Вентиляция

32

КУРСОВАЯ РАБОТА

ВЕНТИЛЯЦИЯ

СОДЕРЖАНИЕ

• 1. Исходные данные 3
• 2. Выбор параметров наружного воздуха 4
• 3. Расчет параметров внутреннего воздуха 5
• 4. Определение количества вредностей, поступающих в помещение 6
• 5. Расчет воздухообменов 12
• 5.4. Воздухообмен по избыткам тепла и влаги. 13
• 6. Расчет воздухораспределения 20
• 7. Аэродинамический расчет воздуховодов 22
• 8. Выбор решеток 25
• 9. Расчет калорифера 25
• 10. Подбор фильтров 27
• 11. Подбор вентиляторных установок 29
• 12. Аккустический расчет 29
• 13. Список используемой литературы 31

1. Исходные данные

В качестве объекта для проектирования предложено здание ВУЗа в городе Томске, в котором предусмотрена приточно-вытяжная вентиляция с механическим и естественным побуждением.

Время работы с 9 до 19 часов.

В качестве теплоносителя предложена вода с параметрами 130/70 C

Освещение - люминесцентное.

Стены из обыкновенного кирпича толщиной в 2, 5 кирпича; R₀=1, 52 m²K/Вт

Покрытие - = 0, 45 м; R₀=1, 75 m²K/Вт; D=4, 4; =29, 7

Остекление - одинарное в деревянных переплетах с внутренним затенением из светлой ткани, R₀=0, 17 m²K/Вт

Экспликация помещений:

Аудитория на 200 мест

Коридор

Санузел на 4 прибора

Курительная

Фотолаборатория

Моечная при лабораториях

Лаборатория (на 15 мест) с 4 шкафами размером 800x600x1200

Книгохранилище

Аудитория на 50 мест

Гардероб

2. Выбор параметров наружного воздуха

Расчетные параметры наружного воздуха, а также географическая широта и барометрическое давление принимаются по прил. 7 [1] в зависимости от положения объекта строительства для теплого и холодного периодов года. Выбор расчетных параметров наружного воздуха производим в соответствии с п. 2.14. [1] , а именно: для холодного периода - по параметрам Б, для теплого - по параметрам А.

В переходный период параметры принимаем в соответствии с п. 2.17 [1] при температуре 8⁰С и энтальпии I=22, 5 кДж/кг. _св.

Все данные сводим в табл. 3.1

Расчетные параметры наружного воздуха

Таблица 3.1

Наименование помещения, город, географическая широта	Период года	Параметр А	Параметр Б	В, м/с	P, КПа	A, град
		tн, 0C	I, кДж/кг. св	, %	d, г/ кг. св.	tн, 0C	I, кДж/кг. св.	, %	d, г/ кг. св.
Аудитория на 200 чел. Томск, 560 с. ш.	Т	21, 7	79	70	11					3	99	11
	П					8	22, 5	80	5, 5	3	99	11
	Х									3	99	11

3. Расчет параметров внутреннего воздуха

Для вентиляции используются допустимые значения параметров внутреннего воздуха. Они принимаются в зависимости от назначения помещения и расчетного периода года в соответствии с п. 2.1. [1] по данным прил. 1 [1].

В теплый период года температура притока t_п^т = t_н^{т (л),} t_п^т =21, 7 С, t_рз =t_п^т +3С=24, 7 С

В холодный и переходный периоды: t_п = t_рз - t, С,

где t_рз принимается по прил. 1 [1] , t_рз=20 С.

Так как высота помещения более 4 метров, принимаем t равным 5С.

t_пр^хп =20-5=15 С.

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

t_уд = t_рз +grad t(H-h_рз), где:

t_рз - температура воздуха в рабочей зоне, С.

grad t - превышение температуры на 1 м высоты выше рабочей зоны, С/м

H - высота помещения, м; H=7, 35м

h_рз - высота рабочей зоны, м; h_рз=2м.

grad t - превышение температуры на 1 м высоты выше рабочей зоны, С/м

H - высота помещения, м; H=7, 35м

h_рз - высота рабочей зоны, м; h_рз=2м.

grad t выбирает из таблицы VII. 2 [3] в зависимости от района строительства.

г. Томск:

grad t^т = 0, 5 С/м

grad t^хп = 0, 1 С/м

t_уд^т = 24, 7+0, 5*(7, 35-2) =27, 38 С

t_уд^хп =20+0, 1*(7, 35-2) =20, 54 С

Результаты сводим в табл. 4. 1

Расчетные параметры внутреннего воздуха

Таблица 4. 1

Наименование	Период года	Допустимые параметры	tн, С	tуд, С
		tрз, С	рз, %	, м/с
Аудитория на 200 мест	Т	24, 7	65	0, 5	21, 7	27, 4
	П	20	65	0, 2	15	20, 5
	Х	20	65	0, 2	15	20, 5

4. Определение количества вредностей, поступающих в помещение

В общественных зданиях, связанных с пребыванием людей, к вредностям относятся: избыточное тепло и влага, углекислый газ, выделяемый людьми, а так же тепло от освещения и солнечной радиации.

4. 1. Расчет теплопоступлений

4. 1.1. Теплопоступления от людей

Учитываем, что в помещении находятся 200 человек: 130 мужчин и 70 женщин - они работают сидя, т. е. занимаются легкой работой. В расчете учитываем полное тепловыделение от людей и определяем полное теплопоступление по формуле:

,

где: q_м, q_{ж -} полное тепловыделение мужчин и женщин, Вт/чел;

n_м, n_{ж -} число мужчин и женщин в помещении.

Полное тепловыделение q определим по таблице 2.24 [5].

Теплый период:

t_рз^т=24, 7 С, q=145 Вт/чел

Q_л^т=145*130+70*145*0, 85=27473 Вт

Холодный период:

t_рз^хп=20 С, q=151 Вт/чел

Q_л^хп=151*130+70*151*0, 85=28615 Вт

4. 1.2. Теплопоступления от источников солнечного освещения

Q_осв, Вт, определяем по формуле:

, где:

E - удельная освещенность, лк, принимаем по таблице 2.3 [6]

F - площадь освещенной поверхности, м²;

q_осв - удельные выделения тепла от освещения, Вт/(м²/лк), определяется по табл. 2.4. [6]

_осв - коэффициент использования теплоты для освещения, принимаем по [6]

E=300 лк; F=247 м²; q_осв=0, 55; _осв =0, 108

Q_осв=300*247*0, 55*0, 108=4402 Вт

4. 1.3. Теплопоступления за счет солнечной радиации

Определяем как сумму теплопоступлений через световые проемы и покрытия в теплый период года.

, Вт

Теплопоступления через остекления определим по формуле:

, Вт,

где: q_вп, q_вр - удельное поступление тепла через вертикальное остекление соответственно от прямой и рассеянной радиации. Выбирается по таблице 2.16 [5] для заданного в здании периода работы помещения для каждого часа.

F_ост - площадь остекления одинаковой направленности, м^2, рассчитывается по плану и разрезу основного помещения здания.

_сз - коэффициент, учитывающий затемнение окон.

К_ак - коэффициент, учитывающий аккумуляцию тепла внутренними ограждающими конструкциями помещения.

К₀ - коэффициент, учитывающий тип остекления.

К₀ - коэффициент, учитывающий географическую широту и попадание в данную часть прямой солнечной радиации.

К₂ - коэффициент, учитывающий загрязненность остекления.

Расчет ведем отдельно для остекления восточной и западной стороны.

F_{ост. з}=4*21=84 м²

F_{ост. в}=1, 5*17=25, 5 м²

_сз - определяем по таблице 1.2 [5]. Для внутренних солнцезащитных устройств из светлой ткани _сз=0, 4

К_ак=1, т. к. имеются солнцезащитные устройства

г. Томск - промышленный город. Учитывая что корпуса институтов обычно строят в центре городов, выбираем по таблице 2.18 [5] для умеренной степени загрязнения остекления при =80-90%; К₂=0, 9

По таблице 2.17 [5] принимаем для одинарного остекления в деревянных переплетах при освещении окон в расчетный час солнцем К₁=0, 6, при нахождении окон в расчетный час в тени К₁=1, 6.

Теплопоступления через остекление

Таблица 5.1

Часы	Теплопоступления через остекление, Qост, Вт
	Запад	Юг
1	2	3
9-10	56*1, 4*0, 9*1*1*0, 4*84=1016	(378+91) *0, 6*0, 9*1*1*0, 4*25, 5=6027
10-11	58*1, 4*0, 9*1*1*0, 4*84=1052	(193+76) *0, 6*0, 9*1*1*0, 4*25, 5=3457
11-12	63*1, 4*0, 9*1*1*0, 4*84=1143	(37+67) *0, 6*0, 9*1*1*0, 4*25, 5=1336
12-13	(37+67) *1, 4*0, 9*1*1*0, 4*84=1887	63*0, 6*0, 9*1*1*0, 4*25, 5=810
13-14	(193+76) *1, 4*0, 9*1*1*0, 4*84=4881	58*0, 6*0, 9*1*1*0, 4*25, 5=745
14-15	(378+91) *1, 4*0, 9*1*1*0, 4*84=8510	56*0, 6*0, 9*1*1*0, 4*25, 5=720
15-16	(504+114) *1, 4*0, 9*1*1*0, 4*84=11213	55*0, 6*0, 9*1*1*0, 4*25, 5=707
16-17	(547+122) *1, 4*0, 9*1*1*0, 4*84=12138	48*0, 6*0, 9*1*1*0, 4*25, 5=617
17-18	(523+115) *1, 4*0, 9*1*1*0, 4*84=11576	43*0, 6*0, 9*1*1*0, 4*25, 5=553
18-19	(423+74) *1, 4*0, 9*1*1*0, 4*84=9018	30*0, 6*0, 9*1*1*0, 4*25, 5=900

Теплопоступления через покрытия определяются по формуле:

, Вт

R₀ - сопротивление теплопередачи покрытия, м²*К/Вт;

t_н - среднемесячная температура наружного воздуха за июль, С;

R_н - термическое сопротивление при теплообмене между наружным воздухом и внешней поверхностью покрытия, м²*к/Вт;

- коэффициент поглощения солнечной радиации материалом наружной поверхности покрытия;

I_ср - среднесуточная (прямая и рассеянная) суммарная солнечная радиация, попадающая на горизонтальную поверхность, Вт/м²;

t_в - температура воздуха, удаляемого из помещения, С;

- коэффициент для определения гармонически изменяющихся величин теплового потока принимаем в зависимости от максимального часа теплопоступлений;

К - коэффициент, зависящий от конструкции покрытия;

А_в - амплитуда колебаний температуры внутренней поверхности ограждающих конструкций, С

R_в - термическое сопротивление при теплообмене между внутренней поверхностью покрытия и воздухом помещения, м²*К/Вт;

F - площадь покрытия, м^2.

Из задания R₀=0, 96 м²*К/Вт

По табл. 1.5 [5] t_н=18, 1 С

R_н определяется по формуле:

, где:

- средняя скорость ветра, м/с, в теплый период, = 3, 7 м/с

м²*К/Вт

=0. 9, принимаем в качестве покрытия наружной поверхности рубероид с песчаной посыпкой (табл. 1.18 [5])

Из табл. 4. 1 данного КП t_уд^Т=27, 38 С

Амплитуду колебаний температуры внутренней поверхности, С, определим по формуле:

, где

- величина затухания амплитуды колебаний температуры наружного воздуха в ограждающей конструкции, С

А_tн - максимальная амплитуда суточных колебаний температуры наружного воздуха, С

I_max - максимальное значение суммарной (прямой и рассеянной) солнечной радиации, принимается для наружных стен как для вертикальных поверхностей, а для покрытия - как для горизонтальной поверхности.

= 29, 7 - по заданию

0, 5* А_tн = 11 - приложение 7 [1]

I_max = 837 Вт/м² - таблица 1.19 [5]

I_ср = 329 Вт/м² - таблица 1.19 [5]

А_в = 1/29, 7*(11+0, 035*0, 9(837-329)) =0, 9 С

R_в = 1/_в=1/8, 7=0, 115 м²*К/Вт

F = 247 м²

В формуле для Q_n все величины постоянные, кроме - коэффициента для определения гармонически изменяющихся величин теплового потока в различные часы суток.

Для нахождения для заданного периода времени по часам находим Z_max.

Z_max = 13+2. 7*D = 13+2. 7*3. 8 = 23-24 = - 1

Стандартное значение коэффициента принимаем по табл. 2.20 [5] , а фактическое значение получаем путем сдвига на 1 час назад.

Значение коэффициента сводим в таблицу 5. 2

Расчет теплопоступлений через покрытие сводим в таблицу 5. 3

Таблица 5.2

Значение коэффициента

Часы	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19
	-0, 5	-0, 71	-0, 87	-0, 97	-1	-0, 97	-0, 87	-0, 71	-0, 5	-0, 26	0

Таблица 5.3

Теплопоступления через покрытие

Часы	Теплопоступления через покрытие, Qn, Вт
9-10	(0, 625-(0, 605*7, 9)) *247= - 1026
10-11	(0, 625-(0, 79*7, 9)) *247= - 1387
11-12	(0, 625-(0, 92*7, 9)) *247= - 1640
12-13	(0, 625-(0, 985*7, 9)) *247= - 1768
13-14	(0, 625-(0, 925*7, 9)) *247= - 1768
14-15	(0, 625-(0, 792*7, 9)) *247= - 1640
15-16	(0, 625-(0, 79*7, 9)) *247= - 1387
16-17	(0, 625-(0, 609*7, 9)) *247= - 1026
17-18	(0, 625-(0, 38*7, 9)) *247= - 587, 1
18-19	(0, 625-(0, 13*7, 9)) *247= - 353

Составляем сводную таблицу теплопоступлений за счет солнечной радиации.

Таблица 5.4

Сводная таблица теплопоступлений за счет солнечной радиации

Часы	Теплопоступления, Вт
	Через покрытие	Через остекление	Всего
		Запад	Восток
9-10	-1026	1016	6027	6017
10-11	-1387	1052	3457	3122
11-12	-1640	1143	1336	839
12-13	-1768	1887	810	929
13-14	-1768	4881	745	3858
14-15	-1640	8510	720	7590
15-16	-1387	11213	707	10533
16-17	-1026	12138	617	11729
17-18	-587	11576	553	11542
18-19	-353	9018	900	9565

На основании расчета принимаем максимальное значение теплопоступлений за счет солнечной радиации, равное Q_ср=11729 Вт в период с 16 до 17 часов.

Общее теплопоступление определяем по формуле:

, Вт

В летний период:

Q_п^т=27478+0+11729=39207 Вт

В переходный период:

Q_п^п=28614+4402+0, 5*11729=38881 Вт

В зимний период:

Q_п^х=28614+4402+0=33016 Вт

4. 2. Расчет влаговыделений в помещении

Поступление влаги от людей, W_вл, г/ч, определяется по формуле:

,

где: n_л - количество людей, выполняющих работу данной тяжести;

w_вл - удельное влаговыделение одного человека, принимаем по таблице 2.24 [5]

Для теплого периода года, t_{р. з.} =24, 7С

w_вл=115 г/ч*чел

W_вл^т = 130*115+70*115*0, 85=21792, 5 г/ч

Для холодного и переходного периодов года, t_{р. з.} =20 С

w_вл=75 г/ч*чел

W_вл^т = 130*75+70*75*0, 85=14212, 5 г/ч

4. 3. Расчет выделения углекислого газа от людей

Количество СО_2, содержащееся в выдыхаемом человеком воздухе, зависит от интенсивности труда и определяется по формуле:

, г/ч,

где n_л - количество людей, находящихся в помещении, чел;

m_CO2 - удельное выделение СО₂ одним человеком, определяется по таблице VII. 1 [3]

Взрослый человек при легкой работе выделяет m_CO2 =25 г/ч*чел. Тогда

М_СО2=130*25+0, 85*70*25=4737, 5 г/ч

4. 4. Составление сводной таблицы вредностей

Разность теплопоступлений и потерь тепла определяет избытки или недостатки тепла в помещении. В курсовом проекте мы условно принимаем, что система отопления полностью компенсирует потери тепла, которые будут иметь место в помещении. Поступление вредностей учитывается для трех периодов года: холодного, переходного и теплого.

Результаты расчета всех видов вредностей сводим в табл. 5. 5

Таблица 5.5.

Количество выделяющихся вредностей

Наименование помещения	Период года	Избытки тепла, Qп, Вт	Избытки влаги, Wвл, г/ч	Количество СО2, МСО2, г/ч
Аудитория на 200 мест	Т	39207	21793	4738
	П	38881	14213	4738
	Х	33016	14213	4738

5. Расчет воздухообменов

Вентиляционные системы здания и их производительность выбирают в результате расчета воздухообмена. Последовательность расчета требуемого воздухообмена следующая:

1) задаются параметры приточного и удаляемого воздуха

2) определяют требуемый воздухообмен для заданного периода по вредным выделениям, людям и минимальной кратности.

3) выбирается максимальный воздухообмен из всех расчетов по разным факторам.

5.1. Воздухообмен по нормативной кратности

Определяется по формуле:

, м³/ч

К_Pmin - минимальная кратность воздухообмена, 1/ч.

V_P - расчетный бьем помещения, м^3.

По табл. 7. 7 [2] К_Pmin = 1 1/ч

V_P =F_n*6;

V_P =247*6=1729 м^3.

L=1729*1=1729 м³/ч

5.2. Воздухообмен по людям

Определяется по формуле:

, м³/ч

где l_Л - воздухообмен на одного человека, м³/ч*чел;

n_Л - количество людей в помещении.

По прил. 17 [1] определяем, что для аудитории, где люди находятся более 3 часов непрерывно, l_Л = 60 м³/ч*чел.

L = 200*60=12000 м³/ч

5.3. Воздухообмен по углекислому газу

Определяется по формуле:

, м³/ч

М_СО2 - количество выделяющегося СО_2, л/ч, принимаем по табл. 5. 5 данного КП.

У_ПДК - предельно-допустимая концентрация СО₂ в воздухе, г/м^3, при долговременном пребывании У_ПДК = 3, 45 г/м^3.

У_П - содержание газа в приточном воздухе, г/м^3, У_П=0, 5 г/м³

М_СО2=4738 г/ч

L=4738/(3, 45-0, 5) =6317, 3 м³/ч

5.4. Воздухообмен по избыткам тепла и влаги.

В помещениях с тепло - и влаговыделениями воздухообмен определяется по Id-диаграмме. Расчет воздухообменов в помещениях сводится к построению процессов изменения параметров воздуха в помещении.

5.4.1. Воздухообмен по избыткам тепла и влаги теплый период года

На Id-диаграмме наносим точку Н, она совпадает с т. П (t_H=21, 7С; I_H=49 кДж/кг. _св), характеризующей параметры приточного воздуха (рис 1).

Проводим изотермы внутреннего воздуха t_В=t_{Р. З.} =24, 7С и удаляемого воздуха t_{У. Д.} =27, 4С

Для получения точек В и У проводим луч процесса, рассчитанный по формуле:

, кДж/кг. _вл

Q_П - избытки тепла в теплый период года, Вт, из таблицы 5. 5 КП

W_ВЛ - избытки влаги в теплый период года, кг/ч, из таблицы 5. 5 КП

E=3, 6*39207/21, 793=6477 кДж/кг вл.

Точки пересечения луча процесса и изотерм t_В, t_{У. Д.} характеризуют параметры внутреннего и удаляемого воздуха.

Воздухообмен по избыткам тепла:

, м³/ч

Воздухообмен по избыткам влаги:

, м³/ч

где I_УД, I_П - соответственно энтальпии удаляемого и приточного воздуха, кДж/кг. _св.

I_УД=56, 5 кДж/кг. _св.

I_П=49 кДЖ/кг. _св.

d_УД=12, 1 г/кг. _св.

d_П=11 г/кг. _св.

По избыткам тепла:

L_П=3, 6*39207/(1, 2*(56, 5-49)) =15683 м³/ч

По избыткам влаги:

L_П=21793/1, 2*(12, 1-11) =16509 м³/ч

В расчет идет больший воздухообмен по избыткам влаги

L_П=16509 м³/ч

Рис.1 Теплый период года

5.4.2. Воздухообмен по избыткам тепла и влаги в переходный период года

В переходный период предусмотрена рециркуляция воздуха.

По параметрам наружного воздуха (t_Н=8С, I_Н=22, 5 кДж/кг. _св) строим точку Н (рис.2).

Для построения точки У находим расчетное приращение влагосодержания воздуха:

W_ВЛ=14213 г/ч

L_Нmin=L_Н (по людям)

L_{Н кр min}=К_Рmin*V_Р

L_{Н кр min}=1729 м³/ч

L_Нmin=12000 м³/ч

d_НУ=14213/1, 2*12000=0, 9 г/кг. св.

d_УД=d_Н+d_НУ=5, 5+0, 9=6, 4 г/кг. св.

Точка У находится на пересечении изобары d_УД=const и изотермы t_УД=const.

Соединяем точки Н и У. На этой линии расположена точка смеси С. Определяем ее месторасположение. Для этого строим луч процесса:

, кДж/кг. _вл.

Проводим луч процесса через точку У, получаем на пересечении с изотермами точки В и П. Из точки П по линии d=const опускаемся до пересечения с линией НУ, получаем точку С. количество рециркулирующего воздуха, G_P, определяем:

G_{n min}=L_{n min}*1.2=14400 кг/час

G_P=(4. 6/2-1) *G_{n min}=1.3*14400=18720 кг/час

L_n=G_n/=15600 м³/ч



Рис.2 Переходный период года



5.4.3. Воздухообмен по избыткам тепла и влаги в зимний период года

В зимний период также предусмотрена рециркуляция воздуха.

По параметрам наружного воздуха (t_Н=-40С, I_Н=-40, 2 кДж/кг св) строим точку Н (рис.3).

Для построения точки У находим расчетное приращение влагосодержания воздуха:

W_ВЛ=14213 г/ч

L_Нmin=L_Н (по людям)

L_Нmin=12000 м³/ч

d_НУ=14213/1, 2*12000=0, 9 г/кг. св.

d_УД=d_Н+d_НУ=0, 2+0, 9=1, 1 г/кг. св.

Проводим изотермы t_УД=20, 54 С, t_В=t_{Р. З.} =20 С, t_Н=15 С,

Точка У находится на пересечении изобары d_УД=const и изотермы t_УД=const.

Объединяем точки Н и У. На этой линии расположена точка смеси С. Определяем ее месторасположение. Для этого строим луч процесса:

, кДж/кг _вл

Проводим луч процесса через точку У, получаем на пересечении с изотермами точки В и П. Из точки П по линии d=const опускаемся до пересечения с линией НУ, получаем точку С. количество рециркулирующего воздуха, G_P, определяем:

G_{n min}=L_{n min}*1.2=14400 кг/час

кг/час

G_Н=G_Р+G_{n min}=14400+6891=21291 кг/час

L_n=G_n /=17743 м³/ч

Результат расчета воздухообменов сводим в таблицу 6. 1.

Таблица 6.1

Выбор воздухообмена в аудитории

Период года	Воздухообмен LН по факторам, м3/ч	Максимальный воздухообмен, м3/ч
	По минимальной кратности	По СО2	Нормируемый по людям	По Id-диаграме
Т	1729	6317	12000	16509	16509
П	1729	6317	12000	15600	15600
Х	1729	6317	12000	17743	17743

рис.3 Зимний период года

5.5. Расчет воздухообмена по нормативной кратности и составление воздушного баланса для всего здания

Для остальных помещений воздухообмен рассчитывается по нормативной кратности в зависимости от назначения помещения. Кратность принимаем по таблице 6. 12 [4] отдельно по притоки и по вытяжке.

Результаты расчета сводим в табл. 6. 2

Таблица 6.2

Сводная таблица воздушного баланса здания.

№	Наименование помещения	VP, м3	Кратность, 1/ч	Ln, м3/ч	Прим.
			приток	вытяжка	приток	вытяжка
1	Аудитория	2035	8, 5	8, 5	17743	17743
2	Коридор	588	2	-	1176	+301
3	Санузел	-	-	(50)	-	200
4	Курительная	54	-	10	-	540
5	Фотолабор.	90	2	2	180	180
6	Моечная	72	4	6	288	432
7	Лаборатория	126	4	5	504	630
8	Книгохранил.	216	2	0, 5	-	108
9	Ауд. на 50 мест	-	(20)	1000	1000
10	Гардероб	243	2	1	486	243
					21377	21076
						+301

Дисбаланс равен 301 м³/ч. Добавляем его в коридор (помещение №2)

6. Расчет воздухораспределения

Принимаем схему воздухообмена снизу-вверх, т. к. имеются избытки тепла и влаги.

Выбираем схему воздухораспределения по рис.5.1 [7] , т. к Н_П>4m, то IV схема. (рис.5.1г).

Подача воздуха осуществляется плафонами типа ВДШ.

Для нахождения необходимого количества воздухораспределителей Z площадь пола обслуживаемого помещения F делится на площади строительных модулей F_n. z=F/F_n.

Определяем количество воздуха, приходящееся на один воздухораспределитель,

L₀=L_СУМ/Z; где

L_СУМ - общее количество приточного воздуха, подаваемого через плафоны.

L₀=17743/10=1774 м³/ч

На основании полученной подачи L₀ по табл. 5. 17 [7] выбираем тип и типоразмер воздухораспределителя (ВДШ-4). Далее находим скорость в его горловине:

_X=k*_ДОП=1, 4*0, 2=0, 28 м/с

Х_П=Н_П-h_ПОТ-h_ПЛ-h_РЗ

Х_П=7, 4-1-0, 5-0, 3=4, 6 м

м₁=0, 8; n₁=0, 65 - по таблице 5. 18 [4]

F₀=L₀/3600*5=1774/3600*5=0. 085 м²

Принимаем ВДШ-4, F₀=0, 13 м²

Значения коэффициентов:

К_С=0, 25; т. к.

К_ВЗ=1; т. к l/X_n=5, 5/4, 6=1, 2

К_Н=1, 0; т. к A_r - не ограничен.

т. е. условие _Ф<₀ удовлетворено

что удовлетворяет условиям, т. е. < 1C

7. Аэродинамический расчет воздуховодов

Его проводят с целью определения размеров поперечного сечения участков сети. В системах с механическим побуждением движения воздуха потери давления определяют выбор вентилятора. В этом случае подбор размеров поперечного сечения воздуховодов проводят по допустимым скоростям движения воздуха.

Потери давления Р, Па, на участке воздуховода длиной l определяют по формуле:

Р=Rl+Z

где R - удельные потери давления на 1м воздуховода, Па/мБ определяются по табл. 12.17 [4]

-коэффициент, учитывающий фактическую шероховатость стенок воздуховода, определяем по табл. 12.14 [4]

Z-потери давления в местных сопротивлениях, Па, определяем по формуле:

Z=Pg,

Где Pg - динамическое давление воздуха на участке, Па, определяем по табл. 12.17 [4]

- сумма коэффициентов местных сопротивлений.

Аэродинамический расчет состоит их 2 этапов:

1) расчета участков основного направления;

2) увязка ответвлений.

Последовательность расчета.

Определяем нагрузки расчетных участков, характеризующихся постоянством расхода воздуха;

Выбираем основное направление, для чего выявляем наиболее протяженную цепь участков;

Нумеруем участки магистрали и ответвлений, начиная с участка, наиболее удаленного с наибольшим расходом.

Размеры сечения воздуховода определяем по формуле

где L - расход воздуха на участке, м³/ч

_р - рекомендуемая скорость движения воздуха м/с, определяем по табл. 11.3 [3]

Зная ориентировочную площадь сечения, определяем стандартный воздуховод и рассчитываем фактическую скорость воздуха:

Определяем R, Pg по табл. 12.17 [4].

Определяем коэффициенты местных сопротивлений.

Общие потери давления в системе равны сумме потерь давления в воздуховодах по магистрали и в вентиляционном оборудовании:

P=(Rl+Z) _маг+P_об

Методика расчета ответвлений аналогична.

После их расчета проводят неувязку.

Результаты аэродинамического расчета воздуховодов сводим в табл 8. 1.

Расчет естественной вентиляции

Pg=g*h(_н-_в) =9. 81*4. 7(1.27-1.2) =3.25 Па

№	L	l	р-ры			R	Rl		Pg	Z	Rl+	Rl	прим
уч.			а х в	dэ								Z	+Z
Магистраль
1	500	1. 85	400x400	400	0. 8	1.4	0. 02	0. 05	2. 97	0. 391	1.16	1.21
2	500	1.5	420x350		0. 94	1.21	0. 03	0. 054	0. 55	0. 495	0. 27	0. 324
3	1000	5	520x550		0. 97	1.23	0. 02	0. 132	0. 85	0. 612	0. 52	0. 643	2.177
4	12113	2.43	520x550		1.2	1.25	0. 03	0. 038	1.15	0. 881	0. 93	0. 968	3.146
Ответвления
5	243	1. 85	270x270		0. 92	1.43	0. 04	0. 06	2. 85	0. 495	1.41	1.47
6	243	7	220x360		0. 9	1.21	0. 04	0. 34	1.1	0. 495	0. 54	0. 88	2.35
7	500	1. 85	400x400	400	0. 8	1.4	0. 02	0. 05	3.45	0. 391	1.35	1.4

Участок №1

Решетка =2

Боковой вход =0. 6

Отвод 90⁰ =0. 37

Участок №2

Тройник =0. 25

Участок №3

Тройник =0. 85

Участок №4

Зонт =01.15

Невязка=(Р_отв5+6 - Р_{уч. м. 1+2+3}) /Р_{уч. ш. 1+2+3}*100%=

=(2.35-2.177) /2.177*100%=7. 9% < 15% - условие выполнено

Невязка=(Р_отв7 - Р_{уч. м. 1+2}) /Р_{уч. м. 1+2}*100%=

=(1.4-1.534) /1.534*100%=-8. 7% > - 15% - условие выполнено

8. Выбор решеток

Таблица 9.1

Воздухораспределительные устройства

Номер помещения	Ln	Тип решетки	Колличество
Подбор приточных решеток
2	1176	Р-200	4	2
5	180	Р-200	1	2
6	288	Р-200	1	2
7	504	Р-200	2	2
9	1000	Р-200	4	2
10	486	Р-200	2	2
Подбор вытяжных решеток
1	5743	Р-200	20	2
2	101	Р-150	1	2
3	400	Р-150	8	2
4	540	Р-200	2	2
5	180	Р-200	1	2
6	432	Р-200	2	2
7	630	Р-200	3	2
8	108	Р-150	1	2
9	1000	Р-200	4	2
10	243	Р-200	1	2

9. Расчет калорифера

Для подогрева приточного воздуха используем калориферы, которые, как правило, обогреваются водой. Приточный воздух необходимо нагревать от температуры наружного воздуха t_н=-25С до температуры на 11.5 25С меньешй температуры притока (этот запас компенсируется нагревом воздуха в воздуховодах), т. е. до t_н=15-1=14С

Количество нагреваемого воздуха составляем 21377 м³/ч.

Подбираем калорифер по следующей методике:

Задаемся массовой скоростью движения теплоносителя =8 кг/(м²с)

Рассчитываем ориентировочную площадь живого сечения калориферной установки.

f_ку^ор=Ln*_н/(3600*), м²

где Ln - расход нагреваемого воздуха, м³/ч

_н - плотность воздуха, кг/м³

f_ку^ор=21377*1.332/(3600*10) =0. 79 м²

По f_ку^ор и табл. 4. 37 [5] принимаем калорифер типа КВС-9п, для которого:

площадь поверхности нагрева F_k=19, 56м^2, площадь живого сечение по воздуху f_k=0. 237622м^2, по теплоносителю f_тр=0. 001159м^2.

Рассчитаем необходимое количество калориферов, установленных параллельно по воздуху:

m_||в=f_ку^ор/f_k=0. 79/0. 237622=3, 3. Принимаем m_||в=3 шт

Рассчитаем действительную скорость движения воздуха.

() ^д=Ln*_н/(3600*f_k*m_||в) =21377-1.332/(3600*0. 237622) =8. 35 кг/м²с

Определяем расход тепла на нагрев воздуха, Вт/ч:

Q_{к. у.} =0. 278*Ln*Cv*(t_k-t_н^б) =0. 278*21377*1.2(15-(-8)) =164021 Вт

Рассчитаем количество теплоносителя, проходящее через калориферную установку.

W=(Q_{к. у}*3, 6) /_в*Cв*(t_г-t_o), m³/ч

W=(164021*3. 6) /4. 19*1000*(130-70) =2. 82 m³/ч

Определяем действительную скорость воды в трубках калорифера.

=W/(3600*f_тр*n_||m), m/c

=2. 82/(3600*0. 001159*3) =0. 23, m/c

По табл. 4. 40 [5] определяем коэффициент теплоотдачи

К=33.5 Вт/м^{2 0}с

Определяем требуемую поверхность нагрева калориферной установки

F_ку^тр=Q_ку/(К(t_{ср т} - t_{ср в}), м²

F_ку^тр=164021/(33.5*(130+70/2) - (15-8/2)) =50. 73 м²

N_k=F_ку^тр/F_ку=50. 73/19. 56=2. 89. Принимаем 3 шт

Зная общее количество калориферов, находим количество калориферов последовательно по воздуху

n_{посл в}=N_k/m_||в=3/3=1 шт

Определяем запас поверхности нагрева

Запас=(F_k-F_ку^тр) /F_ку^тр*100%=1020%

Запас=(15. 86-50. 73) /50. 73=15% <=20%

Условие выполнено.

Определим аэродинамическое сопротивление калориферной установки по табл. 4. 40 [5]

Pк=65. 1 па

10. Подбор фильтров

В помещения административно-бытовых зданий борьба с пылью осуществляется путем предотвращения попадания её извне и удаление пыли, образующейся в самих помещениях.

Подаваемый в помещениях приточный воздух очищается в воздушных фильтрах. Подберем фильтры для очистки приточного воздуха.

Целью очистки воздуха в аудитории принимаем защиту находящихся там людей от пыли. Степень очистки в этом случае равна _тр=0, 60, 85

По табл. 4. 1 [4] выбираем класс фильтра - III, по табл. 4. 2 [4] вид фильтра смоченный, тип - волокнистый, наименование - ячейковый ФяУ, рекомендуемая воздушная нагрузка на входное сечение 9000 м³/ч

Рассчитываем требуемую площадь фильтрации:

F_ф^тр=Ln/q, m²,

где Ln - количество приточного воздуха, м³/ч

F_ф^тр=15634/9000=1. 74 м²

Определяем необходимое количество ячеек:

n_я=F_ф^тр/f_я

где f_я - площадь ячейки, 0. 22 м²

n_я=1. 74/0. 22=7. 9 м²

Принимаем 9 шт.

Находим действительную площадь фильтрации:

F_ф^д=n_я*f_я=9*0. 22=1. 98 м²

Определяем действительную воздушную нагрузку:

q_д=Ln/F_ф^д=15634/1. 98=7896 м³/ч

Зная действительную воздушную нагрузку и выбранный тип фильтра, по номограмме 4. 3 [4] выбираем начальное сопротивление:

P_{ф. ч.} =44 Па

Из табл. 4. 2. [4] знаем, что сопротивление фильтра при запылении может увеличиваться в 3 раза и по номограмме 4. 4 [4] находим массу уловленной пыли m_0, г/м²:

P_{ф. п}. =132 Па;

m₀=480 г/м²

По номограмме 4. 4 [4] при m₀=480 г/м² 1-_оч=0. 13 => _оч=0. 87

_оч > _оч^тр

Рассчитаем количество пыли, осаждаемой на 1 м² площади фильтрации в течении 1 часа.

m_уд=L*y_n*_n/f_я*n_я=15634*5*0. 87/1. 98=34. 35 г/м²ч

Рассчитаем периодичность замены фильтрующей поверхности:

_рег=м₀/м_уд=480/34. 35=14 часов

Рассчитаем сопротивление фильтра:

P_ф=P_{ф. ч.} +P_{ф. п.} =44+132= 176 Па

11. Подбор вентиляторных установок

Вентиляторы подбирают по сводному графику и индивидуальным характеристикам [4].

Вентиляторы, размещаемые за пределами обслуживаемого помещения выбираем с учетом потери воздуха в приточной системе, вводя повышающие коэффициенты.

Для П1 - ВЦ4-75 №10

E=10. 095. 1; n=720 об/мин; 4А132МВ; N=5. 5 кВт

L=25000 м³/ч; Pв=550 Па

Для В1 - крышный вентилятор ВКР-5. 00. 45. 6 (в количестве 2 штук)

n=915 об/мин; 4А80А6; N=0. 06 кВт

L=7030 м³/ч; Pст=265 Па

Для В - вентилятор ВЦ 4-75 №2.5

E=2.5. 100. 1; n=1380 об/мин; 4АА50А4; N=0. 06 кВт

L=800 м³/ч; Pв=120 Па

12. Аккустический расчет

Уровень шума является существенным критерием качества систем вентиляции, что необходимо учитывать при проектировании зданий различного назначения.

По табл. 17. 1 [4] выбираем по типу помещения рекомендуемые номера предельных спектров (ПС) и уровни звука по шкале А, характеризующие допускаемый шум от системы вентиляции:

Для аудитории ПС=35, А=40дБ.

По табл. 17. 3 [4] определяем активные уровни звукового давления L_доп при частотах октавных полос 125 и 250 Гц.

L_доп¹²⁵=52Дб L_доп²⁵⁰=45Дб

Рассчитываем фактический уровень шума в расчетной точке по формуле:

L=L_{в окт} + 10lg*(Ф/4x²_n+4Ф/В),

где Ф - фактор направленности излучения источника шума, Ф=1;

x_{n -} расстояние от источника шума до рабочей зоны, м

L_{в окт -} октавный уровень звуковой массивности вентилятора, дБ

L_{в окт} =L_{р общ} - L₁+L₂

L_{р общ} - общий уровень звуковой мощности вентилятора, дБ

L₁ - поправка, учитывающая распределение звуковой мощности вентилятора по октавным полосам, дБ, принимается по выбранному типу вентилятора и частотам вращения по табл. 17. 5 [4]

L₁¹²⁵=7Дб L₁²⁵⁰=5Дб

L₂ - поправка, учитывающая аккустическое влияние присоединения воздуховода к вентилятору, дБ, принимается по табл. 17. 6. [4]

L₂¹²⁵=3Дб L₂²⁵⁰=0. 5Дб

L_{р общ} =+10lg Q + 25 lg H +

- критерий шумности, дБ, зависящий от типа и конструкции вентилятора, по табл. 17. 4 [4]

=41 дБ

Н - полное давление вентилятора, кгс/м²

- поправка на режим работы, дБ

=0 Q=3600 м³/ч Н=550 кгс/м²

L_{р общ} =41+10lg(25000/3600) +25lg(550/9. 8) =93.14 дБ

L¹²⁵_{в окт} =93.14-7+3=89. 14 дБ

L²⁵⁰_{в окт} =93.14-5+0, 5=87. 64 дБ

L¹²⁵_р =89. 14+10lg(1/4*3.14*4. 6) =72.51 дБ

L²⁵⁰_р =87. 64+10lg(1/4*3.14*4. 6) =70. 02 дБ

Рассчитаем требуемое снижение уровня звука:

m=0

L¹²⁵_{эл. сети}=71.52-52-12. 83+5=11. 69 дБ

L²⁵⁰_{эл. сети}=70. 02-45-18. 68+5=11.34 дБ

4. Ориентировочное сечение шумоглушителя:

f^ш_ор=L/3600*_доп=25000/3600*6=1.157 дБ

По табл. 17. 17 [4] формируем конструкцию шумоглушителя:

Принимаем шумоглушитель пластинчатый

f_g=1.2 м² Внешние размеры 1600х1500 мм, длинна 2м

Снижение шума L¹²⁵=12дБ L²⁵⁰=20дБ

g=5. 79 м/с

13. Список используемой литературы

1. СниП 2. 04. 05-68 “Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха”

2. Р. В. Щекин “Справочник по теплогазоснабжению и вентиляции” часть 2

3. В. Н. Богославский “Отопление и вентиляция” часть 2

4. И. Р. Староверов. Справочник проектировщика “Вентиляция и кондиционирование воздуха”

5. Р. В. Русланов “Отопление и вентиляция жилых и общественных зданий”

6. В. П. Титов “Курсовое и дипломное проектирование по вентиляции”

7. О. Д. Волков “Проектирование вентиляции промышленного здания”