Кондиционирование воздуха, вентиляция и отопление

Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации

Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна

Пояснительная записка к курсовому проекту на тему

«Кондиционирование воздуха, вентиляция и отопление»

Разработала Е. Стукалова

Группа /6-ТВ-4/

Руководитель/

Санкт - Петербург 1999

Исходные данные для расчета

Цех расположен в бесфонарном здании закрытого типа с техническим чердаком и сеткой колонн 18х12. Освещен люминесцентными светильниками, встроенными в перекрытие.

Наименование города	Длина ,L м	Размеры цеха Ширина,B м	Высота,H м	Удельные тепловые потери,q
Ленинград	18х8	12х6	4.8	0.1

Площадь цеха Fц=18х8х12х6=10368 м2

Объем цеха Vц=10368х4.8=49766м3

Количество установленного оборудования nн=Fц/F1м

F1м=18 м2

nн=10386/18=576

Количество обслуживающего персонала nл=nн/Н

H=4 ед.обор.

m=576/4=144

Расчетные параметры внутреннего воздуха цеха

Наименование цеха	Параметры воздуха	Рабочие режимы	Нерабочий Режим темп. возд. для расч. деж. отопления
		Теплый	Холодный
		Тепмератур tвТ	Относ.влажнос.	ТепмератураtВХ	Относ.влажнос.
Трикотажный	Рекоменд. Принятые В расчете	22-24	65	22-23	65	10

Тепловой баланс основного цеха

Теплопотери через наружные строительные ограждения здания,Вт

Определяются только для холодного расчетного периода

Qмн=q0 Vц.н (tвх-tнх) ,где

q0-удельная тепловая характеристика здания,Вт /(m3 x 0C )

Vцн-наружный обьем цеха в м3

tвх ,tнх внутренняя и наружная расчетные температуры воздуха для холодного расчетного периода

Qмн=0.1x49766x(26-(-22))=238876,8

Теплопоступления от технологического оборудования, имеющего электродвигатели, Вт

Qмаш= 1000 N1элn nспрnв, где

N уст -установленная мощность электродвигателей единицы оборудования, кВт

n -кол-во оборудования данной марки

nспр- коэффициент спроса электроэнергии равный 0.8

nв -коэфф. Учитывающий фактическое поступление тепла в помещении=1

Qмаш =1000х2.2х576х0.8x1=1013760

Теплопоступления от искусственного освещения, Вт

Qосв= 1000 Nосв Fп b , где

Nосв -удельная электрическая мощность на освещении равная 0.05 кВт/м2

b - коэфф. Учитывающий фактическое поступление тепла от светильников в помещении равный 0.4

Qосв=1000x0.05x10368x0.4=207360

Тепловыделения от людей, Вт

Qл= q1п m , где

q1п -полное тепловыделение одним человеком принимается равным 222 Вт

m -число людей одновременно работающих в цехе в одной смене

Qл=222x144=31968

Теплопоступления через потолок с техническим потолком

Qтч= Ктч (tч-tвт) Fпот в , где

Кч - коэффициент теплопередачи перекрытия технического чердака принимается равным 2.5 Вт/(м2 x C)

tч, -температура воздуха на техническом чердаке принимается равной на 5 градусов выше расчетной температуры наружного воздуха в теплый период

tвт- расчетная температура воздуха в цехе в теплый период

в-коэфф.учитывающий свободную площадь потолка за вычетом площади, занятой светильниками, воздухораздающими устройствами принимается равным 0.6

Qтч=2.5x(24.8+5-23)x10368x0.6=105753,6

Сводная таблица теплового баланса цеха

№ п. П.	наименование величин, входящих в тепловой баланс	Условное обозначение	Размерность	Расчетный режим
				Холодный	Теплый
1	Теплопотери через наружные ограждения	Qмн	Вт	-----	238876,8
2	Теплопоступления от оборудования	Qмаш	Вт	1013760	1013760
3	Теплопоступления от иск. освещения	Qосв	Вт	207360	207360
4	Теплопоступления от людей	Qл	Вт	31968	31968
5	Тепло-я черезперек-тия с техн.чердака	Qтч	Вт	105753,6	-------
	Итого: Теплоизбытки в цехе	летом Qлизб зимой Qзизб	Вт Вт	1358841,6 1014211,2

Построение процессов на i-d диаграмме производиться для теплого и холодного периодов года.

Согласно нормам в вязальных цехах должны поддерживаться определенные климатические условия: температура воздуха для теплого периода в пределах 22-24 о, для холодного -22-23о, а относительная влажность воздуха при любом значении температуры в указанных выше пределах должна быть постоянной и равна 65%.

Cводная таблица изменения тепловлажностного состояния воздуха.

Состояние воздуха	Точка на диаграмме	Параметры воздуха
		Со	%	КДж/кг	Г/кг
Наружный	НТ	24,8	55,2	51,5	42
Внутренний	ВТ	23	65	52	45
После оросительной камеры	КТ	17	95	46	45
Приточный (П)	П	18	90	47,5	45

Зимний расчетный период

Состояние воздуха	Точка на диаграмме	Параметры воздуха
		Со	%	КДж/кг	Г/кг
Наружный	Н	-26	90	-25,3	0,3
Внутренний	В	22	65	51,2	45
После оросительной камеры	К	18	90	47,5	45
Приточный	П	19	85	48	45
Смесь наружного и рециркулярного	С	21,5	66	47	39

Часовая производительность систем кондиционирования воздуха.

Количество приточного воздуха, кг/час

Gпл=3.6x1358841,6/(52-47,5)=1087073,28

Gпз=3.6х1014211,2/(51,2-48)=1140987,6

где Qизбл и Qизбз- суммарная величина теплоизбытков в цехе в теплый и холодный расчетный период;

iв ,iп- энтальпия внутреннего и приточного воздуха, кДж/кг

Обьемное количество приточного воздуха, м3/ч

Летний период Lпл= Gпл/p

Lпл=1087073,28/1,2=905894,4

Зимний период Lпз= Gпз/p

Lпз=1140987,6/1,2=950823

Где p-объемный вес воздуха, КГ/М3 =1.2

КРАТНОСТЬ ВОЗДУХООБМЕНА ,1/ч

Летний период nл= Lпл/ Vц

nл=905894,4/49766=18,2

Зимний период nз= Lпз/ Vц

nз=950823/49766=19,1

Часовой расход воды на увлажнение воздуха

Летний период Wкл=м*Gпл,кг/ч

Wкл=0,7х1087073,28=760951,3

Зимний период Wкз=м*Gпз,кг/ч

Wкз=0,7х1140987,6=798691,32

Где м-коэффициент орошения=0.7

Годовой расход воды на увлажнение воздуха.

Принимаются следующие обозначения:

mгод-общее число суток в году;

nгод-общее число рабочих часов в году=4151;

mот-число суток в отопительном периоде=220;

nот-число часов в отопительном периоде=5280;

число рабочих часов:

в зимний период nз=2534

в летний период nз=1620

Годовой расход воды на увлажнение воздуха в оросительной камере определяется по формуле:

Wкгод=(Wкл*nл+ Wкз*nз)*10-3 м3/год

Wкгод=(760951,3*1620+798691,32*2534)*10-3=3256625

Расходы холода.

Максимальный часовой расход холода, кВт

Qхолмax=(iн-iк)Gпл*10-3*0,278

Qхолмax=(51,5-46) 1087073,28*10-3*0,278=1662,14

Годовой расход холода, МВт ч/год

Qхолгод=(iн-iк)[0.5(iн-iк)*Д+200] Gпл*10-6*0,278

Qхолгод=5,5*[0.5*5.5*135+200] 1087073,28*10-6*0.278=949.5

где Д-коэффициент, характеризующий длительность стояния теплосодержания наружного воздуха=135

Расходы тепла на отопление помещений

Максимальный часовой расход тепла на отопление.

Qотmax=qо*Vц*(tот-tн3)*10-3

Qотmax=0,1*49766(5+26)*10-3=154,27

где qо-удельная тепловая характеристика здания,Вт/(м3град);

tот=5о;

Средний часовой расход тепла на отопление.

Qсрот=qo*Vц*(tот-tср.от3)*10-3,КВт

Qсрот=0,1*49766*(5+2,2)*10-3=35,83

Годовой расход тепла на постоянное отопление.

Qот.пгод= Qсрот*nот*10-3,МВтч/год

Qот.пгод=35,83*5280*10-3=189,2

Годовой расход тепла на дежурное отопление.

Qот.дгод= Qсрот*(nнр+кот*nз)*10-3,МВтч/год

Qот.дгод= 35,83*(986+0,33*2534)*10-3=65,3

где nнр- количество нерабочих суток в отопительном периоде=3520-2534=986;

кот-коэффициент, учитывающий число часов работы дежурного отопления в рабочие сутки отопительного периода=0,33

Мощность электродвигателей системы кондиционирования воздуха.

Мощость электродвигателей приточных и вытяжных вентиляторов.

Приточные вентиляторы Nвп=(Lпл*Нвп)/1000*3600*?в*??пер,КВт

Nвп=(905894,4*1000)/ (1000*3600*0,7*0,92)=390,74

Вытяжные вентиляторы Nв.выт=(Lвытл*Нв.выт)/1000*3600* hв* hпер,КВТ

Nв.выт=(815305*500)/ (1000*3600*0,7*0,92)=175,8

Мощность электродвигателей насосов кондиционера.

Летний период Nнасл=(Wкл*Рнас)/1000*3600*hнас, КВт

Nнасл=(760951,3*230)/1000*3600*0,5=97,23

Зимний период Nнасз=(Wкз*Рнас)/1000*3600*hнас,

Nнасз=(798691,32*230)/1000*3600*0,5=102

Мощность электродвигателей компрессоров холодильной станции.

Nхол=Qхолmax*Nхол,КВт

Nхол=1662,14*0,25=415,5

Суммарная мощность электродвигателей системы кондиционирования воздуха

Летний период Nл=Nвп+Nвв+Nнасл+Nхол

Nл=390,74+175,8+97,23+415,5=1079,27

Зимний период Nх=Nвп+Nвв+Nнасз

Nх=390,74+175,8+102=668,54

Годовые расходы электроэнергии на системы кондиционирования воздуха

Годовой расход электроэнергии на приточные и вытяжные вентиляторы

Приточные вентиляторы Nвпгод=Nвп*nгод*10-3,МВтч/год

Nвпгод=390,74*4154*10-3=1623,13

Вытяжные вентиляторы Nввгод=Nвв*nгод*10-3, МВтч/год

Nввгод=175,8*4154*10-3=730,3

Годовой расход электроэнергии на насосы кондиционеров.

Nнас год=(Nнасл*nл+Nнасз*nз)10-3,МВтч/год

Nнас год=(97,23*1620+102*2534)10-3=416

Годовой расход электроэнергии на электродвигатели компрессоров холодильной станции.

Nхолгод=Qхолгод*Nхол,Мвтч/год

Nхолгод=949.5*0,25=237,4

Суммарный расход электроэнергии в год

Nгод= Nвпгод++ Nввгод+ Nнас год+ Nхолгод,Мвтч/год

Nгод=1623,13+730,3+416+237,4=3006,8

Основные экономические показатели систем кодиционирования воздуха и отопления для основного цеха.

Капитальные затраты на сооружение систем кондиционирования воздуха и отопления.

Капитальные затраты на воздушную часть систем кондиционирования воздуха.

Ккв=ккв*Lпл*10-3,руб

Ккв=400*905894,4*10-3=362357,76

Капитальные затраты на систему холодоснабжения.

Кхол=кхол*Qхолmax,руб

Кхол=75*1662,14=124680,75

Капитальные затраты на отопление.

Кот=кот*Qотmax,руб

Кот=13*154=2002

Суммарные капитальные затраты

К= Ккв+ Кхол+ Кот,руб

К=362357,76+124680,75+2002=489040,51

Годовые эксплуатационные расходы на системы кондиционирования воздуха и отопления.

Эксплуатационные расходы на воздушную часть систем кондиционирования воздуха.

Экв=экв*Lпл*10-3,руб/год

Экв=150*905894,4*10-3=135884,16

Эксплуатационные расходы на систему холодоснабжения.

Эхол=э хол* Qхолгод ,руб/год

Эхол=20*949.5=18990

Эксплуатационные расходы на отопление.

Эот=эот*Qотгод,руб/год

Эот=6,8*189,2=1286,6

Суммарные годовые эксплуатационные расходы на системы КВ и отопления составляют

Э=1,25(Экв+ Эхол + Эот),руб/год

Э=1,25(135884,16+18990+1286,6)=156160,72

Сводная таблица технико-экономических показателей систем кондиционирования воздуха вентиляции и отопления

№ п/п	Название величин	Обозначения	Един. измерения	Наименование Трикотажный цех	Всего По предприятию
1	Внутренний объем цеха	Vц	м3	49766
2	Общая мощность электродвигателей технического оборудования	Nмаш	КВт
3	Производительность приточных сис-м в летний и зимний периоды 1.Кондиционирования воздуха	Lп.квл Lп.квз	м3/ч м3/ч	905894.4 950823
4	Производительность вытяжных систем в летний и зимний периоды 1. Кондиционирования воздуха	Lвытл Lвытз	м3/ч м3/ч	815305 855740.7
5	Кратность воздухообмена в цехе	Nл nз	1/ч	18.219.1
	ЧАСОВЫЕ И ГОДОВЫЕ РАСХОДЫ
6	Часовая произ-ость насосов кондиционеров 1.Летний период	Wкл	Кг/ч	760951.3
	2.Зимний период	Wкз	Кг/ч	798691.32
7	Годовой расход воды в оросительных камерах кондиционеров	Wкгод	м3/год	3256625
8	Максимальный часовой расход холода на охлаждение воздуха	Qхолmax	КВт	1662.14
9	Годовой расход холода на охл-ие воздуха	Qхолгод	МВтч/год	949.5
10	Максимальный часовой расход тепла На отопление: постоянное Дежурное	Qот.дmaxQот.дmax	КВт КВт	154.27 35.83
11	Годовой расход тепла На отопление: постоянное дежурное	Qот.пгод Qот.дгод	МВтч/год МВтч/год	281.12 65.3
12	Общая мощность электродв-лей систем КВ и В 1.Приточных вентиляторов конд-ов	Nв.пр	КВт	390.74
	2.Вытяжных вентиляторов конд-ов	Nв.выт	КВт	175.8
	3.Насосов конд-ов для летнего и зимнего периодов	Nнасл Nнасз	КВт КВт	97.23 102
	4.Компрессоров холод.станции	Nхол	КВт	415.5
	ИТОГО: летний период	? Nл	КВт	1079.27
	Зимний период	?Nз	КВт	668.54
14	Годовой расход электроэнергии на оборудование: 1.Приточные вент-ры конд-ров	Nв.пргод	МВтч/год	1623.13
	2.Вытяжные вент-ры кондиц-ров	Nввгод	МВтч/год	730.3
	3.Насосы кондиционеров	Nнасгод	МВтч/год	416
	4.Компрессора холодил.станции	Nхолгод	МВтч/год	237.4
	ИТОГО: ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ	?Nгод	МВтч/год	3006.8
15	Капитальные затраты на сооружение систем: 1.Кондиц-рования воздуха	Ккв	руб	362357.76
	2.Холодоснабжения	Кх	руб	124680.75
	3.Отопления.	Ко	руб	2002
	ИТОГО:	?К	руб	489040.51
16	Годовые эксплуатационные расходы на системы: 1.Кондиц-рования воздуха	Экв	Руб/год	135884.16
	2.Холодоснабжения	Эх	Руб/год	18990
	3.Отопления.	Эо	Руб/год	1286.6
	ИТОГО:	?Э	Руб/год	156160.72
17	ПРИВЕДЕННЫЕ ЗАТРАТЫ на системы КВ, В и О: 1.Абсолютные	Па	Руб/год	237667.47
	2.Относительные	По	%	2376.68