Проектирование и расчет систем вентиляции и кондиционирования воздуха

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра отопления и вентиляции

Методические указания к выполнению курсового и дипломного проектов

Проектирование и расчет систем вентиляции и кондиционирования воздуха

Для студентов заочного отделения специальности 290700

«Теплогазоснабжение и вентиляция»

Автор-составитель

Доцент, кандидат технических наук

О.Д. Самарин

Рецензент

Доцент, кандидат технических наук

А.Г. Рымаров

Москва 2007

Оглавление

Введение

Состав и последовательность выполнения курсовых проектов

1. Рекомендации по конструированию систем и составлению чертежей

1.1 Конструирование вентиляционных сетей

1.2 Расчет воздухораспределения

1.3 Компоновка вентиляционных установок

2. Аэродинамический расчет систем вентиляции и кондиционирования воздуха

2.1 Подготовка аксонометрической схемы и выбор сечений

2.2 Расчет аэродинамических сопротивлений

2.3 Пример расчета приточной системы кондиционирования воздуха

Список рекомендуемой литературы

Введение

Методические указания к выполнению курсового и дипломного проекта “Проектирование и расчет систем вентиляции и кондиционирования воздуха” составлены в соответствии с программой курсов "СИСТЕМЫ ВЕНТИЛЯЦИИ", а также "СИСТЕМЫ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА И ХОЛОДОСНАБЖЕНИЯ" для студентов факультета ТГВ.

Данный курсовой проект и курсовая работа являются частью комплексного проекта "Отопление, вентиляция, кондиционирование воздуха и холодоснабжение гражданского здания".

К началу выполнения проекта должна быть закончена курсовая работа по предмету "Теоретические основы создания микроклимата" и курсовой проект по дисциплине "Системы отопления", выполненные для этого же здания.

В методических указаниях в сжатой форме систематизирован материал, необходимый для выполнения работы, описаны её основные разделы и даны рекомендации по выполнению расчетной и графической части. Для качественного выполнения работы необходимо использовать рекомендуемую литературу и консультации преподавателей.

Настоящие методические указания содержат 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 в методических указаниях соответствует последовательности выполнения курсовых проектов.

Состав и последовательность выполнения курсовых проектов

Используя имеющиеся планы этажей, подвала и чердака, необходимо:

- ориентируясь на данные курсовой работы по предмету "Теоретические основы создания микроклимата", определить количество приточных и вытяжных систем, а также систем кондиционирования воздуха для здания и назначить группы помещений, обслуживаемые каждой системой;

- для каждой системы определить материал, форму сечения и место прокладки воздуховодов, способ объединения ответвлений, расположенных на разных этажах, противопожарные мероприятия, а также тип применяемых приточных и вытяжных устройств;

- нанести приточные и вытяжные воздуховоды и устройства для подачи и удаления воздуха в помещениях (решетки, плафоны и т.д.) на планы этажей и подвала;

- разместить приточные и вытяжные установки, а также воздухозаборные и вытяжные шахты на плане подвала и чердака (при его наличии);

- для системы кондиционирования воздуха построить процессы обработки воздуха в теплый и холодный периоды года, определить состав установки кондиционирования и при необходимости по результатам построения уточнить воздухообмен в кондиционируемых помещениях.

- провести расчет воздухораспределения для одного из помещений (желательно кондиционируемого), проверить параметры воздуха на входе приточной струи в рабочую зону и уточнить типоразмер и количество воздухораспределителей;

- составить расчетные аксонометрические схемы трех систем: приточной и вытяжной, а также системы кондиционирования и провести аэродинамический расчет этих систем;

- по результатам аэродинамического расчета и расчета воздухораспределения нанести размеры воздуховодов и шахт, а также типоразмеры приточных, вытяжных и воздухозаборных устройств на планы этажей, подвала и чердака и на аксонометрические схемы;

- подобрать основное оборудование для вентиляционных установок и установок кондиционирования воздуха, обслуживающих расчетные системы;

- провести акустический расчет одной из расчетных приточных систем (желательно системы кондиционирования воздуха), выявить необходимость установки шумоглушителя и подобрать его типоразмер;

- произвести расчет и подбор холодильного оборудования для установки кондиционирования воздуха;

- по результатам подбора вентиляционного оборудования вычертить планы и разрезы приточной и вытяжной венткамер, составить спецификацию вентиляционного оборудования и принципиальную схему холодоснабжения установки кондиционирования воздуха.

Графическая часть проектов включает планы этажей, подвалов и чердака (при его наличии) с нанесенными воздуховодами, шахтами, приточными и вытяжными устройствами и вентиляционными установками с указанием диаметров, сечений, типоразмеров, привязок магистральных воздуховодов к строительным конструкциям. На отдельном листе выполняются аксонометрические схемы трех систем (приточной, вытяжной и кондиционирования) с обозначением расчетных участков, диаметров, сечений, типоразмеров, отметок и параметров вентиляторов. Дополнительный лист предусматривает планы и разрезы приточной и вытяжной венткамер со спецификацией оборудования и принципиальной схемой холодоснабжения.

Пояснительные записки (отдельно для проекта по вентиляции и работы по кондиционированию) включают:

- оглавление;

- исходные данные (описание объекта и климатические характеристики);

- описание конструкции разрабатываемых систем (количество, производительность, обслуживаемые помещения, материал, форма сечения и место прокладки воздуховодов, способ объединения ветвей на разных этажах и противопожарные мероприятия, применяемые приточные и вытяжные устройства и их размещение и т.д.);

- выбор схемы обработки воздуха, построение процессов в I-d-диаграмме и при необходимости уточнение воздухообмена (в работе по кондиционированию);

- расчет воздухораспределения (один раз, желательно для кондиционирования);

- аэродинамические расчеты (одной приточной и одной вытяжной системы - в проекте по вентиляции, приточной системы кондиционирования - в работе по кондиционированию);

- подбор вентиляционного оборудования для систем, использованных в аэродинамическом расчете;

- акустический расчет приточной системы (один раз, желательно для кондиционирования) с выявлением необходимости шумоглушителя и подбором его типоразмера;

- расчет и подбор холодильного оборудования (в работе по кондиционированию);

- список литературы.

1. Рекомендации по конструированию систем и составлению чертежей

1.1 Конструирование вентиляционных сетей

В здании может быть запроектировано несколько приточных и вытяжных систем. При распределении помещений по системам нужно иметь в виду следующее. Отдельные системы предусматриваются в отдельных блоках, корпусах или других четко выраженных с архитектурно-планировочной точки зрения частях здания. В крупных отдельных помещениях со специфическим назначением, режимом эксплуатации и характером вредных выделений, например, торговых и спортивных залах, конференц-залах, столовых, гаражах и т.д. также проектируются отдельные системы. С учетом курсовой работы по предмету "Теоретические основы создания микроклимата" определяется помещение или группа помещений, обслуживаемых системой кондиционирования воздуха. Производительность каждой приточной и вытяжной системы равна суммарному воздухообмену соответственно по притоку или по вытяжке для всех помещений, обслуживаемых данной системой, по данным курсовой работы по предмету "Теоретические основы создания микроклимата". 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 устраивается отдельная вытяжка.

Воздуховоды, как правило, рекомендуются металлические из оцинкованной стали круглого сечения с прокладкой в пространстве подвесного потолка. При малой высоте этого пространства допускаются воздуховоды прямоугольного сечения с шириной, превышающей высоту, но не более чем в 3 раза. Оценку имеющихся возможностей по прокладке следует проводить, исходя из минимальной высоты подвесного потолка над полом, равной 2.4 м. В подвале, технических и подсобных помещениях воздуховоды можно прокладывать открыто.

Рекомендуются две основных схемы разводки воздуховодов и размещения воздухораспределителей. В крупных помещениях типа залов раздача воздуха осуществляется с потолка веерными струями в направлении рабочей зоны через плафоны (анемостаты) ПРМ, СТ-КР, СТ-КВ и т.д. Плафоны располагаются, как правило, в центрах квадратов или прямоугольников, на которые разбивается помещение. В зависимости от соотношения сечения воздуховода и размера плафона присоединение плафона может быть непосредственным (через отвод) или через коробку. Пример наноски воздуховодов и воздухораспределителей на план этажа для рассматриваемого случая приведен на рисунке ниже.

Количество плафонов первоначально выбирается из конструктивных соображений, например, по числу ячеек, образованных колоннами, а затем уточняется по расчету приточной струи. Вытяжка в таких помещениях обычно осуществляется через жалюзийные решетки РР, РС-Г и т.д. (с одинарными жалюзи), установленные в днище вытяжного воздуховода, совпадающего с подвесным потолком. Такой воздуховод прокладывается у внутренней стены помещения. После расчета на плане указываются диаметры или сечения воздуховодов и типоразмеры воздухораспределителей. В кружках помещены номера помещений, а у кружков над и под дробной чертой - воздухообмен соответственно по притоку и по вытяжке, м³/ч. Полные правила оформления чертежей приведены в [2].

Для группы рядовых помещений, объединенных общим коридором, рекомендуется так называемая коридорная раздача. В этом случае магистральный приточный и вытяжной воздуховоды прокладываются по коридору параллельно друг другу в пространстве подвесного потолка. От них к расположенным по обе стороны помещениям подводятся ответвления, заканчивающиеся приточными и вытяжными устройствами. Как правило, в этом качестве используются жалюзийные решетки. Обход ответвлениями магистралей осуществляется, как показано ниже на фрагменте схематического разреза по коридору.

Пример схемы наноски воздуховодов и решеток на план приведен ниже.

Если сечение воздуховода и требуемый размер решетки не совпадают, решетка может присоединяться через коробку. Для притока применяются решетки РР, РВ, РС-ВГ и т.д. - регулируемые, с двойными (вертикальными и горизонтальными) жалюзи. Они устанавливаются под потолком на расстоянии до 0.5 м и создают струи, настилающиеся на потолок. Вытяжные решетки, как и в первом случае, с одинарными жалюзи. Расстояние в плане между приточными и вытяжными решетками должно быть не менее 2 м.

Вертикальные каналы прокладываются, как правило, во внутренних углах помещений, у стен или у колонн так, чтобы каналы можно было скрыть, не уменьшая ширину проходов (см. фрагменты планов, приведенные выше). Если система обслуживает помещения, расположенные на нескольких этажах, объединение этажных ветвей может осуществляться через общий вертикальный или горизонтальный коллектор. Способ соединения воздуховодов при этом показан на следующей схеме.

В схеме с вертикальным коллектором для предотвращения перетекания дыма при пожаре на поэтажных ответвлениях устанавливаются огнезадерживающие клапаны КПУ1, КОМ, КЛОП и т.д. Размер клапана совпадает с диаметром или сечением ответвления. В схеме с горизонтальным коллектором создается воздушный затвор в виде 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.

1.2 Расчет воздухораспределения

Предварительный выбор типоразмеров решеток и плафонов осуществляется через расход воздуха на одну решетку или плафон L_о и рекомендуемую скорость воздуха в проходном сечении решетки или плафона v_ор. Величина v_ор составляет около 1.5 м/с для приточных и 2 м/с для вытяжных устройств. Расход L_о = L/N, где L - воздухообмен помещения соответственно по притоку или по вытяжке по данным курсовой работы по предмету "Теоретические основы создания микроклимата", N - число приточных решеток (плафонов) или вытяжных решеток в помещении. Тогда вычисляем, м² - ориентировочное живое сечение для прохода воздуха. Затем по каталогу подбирается решетка или плафон с ближайшим фактическим сечением f_факт. Для воздухораспределителей фирмы «ПГС» значения f_факт приведены ниже.

Живые сечения, м², приточных и вытяжных жалюзийных решеток РС-ВГ и РС-Г.

Длина, мм	Высота, мм
РС-Г	75	125	225	325	425
225	0.0075	0.016	0.0328	0.0496	0.0665
325	0.0109	0.0231	0.0474	0.0717	0.0961
425	0.0145	0.0307	0.0630	0.0953	0.1277
525	0.0181	0.0383	0.0786	0.1189	0.1593
625	0.0217	0.0459	0.0942	0.1245	0.1909
825	0.0289	0.0611	0.1254	0.1897	0.2541
РС-ВГ
225	0.007	0.0150	0.0294	0.0437	0.0581
325	0.01	0.0224	0.0393	0.0586	0.0778
425	0.0155	0.0268	0.0523	0.0778	0.1033
525	0.0175	0.0334	0.0652	0.0970	0.1288
625	0.0209	0.04	0.0781	0.1162	0.1544
825	0.0279	0.0532	0.1039	0.1547	0.2054

Скоростной коэффициент m = 6.3, температурный коэффициент n = 5.1.

Характеристики плафонов СТ-КР и СТ-КВ.

	Номер	Размер, мм	fфакт, м2
		Габаритный	Внутренний
Плафон СТ-КР (круглый)	-	247	133	0.01
Плафон СТ-КВ (квадратный)	1	245	132	0.0106
	2	301	188	0.0187
	3	357	244	0.0299
	4	413	300	0.0443
	5	469	423	0.0631
	6	498	385	0.0732
	7	598	485	0.1177
	8	623	510	0.1282

Скоростной коэффициент m = 2.5, температурный коэффициент n = 3.

После этого для приточных решеток и плафонов проверяется скорость на оси струи v_x в точке входа в рабочую зону, отклонение температуры от температуры рабочей зоны Дt_x в этой же точке и условие прилипания струи к потолку по следующим формулам [1]:

, м/с; , ^оС

Здесь х - длина пути струи до точки входа в рабочую зону, м. При подаче воздуха решетками , где Н_пом - высота помещения, м; h_рз - высота рабочей зоны, равная 2 м, если люди в помещении стоят, и 1.5 м, если сидят; В - глубина помещения от стены до стены в направлении развития струи, м. При использовании плафонов , где С - расстояние между соседними плафонами (сторона ячейки), м. Величина v_o - фактическая скорость воздуха в выпускном сечении, вычисляемая по формуле , м/с. Параметр Дt_о представляет разность температуры воздуха в рабочей зоне и температуры притока: Дt_о = t_в - t_п. Значение Дt_о вычисляется по данным курсовой работы "Теоретические основы создания микроклимата" с учетом возможного уточнения при построении процесса обработки воздуха в I-d-диаграмме и берется для того периода года, в котором Дt_о будет наибольшим. Параметры m и n - это скоростной и температурный коэффициенты воздухораспределителей. Для решеток РС-Г и РС-ВГ, а также плафонов СТ-КР и СТ-КВ величина m и n указана выше. В других случаях их можно найти по таблице 17.6 [1].

Вычисленные значения v_x и Дt_x сравнивают с максимально допустимыми. В общественных зданиях можно принимать [3]: v_доп = 0.42 м/с при вентиляции и 0.24 м/с при кондиционировании; Дt_доп = 1.5^оС при вентиляции и 1^оС при кондиционировании. Если v_x > v_доп, увеличивают f_факт, подбирая другой типоразмер воздухораспределителя, а если Дt_x > Дt_доп, необходимо f_факт уменьшить.

После этого вычисляем геометрическую характеристику струи:

, м

Условие прилипания струи соблюдается, если x < 0.5H для решеток и C/2 < 0.4Н для плафонов.

1.3 Компоновка вентиляционных установок

Приточные установки, в том числе для кондиционирования воздуха, как правило, размещаются в подвале в специальных помещениях (венткамерах). Расположение венткамер принимается по результатам курсовой работы по предмету "Теоретические основы создания микроклимата". Если запроектировано много систем, может возникнуть необходимость выделения дополнительных венткамер за счет подсобных или складских помещений. Приточные установки распределяются по венткамерам так, чтобы длина магистральных воздуховодов была наименьшей, т.е. по возможности ближе к обслуживаемой группе помещений. В пределах венткамеры установки размещаются так, чтобы была возможность их обслуживания, т.е. между ними должны быть проходы, по крайней мере, с одной стороны шириной, не меньшей ширины установки. Окончательные размеры установок определяются по результатам подбора оборудования, но на первоначальном этапе можно исходить из ширины 1 - 1.5 м и длины 2.5 - 3 м для вентустановок и 6 - 7 м для кондиционеров. Несколько приточных установок в пределах одной венткамеры могут присоединяться к общему каналу холодного воздуха, который отделяется от помещения утепленной перегородкой с дверью и через проем в наружной стене сообщается с шахтой воздухозабора. Шахта поднимается над уровнем земли на 2.5 - 3 м. На высоте около 2 м над землей в стенках шахты устанавливается воздухозаборная решетка (или несколько решеток, в зависимости от требуемого сечения). Эти решетки подбираются по расходу воздуха в шахте и скорости около 3 м/с. Можно использовать решетки типа СТД, РС-Г (см. п. 1.1). При отсутствии на 1-м этаже в месте размещения шахты простенка между окнами подходящего размера, шахта устраивается на относе от здания и сообщается с проемом в стене подвала через подземный канал.

Рекомендуется применение блочных каркасно-панельных установок КЦКП фирмы «ВЕЗА» или КЦ-М фирмы «МОВЕН». Типовой набор секций для вентиляции: приемный блок или передняя панель с вертикальным клапаном, панельный или ячейковый фильтр, медно-алюминиевый калорифер и вентиляторный блок с выхлопом вверх. Если требуется шумоглушитель, вентблок делается с выхлопом вперед, после него устанавливается промежуточная секция, затем глушитель и опять промежуточная секция с выхлопом вверх. Набор секций для кондиционера определяется по построению процессов обработки воздуха в I-d-диаграмме. Как правило, по сравнению с обычной вентустановкой, дополнительно требуется еще секция увлажнения (форсуночная камера или сотовый увлажнитель). Кроме того, нужен поверхностный воздухоохладитель с каплеуловителем и при необходимости с байпасом, а также иногда калорифер второго подогрева. Если для воздухоохладителя нужен байпас, до и после охладителя устанавливаются промежуточные секции с клапанами вверху, и клапаны соединяются воздуховодом (байпасом). Расчет и подбор оборудования вентустановок и кондиционеров, в том числе вентиляторов и глушителей подробно изложен в [4]. План венткамеры и разрезы по расчетным установкам вычерчиваются на отдельном листе в масштабе 1:50 или 1:20 в зависимости от размеров установок. На чертежах указываются габаритные размеры секций, отметки, диаметры или сечения воздуховодов и шахт в пределах венткамеры. Пример компоновки венткамеры приведен ниже. вентиляционный кондиционирование воздухораспределение

П1-1 - шахта воздухозабора; П1-2 - приемный блок; П1-3 - панельный фильтр; П1-4 - калорифер медно-алюминиевый ВНВ 113; П1-5 - вентиляторный блок с выхлопом вверх.

К1-2 - приемный блок; К1-3 - панельный фильтр; К1-4 - калорифер первого подогрева медно-алюминиевый ВНВ 113; К1-5 - промежуточная секция; К1-6 - форсуночная камера; К1-7 - поверхностный воздухоохладитель медно-алюминиевый с каплеуловителем ВОВ 113; К1-8 - промежуточная секция; К1-9 - вентиляторный блок с выхлопом вверх.

Секции на плане показываются условно, на разрезе - полностью с выявлением конструкции. На этом же листе изображается спецификация установок с указанием технических характеристик секций (класс фильтра, число рядов и шаг пластин калориферов и охладителей, марка, подача, давление и частота вращения вентилятора, марка электродвигателя и т.д.) по результатам расчета.

Вытяжные установки состоят только из приемного блока или передней панели с клапаном и вентблока и размещаются на чердаке (если он есть), в вытяжных венткамерах на верхнем этаже (если они предусмотрены) или в подвале в одном помещении с приточными. В последнем случае воздуховоды с этажей опускаются в подвал к установке, а вытяжная шахта от установки опять поднимается вверх через все этажи. Высота вытяжной шахты над кровлей около 1 м. Над шахтой устанавливается зонт.

2. Аэродинамический расчет систем вентиляции и кондиционирования воздуха

2.1 Подготовка аксонометрической схемы к расчету и выбор сечений

Аэродинамический расчет механических систем вентиляции и кондиционирования воздуха проводится для определения диаметров или сечений воздуховодов или каналов, а также для нахождения потерь давления, возникающих при движении воздуха в вентиляционной сети. Эти потери являются одними из исходных данных для подбора вентилятора. Расчет производится в следующей последовательности. Сначала составляется аксонометрическая схема системы в масштабе 1:100. На схеме выбирается основное направление для расчета: для приточных систем - от наиболее удаленного воздухораспределителя (решетки, плафона и т.д.), причем, если система обслуживает несколько этажей, этот воздухораспределитель должен располагаться на последнем этаже, и далее через магистрали к приточной установке и затем к шахте воздухозабора, если она предусмотрена. Для вытяжных систем - от наиболее удаленного вытяжного устройства (обычно решетки) 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 разбивается на участки между всеми точками разветвлений. Участки нумеруются, начиная от наиболее удаленного воздухораспределителя или вытяжного устройства. Затем для каждого участка определяется его длина L, м, и расход воздуха L, м³/ч. Длина измеряется непосредственно по аксонометрической схеме с учетом масштаба, а L определяется путем последовательного суммирования расходов через ответвления, присоединяющиеся к основному направлению. Поэтому вдоль основного направления расход должен постепенно возрастать. Принцип определения L на участках показан на следующем рисунке.

Основное направление выделено жирной линией. Числа у приточных решеток обозначают расходы воздуха через эти решетки. Номера участков указываются в кружках при выносках, над выноской записывается расход на участке, под выноской - длина участка.

Наибольшее значение L будет на участках, непосредственно примыкающих к вентустановкам. Для вытяжных систем величина L на участках до и после вентустановки должна быть одинаковой и равняться производительности этой установки, необходимой для подбора ее оборудования. Для приточных систем расход в шахте воздухозабора, если она обслуживает сразу несколько систем через общий канал холодного воздуха, равен суммарной производительности всех обслуживаемых систем. Если на соседних участках расходы равны, но отличается форма сечения или материал воздуховодов, такие участки также считаются различными.

Для каждого участка расчет ведется следующим образом. Определяется ориентировочная площадь сечения воздуховода f_ор, м², по величине L и рекомендуемой скорости движения воздуха v_ор, равной 6 - 7 м/с на магистралях и 4 - 5 м/с - в воздухозаборной шахте и на конечных ответвлениях:. Затем вычисляется предварительный диаметр воздуховода на участке, мм, и округляется до ближайшего стандартного. Рекомендуется преимущественно использовать основные диаметры. Промежуточные допускаются главным образом для аэродинамической увязки (см. п.2.2) или по конструктивным соображениям, например, если имеющегося пространства не хватает для размещения воздуховода с основным диаметром.

Стандартные диаметры круглых воздуховодов.

Основные, мм	100	125	160	200	250	315	400	500	630	800	1000
Промежуточные, мм	110	140	180	225	280	355	450	560	710	900	1120

Номограмма для быстрого подбора диаметра приведена на рисунке ниже. Способ пользования номограммой показан стрелками. Промежуточные диаметры не подписаны.

Если предусматриваются квадратные воздуховоды, вычисляется сторона квадрата , мм, которая округляется до 50 мм. Минимальный размер стороны равен 150 мм, максимальный - 2000 мм. При использовании номограммы получаемый по ее данным ориентировочный диаметр следует умножить на . При необходимости применения прямоугольных воздуховодов размеры сторон подбираются также по ориентировочному сечению, т.е. чтобы aЧb ? f_ор, но с учетом того, что отношение сторон, как правило, не должно превышать 1:3. Минимальное прямоугольное сечение составляет 100Ч150 мм, максимальное - 2000Ч2000, шаг - 50 мм, так же, как и у квадратных.

2.2 Расчет аэродинамических сопротивлений

После выбора диаметра или размеров сечения уточняется скорость воздуха: , м/с, где f_ф - фактическая площадь сечения, м². Для круглых воздуховодов , для квадратных , для прямоугольных м². Кроме того, для прямоугольных воздуховодов вычисляется эквивалентный диаметр , мм. У квадратных эквивалентный диаметр равен стороне квадрата.

Далее по величине v_ф и d (или d_экв) определяются удельные потери давления на трение R, Па/м. Это можно сделать по таблице 22.15 [1] или по следующей номограмме (промежуточные диаметры не подписаны):

Можно также воспользоваться приближенной формулой

Ее погрешность не превышает 3 - 5%, что достаточно для инженерных расчетов. Полные потери давления на трение для всего участка Rl, Па, получаются умножением удельных потерь R на длину участка l. Если применяются воздуховоды или каналы из других материалов, необходимо ввести поправку на шероховатость в_ш. Она зависит от абсолютной эквивалентной шероховатости материала воздуховода К_э и величины v_ф.

Абсолютная эквивалентная шероховатость материала воздуховодов [1]:

Материал	Сталь, винипласт	Асбест	Фанера	Шлако- алебастр	Шлако- бетон	Кирпич	Штукатурка по сетке
Кэ, мм	0.1	0.11	0.12	1	1.5	4	10

Значения поправки в_ш [1]

Vф, м/с	вш при значениях Кэ, мм
	1	1.5	4	10
3	1.32	1.43	1.77	2.2
4	1.37	1.49	1.86	2.32
5	1.41	1.54	1.93	2.41
6	1.44	1.58	1.98	2.48
7	1.47	1.61	2.03	2.54

Для стальных и винипластовых воздуховодов в_ш = 1. Более подробные значения в_ш можно найти в таблице 22.12 [1]. С учетом данной поправки уточненные потери давления на трение Rlв_ш, Па, получаются умножением Rl на величину в_ш.

Затем определяется динамическое давление на участке , Па. Здесь с_в - плотность транспортируемого воздуха, кг/м³. Обычно принимают с_в = 1.2 кг/м³.

Далее на участке выявляются местные сопротивления, определяются их коэффициенты (КМС) о и вычисляется сумма КМС на данном участке (Уо).

В колонку «местные сопротивления» записываются названия сопротивлений (отвод, тройник, крестовина, колено, решетка, плафон, зонт и т.д.), имеющихся на данном участке. Кроме того, отмечается их количество и характеристики, по которым для этих элементов определяются значения КМС. Например, для круглого отвода это угол поворота и отношение радиуса поворота к диаметру воздуховода r/d, для прямоугольного отвода - угол поворота и размеры сторон воздуховода a и b. Для боковых отверстий в воздуховоде или канале (например, в месте установки воздухозаборной решетки) - отношение площади отверстия к сечению воздуховода f_отв/f_о. Для тройников и крестовин на проходе учитывается отношение площади сечения прохода и ствола f_п/f_с и расхода в ответвлении и в стволе L_о/L_с, для тройников и крестовин на ответвлении - отношение площади сечения ответвления и ствола f_п/f_с и опять-таки величина L_о/L_с. Следует иметь в виду, что каждый тройник или крестовина соединяют два соседних участка, но относятся они к тому из этих участков, у которого расход воздуха L меньше. Различие между тройниками и крестовинами на проходе и на ответвлении связано с тем, как проходит расчетное направление. Это показано на следующем рисунке.

Здесь расчетное направление изображено жирной линией, а направления потоков воздуха - тонкими стрелками. Кроме того, подписано, где именно в каждом варианте находится ствол, проход и ответвление тройника для правильного выбора отношений f_п/f_с, f_о/f_с и L_о/L_с. Отметим, что в приточных системах расчет ведется обычно против движения воздуха, а в вытяжных - вдоль этого движения. Участки, к которым относятся рассматриваемые тройники, обозначены галочками. То же самое относится и к крестовинам. Как правило, хотя и не всегда, тройники и крестовины на проходе появляются при расчете основного направления, а на ответвлении возникают при аэродинамической увязке второстепенных участков (см. ниже). При этом один и тот же тройник на основном направлении может учитываться как тройник на проход, а на второстепенном - как на ответвление с другим коэффициентом.

Примерные значения о [1] для часто встречающихся сопротивлений приведены ниже. Решетки и плафоны учитываются только на концевых участках. Коэффициенты для крестовин принимаются в таком же размере, как и для соответствующих тройников.

Значения о некоторых местных сопротивлений.

Наименование сопротивления	КМС (о)	Наименование сопротивления	КМС (о)
Отвод круглый 90о, r/d = 1	0.21	Решетка нерегулируемая РС-Г (вытяжная или воздухозаборная)	2.9
Отвод прямоугольный 90о	0.3 … 0.6
Тройник на проходе (нагнетание)	0.25 … 0.4	Внезапное расширение	1
Тройник на ответвлении (нагн.)	0.65 … 1.9	Внезапное сужение	0.5
Тройник на проходе (всасывание)	0.5 … 1	Первое боковое отверстие (вход в воздухозаборную шахту)	2.5 … 4.5
Тройник на ответвлении (всас.)	-0.5* … 0.25
Плафон (анемостат) СТ-КР,СТ-КВ	5.6	Колено прямоугольное 90о	1.2
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 таблицах 22.16 - 22.43 [1]. После определения величины Уо вычисляются потери давления на местных сопротивлениях , Па, и суммарные потери давления на участке Rlв_ш + Z, Па. Когда расчет всех участков основного направления закончен, значения Rlв_ш + Z для них суммируются и определяется общее сопротивление вентиляционной сети ДР_сети = У(Rlв_ш + Z). Величина ДР_сети служит одним из исходных данных для подбора вентилятора [4]. После подбора вентилятора в приточной системе делается акустический расчет вентиляционной сети (см. главу 12 [5]) и при необходимости подбирается глушитель [4].

После расчета основного направления производится увязка одного - двух ответвлений. Если система обслуживает несколько этажей, для увязки можно выбрать поэтажные ответвления на промежуточных этажах. Если система обслуживает один этаж, увязываются ответвления от магистрали, не входящие в основное направление (см. пример в п.2.3). Расчет увязываемых участков производится в той же последовательности, что и для основного направления, и записывается в таблицу по той же форме. Увязка считается выполненной, если сумма потерь давления У(Rlв_ш + Z) вдоль увязываемых участков отклоняется от суммы У(Rlв_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 следующем рисунке (основное направление выделено жирной линией), то увязка направления 2 требует, чтобы величина Rlв_ш + Z для участка 2 равнялась Rlв_ш + Z для участка 1, полученной из расчета основного направления, с точностью 10%.

Увязка достигается подбором диаметров или сечений на увязываемых участках, а если это невозможно, установкой на ответвлениях дроссель-клапанов или диафрагм.

2.3 Пример расчета приточной системы кондиционирования воздуха

Рассматривается приточная система кондиционирования воздуха для помещения обеденного зала. Наноска воздуховодов и воздухораспределителей на план приведена в п.1.1 в первом варианте (типовая схема для залов).

Аксонометрическая схема системы

Аэродинамический расчет системы к1 (основное направление)

№ уч-ка	Расчетный расход L	Размеры воздуховода	Потери давления на трения	вш	Rlвш, Па	Рд, Па	Z, Па	Rlвш+Z, Па
	м3/ч	м3/с	l, м	d или aЧb, мм	fор, м2	fф, м2	Vф, м/с	dэкв, м2	R, Па/м	Rl, Па
1	924	0.257	1.98	250	0.043	0.049	5.24	250	1.26	2.49	1	2.49	16.4	42.8	45.30
2	2772	0.770	3.35	400	0.128	0.126	6.11	400	0.94	3.15	1	3.15	21.6	11.88	15.03
3	4618	1.283	3.35	600	Ч	400	0.214	0.24	5.34	480	0.52	1.74	1	1.74	15.2	3.04	4.78
4	6464	1.796	3.35	800	Ч	400	0.299	0.32	5.61	533	0.54	1.81	1	1.81	16.1	3.22	5.03
5	8310	2.308	27.30	1000	Ч	400	0.385	0.4	5.77	571	0.46	12.56	1	12.56	19.2	26.88	39.44
5a	37580	10.439	11.45	1400Ч1400	1.740	1.96	5.33	1400	0.245	2.81	1.95	5.47	14.4	45.36	48.17

Примечание: Участок 5а от установки кондиционирования воздуха до воздухозаборной решетки и сама установка на схеме не показаны. Для увязки используется ответвление, помеченное номером 6. Оно присоединено параллельно одному участку № 1 основного направления, поэтому при увязке сравниваются значения Rlв_ш + Z на участке 1.

Список рекомендуемой литературы

1. Справочник проектировщика. Внутренние санитарно-технические устройства. Ч.3. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Кн.2. / Под ред. Н.Н.Павлова и Ю.И.Шиллера. - М.: Стройиздат, 1992, 416 с.

2. ГОСТ 21.602-2003. Система проектной документации для строительства. Правила выполнения рабочей документации отопления, вентиляции и кондиционирования. - М.: ГУП ЦПП, 2004.

3. СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование». - М.: ГУП ЦПП, 2004.

4. О.Д. Самарин. Подбор оборудования приточных вентиляционных установок (кондиционеров) производства ОАО «МОВЕН». Методические указания к выполнению курсового и дипломного проектов для студентов специальности 290700 «Теплогазоснабжение и вентиляция». - М., МГСУ, 2004, 19 с.

5. Справочник проектировщика. Внутренние санитарно-технические устройства. Ч.3. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Кн.1. / Под ред. Н.Н.Павлова и Ю.И.Шиллера. - М.: Стройиздат, 1992, 320 с.

Размещено на Allbest.ru