вентиляционные решетки, размещая их на противоположных стенах под потолком. На плане указывают диаметры или размеры сечения прямоугольных воздуховодов, а также типоразмеры воздухораспределителей. Воздухораспределители могут присоединяться к воздуховоду через распределительную коробку или через отвод, первое предпочтительно. Вытяжные устройства необходимо размещать на потолке вне зоны действия приточной струи в углах ячейки. Количество вытяжных устройств обычно меньше количества приточных. 9

11 Для группы рядовых помещений, объединенных общим коридором, рекомендуется так называемая коридорная раздача. В этом случае магистральный приточный и вытяжной воздуховоды прокладывают по коридору параллельно друг другу в пространстве подвесного потолка (рис.2). От них к расположенным по обе стороны помещениям подводят ответвления, заканчивающиеся приточными и вытяжными устройствами. Как правило, в этом качестве используют вентиляционные решетки. Обход ответвлениями магистралей осуществляют схематически, как показано на рис. 3. РР-1 РР-1 РР-1 РР-3 РР-1 РР-3 РР-1 РР-1 O125 O125 O160 O125 O355 O м3/ч O160 O200 O200 РР-1 РР РР РР П-3 800х400 РР П-1 O400 РР-1 РР-1 O В-2 O100 В-3 800х400 РР-1 O Рис. 2. Пример плана этажа с воздуховодами и решетками П-4 Рис. 3. Схематический разрез по коридору Если сечение воздуховода и требуемый размер вентиляционной решетки не совпадают, решетка может присоединяться через коробку. Для притока применяют решетки РР, РВ, РС-ВГ и т.д. регулируемые, с двойными (вертикальными и горизонтальными) жалюзи. Их устанавливают под потолком на расстоянии до 0,5 м, при этом создаются струи, настилающиеся на потолок. Вытяжные решетки, 11

13 петли, поскольку дым должен сначала опуститься к коллектору (прямоугольный воздуховод большого сечения), а затем опять подняться на этаж. Однако такая схема более громоздка, т.к. требуется больше места для прокладки нескольких параллельных вертикальных каналов и для самого коллектора. Рис.5. Принципиальные схемы систем вентиляции с вертикальным и горизонтальным коллектором Окончательно наносят воздуховоды и шахты для расчетных систем на планы этажей, подвала и чердака с указанием размеров после аэродинамического расчета Компоновка вентиляционных установок Компоновке приточных установок должен предшествовать подбор основного оборудования вентиляционных установок (кроме вентиляторов), обслуживающих расчетные системы. При подборе оборудования следует руководствоваться данными [1, 2]. Приточные установки, как правило, размещают в специальных помещениях (венткамерах) в подвале или на этаже в зависимости от планировки здания по заданию. Если запроектировано много систем вентиляции, может возникнуть необходимость выделения дополнительных венткамер за счет подсобных или складских помещений. Приточные установки распределяют по венткамерам так, чтобы длина магистральных воздуховодов была наименьшей, т.е. по возможности ближе к обслуживаемой группе помещений. В пределах 13

15 ПЛАН ПРИТОЧНОЙ ВЕНТКАМЕРЫ КОНДИЦИОНЕРА КЦ-М 6.5 М 1: РА ЗРЕЗ 1-1 М 1: П П1-4 П1-3 П Рис. 6. План и разрез приточной камеры: П1-1 приемный блок; П1-2 панельный фильтр; П1-3 — калорифер медно-алюминиевый ВНВ 243; П1-4 вентиляторный блок с выхлопом вверх 15

17 4. АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СИСТЕМ ВЕНТИЛЯЦИИ 4.1. Подготовка аксонометрической схемы системы вентиляции к расчету и выбор сечений воздуховодов Аэродинамический расчет механических систем вентиляции и кондиционирования воздуха проводят с целью определения диаметров или размеров прямоугольных сечений воздуховодов или каналов, нахождения потерь давления, возникающих при движении воздуха в вентиляционной сети и подбора вентилятора. Расчет проводят в следующей последовательности. 1. Составление аксонометрических схем приточной и вытяжной систем вентиляции и подготовка ее к расчету. Аксонометрическую схему системы вентиляции составляют в масштабе 1:100. На схеме показывают расходы воздуха через каждое вентиляционное устройство. Выбирают основное направление (наиболее длинное и нагруженное) для расчета: для приточных систем от наиболее удаленного воздухораспределителя с максимальным расходом воздуха через приточные воздуховоды и приточную вентиляционную установку до места забора воздуха, причем, если система обслуживает несколько этажей, этот воздухораспределитель должен располагаться на последнем этаже; для вытяжных систем от наиболее удаленного вытяжного устройства с максимальным расходом воздуха через магистрали к вытяжной установке и далее к выбросной шахте. Если система обслуживает несколько этажей и вытяжная установка находится на чердаке или кровле, основное направление намечается от воздухораспределителя на первом этаже или в подвале, если подвал тоже обслуживается данной системой, а если вытяжная установка находится в подвале от воздухораспределителя на последнем этаже. Основное направление разбивают на участки. Участок отрезок воздуховода одного размера, из одного материала с постоянным расходом воздуха. Участки нумеруют, начиная от наиболее удаленного воздухораспределителя или вытяжного устройства, последним присваивают отдельный номер или 1а. Затем для каждого участка определяют длину L, м, и расход воздуха L, м 3 /ч. Длину измеряют непосредственно по аксонометрической схеме с учетом масштаба, а 17

19 f ор L. (9) 3600 v Затем вычисляют предварительный диаметр воздуховода на участке d f 1130 op op f op op, мм, и округляют до ближайшего стандартного размера. Необходимо принимать размеры воздуховодов строго в соответствии с [5] (приведены в табл. 1). Таблица 1 Стандартные диаметры круглых воздуховодов [5] При необходимости применения прямоугольных воздуховодов размеры сторон подбирают также по ориентировочному сечению, т.е. чтобы a b f ор в соответствии с [5], с учетом того, что отноше- Основные, мм Промежуточные, мм (продолжение) Основные, мм Промежуточные, мм Номограмма для быстрого подбора диаметра приведена на рис. 9. Способ пользования номограммой показан стрелками. Промежуточные диаметры не подписаны Расход, куб.м/ч м/с м/с Диаметр, мм Рис. 9. Номограмма для подбора диаметров круглых воздуховодов

21 Можно также воспользоваться приближенной формулой: 1, 8 ф 0195, v R. (10) 1, d Ее погрешность не превышает 3 5%, что достаточно для инженерных расчетов [7]. Полные потери давления на трение для всего участка, получают умножением удельных потерь R на длину участка l, Rl, Па. Если применяют воздуховоды или каналы из других материалов, необходимо ввести поправку на шероховатость β ш по табл. 2. Она зависит от абсолютной эквивалентной шероховатости материала воздуховода К э (табл.3) и величины v ф. Таблица 2 Значения поправки β ш [5] v ф, м/с β ш при значениях К э, мм Таблица 3 Абсолютная эквивалентная шероховатость материала воздуховодов [5] Материал Сталь, винипласбастбетон Фанера Шлакоале- Шлако- Кирпич Штукатурка по сетке К э, мм Для стальных воздуховодов β ш = 1. Более подробные значения β ш можно найти в табл [5]. С учетом данной поправки уточненные потери давления на трение Rlβ ш, Па, получают умножением Rl на величину β ш. Затем определяют динамическое давление на уча- v ф стке Pд в, Па. Здесь ρ в плотность воздуха при стандартных условиях ρ в = 1.2 кг/м 3. 2 Далее на участке выявляют местные сопротивления, определяют коэффициенты местного сопротивления (КМС) ξ и вычисляют сумму КМС на данном участке (Σξ). Все местные сопротивления заносят в ведомость по следующей форме. 21

23 принимают в таком же размере, как и для соответствующих тройников. Рис. 11. Схема расчета тройников Примерные значения ξ [1] для часто встречающихся сопротивлений приведены в табл. 4. Таблица 4 Значения ξ некоторых местных сопротивлений Наименование КМС (ξ) Наименование КМС (ξ) сопротивления сопротивления Отвод круглый 90 о, 0.21 Решетка нерегулируемая 2.9 r/d = 1 Отвод прямоугольный 90 о РС-Г (вытяжная или воздухозаборная) Тройник на проходе (нагнетание) Внезапное расширение 1 Тройник на ответвлении Внезапное сужение 0.5 (нагн.) Тройник на проходе (всасывание) Первое боковое отверстие Тройник на ответвлении (всас.) 0.5 * 0.25 (вход в воздухоза- борную шахту) Плафон (анемостат) СТ-КР, 5.6 Колено прямоугольное 1.2 СТ-КВ 90 о Решетка регулируемая РС- ВГ (приточная) 3.8 Зонт над вытяжной шахтой 1.3 *) отрицательный КМС может возникать при малых L о /L с за счет эжекции (подсасывания) воздуха из ответвления основным потоком. Более подробные данные для КМС указаны в табл [5]. Для наиболее часто встречающихся местных сопротивлений 23

25 потерь давления Σ(Rlβ ш + Z) вдоль увязываемых участков отклоняется от суммы Σ(Rlβ ш + Z) вдоль параллельно присоединенных участков основного направления на величину не более чем 10%. Параллельно присоединенными считаются участки вдоль основного и увязываемого направлений от точки их разветвления до концевых воздухораспределителей. Если схема выглядит так, как показано на рис. 12 (основное направление выделено жирной линией), то увязка направления 2 требует, чтобы величина Rlβ ш + Z для участка 2 равнялась Rlβ ш + Z для участка 1, полученной из расчета основного направления, с точностью 10%. Увязка достигается подбором диаметров круглых или размеров сечений прямоугольных воздуховодов на увязываемых участках, а если это невозможно, установкой на ответвлениях дроссель-клапанов или диафрагм. Подбор вентилятора следует проводить по каталогам производителя или по данным [1]. Давление вентилятора равно сумме потерь давления в вентиляционной сети по основному направлению, определенной при аэродинамическом расчете системы вентиляции, и сумме потерь давления в элементах вентиляционной установки (воздушном клапане, фильтре, воздухонагревателе, шумоглушителе и т.п.). Рис. 12. Фрагмент схемы системы вентиляции с выбором ответвления для увязки Окончательно можно подобрать вентилятор только после акустического расчета, когда будет решен вопрос об установке шумоглушителя. Акустический расчет может быть выполнен только после предварительного подбора вентилятора, так как исходными данными для него являются уровни звуковой мощности, излучаемой вентилятором в воздуховоды. Акустический расчет выполняют, руководствуясь указаниями главы 12 [8]. При необходимости выполняют расчет и определение типоразмера шумоглушителя [1], [2], далее окончательно подбирают вентилятор. 25

27 27

29 ПРИЛОЖЕНИЕ Характеристики вентиляционных решеток и плафонов I. Живые сечения, м 2, приточных и вытяжных жалюзийных решеток РС-ВГ и РС-Г Длина, мм Высота, мм РС-Г РС-ВГ Скоростной коэффициент m = 6.3, температурный коэффициент n = 5.1. II. Характеристики плафонов СТ-КР и СТ-КВ Наименование Номер Размеры, мм f факт, м 2 Габаритный Внутренний Плафон СТ-КР (круглый) Плафон СТ-КВ (квадратный) Скоростной коэффициент m = 2.5, температурный коэффициент n = 3. 29

31 ОГЛАВЛЕНИЕ Предисловие Состав и последовательность выполнения курсового проекта.. 2. Расчет воздухораспределения для помещения большого объема.. 3. Рекомендации по конструированию систем вентиляции и составлению чертежей Конструирование вентиляционных сетей Компоновка вентиляционных установок 4. Аэродинамический расчет систем вентиляции 4.1. Подготовка аксонометрической схемы системы вентиляции к расчету и выбор сечений воздуховодов Расчет аэродинамических сопротивлений Пример расчета приточной системы вентиляции.. ПРИЛОЖЕНИЕ. Характеристики вентиляционных решеток и плафонов… БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Источник

Поделиться:
Нет комментариев

Добавить комментарий

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