Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

Донбасская национальная академия строительства и архитектуры

Кафедра «Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция»

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К выполнению курсового проекта

«Вентиляция общественного здания»

(для студентов специальностей

«Теплогазоснабжение и вентиляция» 7.092108

Макеевка - 2006

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

Донбасская национальная академия строительства и архитектуры

Кафедра «Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция»

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К выполнению курсового проекта

«Вентиляция общественного здания»

(для студентов специальностей

«Теплогазоснабжение и вентиляция» 7.092108

Утверждено на заседании

кафедры «Теплотехника,

теплогазоснабжение и вентиляция»

Протокол № от . .2006 р.

Макеевка - 2006

УДК 628.511

Методические указания к выполнению курсового проекта «Вентиляция общественного здания» /- Макеевка: ДонГАСА, 2006. - с.

Приведена общие рекомендации по последовательности проектирования систем вентиляции общественных зданий. Даны методики определения параметров внутреннего и наружного воздуха, количества вредностей, поступающих в помещения, расчетного воздухообмена в помещениях здания, а также - расчета воздухораспределения. Предложены правила конструирования приточных и вытяжных систем вентиляции с естественным и искусственным побуждением движения воздуха, а также особенности их аэродинамических расчетов. Приведены методики подбора оборудования систем вентиляции (воздухораспределительных и воздухозаборных устройств, калориферов, фильтров, шумоглушителей и вентиляторов), а также расчета параметров их работы.

Содержание

1. Общие положения

2. Расчетные параметры наружного воздуха

3. Расчетные параметры внутреннего воздуха

3.1 Воздух обслуживаемой зоны

3.2 Приточный воздух

3.3 Удаляемый воздух

4. Определение количества вредных веществ, поступающих в помещение

4.1 Расчет теплопоступлений

4.1.1 Теплопоступления от людей

4.1.2 Теплопоступления от источников искусственного освещения

4.1.3 Теплопоступления за счет солнечной радиации

4.1.3.1 Теплопоступления через остекление

4.1.3.2 Теплопоступления через покрытие

4.2 Влагопоступления от людей

4.3 Поступление углекислого газа от людей

5. Расчет процессов обработки воздуха. Определение расчетных воздухообменов в помещениях здания

5.1 Расчет воздухообмена в основном помещении по избыткам теплоты и влаги

5.1.1 Обработка воздуха и расчет воздухообмена в теплый период

5.2 Обработка воздуха в холодный период

5.3 Воздухообмен в основном и вспомогательных помещениях

6. Конструирование системы кондиционирования и приточной вентиляции здания

6.1 Воздухораспределительные устройства (ВРУ)

6.1.1 ВРУ основного помещения

6.1.2 Воздухораспределители вспомогательных помещений

6.2 Воздуховоды (ВВ). Аэродинамический расчёт систем приточной механической вентиляции

6.2.1 Воздуховоды системы П1. Трассировка в плане

6.2.2 Выбор магистралей и нумерация участков системы П1

6.2.4 Выбор магистралей и нумерация участков системы П2

6.2.5 Аэродинамический расчёт системы П1

6.2.6 Аэродинамический расчёт системы П2

6.3 Подбор и расчёт калориферов

6.4 Подбор и расчёт фильтров

6.6 Вентиляторы приточных систем

7. Конструирование систем вытяжной вентиляции

7.1 Системы естественной вытяжной вентиляции (ВЕ-системы)

7.1.1 Воздухозаборные устройства основного помещения

7.1.2 В/з устройства вспомогательных помещений

7.1.3 Воздуховоды

7.1.3.1 Трассировка ВЕ-систем

7.1.3.2 Выбор магистралей и нумерация участков ВЕ-системы

7.1.3.3 Аэродинамический расчёт ВЕ-систем

7.2 Системы механической вытяжной вентиляции (В-системы)

7.2.1 В/з устройства вспомогательных помещений

7.2.2 Воздуховоды

7.2.2.1 Трассировка В-систем в плане

7.2.2.3 Выбор магистралей и нумерация участков

7.2.2.4 Аэродинамический расчёт В-систем

7.2.3 Подбор вентиляторов В-систем

Литература

1. Общие положения

Целями выполнения курсового проекта является закрепление студентами знаний по теоретическому курсу «Вентиляция общественного здания», изучение норм, правил и особенностей проектирования, а также - приобретение практических навыков конструирования и расчета систем вентиляции общественных зданий различного назначения.

В качестве исходных данных для проекта принимаются тип общественного здания, его план и разрез с экспликацией помещений; район строительства и ориентация здания на стороны света; часы работы учреждения; тип покрытия, его тепловая инерция, сопротивление теплопередаче и величина затухания амплитуды колебаний температуры наружного воздуха в нем; типы остекления и освещения, параметры теплоносителя в системе отопления.

Курсовой проект включает в себя расчетную и графическую части.

Исходными данными для выполнения курсового проекта служат материалы, изложенные в выдаваемых кафедрой индивидуальных заданиях.

Содержание пояснительной записки:

- введение;

- подготовка исходных данных для проектирования системы вентиляции общественного здания: определение параметров наружного, приточного воздуха, воздуха в рабочей зоне основного помещения и удаляемого воздуха;

- расчет количества вредностей, поступающих в помещение: теплопоступлений от людей, источников искусственного освещения и от солнечной радиации (через световые проемы и покрытия), влагопоступлений от людей и поступлений углекислого газа от людей;

- расчет воздухообмена в основном помещении (по избыткам теплоты и влаги и по углекислому газу) и во вспомогательных помещениях (по требуемой кратности воздухообмена);

- подбор воздухораспределителей для основного помещения и расчет воздухораспределения;

- конструирование систем приточной вентиляции для основного (П1) и вспомагательных (П2) помещений;

- аэродинамический расчет приточной системы вентиляции П1;

- выбор и расчет параметров работы оборудования приточной камеры: калорифера и фильтра для системы П1;

- акустический расчет и при необходимости - подбор шумоглушителя для системы приточной вентиляции П1;

- выбор вентилятора;

- подбор стандартной приточной камеры для системы П2;

- конструирование естественных и механических систем вытяжной вентиляции для основного и вспомогательных помещений;

- аэродинамический расчет одной системы естественной и обной системы механической вытяжки из вспомогательных помещений здания;

- подбор крышного вентилятора для рассчитанной системы механической вытяжной вентиляции;

- список литературных источников, использованных при проектировании систем вентиляции общественного здания.

Графическая часть проекта выполняется на двух листах формата A-1 и содержит:

- планы этажа здания, подвала и покрытия с изображения вентиляционного оборудования;

- разрез здания с изображением вентиляционного оборудования;

- аксонометрические схемы всех запроектированных приточных и вытяжных систем вентиляции здания;

- установку приточной камеры;

- спецификацию оборудования.

Законченный курсовой проект представляется к защите пояснительной запиской и графической частью (двумя листами), подготовленными в соответствии с требованиями государственных стандартов СЦДС (система проектной документации для строительства).

2. Расчетные параметры наружного воздуха

Расчетные параметры наружного воздуха (температура, энтальпия и скорость) принимаются по прил. 1 [1] в зависимости от района расположения общественного здания, для которого проектируются системы вентиляции:

для теплого периода года - по параметрам А: , ⁰С; , кДж/кг; , м/с;

для переходного периода года - параметры наружного воздуха фиксированы: температура =8⁰С, энтальпия - =22,5 кДж/кг;

для холодного периода года - по параметрам Б: , ⁰С; , кДж/кг; , м/с.

Согласно данным прил. 1 [1] для дальнейших расчетов определяется также географическая широта района строительства.

Результаты выбора параметров наружного воздуха для проектирования систем вентиляции сводятся в таблицу 2.

Таблица 2. Расчетные параметры наружного воздуха.

Период года	Температура , 0С	Энтальпия , кДж/кг	Скорость , м/с	Географическая широта
1	2	3	4	5
Теплый
Переходный			-
Холодный

3. Расчетные параметры внутреннего воздуха

3.1 Воздух обслуживаемой зоны

Обслуживаемая зона - зона помещений общественных зданий, в которой находятся люди в течение продолжительного периода времени - пространство, высотой =1,5м (если люди в рассматриваемом помещении преимущественно сидят) либо =2м (если люди с помещении большую часть времени стоят или ходят) от пола. В промышленных зданиях такое пространство носит название рабочей зоны.

Расчетные параметры внутреннего воздуха помещений (воздуха, находящегося в пределах обслуживаемой зоны) общественных зданий определяются согласно приложению 1 [1] следующим образом:

- для теплого периода года:

температура воздуха:

, (1)

где

- расчетная температура наружного воздуха в теплый период года, .

Температура в обслуживаемых зонах общественных и административно-бытовых помещений с постоянным пребыванием людей в них (не менее 2 часов подряд) не должна быть выше 28 , а, если , то температура воздуха в обслуживаемой зоне не должна превышать 33 .

Для производственных помещений температура воздуха в рабочей зоне для теплого периода года определяется как

. (2)

относительная влажность воздуха =65%. Допускается принимать значение величиной до 75% в районах с расчетной относительной влажностью наружного воздуха более 75%.

скорость (подвижность) воздуха =0,5 м/с.

- для переходного и холодного периодов года:

температура воздуха в зависимости от конкретных условий:

. (3)

Температура воздуха в холодный и переходный периоды года в обслуживаемой зоне общественных зданий не должна быть ниже 14 в помещениях с пребыванием людей в уличной одежде (торговые центры).

относительная влажность воздуха =65%. Допускается принимать значение величиной до 75% в районах с расчетной относительной влажностью наружного воздуха более 75%.

скорость (подвижность) воздуха =0,2 м/с.

3.2 Приточный воздух

При подготовке данных к расчету систем вентиляции приточный воздух характеризуется лишь температурой:

- для теплого периода года:

при отсутствии необходимости в увлажнении воздуха:

. (4)

В случае необходимости, для достижения выполнения условий, предъявляемых к параметрам воздуха в рабочей зоне (в районах строительства с жарким климатом) предусматривается адиабатическое увлажнение наружного воздуха до относительной влажности 85….90%. Воздух с полученными параметрами является приточным и имеет . В данном случае для определения удобно пользоваться Id-диаграммой влажного воздуха.

- для переходного периода года:

, ⁰С, (5)

где - учет подогрева наружного воздуха в вентиляторе, воздуховодах и других элементах системы вентиляции. Значение принимается равным 1-2 (при высоте помещения ) либо 2-5 ( при высоте помещения ).

- для холодного периода года:

при высоте помещения

; (6)

при высоте помещения

; (7)

при высоте помещения

. (8)

При подаче приточного воздуха на высоте более 8м от уровня пола через плафоны эжекционного типа вниз, температура его может приниматься на 8…15°С ниже расчетной температуры воздуха в обслуживаемой зоне.

3.3 Удаляемый воздух

Температура удаляемого воздуха для всех периодов года определяется по формуле:

, ⁰С, (9)

где - градиент температур в теплый, переходный и холодный периоды года, соответственно, . Градиент температур учитывает повышение температуры воздуха в помещении по высоте на каждый метр выше рабочей зоны. Значение принимается в зависимости от климатической полосы района строительства (по меркам СНГ) согласно данным таблицы 3.1.

Таблица 3.1. Градиенты температур в зданиях для разных периодов года в зависимости от климатической зоны района строительства.

Район строительства	Теплый период	Переходный и холодный периоды
Южная полоса	1,5	0,8
Средняя полоса	1,2	0,3
Северная полоса	0,5	0

Результаты расчетов параметров внутреннего воздуха сводятся в таблицу 3.2.

Таблица 3.2. Расчетные параметры воздуха в помещении.

Период года	, 0С	, 0С	, 0С	, м/с	, %
Теплый
Переходный
Холодный

4. Определение количества вредных веществ, поступающих в помещение

К вредностям, поступающим в помещения общественных зданий относятся:

1) избыточная теплота, источником которой являются:

- люди, пребывающие в помещении в течение длительного времени;

- искусственное освещение;

- солнечная радиация, проникающая в помещение через остекление и покрытия;

2) влага, источником которой являются люди;

3) углекислый газ, источником которого также являются люди;

4) вредные вещества, выделяющиеся в ходе производственного процесса, источником которых является оборудование, располагающееся в общественных помещениях либо деятельность людей, связанная с назначением помещения.

В рамках данного курсового проекта расчет количества вредностей ведется только для основного помещения здания, где имеет место длительное нахождение заранее регламентированного количества людей.

4.1 Расчет теплопоступлений

4.1.1 Теплопоступления от людей

Теплопоступления от людей рассчитываются для каждого периода года по формуле:

, Вт, (10)

где , , - количество мужчин, женщин и детей в помещении, чел: если эти данные не известны на момент проектирования - их значения принимаются проектировщиком самостоятельно из логических соображений в зависимости от назначения помещения; - полные тепловыделения от одного мужчины, Вт/чел: определяются в зависимости от степени тяжести работы выполняемой людьми и от температуры воздуха в обслуживаемой зоне помещения в каждый период года отдельно, согласно прил. 1 [4]; - полные тепловыделения от одной женщины, Вт/чел, определяются по формуле:

=, Вт/чел; (11)

- полные тепловыделения от одного ребенка, Вт/чел: рассчитываются по формуле:

=, Вт/чел. (12)

Значение коэффициента перехода от удельных тепловыделений мужчин к удельным тепловыделениям детей принимаются проектировщиком исходя из конкретных условий проектирования (назначения здания, возраста детей и вида их деятельности в рассматриваемом помещении).

4.1.2 Теплопоступления от источников искусственного освещения

Теплопоступления в помещения от источников искусственного освещения определяются по формуле:

, Вт, (13)

где - нормируемая освещенность помещения, лк: принимается в зависимости от его назначения по прил. 2 [4]; - площадь пола основного помещения, м²: принимается по плану здания; - удельные тепловыделения от освещения, Вт/(м²*лк): принимаются согласно данным прил. 3 [4] в зависимости от типа освещения, площади и высоты помещения; - доля теплоты, поступающей в помещение, принимается по прил. 2 [4] в зависимости от типа освещения.

4.1.3 Теплопоступления за счет солнечной радиации

Суммарные теплопоступления в помещения от солнечной радиации состоят из теплопоступлений через остекление и через покрытие, Вт:

, Вт. (14)

4.1.3.1 Теплопоступления через остекление

Теплопоступления в помещение через остекление могут быть рассчитаны двумя способами:

а) упрощенным, пользуясь формулой:

, Вт, (15)

где - суммарная площадь остекления, ориентированного на i-ую сторону света, м²; - количество сторон света, на которые ориентированы световые проемы рассматриваемого помещения; - величина солнечной радиации, проникающей через 1 поверхности остекления, ориентированного на i-ую сторону света, Вт/м²: принимается по прил. 4 [4] в зависимости от географической широты района строительства и типа остекления; - коэффициент, зависящий от характера и степени загрязнения остекления: при проектировании нового здания принимается , при реконструкции зданий значение коэффициента определяется согласно [4], стр.7.

б) при помощи методики, учитывающей изменение количества солнечной радиации, поступающей в помещение через остекление, ориентированного на -ую сторону света в течение каждого отдельно взятого -ого часа периода работы предприятия:

, (16)

где - поступление тепла от прямой и рассеянной солнечной радиации, соответственно, через 1 остекления, ориентированного на -ую сторону света в -ый расчетный час работы предприятия до и посте полудня в июле, : принимаются по табл. 2.16 [8] в зависимости от географической широты района строительства. Если в таблице числа записаны в виде дроби, то в числителе - , , а в знаменателе - , ; если в таблице имеется только одно значение - это , , а для данного случая;

- количество сторон света, на которые ориентированы световые проемы рассматриваемого помещения; - коэффициент, учитывающий затенение светового проема, ориентированного на -ую сторону света в -ый расчетный час работы предприятия оконными переплетами и загрязнение атмосферы района строительства: принимается по табл. 2.17 [8] в зависимости от географической широты района строительства и от типа остекления. Если в расчетный -ый час работы предприятия , то данное остекление в рассматриваемый период времени находится в тени; - коэффициент, учитывающий загрязнение стекла. При проектировании зданий (стекла новые), при реконструкции зданий значение принимается по табл. 2.18 [8]; - коэффициент теплопропускания солнцезащитных устройств: принимается по табл. 1.20 [8] в зависимости от солнцезащитных устройств, предусматриваемых в помещении; - коэффициент, зависящий от типа остекления: принимается равным 1,0; 0,9 или 0,8, соответственно, при одинарном, двойном и тройном остеклении, а также 0,7 - при остеклении стеклоблоками; - коэффициент, учитывающий аккумуляцию тепла внутренними ограждающими конструкциями помещения. При наличии средств защиты (например, наружные козырьки) , при их отсутствии значение рассчитывается по формулам (2.28) и (2.29) [8]; - суммарная площадь остекления, ориентированная на -ую сторону света, .

Для каждого -ого расчетного часа работы предприятия определяется - суммарные поступления теплоты от солнечной радиации через остекления.

4.1.3.1 Теплопоступления через покрытие

Теплопоступления в помещение через покрытие, как и теплопоступления через остекление, могут быть рассчитаны двумя способами:

а) упрощенным, пользуясь формулой:

, Вт, (17)

где - площадь покрытия, м², равная площади пола основного помещения (п. 4.1.2); - количество солнечной радиации, проникающей через 1 покрытия, Вт/м², принимается в зависимости от географической широты зоны строительства и типа покрытия; - безразмерный коэффициент, учитывающий тип покрытия: для бесчердачного покрытия =1, для чердачного покрытия =0,6.

б) при помощи методики, учитывающей изменение количества солнечной радиации, поступающей в помещение через покрытие в течение каждого отдельно взятого -ого часа периода работы предприятия:

, (18)

где - сопротивление теплопередаче покрытия, : входит в перечень исходных данных для проектирования; - среднемесячная температура наружного воздуха за июль, : принимается согласно табл.1 [9] для заданного района строительства; - термическое сопротивление при теплообмене между наружным воздухом и внешней поверхностью покрытия, , значение которого рассчитывается согласно формуле:

, (19)

где - средняя скорость наружного воздуха в районе строительства в теплый период года, м/с: (табл. 2). Если , то для дальнейшего расчета принимается .

- коэффициент поглощения солнечной радиации материалом наружной поверхности покрытия: принимается согласно табл. 1.18 [8]; - среднесуточная суммарная (прямая и рассеянная) солнечная радиация, попадающая на горизонтальную поверхность покрытия, : принимается согласно табл. 1.19[8] в зависимости от географической широты района строительства; - температура воздуха, удаляемого их помещения в теплый период года, (табл. 3.2); - коэффициент для определения гармонически изменяющихся величин теплового потока в -ый расчетный час работы предприятия: принимается согласно табл. 2.20 [8] в зависимости от времени, которое “проходит с” либо “остается до” часа суток с максимальным поступлением тепла в помещение через покрытие , относительно -ого часа суток. Предварительно необходимо определить значение :

, часы, (20)

где - тепловая инерция покрытия, принимается согласно исходным данным. Если часа, то часа; если часа, то часа;

- коэффициент, значение которого принимается равным 1 для покрытий с вентилируемой воздушной прослойкой; - амплитуда колебаний температуры внутренней поверхности ограждающих конструкций, :

(21)

где - величина затухания амплитуды колебаний температуры наружного воздуха в покрытии, : если в исходных данных не значится, то рассчитывается по формулам (1.45) и (1.46) [8] ; - максимальная амплитуда суточных колебаний температуры наружного воздуха в июле, : принимается согласно табл. 1.5 [8] в зависимости от района строительства; ,, и , - то же, что и в формуле (18); - максимальная суммарная солнечная радиация,: принимается для покрытия как для горизонтальной поверхности согласно табл. 1.19 [8];

- термическое сопротивление при теплообмене между внутренней поверхностью покрытия и воздухом в помещении,: для данного расчета можно принимать ; - площадь покрытия, м², равная площади пола основного помещения (п. 4.1.2).

Для каждого -го расчетного часа работы предприятия рассчитываются суммарные теплопоступления в помещение от солнечной радиации:

. (22)

В качестве расчетного значения теплопоступлений в помещение от солнечной радиации, принимается максимальная из величин, вычисленных по формуле (22):

. (23)

При расчете теплопоступлений от солнечной радиации через остекление и покрытия по упрощенным методикам, расчетное значение определяется по формуле (14).

Делая вывод по разделу 4.1 - по общим теплопоступлениям в основное помещение общественного здания рассчитывают избытки теплоты в помещении:

для теплого периода года:

, Вт; (24)

для переходного периода года:

, Вт; (25)

для холодного периода года:

, Вт. (26)

4.2 Влагопоступления от людей

Влагопоступления от людей рассчитываются для каждого периода года по формуле:

, г/ч, (27)

где , , - то же, что в формуле (10); - влаговыделения от одного мужчины, (г/ч)/чел: определяются в зависимости от степени тяжести работы выполняемой людьми и от температуры воздуха в обслуживаемой зоне помещения в каждый период года отдельно, согласно прил. 1 [4]; - влаговыделения от одной женщины, (г/ч)/чел, определяются по формуле:

=, (г/ч)/чел; (28)

- влаговыделения от одного ребенка, (г/ч)/чел, рассчитываются по формуле:

=, (г/ч)/чел. (29)

Значение коэффициента перехода от удельных влаговыделений мужчин к удельным выделениям детей принимаются проектировщиком исходя из конкретных условий проектирования (назначения здания, возраста детей и вида их деятельности в рассматриваемом помещении).

4.3 Поступление углекислого газа от людей

Поступление углекислого газа от людей в основное помещение здания в разные периоды года рассчитывается по формуле:

, л/ч, (30)

где , , - то же, что в формуле (10); - поступление СО₂ от одного мужчины, (л/ч)/чел: определяется в зависимости от степени тяжести выполняемой работы и от температуры воздуха в обслуживаемой зоне помещения по прил. 1[4]; - поступление СО₂ от одной женщины, (л/ч)/чел: определяются по формуле:

=, (л/ч)/чел; (31)

- поступления СО₂ от одного ребенка, (л/ч)/чел, вычисляются из выражения:

=, (л/ч)/чел. (32)

Результаты расчета по разделу 4 сводятся в таблицу вредностей, поступающих в основное помещение здания 4.1.

Таблица 4.1. Сводная таблица поступления вредностей в помещение

Наименование помещения	Период года	Избытки тепла , Вт	Влаговыделения , кг/ч	Выделения СО2 , л/ч
1	2	3	4	5
Наименование помещения, кол-во людей (мужчин и женщин)	Т
	П
	Х

5. Расчет процессов обработки воздуха. Определение расчетных воздухообменов в помещениях здания

Расчет воздухообмена в основном помещении осуществляется с помощью Id-диаграммы влажного воздуха.

Основной характеристикой изменения параметров воздуха в помещении является угловой коэффициент луча процесса, определяемый как

, кДж/кг, (33)

где - избытки тепла в помещении, кВт; - влаговыделения от людей в помещение, кг/с.

Для построения луча процесса на Id-диаграмме влажного воздуха, выполняют следующие действия:

для определенного периода года вычисляется угловой коэффициент луча процесса , кДж/кг;

на Id-диаграмме влажного воздуха соединяется точка, соответствующая =0⁰С (на левой ее шкале) со значением , кДж/кг (на шкале, расположенной по периметру Id -диаграммы);

лучом процесса, проведенным через любую точку на Id-диаграмме влажного воздуха, называется линия параллельная той, что была построена в предыдущем пункте, проведенная через эту точку.

Определение расчетного воздухообмена в основном помещении здания осуществляется по требованиям, необходимым для обеспечения удаления избытков теплоты и влаги.

Во вспомогательных помещениях зданий расчетный воздухообмен определяется по нормируемой кратности воздухообмена, которая зависит от назначения помещений.

5.1 Расчет воздухообмена в основном помещении по избыткам теплоты и влаги

5.1.1 Обработка воздуха и расчет воздухообмена в теплый период

Расчет воздухообмена ведется согласно требуемым параметрам воздуха в помещении в теплый период года. Предварительно необходимо построить на Id-диаграмме влажного воздуха схему процесса обработки воздуха в теплый период года. Рекомендуется следующий порядок действий:

По параметрам наружного воздуха , и , кДж/кг (табл. 2) на Id-диаграмме влажного воздуха определяется положение точки Н, характеризующей состояние наружного воздуха.

Определяется значение углового коэффициента луча процесса для теплого периода года по формуле (33).

Определяется положение точки П, характеризующей состояние приточного воздуха на Id-диаграмме влажного воздуха:

- в случае, если адиабатическое увлажнение наружного воздуха в теплый период года не предусматривается - положение точки П на Id-диаграмме совпадает с положением точки Н.

- в случае, если предусматривается адиабатическое увлажнение наружного воздуха (при ), то на Id-диаграмме влажного воздуха из точки Н необходимо опустить изолинию до ее пересечения с линией постоянной относительной влажности воздуха 85…90% - это и будет место положения точки П на Id-диаграмме влажного воздуха. Этой точке соответствует расчетное значение температуры приточного воздуха в теплый период года.

Через точку П проводится луч процесса. Пересечение луча процесса с изотермами =const и дает расположение точек В и У на Id-диаграмме влажного воздуха, характеризующих состояние воздуха в обслуживаемой зоне помещения и удаляемого воздуха

С помощью Id-диаграммы

Через точки П и В проводят линии постоянного влагосодержания воздуха = const и =const, соответственно.

Пересечение линии =const и изотермой (-0,5…1,5⁰С)=const дает точку П^/, которая характеризует состояние воздуха после его обработки в системе кондиционирования. Линия П^/П характеризует подогрев воздуха при его движении по воздуховодам от кондиционера до помещения.

Пересечение линии =const c изотермой (+0,5…1,5⁰С)= =const дает точку В^/, которая характеризует состояние рециркуляционного воздуха перед камерой смешения. Линия ВВ^/ характеризует подогрев рециркуляционного воздуха в воздуховодах от помещения до кондиционера.

Определяется подача приточного воздуха:

исходя из условия ассимиляции теплоизбытков:

, кг/ч,

где - избытки тепла в основном помещении здания в теплый период года, Вт; и - энтальпии внутреннего и приточного воздуха, соответственно, кДж/кг, значения которых определяются с помощью Id-диаграммы.

исходя из условия ассимиляции влаги:

, кг/ч,

где - влаговыделения в основное помещение здания, кг/ч; и - влагосодержания внутреннего и приточного воздуха, соответственно, г/кг сухого воздуха, значения которых определяются с помощью Id-диаграммы.

по выделениям углекислого газа:

, кг/ч,

где - выделения углекислого газа в основное помещение здания, л/ч; - нормируемая концентрация СО₂ внутри основного помещения здания, л/м³, принимается в зависимости от типа основного помещения и продолжительности пребывания в нем людей по [2] стр.37 ; - концентрация СО₂ в районе строительства, л/м³, принимается в зависимости от типа населенного пункта по [2]; и - плотности внутреннего и приточного воздуха, кг/м³, рассчитываются с учетом его температуры по общей формуле:

, ⁰С.

В качестве расхода приточного воздуха принимается максимальное значение из трех параметров , и , т.е.

=, кг/ч.

Определяется производительность кондиционера:

для систем протяженностью до 50м , кг/ч;

для систем протяженностью выше 50м , кг/ч;

Рассчитывается потребная подача наружного воздуха:

, кг/ч,

где - удельная подача воздуха в общественное здание, м³/(чел*час), принимается 20 м³/(чел*час); - количество людей в помещении здания, чел; - плотность наружного воздуха, кг/м³;

, кг/ч.

В качестве потребного расхода наружного воздуха принимается максимальное значение из двух рассчитанных параметров и , т.е.

=, кг/ч.

На Id-диаграмме проводится луч смешения наружного и рециркуляционного воздуха путем соединения точек Н и В^/.

На линии НВ^/ определяется положение точки С, характеризующей состояние воздуха после смесительной камеры:

, см,

где НВ^/ - длина линии НВ^/ на Id-диаграмме, см.

Проводим луч обработки воздуха в оросительной камере С₁П^/, соединив точки С₁ и П^/ на Id-диаграмме.

Определяется холодильная мощность оросительной камеры, Вт:

, Вт,

где и - энтальпии воздуха после смесительной камеры и после камеры орошения, соответственно, кДж/кг.

Вычисляется интенсивность конденсации (испарения) влаги в оросительной камере, кг/ч:

, кг/ч,

где и - влагосодержания воздуха после смесительной камеры и после камеры орошения, соответственно, кг/кг с.в.

Определяется тепловая мощность калорифера, Вт:

, Вт,

Где

- энтальпия воздуха после обработки в калорифере, кДж/кг.

5.2 Обработка воздуха в холодный период

Расчет параметров работы системы кондиционирования и вентиляции воздуха в холодный период года ведется в следующей последовательности.

1. По параметрам наружного ( и ) и внутреннего ( и ) воздуха на Id-диаграмме определяют положение точек Н и В, соответственно.

2. Определяется значение углового коэффициента луча процесса для холодного периода года.

3. Через точку В проводится луч процесса.

4. Определяется изменение влагосодержания воздуха в помещении:

, г/кг сухого воздуха.

5. Рассчитывается влагосодержание приточного воздуха:

, г/кг сухого воздуха.

6. Пересечение луча процесса с изотермой линией постоянного влагосодержания =const дает точку П, характеризующую состояние приточного воздуха.

7. На Id-диаграмме проводится луч смешения наружного и рециркуляционного воздуха путем соединения точек Н и В.

8. На линии НВ определяется положение точки С₁, характеризующей состояние воздуха после смесительной камеры:

, см,

где НВ - длина линии Н^/ на Id-диаграмме, см.

Далее расчет может идти по двум направлениям:

А. Если луч смешения НВ не пересекает кривую , то смешение наружного и рециркуляционного воздуха осуществляется без предварительного подогрева наружного воздуха. Точка смешения будет точка С₁ и расчет продолжается следующим образом:

9. На Id-диаграмме определяется положение точки К, характеризующей состояние воздуха после первого подогрева. Точка К находится на пересечении линий и

10. Вычисляется интенсивность конденсации (испарения) влаги в оросительной камере, кг/ч:

, кг/ч,

где - влагосодержание приточного воздуха, кг/кг с.в.

11. Определяется расход теплоты на первый подогрев, Вт:

, Вт,

где и - энтальпии воздуха после первого подогрева и после смесительной камеры, кДж/кг.

Б. Если луч смешения НВ пересекает кривую (не зависимо от того, где находится точка С₁), то смешение наружного воздуха с рециркуляционным без предварительного его подогрева производить нельзя. Его следует нагреть, а потом подавать в смесительную камеру. В рассматриваемом случае расчет продолжается в следующей последовательности: воздух кондиционирование вытяжной вентиляция

9. Определяется положение фиктивной точки смешения С₁ - точку С₁^/:

, см.

10. На пересечении линий и находится реальная точка смешения С₁.

11. Через точки П и С₁ проводится луч смешения рециркуляционного и наружного подогретого воздуха до его пересечения с линией постоянного влагосодержания . Точка пересечения К характеризует состояние воздуха после 1-го подогрева.

12. Вычисляется интенсивность конденсации (испарения) влаги в оросительной камере, кг/ч:

, кг/ч,

где - влагосодержание воздуха до оросительной камеры, кг/кг с.в.

13. Определяется расход теплоты на первый подогрев, Вт:

, Вт.

5.3 Воздухообмен в основном и вспомогательных помещениях

Для основного помещения общественного здания в качестве расчетного воздухообмена принимается объемная производительность кондиционера:

, м³/ч,

где плотность воздуха, принимаемая 1,2 кг/м³.

Для вспомогательных помещений расчетный воздухообмен определяется по нормативной кратности воздухообмена с помощью формулы:

, м³/ч,

где - объем рассматриваемого помещения, м³; - нормативная кратность воздухообмена, 1/ч, принимается по табл. VII.7 [2] в зависимости от наименования помещений.

Расчет ведется в табличной форме для всех помещений здания (табл. 5.1).

Табл. 5.1. Расчетные воздухообмены в помещениях здания

№ пом	Наименование помещ.	Объем помещ. , м3	Нормативная кратность, , 1/ч	Расчетный воздухообмен, L, м3/ч
			Приток	Вытяж-ка	Приток	Вытяж-ка
1
2
…
Итого:	А	Б
Дисбаланс: если Б>А и Б-А=С если Б<А и А-Б=С	С	С
	Коридор (Б>А)	С
	Коридор (Б<А)		C
Баланс: если Б>А если Б<А	А+С	А+С

Так как все помещения здания выходят в общий холл или коридор, то для этого помещения воздухообмен рассчитывается после определения дисбаланса. Для всех помещений рассчитывается суммарный воздухообмен по притоку и вытяжке. Разницу между суммарным притоком и вытяжкой (дисбаланс) следует подавать в общий коридор при избыточной вытяжке либо удалять из общего коридора при избыточном притоке.

6. Конструирование системы кондиционирования и приточной вентиляции здания

Для подачи воздуха в помещение общественного здания служат следующие устройства:

Воздухозаборное устройство, которое предназначено для забора воздуха и представляет собой воздухозаборную решётку и вертикальный воздуховод высотой 2-2,5м, располагающийся у стены здания в месте, где отсутствуют окна. Через этот воздуховод воздух попадает в приточную камеру.

Кондиционер - система устройств для обработки и подготовки воздуха к подаче в помещение. Приточная камера устанавливается в подвале здания под коридорами, холлами и др. вспомогательными помещениями.

Вентиляторы - устройства, служащие для создания давления в системе (воздуховодах).

Шумоглушители - устанавливаются на горизонтальном участке воздуховодов после вентиляторов и служат для снижения уровня шума в сети.

Системы воздуховодов - служат для подвода воздуха в обслуживаемые помещения. Включают в себя приточные и рециркуляционные.

Воздухораспределительные устройства - служат для равномерного распределения приточного воздуха в помещении (воздухораспределительные плафоны, решётки).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 6.1. Схема приточной камеры.

Воздухозаборная решётка;

Воздухозаборный воздуховод;

Утеплительный клапан;

Фильтр для очистки воздуха от пыли;

Оросительная камера;

Смесительная камера;

Калорифер

6.1 Воздухораспределительные устройства (ВРУ)

6.1.1 ВРУ основного помещения

Для обеспечения архитектурных требований в качестве ВРУ в основном помещении общественного здания предусматриваются ВРУ типа ВДУМ (плафоны), располагающиеся над подвесным потолком.

Методика подбора:

Т. к. на 50-60м² площади приходится одно ВРУ типа ВДУМ, то, зная площадь основного помещения, определяем необходимое количество ВДУМов.

Определяем количество приточного воздуха, распределяемого одним ВДУМом:

( 5.1)

Для подбора типоразмера ВРУ типа ВДУМ необходимо пользоваться рекомендациями табл.8.12. стр.198 [7]. По этой таблице в зависимости от пропускной способности (величина L^/) подбирается диаметр горловины, мм и площадь поперечного сечения ВДУМа, м².

Используя табл.8.10. стр.196 [7] по диаметру горловины d₀ выписывается типоразмер и основные конструктивные параметры подобранных ВДУМов. Рекомендуется подбирать круглые ВРУ с диффузором.

6.1.2 Воздухораспределители вспомогательных помещений

Во вспомогательных помещениях общественного здания приток и распределение воздуха осуществляется с помощью воздухораспределительных решёток. Можно принимать регулируемые решётки, решётки типа РР либо штампованные базовые решётки (VII-16, VII-14, VII-15 стр.105 [2]). Для подбора решётки учитываются рекомендации о том, что скорость воздуха в живом сечении решётки не должна превышать 6 м/с. Для каждого вспомогательного помещения в зависимости от величины притока (табл.5.1) подбирается свои воздухораспределительные решётки.

Методика подбора:

Переводится часовой расход приточного воздуха в каждом помещении в секундный :

Принимается скорость воздуха в живом сечении воздухораспределительной решётки, равной максимально допустимой: V=6 м/с.

Определяется необходимое сечение решётки:

С помощью таблицы VII-14,VII-15,VII-16 [2] принимается решётка(-ки) с живым сечением (размером в свету) не менее, чем . Выписывается её типоразмер и фактическая величина живого сечения F.

Определяется фактическая скорость воздуха в решётке:

Должно выполняться условие . В одном помещении можно принимать несколько решёток. Подбор воздухораспределительных решёток во вспомогательных помещениях ведётся в табличной форме (Табл.6.1).

Таблица 6.1. Воздухораспределители

№ поме-щения	, м3/ч	, м3/с	F/,м2	Тип воздухо-распределителя	Кол-во ВР	F,м2	Vф, м/с
1	2	3	4	5	6	7	8

6.2 Воздуховоды (ВВ). Аэродинамический расчёт систем приточной механической вентиляции

Аэродинамический расчёт производят после расчёта воздухообменов и воздухораспределителей, а так же после трассировки воздуховодов по зданию и построения аксонометрической схемы системы вентиляции. Чаще всего для подачи воздуха в помещения общественного здания проектируют две системы приточной вентиляции:

П1 - для подачи воздуха в основное помещение и рециркуляции;

П2 - для подачи воздуха во вспомогательные помещения.

Только в случае, если суммарный приток воздуха во все помещения (из табл. 5.1) меньше 6 тыс. м³/ч, а в основном помещении менее 3 тыс. м³/ч, то принимается одна приточная система, подающая воздух во все помещения здания.

6.2.1 Воздуховоды системы П1. Трассировка в плане

Горизонтальные воздуховоды, подающие воздух к воздухораспределителям основного помещения прокладываются над подвесным потолком и выполняются из стальных ВВ круглого сечения. Главный вертикальный ВВ - приставной прямоугольного сечения из шлакобетонных плит. Главный ВВ располагается не возле двери и не возле окна. Горизонтальные ВВ в подвале здания- подвесные, выполненные из шлакобетонных плит прямоугольного сечения. Рециркуляционный ВВ между вытяжными решётками и рециркуляционный вертикальный воздуховод прокладываются в канале в кирпичной стене основного помещения. Остальная часть рециркуляционного ВВ в подвале проектируется из шлакобетонных плит прямоугольного сечения.

6.2.2 Выбор магистралей и нумерация участков системы П1

Магистраль - цепочка расчётных участков от приточной камеры до наиболее удалённого воздухораспределителя (ВР). При равном расстоянии до двух разных ВР в качестве магистрали принимается более нагруженная (по сумме расходов воздуха) цепочка.

Участком воздуховода называется часть системы вентиляции, характеризующаяся постоянным расходом и сечением.

Нумерация участков магистрали осуществляется от наиболее удалённого ВР к приточной камере. Затем нумеруются ответвления от магистрали, ответвления от ответвлений, воздухозаборный ВВ, а потом рециркуляционный ВВ и ответвления от него.

Над выносной линией с номером участка указывается расход воздуха на участке, м³/ч; под линией - длина участка, м.

6.2.3 Воздуховоды системы П2. Трассировка в плане

Все воздуховоды (ВВ) системы П2 изготавливаются из шлакобетонных плит прямоугольного сечения, за исключением случаев, когда необходима установка воздуховодов малых сечений. В этих случаях используются металлические ВВ прямоугольного сечения. Расстояние от потолка до ВР вспомогательных помещений - 0,7м. Вертикальные ВВ располагаются в углах коридора, горизонтальные - в углах коридора под потолком. Рециркуляционные воздуховоды в системе П2 отсутствуют.

6.2.4 Выбор магистралей и нумерация участков системы П2

Осуществляется аналогично п. 6.2.2.

6.2.5 Аэродинамический расчёт системы П1

Аэродинамический расчет систем приточной механияеской вентиляции ведётся в табличной форме. Номера методики аэродинамического расчета соответствуют номерам колонок таблицы.

Методика расчёта:

А - расчёт магистрали:

Номер участка согласно аксонометрической схеме.

L,м³/ч - расход воздуха на рассматриваемом участке, принимается по аксонометрической схеме.

l,м - длина участка.

Vmax,м/с - максимально допустимая скорость на участке:

у воздухораспределителей основного помещения Vmax=5м/с;

у воздухораспределителей вспомогательных помещений Vmax=6м/с;

в магистралях, рециркуляционных и воздухозаборных ВВ Vmax=8м/с;

в ответвлениях Vmax=5-6м/с.

Тип воздуховода - указывается материал и форма сечения ВВ рассматриваемого участка (согласно п.6.2.1 и 6.2.3).

F_ор - ориентировочная площадь сечения ВВ данного участка:

7,8,9 - размеры сечения ВВ. Подбираются так, чтобы площадь сечения была больше или равна F_ор (для стальных круглых ВВ - табл.12.1 стр.246 [7]; для шлакобетонных прямоугольных ВВ - табл.12.8 стр.248 [7]; для стальных прямоугольных ВВ - табл.12.2 стр.246 [7]; для кирпичных ВВ - табл.12.7 стр.247 [7]).

- длина и ширина воздуховодов прямоугольного сечения.

d - диаметр воздуховодов круглого сечения.

d_экв - эквивалентный диаметр ВВ:

- для ВВ прямоугольного сечения:

- для ВВ круглого сечения:

Значения d_экв должно увеличиваться в направлении от ВР к приточной камере. Исключение составляют случаи, когда устанавливаются переходники с одних сечений на другие или, когда изменяется материал воздуховода.

F, м² - площадь поперечного сечения ВВ (табл. по п.7,8,9 либо по формулам

).

V, м/с - скорость воздуха в ВВ:

Скорости воздуха в ВВ должны увеличиваться в направление к приточной камере.

R, Па/м - удельные потери давления на трение, принимаются после интерполяции по табл.12.17 стр.250-256 [7] в зависимости от d_экв и L.

в - коэффициент, учитывающий шероховатость материала ВВ; для стальных ВВ в =1, для не стальных ВВ - по табл.12.14 [7] в зависимости от скорости движения воздуха и абсолютной эквивалентной шероховатости К_э, мм. Значение К_э принимается по табл.12.13 стр.249 [7].

,Па - произведение значений, полученных п. 12,13 и 3, соответственно.

- сумма коэффициентов местных сопротивлений на данном участке. Местные сопротивления - арматура и др. элементы вентиляции, в которых происходит возмущение воздушного потока. К местным сопротивлениям относят: ВР, отводы, тройники, крестовины, переходники и т.д. Местные сопротивления, располагающиеся на стыке участков относятся к участку с меньшим расходом.

для ВР типа ВДУМ - о=1,9 табл.8.11 [7];

для воздухораспределительных воздухозаборных решёток о=1,21 (стр.96) или о=1,7 (стр.92) [2];

для отводов о определяется по табл.12.36 стр.269 [7], при б=90? и R/d_экв=1,5;

для тройников: - табл.12.39 стр.270 [7]

Размещено на http://www.allbest.ru/

о - табл.12.38 стр.270 [7]

- табл.VII.13 стр.98 [7]

для крестовин о определяется по прил. 1 табл.12.39 стр.270 [7]

для изменения поперечного сечения ВВ, переходников на другие материалы воздуховодов или переходников от ВВ к ВР о принимается по табл.12.14 стр.271 [7]);

для переходников с круглого сечения на прямоугольное - о полученное по табл.12.44 стр.271 [7] необходимо умножать на коэффициент С, коэффициент, учитывающий прямоугольность одного сечения, С принимается по прил. табл.12.31 стр.268 [7], при b₀<d₀;

P_д, Па - динамическое давление, табл.12.17 [7].

Z - потери давления в местных сопротивлениях:

(5.8)

ДP_уч=+Z, Па - общие потери давления на участке, равные сумме результатов расчета по п. 14 и 17 методики:

(5.9)

После расчета всех участков магистрали определяются общие потери давления в магистрали:

(5.10)

где P_шум - потери давления в шумоглушителе, принимается P_шум =100-200 Па.

Б - расчёт ответвлений от магистрали:

После расчёта каждого из ответвлений от магистрали (один или несколько участков) производится их увязка с соответствующими параллельными участками. Увязке подлежат цепочки участков ответвлений и магистрали выходящие из одной точки или входящие в одну точку.

Потери давления в увязываемых ответвлениях и магистрали должны быть равны. Допустимая невязка не должна превышать 15%.

где , - потери давления в увязываемых участках магистрали и ответвлении, соответственно, Па.

Если необходимая увязка не достигнута, то необходимо подбирать другие диаметры ВВ. В случае необходимости увеличить ДP, диаметры соответствующих ВВ уменьшают, если необходимо уменьшить ДP - диаметры ВВ увеличивают. В случае, если необходимо увеличивать потери давления, а воздуховодов с меньшим диаметром не существует или подобрать их невозможно из-за ограничения скоростей, то на воздуховодах устанавливают дросселирующие диафрагмы.

Подбор диафрагм осуществляется по табл.12.52 [7]. Предварительно вычисляется насколько необходимо увеличить о на определенном участке, чтобы по ?о получить невязку 15%. По полученной о и диаметру воздуховода подбирают диаметр диафрагмы. При увязке необходимо следить, чтобы скорость и диаметр воздуховода увеличивались в направлении к приточной камере.

В - расчёт ответвлений от ответвлений:

(5.12)

где ?P_{уч.ув.отв.}- потери давления на уже увязаных в п.Б участках ответвлений, Па; ?P_уч.отв - общие потери давления в увязываемых ответвлениях, Па.

Г - расчёт рециркуляционных воздуховодов:

Осуществляется согласно п.А.

Д - ответвления от рециркуляционного воздуховода:

Осуществляется согласно п.Б и В с увязкой ответвлений.

Е - Расчёт воздухозаборного воздуховода:

После расчёта воздухозаборного ВВ п.А, производится его увязка с рециркуляционным ВВ.

(5.13)

- суммарные потери давления в магистрали рециркуляционного воздуховода, Па; - потери давления в воздухозаборном воздуховоде, Па.

6.2.6 Аэродинамический расчёт системы П2

Осуществляется аналогично п.6.2.5 (в таблице отсутствует колонка №8 - диаметр воздуховодов, т.к. все воздуховоды системы П2 имеют прямоугольное сечение). Вначале увязываются большие ответвления, затем - меньшие (см. табл.6.4, 5.5).

6.3 Подбор и расчёт калориферов

Калориферы - устройства, необходимые для нагрева воздуха перед его подачей в помещения здания. Это - тепломассообменные аппараты, где нагрев воздуха происходит при обтекании им поверхности труб, по которым движется горячая вода или пар. Для подбора калорифера необходимо знать:

Расход нагреваемого воздуха, L,м³/ч.

Начальная температура воздуха , °С;

Конечная температура воздуха , °С;

Температура воды в подающем и обратном трубопроводе и °С.

Методика расчёта:

Задаются ориентировочной массовой скоростью движения воздуха из интервала (Vс)_ор(4;12) кг/(м²*с);

Рассчитывается ориентировочная площадь живого сечения калориферной установки по воздуху:

где с₁ - плотность воздуха перед входом в калорифер:

где t₁ - температура воздуха перед входом в калорифер, для систем рециркуляции t₁=t_см, для схем без рециркуляции t₁=t_н.