Определяется по формуле:

, м³/ч

М_СО2 - количество выделяющегося СО₂, л/ч, принимаем по табл. 5.5 данного КП.

У_ПДК - предельно-допустимая концентрация СО₂ в воздухе, г/м³, при долговременном пребывании У_ПДК = 3,45 г/м³_.

У_П - содержание газа в приточном воздухе, г/м³_, 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

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 5.1.

Таблица 5.1 - Выбор воздухообмена в аудитории

рис. 3 Зимний период года

Результаты расчета сводим в табл. 5.2

Таблица 5.2 - Сводная таблица воздушного баланса здания

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

6. Расчет воздухораспределения

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

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.

Рис. 4

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. 7.1.

Расчет естественной вентиляции

Pg=g*h(_н-_в)=9.81*4.7(1.27-1.2)=3.25 Па

Таблица 7.1

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 8.1 - Воздухораспределительные устройства

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 меньшей 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=19,56 м²,

площадь живого сечение по воздуху f_k=0.237622 м²,

по теплоносителю f_тр=0.001159 м².

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

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 m₀, 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 колличестве 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. Акустический 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 присоеденения 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 2 м

Снижение шума L¹²⁵=12дБ, L²⁵⁰=20дБ

g=5.79 м/с

13. Список используемой литературы

СниП 2.04.05-68 “Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха”

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

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

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

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

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

О.Д. Волков “Проектирование вентиляции промышленного здания”