Расчет и проект системы приточной вентиляции ритуального зала районного ЗАГСа
Введение
В современных условиях основной задачей вентиляции является создание в помещениях разного назначения такого микроклимата, при котором обеспечиваются благоприятные условия для выполнения работы и нормальной деятельности человека.
Целью данного курсового проекта является рассчитать и запроектировать систему приточной вентиляции ритуального зала районного ЗАГСа для обеспечения нормативных параметров микроклимата в помещении здания.
1. Исходные данные для проектирования
1.1. Характеристика объекта:
район строительства – г. Курск;
наименование объекта – районный ЗАГС;
расчетное помещение – ритуальный зал.
количество этажей – 2;
покрытие здания – бесчердачное;
ориентация здания по фасаду – СВ;
географическая широта 52 град.с.ш.
количество людей в помещении 55 чел.
Габариты расчётного помещения : 12000×18000 мм
ширина x длина 14,5×11,6 м;
высота – 3,7 м;
площадь – 216 м2;
объем – 799,2 м3;
толщина междуэтажных перекрытий – 0,3 м;
1.2. Параметры наружного воздуха
Расчетные параметры наружного воздуха (температуру и энтальпию) при проектировании вентиляции общественных помещений следует принимать в соответствии с [1]. Для переходных условий независимо от места расположения здания принимаем температуру наружного воздуха t=10 ºС, энтальпию I=26,5 кДж/кг.
Таблица 1.1 — Расчетные параметры наружного воздуха
1.3. Параметры внутреннего воздуха
Допустимые параметры (температура, относительная влажность, подвижность) воздуха в рабочей зоне помещений, отвечающие санитарно-гигиеническим требованиям, принимаются в зависимости от периода года.
В данном курсовом, как в учебном варианте, нижеперечисленные параметры принимаются по [3].
Таблица 1.2 — Расчетные параметры внутреннего воздуха
2. Принципиальная схема вентиляции здания
Общественно-административные здания проектируются с приточно- вытяжной вентиляцией (СН 400-70) с механическим побуждением. В системах приточной вентиляции, устраивается очистка, а в зимний период также нагревание воздуха.
Единую систему приточной вентиляции устраивают для всех помещений здания, кроме санитаных узлов, холлов, коридоров, конференц-залов, курительных, помещений общественного питания, копировально-множительных служб, аккумуляторных и кинопроекционных у которых предусматривают самостоятельные системы вентиляции.
Для зрительных, читальных и конференц-залов рекомендуется предусматривать вытяжку с естественным побуждением тяги.
Вытяжку из кабинетов и рабочих комнат площадью 35 м2 и меньше устраивают выдавливанием воздуха за счёт перетекания в коридоры с удалением его через холлы.
Принципиальная схема вентиляции здания представлена на рисунке 1.
3. Определение расчётных воздухообменов
В качестве расчетного воздухообмена Lрасч., м3/ч, принимается большее из значений, определенных отдельно по всем видам вредностей: по избыткам полного тепла, по избыткам влаги и по массе выделяющихся вредных веществ. Причем Lрасч. должно быть не меньше нормативного воздухообмена Lнорм.
Нормативный воздухообмен вычисляется по формуле:
Lнорм. = lнорм. ∙ n, м3/ч, (1)
где lнорм. – нормативный расход воздуха на 1 человека, м3/ч (20 для помещений, в которых люди находятся непрерывно не более 3 ч; 60- для помещений, в которых люди находятся более 3 ч; 80 – на каждого спортсмена в спортзале)[3].
n — количество людей в помещении –по заданию 30 человек.
Lнорм. = 60∙55 =3300 м3/ч
Расход приточного воздуха в помещении определяется для теплого и переходного периода. Для холодного периода расчёт не производиться, поскольку поступление тепла и влаги, а также нормированная температура внутреннего воздуха в холодный и переходный периоды одинаковы.
а) по избыткам полного тепла:
, м3/ч (2)
б) по избыткам влаги:
, м3/ч (3)
в) по массе выделяющихся вредных веществ:
, м3/ч, (4)
где — избытки полного тепла, кДж/ч;
W – влаговыделения, г/ч;
— выделения углекислоты, л/ч;
Iу, Iп – удельная энтальпия удаляемого и приточного воздуха, кДж/кг;
dу, dп – влагосодержание удаляемого и приточного воздуха, г/кг;
СПДК, СН – концентрация СО2, предельно допустимая для данного помещения [3] и в наружном воздухе (по заданию), л/м3;
ρ – плотность воздуха при расчетной температуре наружного воздуха tн предварительно переведенной в Кельвины; и барометрическом давлении В, гПа(по заданию):
, кг/м3 (5)
3.1. Расчет теплоизбытков
Избыточная теплота определяется как сумма всех теплопоступлений за вычетом теплопотерь помещения.
Qизб = ΣQпост – ΣQт.п. , кДж/ч (6)
В общественных зданиях теплопотери компенсируются системой отопления и поэтому в расчете не учитываются. Соответственно не учитываются теплопоступления от отопительных приборов. Таким образом, теплоизбытки принимаются равными суммарным теплопоступлениям от всех имеющихся источников, за исключением отопительных приборов: от людей , от осветительных приборов Qосв, от солнечной радиации Qс.р.
= ΣQпост = + Qосв + Qс.р., кДж/ч (7)
3.1.1. Теплопоступления от людей
Теплопоступления от людей зависят от выделяемой людьми энергии при работе (категории работ) и температуры окружающего воздуха в помещении.
Теплопоступления от людей вычисляются по формуле:
, кДж/ч, (8)
где — полные тепловыделения от одного человека, принимаются в зависимости от температуры внутреннего воздуха и категории работ [3]. Принимаем, что в данном расчётном помещении люди находятся в состоянии работы лёгкой тяжести;
n – количество человек (по заданию).
Теплый период: tв = 25 ºС
В состоянии покоя: = 755 кДж/ч
Qпл = 755∙55 = 41525 кДж/ч
Переходный и холодный период: tв = 22 ºС
В состоянии покоя: = 993,3 кДж/ч
Qпл = 993,3∙55 = 54631,5 кДж/ч
3.1.2. Теплопоступления от искусственного освещения
Теплопоступления от источников искусственного освещения, если суммарная мощность источников освещения неизвестна, определяется по формуле:
(9)
где E – нормативная освещенность (читальные залы и рабочие кабинеты -300, залы заседаний, зрительные, в клубах, спортивные, обеденные — 200), лк.
F – площадь пола, м2(по исходным данным);
qосв – удельные тепловыделения от освещенной поверхности, Вт/м2. Для люминесцентных ламп принимаем 0,13 Вт/м2 ∙ лк;
η – доля тепла, попадающего в помещение. Если светильники расположены полностью в помещении η = 1.
Теплый, переходный и холодный период:
3.1.3 Теплопоступления от солнечной радиации
Теплопоступления от солнечной радиации Qс.р. складываются из поступлений через остекление Qост и покрытие Qп.
Qс.р. = Qост + Qп , кДж/ч (10)
Теплопоступления через остекление определяются по формуле:
, кДж/ч, (11)
где Fост – площадь поверхности остекления, м2;Площадь остекления одного окна размером 2,8 x 2 = 5,6 м2.
Аост – коэффициент, учитывающий степень загрязнения стекол. Аост = 0,8.
qост – теплопоступления через 1 м2 остекленной поверхности, Вт/м2, которые зависят от географической широты, ориентации здания по сторонам света, вида переплёта окон[3]. По заданию географическая широта – 52º с.ш. В расчётном помещении окна двойные в деревянных переплетах. 2 окна выходят на юго-восток, соответственно qост1 = 137,1 Вт/м2, и 2 окна — на северо-запад — qост2 = 70,9 Вт/м2.
Теплопоступления через покрытие определяются по формуле:
(12)
где qп – удельные теплопоступления через покрытие, Вт/м2. В бесчердачном помещении с плоской кровлей принимается в зависимости от географической широты. По заданию 52º с.ш., следовательно, qп = 16,1 Вт/м2; [3].
Fп – площадь поверхности покрытия, м2. (по исходным данным);
К – коэффициент теплопередачи, Вт/м2. К в расчёте принять равным 0,3.
Теплый период:
Теплопоступления от солнечной радиации Qс.р. учитываются только в теплый период года.
После нахождения всех слагаемых находим избыточные поступления.
Для тёплого периода:
Для переходного и холодного периода
3.2. Расчет влаговыделений
Источником выделения влаги в расчётном помещении являются люди.
Поступления влаги в помещение от людей зависят от категории работ и от температуры окружающего воздуха в помещении.
Поступление влаги от людей определяется по формуле:
, г/ч, (13)
где ωл – количество влаги, выделяемой в течение часа 1 человеком, г/ч [3];
n – количество людей.
Теплый период : tв = 25 ºС
В состоянии лёгкой работы: ωл = 115 г/ч
Wл =115∙55 = 6325 г/ч = 6,32 кг/ч
Переходный период: : tв = 22 ºС
В состоянии лёгкой работы: ωл = 82,5 г/ч
Wл =82,5∙55 = 4537,5 г/ч = 4,54 кг/ч
3.3. Расчет выделений СО2
Основным вредным веществом в помещениях общественных зданий является углекислый газ, выделяющийся при дыхании людей.
Количество углекислого газа, поступающего в помещение, вычисляется по формуле:
, л/ч (14)
где — количество углекислого газа, выделяемого в течение часа одним человеком, л/ч. В состоянии покоя =23, при лёгкой физической работе – 30, при тяжёлой – 45);
n – количество людей, чел.
=30∙55 = 1650 л/ч
3.4. Определение удельной энтальпии воздуха. Расчет расхода приточного воздуха в помещении для теплого и переходного периодов
Если в помещение поступает теплота и влага одновременно, расчет расхода воздуха, подаваемого в помещение, производится с помощью I—d диаграммы.
Значения Iу и Iп определяем путем построения процесса изменения параметров воздуха на I—d диаграмме. Построение производится отдельно для каждого периода года в следующем порядке.
- Составление I—d диаграммы для теплого периода
Зная расчетные параметры tнт = 22,9 ºС и Iн = 51 кДж/кг наружного воздуха, на диаграмме наносим точку Н. В вентиляторе, а также в процессе движения по проложенным внутри зданиям каналам воздух нагревается на 1ºС. Следовательно, точка П, характеризующая воздух на входе в вентилируемое помещение, находится на линии d=const, проведенной через точку Н, на 1ºС выше последней.
На основании вычисленных ранее для теплого периода значений = 72207,6 кДж/ч и Wл =6,32кг/ч определяем величину углового коэффициента по формуле:
, кДж/кг (15)
Температуру удаляемого воздуха определим по формуле:
tу= tв + а(Нпом – h) , ºС, (16)
где h – высота обслуживаемой зоны, м. Если люди стоят, то h= 2 м;[3].
а – коэффициент, учитывающий изменение температуры по высоте помещения Нпом. Для определения этого коэффициента найдём тепловую напряжённость помещения по формуле:
,кДж/м3, (17)
где Vпом — объем расчётного помещения (по исходным данным)
отсюда при а = 0,8…1,5 [3]
tу= 25 + 1 (3,7 – 2) = 26,7 ºС
На помещенном на I—d диаграмме транспортире соединяем прямой линией его центр с значением на лимбе, соответствующим полученной величине ε. Через точку П проводим параллель этой линии, которая и будет лучом процесса. На нем в пересечениях с изотермами tв= 25 ºС и tу= 26,7 ºС находим точки В и У, характеризующие воздух в обслуживаемой зоне помещения и удаляемый из него.
Полученные в результате построения точки П и У позволяют определить необходимые для вычисления воздухообменов LQ, LW значения
Iп = 52 кДж/кг, Iу = 55,8 кДж/кг, dп= 11,3 г/кг, dу = 11,7 г/кг.
Одновременно проверим, обеспечивается ли в обслуживаемой зоне (точка В) нормативная относительная влажность воздуха, которая не должна быть более 65 %. По I—d диаграмме находим φв= 57 %. Рассчитанные значения внутренних условий в расчётном помещении лежат в пределах допустимых норм.
3.4.1.1 Расчет расхода приточного воздуха в помещении для теплого периода
Найдём плотность воздуха по формуле (5) для теплого периода.
Определим по полученным значениям расчётный воздухообмен по формулам (2), (3), (4) для тёплого периода.
а) по избыткам полного тепла:
б) по избыткам влаги:
в) по избыткам углекислоты CO2
3.4.2 Составление I—d диаграммы для переходного периода
Зная расчетные параметры tн = 10 ºС и Iн = 26,5 кДж/кг наружного воздуха, на диаграмме наносим точку Н, через которую проводим вертикаль, отражающую нагрев воздуха в калорифере до температуры притока tп = — 4ºС. Пересечение этой вертикали с изотермой tп = 22-4 = 18 ºС даст точку П.
На основании вычисленных ранее для переходного периода значений и Wл= 4,54 кг/ч определяем величину углового коэффициента по формуле:
кДж/кг (18)
Температуру удаляемого воздуха определим по формуле:
tу= tв + а(Нпом – h) , ºС,
где h – высота обслуживаемой зоны, м. Если люди стоят, то h = 2 м; [3]
а – коэффициент, учитывающий изменение температуры по высоте помещения Нпом. Для определения этого коэффициента найдём тепловую напряжённость помещения по формуле:
, кДж/м3, (19)
где Vпом — объем расчётного помещения (по исходным данным)
отсюда при а = 0,8…1,5 [3]
tу= 22 + 1 (3,7 – 2) = 23,7 ºС
На помещенном на I—d диаграмме транспортире соединяем прямой линией его центр с значением на лимбе, соответствующим полученной величине ε. Через точку П проводим параллель этой линии, которая и будет лучом процесса. На нем в пересечениях с изотермами tв=22 ºС и tу=23,7 ºС находим точки В и У, характеризующие воздух в обслуживаемой зоне помещения и удаляемый из него.
Полученные в результате построения точки П и У позволяют определить необходимые для вычисления воздухообменов LQ, LW значения
Iп = 34,5 кДж/кг, dп=6,6 г/кг, Iу=42,1 кДж/кг, dу=7,3 г/кг.
Одновременно проверим, обеспечивается ли в обслуживаемой зоне (точка В) нормативная относительная влажность воздуха, которая не должна быть более 65 %. По I—d диаграмме находим φв=53 %. Рассчитанные значения внутренних условий в расчётном помещении лежат в пределах допустимых норм.
3.4.2.1 Расчет расхода приточного воздуха в помещении для переходного периода
Найдём плотность воздуха по формуле (5) для переходного периода.
Определим по полученным значениям величину расчётного воздухообмена по формулам (2), (3), (4) для переходного периода.
а) по избыткам полного тепла:
б) по избыткам влаги:
в) по избыткам углекислоты CO2
В качестве расчетного воздухообмена Lрасч принимается большее из значений из летнего или из переходного периода, определенных отдельно по всем видам вредностей – LQ, LW,Lco2 .
Расчеты показывают, что наибольший воздухообмен получается по избыткам полного тепла в теплый период года
4 Выбор и расчет воздухораспределительных устройств
Определим требуемую площадь живого сечения воздухораспределителей по формуле, исходя из рекомендуемой скорости Vрек = 3 м/с.
, м2 (20)
A = 10801,98/(3∙ 3600) = 1м2
В помещениях высотой менее 5-6 м рекомендуется подавать воздух веерными настилающими струями (рисунок 2) через воздухораспределители ПРМ.[5].
Рисунок 2 – Процесс настилания струи на ограждающую поверхность.
При выпуске воздуха струями настилающимися на потолок, под ними создаётся разрежение, и в эту зону поднимаются восходяшие струи, несущие наиболее нагретый воздух и воздух с повышенным содержанием вредных выделений. Исходя из требуемого расчётного воздухообмена 10801,98 м3/ч принимаем ПРМп3 (плафон регулируемый многодиффузорный прямоугольного сечения) с площадью живого сечения Ао = 0,16 м2 и размерами 400x400 мм [4] (рисунок 2 ).
Рисунок 3 — Плафон регулируемый многодиффузорный прямоугольного сечения.
0пределяем количество плафонов:
, шт, (21)
где A0 –площадь живого сечения воздухораспределителя.
1/0,16 = 6,25
Принимаем 7 плафонов.
Определим действительную скорость движения воздуха на выходе из плафонов:
, м/с (22)
10801,98/ (7∙0,16∙3600)=2,68 м/с
Определим расход воздуха через один плафон:
, м3/ч. (23)
10801,98/7=1543,14 м3/ч.
5 Выбор и расчет калориферов
Определим необходимую тепловую мощность калорифера по формуле:
, Вт, (24)
где с – удельная теплоемкость воздуха, кДж/кг ∙ ºС. с=1,005 кДж/кг ∙ ºС.
, кг/ч, (25)
где ρхп – плотность наружного воздуха при расчетной температуре , кг/м3;
— температура наружного воздуха холодного периода (по заданию) -41 ºС
— температура приточного воздуха в холодный период, ºС.
, ºС, (26)
где — внутренняя температура при холодном периоде = 22 ºС (таблица 1.2).
22-5=17 ºС
Плотность воздуха найдём по формуле (5)
Т=273+17 = 290 К
В=970 гПа (по заданию);
(353*970)/(290*1013)=1,16 кг/м3
10801,98*1,16=12530,30 кг/ч
Определим необходимую тепловую мощность калорифера:
0,278*1,005*12530,3*(17-(-41))=203048,74 Вт
Задавшись массовой скоростью воздуха ρ ∙ υ = 4 кг/см2, определяем необходимую площадь фронтального сечения калорифера для прохода воздуха:
, м2 (27)
12530,3/(3600*4)= 0,87 м2
Выбираем марку и модель калорифера с близким значением [таблица 5, 3] а также чтобы выполнялось условие в формуле (31). Принимаем к установке КСк3-10 – 2 шт. Площадь фронтального сечения для прохода воздуха у этого калорифера составляет 0,58 м2. Площадь двух калориферов = 1,16 м2. Габаритные установочные размеры одного калорифера выбранной модели 1227 x 575 мм.
По действительной площади принятой модели уточняем массовую скорость:
, кг/м2∙с (28)
12530,3/(1,16*3600)=3 кг/м2∙с
Используя полученное на первом этапе расчета значение мощности Р и площадь сечения водяных трубок в выбранной модели калорифера [таблица 5 ,3], определим скорость движения воды в трубках калорифера:
, м/с, (29)
где свод – удельная теплоемкость воды, кДж/кг ∙ ºС. свод = 4,187 кДж/кг ∙ ºС;
ρвод – плотность воды, кг/м3. ρвод = 1000 кг/м3;
tг – температура горячей воды, питающей калорифер, ºС. tг = 150 ºС;
tо – температура обратной воды, ºС. tо = 70 ºС.
f – сечение водяных трубок выбранного калорифера, м2. f =0,000846 м2, для двух калориферов f =0,0001692 м2.
(10—3 *203048,74)/(4,187*1000*0,001692)*(150-70) = 0,36 м/с
По действительной массовой скорости ρ ∙ υ и скорости воды υвод определяем коэффициент теплопередачи К [таблица 6, 3].
ρ ∙ υ= 3 кг/(м2 ∙ с); υвод = 0,36 м/с => К= 39,63 Вт/(м2 ∙ ºС)
Определим действительную мощность калориферной установки:
, Вт, (30)
где n – число калориферов, шт;
K – коэффициент теплопередачи.
Fт – поверхность теплообмена; Fт для выбранного калорифера 22,5 м2 [таблица 5 ,3].
39,63*2*28,66*((150+70)/2 – (17+(-41)/2)=222615,97 Вт
Сравним требуемую мощность Р и Рдейств. Должно выполняться условие:
Рдейств = (1,0 …1,2) Р (31)
Допускается превышение Рдейств над Р не более чем на 20 %.
∙100, % (32)
(222615,97-203048,74)/203048,74 =9,64 %, что допустимо.
Определяем аэродинамическое сопротивление для одного калорифера по массовой скорости воздуха [таблица 6, 3]:
ΔР=213,86 Па.
6 Выбор и расчет воздушных фильтров
Степень загрязнения воздуха Сн принимаем <0,5 мг/м3, как для жилых районов промышленных городов. [3, разд. 4]
Зная допустимую остаточную запыленность Ск=0,15 мг/м3, определяем необходимую эффективность очистки воздуха по формуле:
% (33)
где E — необходимая эффективность очистки воздуха.
E = ( (0,5-0,15)/0,5 )*100 = 70 %
При запыленности воздуха менее 0,5 мг/м3 рекомендуются к установке рулонные фильтры типа ФРУ. По техническим данным фильтра Ф2РУ7 пропускная способность фильтра L=20000 м3/ч [6].
Расчётный объем приточного воздуха Lрасч составляет 10801,98 м3/ч. Принятый фильтр удовлетворяет заданному расходу.
Рулонные фильтры типа ФРУ состоят из коробчатого каркаса, в верхней части которого установлен барабан с намотанным на него полотнищем фильтрующего материала.
Свободный конец полотнища закреплен на нижнем барабане, который вращается от редукторного привода. Кромки матов фильтрующего материала опираются на неподвижные направляющие, образуя сплошную поверхность, которая заполняет сечение фильтра . По мере загрязнения фильтрующий материал автоматически перематывается с верхнего барабана на нижний.
Фильтрующий материал изготовляется из слегка промасленного ультратонкого стекловолокна типа ФСВУ толщиной 50 мм.
Определим воздушную удельную нагрузку на фильтр входного сечения:
м3/ч ∙ м2, (34)
где Fф – площадь рабочего сечения фильтра в м2, принимаемая по технической характеристике [4]. В данном случае 2 м2
q = 10801,98/2 = 5400,99 м3/ч ∙ м2
Исходя из удельной воздушной нагрузки на фильтр определяем начальное сопротивление фильтра Н= 25 Па [рис. 4.3, 4]. Задаемся предельно допустимым сопротивлением запыленного фильтра (увеличиваем сопротивления фильтра на 100 Па).
Предельное допустимое сопротивление принимаем 125 Па , по пылевой характеристике фильтра [рис 4.4, 4] определяем максимальную массу уловленной пыли. Gу =600 г/м2. Это значение приведено по данному фильтру для объема подаваемого воздуха Z =7000 м3/ч . Наш расчётный объем составляет 10801,98 м3/ч.,исходя из этой пропорции масса уловленной пыли для нашего расхода будет равна 925,88 г/м2.
По расходу Lрасч =10801,98 м3/ч, и запыленности Сн =0,5 мг/м3=0,0005 г/м3 очищаемого воздуха и эффективности очистки фильтра Е = 70 % = 0,70 (формула 33), рассчитаем количество пыли, улавливаемой фильтром в течение часа:
г/ч (35)
0,0005*10801,98*0,7=3,78 г/ч
Определим продолжительность работы фильтра до необходимости произвести на его рабочем сечении смену полотна фильтровального материала:
ч (36)
Д = (925,88*2)/3,78 = 489,88 часов(20 дней)
Длина фильтрующего материала в рулоне фильтра составляет 25 м. Площадь рабочего сечения фильтра равна 2 м2. Соответственно фильтр может сменить фильтрующий материал на своем рабочем сечении 12 раз. Из этого общее количество дней работы фильтра составляет 12 * 20 = 240 дней.
7 Аэродинамический расчет вентсистемы
Аэродинамический расчет воздуховодов сводится к определению размеров их поперечного сечения, а также потерь давления на отдельных участках при заданном расходе и рекомендуемой скорости. Эти потери являются одними из исходных данных для подбора вентилятора.
В здании запроектированы воздуховоды прямоугольного сечения, которые в дальнейшем заделываются в гипсокартонные короба. Воздуховоды выполнены из листовой стали.
Строим аксонометрическую схему воздуховодов и установленных элементов на ней. На аксонометрической схеме выделяем расчётную(магистральную) трассу (наиболее длинная трасса).Найдя потери напора в магистральной трассе, определяют потерю напора в узлах, от которых отходят другие ответвления. При этом необходимо обеспечить, чтобы сопротивление параллельных ветвей, считая от точки слияния потока, были примерно одинаковыми. Допускается невязка ± 25%.
Для каждого участка указываем в кружке его номер и дробью расход в м3/ч(числитель), и длина в метрах(знаменатель).
Все данные расчёта сведены в таблицу 6.1.
Рассмотрим участок 1. Расход воздуха на этом участке равен расходу, который выходит через одно воздухораспределительное устройство м3/ч (см формула (23)). Длину определяем по плану. Размер и сечение воздуховода для непромышленных зданий принимают исходя из конструктивных и эстетических соображений. Эквивалентный диаметр определяют по формуле
, м, (37)
где А и В – размеры прямоугольного сечения воздуховодов, м.
Скорость воздуха V, м/с определяется по формуле
, м/с (38)
После чего проверяется условие, чтобы скорость воздуха была в рекомендованных пределах: не более 4 м/с на начальном участке; в горизонтальных сборных каналах от 5,0 до 8,0 м/с; на подходе к вентилятору – 7 – 8 м/с.
Удельные потери на трение R Па/м определяем по формуле
(39)
Коэффициент шероховатости β стальных воздуховодов равен 1.
Потери на трение определяются произведением длины расчётного участка на его длину и коэффициент шероховатости.
Динамическое давление определяется по формуле
Рд = V2 ∙ ρ / 2, Па, (40)
где ρ – плотность транспортируемого воздуха. Принимается в данной формуле плотность воздуха в обычном состоянии 1,2 кг/м3.
В 12 столбце указывается сумма всех коэффициентов местного сопротивления (КМС) которыми обладают устройства установленные на воздуховоде. Если фасонные части располагаются на границе 2х участков,то их КМС относится к тому участку, у которого расход воздуха L меньше [3] [4, гл.22].
Значения коэффициентов местных сопротивлений необходимых для расчёта:
Участок
1 жалюзийная решетка на выходе ζ= 2,2
2 жалюзийная решетка на выходе ζ= 2,2
3 жалюзийная решетка на выходе ζ= 2,2
колено с острыми кромками α 90º ζ= 1,2
4 жалюзийная решетка на выходе ζ= 2,2
внезапное сужение ζ= 0,19
5 тройник прямой приточный на ответвлении ζ= 1,5
диффузор у вентилятора с углом 30º ζ=0,35
6 жалюзийная решетка на выходе ζ= 2,2
7 жалюзийная решетка на выходе ζ= 2,2
8 жалюзийная решетка на выходе ζ= 2,2
колено с острыми кромками α 90º ζ= 1,2
внезапное сужение ζ= 0,3
Примечание:
КМС «внезапного сужения» рассчитывается по формуле
ζ = 0,5 (1- f/F), (41)
где f – сечение воздуховода меньшего размера
F — сечение воздуховода большего размера.
В 13 столбце указываются общие потери в местных соединениях Z,Па
Z= Рд + Σξ (42)
В столбце 14 заносим данные о полных потерях давления (сопротивление участка), Па Rl β + Z.
Суммируем полные потери давления всех участков ΔРсети = Σ(Rlβ+Z) .
Дополнительные потери в венткамере и воздухозаборном устройстве принимаем равным 50 Па.
Таблица 6.1 — Аэродинамический расчет воздуховодов
Сопротивление параллельных ветвей в месте их соединения не должно превышать 25 %
ΣRlB+Z первой ветви = 34,17
ΣRlB+Z второй ветви = 36,82
Δ =((36,82-34,17)/34,17)*100=7,75
Условие соблюдаётся. Аэродинамический расчёт составлен верно.
8 Выбор вентилятора
Найдем производительность вентилятора с учётом увеличения значения расхода приточного воздуха Lрасч на 10 % для компенсации неучтённых потерь [3] :
Lв = 1,1 ∙ Lрасч (43)
где:
Lрасч – расход приточного воздуха в сети, м3/ч.
Lв = 1,1 ∙ 10801,98 = 11882,18 м3/ч
Найдем развиваемое полное давление вентилятора:
Рв = 1,1 ∙ (ΔРсети + ΔРф + ΔРк) , Па (44)
где:
ΔРсети – потери давления в сети, определенные на основании аэродинамического расчета воздуховодов, Па. ΔРсети = Σ(Rlβ+Z);
ΔРф – потери давления в фильтрах, Па. (раздел расчёт фильтра) ΔРф = 125 Па;
ΔРк – потери давления в калориферах, Па.(раздел расчёт калорифера) ΔРк = 213,56 Па.
Рв = 1,1 ∙ (138,47+125+213,86) = 532,06 Па
По найденным значениям производительности и давления вентилятора подберем вентилятор с рабочими диапазонами величин, в которые входят наши значения [7].
К установке принимаем радиальный вентилятор ВР-86-77-6,3.
Техническая и аэродинамическая характеристика данного насоса представлена в таблице 8.1.
Таблица 8.1 — Техническая и аэродинамическая характеристика насоса.
На сводном графике характеристик этого вентилятора, находим точку пересечения координат L и Р., КПД для полученной точки равен ηв = 0,72
Проверим требуемую мощность на валу электродвигателя:
, кВт (45)
где:
Lв – расход воздуха, принимаемый для подбора вентилятора, м3/ч.;
Рв – расчетное полное давление вентилятора, Па.;
ηв – коэффициент полезного действия вентилятора в пересеч. LP;
ηn – коэффициент полезного действия передачи. ηn = 1 – для непосредственной насадки колеса вентилятора на вал электродвигателя.
N=(11882,18*532,06)/(3600*1020*0,72*1)=2,39кВт
Найдем установочную мощность электродвигателя:
, кВт (46)
где:
Кз – коэффициент запаса мощности. При N в диапазоне 2,01-5 Кз = 1,15.
2,39*1,15= 2,75кВт
Требуемая мощность электродвигателя с учетом запаса Nу = 2,75 кВт меньше мощности принятого электродвигателя Nэ = 3 кВт.
Вентилятор подобран верно.
9 Компоновка вентиляционной системы и оборудование камеры
Приточные камеры в общественных и административных зданиях, а так же во вспомогательных помещениях производственных предприятий следует проектировать в нижних частях здания.
При проектировании камер должны предусматриваться: лестницы, площадки, а так же люки и двери для доступа к оборудованию и трубопроводам, требующим обслуживания, передвижные или стационарные подъемно-транспортные средства, электрическое освещение помещений камеры.
Высота помещения предназначенного для размещения вентиляционного оборудования должна приниматься не менее чем на 0,8 метров больше высоты оборудования. И не менее 2 метров в местах регулярного прохода людей.
Радиальные вентиляторы приточно-вытяжных систем устанавливают на вибро основаниях с пружинными виброизоляторами.
Перед воздухоприёмными устройствами которые не имеют в своей конструкции ругулирующих устройств устраивают клапаны. Скорость воздуха в живом сечении воздухозаборных решеток и утеплённых клапанов при расположении против них масляных фильтров принимают не более 4 м/с при отсутствии фильтров до 6 м/с.
Определим площадь живого сечения воздухозаборного отверстия (формула 20). В качестве Lрасч здесь принимаем к расчёту значение формулы (43).
А= 11882,18/ 4*3600 = 0,82 м2
По площади живого сечения подбираем клапан К8 с габаритными размерами 1000 x 1000 [8].
Воздухозаборное отверстие для предохранения от попадания в установки дождя и снега закрывается неподвижными жалюзийными штампованными металлическими решетками
Ссылочные нормативные документы
1.СНиП 23-01-99* Строительная климатология
2.СНиП 2.08.02-89* Общественные здания и сооружения
3.Методические указания для выполнения курсового проекта по дисциплине «Вентиляция» (РИМГОУ)
4.Справочник проектировщика. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Кн. 1,2 / Под ред. Н.Н. Павлова и Ю.И. Шиллера. – М.: Стройиздат, 1992.
5.Справочник проектировщика. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Кн. 2 / Под ред. Н.Н. Павлова и Ю.И. Шиллера. – М.: Стройиздат, 1992. – 129 с.
6.Справочник проектировщика. Внутренние сантехнические устройства.: Справочник проектировщика: В 2-х ч./ Под ред. Староверова И.Г. М..: Стройиздат, 1969. – 505 с.
7.Гримитлин А.М., Иванов О.П., Пухкал В.А. Насосы, вентиляторы, компрессоры в инженерном оборудовании зданий. — Спб: Издательство «Абок-северозапад», 2006.
8.Справочник. Под ред. И. Г. Староверова. Изд. 3-е, перераб. и доп. -М., Стройиздат,1978. – с.222.
