Выбор ограждающих конструкций.

Описание объекта

 

В данном проекте запроектирована система вентиляции для кузнечно-термического, расположенного в городе Волгоград. Длина цеха I=24, ширина b=18м и высота без фонаря Н=11 м, а с фонарём Н=14,5 м.

Климатические данные.

Выбираются согласно географическому положению объекта по СНиПу 2.04.05-91^*.

Город Волгоград

1. Продолжительность отопительного периода Z_от.= 117 сут.

2. Средняя температура отопительного периода t_от= -5,4 ⁰С.

3. Средняя температура наиболее холодной пятидневки t_н⁵= -25⁰С.

4.Повторяемость направлений ветра

5.Географическая широта – 48⁰ с.ш.

Параметры наружного воздуха. Таблица1

Расчетный период года	Параметры”А”	Параметры”Б”
Теплый	tн= 27,6 0С. I=55,3кДж/кг J= 3,6м/с
Холодный		tн= -25 0С. I=-21,9 кДж/кг J= 4,3м/с

 

1.3 Расчётные параметры внутреннего воздуха.

Категория выполняемых работ принята по заданию IIIб, ^оС, следовательно, для теплого периода:

1) температура рабочей зоны:

t_р.з.=t_на+4=31,6^oС >29.

Следовательно, принимаем t_р.з =29 ^оС.

2) Относительная влажность воздуха не должна превышать влажность, вычисленную по формуле:

=75-5*(29-24)=50 %.

3) Скорость движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений определяется в зависимости от температуры рабочей зоны.

=0.6+0.1*(29-28)=0.7м/с,

- основная норма скорости движения воздуха, принимаемая в зависимости от категории выполняемых работ. Для IIIб м/с.

4) Температура притока в теплый период принимается равной температуре наружнего воздуха t_п=27,6°С.

5) Определяем температуру верхней зоны

Холодный период года

В холодный период года такие параметры, как t_, , V в рабочей зоне принимаются также как и для переходных условий по [1, прил.2], при этом при проектировании вентиляции выбираются допустимые значения в зависимости от категории тяжести работ.

Категория работы	tр.з ., 0 С	V, м/с	,%.
Средняя II		0,5	<75

Таблица 2. Выбор параметров внутреннего воздуха.

Расчетный период года	tр.з ., 0 С	V, м/с	,%.
Теплый		0,7
Переходный		0,5	<75
Холодный		0,5	<75

 

Выбор ограждающих конструкций.

Наружные стены.

 

1. Требуемое сопротивление теплопередачи по условиям энергосбережения, определяется по формуле:

ГСОП=(t_в-t_от)*Z_от =(16+5.4)*117=2503.8 ⁰С*сут.,

2. Требуемое сопротивление из санитарно-гигиенических условий:

n=1- коэффициент, зависящий от положения ограждения, по [3, прил.3].

=7 ⁰С – нормативный температурный перепад, по [3, прил.2].

=8,7 – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждения, по [3, прил.4].

За расчетное сопротивление теплопередачи принимаем

3. Коэффициент теплопередачи:

Полы.

По заданию приняты полы, не утепленные на грунте. Расчет такого пола ведется по зонам. Сопротивление теплопередачи каждой зоны принимается по [1, прил. 9]:

;

;

Коэффициент теплопередачи каждой зоны:

Ворота.

По [6, табл.1.16] выбираем ворота.

Общее сопротивление теплопередачи ворот равен:

Коэффициент теплопередачи равен:

Окна.

Требуемое сопротивление теплопередачи окон: .

В проекте принято двойное остекление в металлических раздельных переплетах .

Коэффициент теплопередачи

Окна фонаря.

Требуемое сопротивление теплопередачи окон: .

Коэффициент теплопередачи

Стены фонаря.

Требуемое сопротивление теплопередачи стен фонаря: .

Коэффициент теплопередачи:

Покрытие.

Требуемое сопротивление теплопередачи через покрытие: .

Коэффициент теплопередачи: .

 

 

3.Тепловой баланс помещения

Расчёт потерь теплоты.

3.1.1 Расчёт потерь теплоты через ограждающие конструкции.

Расчет ведется по формуле:

А – площадь ограждения, м².

К – коэффициент теплопередачи, Вт/м²*⁰С.

n- коэффициент, зависящий от расположения наружного ограждения.

t_в- температура внутреннего воздуха, ⁰С.

t_н- температура наружного воздуха, ⁰С.

- коэффициент, определяющий добавочные теплопотери.

Расчет потерь теплоты для переходного периода , Вт, и дежурного отопления , Вт, производят по формулам:

.

Вт

Вт

 

3.1.2. Расчёт потерь теплоты на нагрев инфильтрующегося воздуха.

Расход теплоты на нагрев инфильтрующегося воздуха принять в размере 30% от основных теплопотерь.

.

3.1.3 Расчёт расхода теплоты на нагрев ввозимого материала.

Q_м=G_м*С*(t_в-t_м)*В*0,28, Вт.

С- удельная массовая теплоёмкость материала, Дж/(кг*⁰С)

t_м- температура поступившего материала, ⁰С

В – поправочный коэффициент, выражающий среднее уменьшение полной разности температур (t_в-t_м) во всём объёме материала за интервалом времени с начала нагревания в помещении [4,табл 8.3].В=0,3

В цех ввозится 1 тонна металла в смену, С=0,42 Дж/(кг*⁰С),.

Расход теплоты в холодный период года t_м=-23⁰С:

Q_м=3000*0,5*0,42(16+25)*0,28=7232,4 Вт.

Расход теплоты в переходный период года t_м=10⁰С:

Q_м=7232,4*(16-10)/(16+25)=1058,4 Вт

 

3.1.4 Расход теплоты на нагрев въезжающего транспорта.

Материал ввозится в цех на автомобиле ЗИЛ-130

Q_тр=0,28*n*B* Qт,

где Q_т – расход тепла на обогрев автомобиля

В холодный период года:

Q_тр=0,28*59,030*0,5*1=8264,2Вт.

В переходный период года:

Q_тр=8264,2*(16-10)/(16+25)=1209,4Вт.

Расчёт теплопоступлений.

 

3.2.1 Теплопоступления от людей.

Количество людей работающих в одну смену – 18 мужчин

В холодный период ():

В теплый период ():

 

3.2.2 Поступление теплоты от солнечной радиации.

а.) Через заполнение световых проемов.

Количество теплоты , , поступившее в помещение в каждый час расчетных сутокчерез заполнение световых проемов, определяется по формуле:

,

где - количество теплоты, Вт, поступившее от солнечной радиации;

- теплопоступления, Вт, обусловленные теплопередачей. При определении для расчета систем вентиляции величину допускается не учитывать.

Расчетным является максимальное значение , выбираемое из часовых поступлений за период, когда в помещении работают люди.

Теплопоступления от солнечной радиации для вертикального заполнения световых проемов определяется по формуле:

, ,

где - количество теплоты, Вт/м², соответственно прямой и рассеянной солнечной радиации, поступающее в каждый час расчетных суток через одинарное остекление световых проемов.

- коэффициенты инсоляции и облучения, учитывают площадь светового проема, незатененную вертикальными и горизонтальными солнцезащитными плоскостями.

 

- коэффициент относительного проникания солнечной радиации через проем, отличающийся от одинарного.

- коэффициент, учитывающий затенение светового проема переплетами.

- площадь светового проема, м².

Расчет теплопоступлений от солнечной радиации сводится в таблицу 4.

Выбираем наибольшие поступления солнечной радиации:

б.) Через покрытие.

Количество теплоты , Вт, поступающей через покрытие, определяется по формуле:

, Вт,

- среднее за сутки количество поступающей теплоты, Вт/м²;

- изменяющаяся в течении суток часть теплопоступлений, Вт/м², (не учитываем);

- площадь покрытия, м².

Вт/м²;

- коэффициент теплопередачи покрытия, ;

- среднесуточное количество теплоты, поступающей на поверхность покрытия,

- температура воздуха под покрытием в теплый период, ;

- коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения, , зависящий от скорости ветра , м/с; для горизонтальных поверхностей

, ;

- коэффициент поглощения солнечной радиации поверхностью покрытия, для рубероида .

.

F_покр=487,33м²

 

Q_{солн. рад.} =38171+1897=40068 Вт

3.2.3 Поступление теплоты от искусственного освещения.

Расчет теплопоступлений от освещения , , ведется для холодного и переходного периодов года по формуле:

Q_осв=10000 ,

3.2.4 Поступление теплоты от теплового оборудования.

Тепловыделения от оборудования, потребляющего электроэнергию, определяют по формуле:

, Вт,

- установочная мощность оборудования, кВт;

- удельные тепловые поступления в помещение, Вт/кВт;

- коэффициент одновременности работы оборудования.

К_о - коэффициент одновременности,

Кз- коэффициент загрузки

Для термической камерной электропечи:

Q_эл =35*1*0,9*615=19372,5 Вт

Для термической камерной электропечи:

Q_эл=36*0,3*0,9*615=5977,8 Вт

 

Плита сушки изделий:

Q_эл=10*1*615=6150 Вт

Тепловыделения от оборудования, в котором сжигается топливо, определяется по формуле:

, Вт,

- расход топлива, м³/ч или кг/ч.

- теплопроводная способность топлива, для природного газа принимаем 35620 кДж/м³;

К₂- коэффициент, учитывающий долю тепла, поступающего в помещение;

- коэффициент неполноты сгорания топлива, .

К_о - коэффициент одновременности,

Кз- коэффициент загрузки

К_м – коэффициент захвата местными отсосами.

Q=0,278*12**35620*0,53*0,96=60459,8 Вт

 

1.2.5 Поступление тепла от электродвигателей

Поступление тепла от установленных в одном помещении электродвигателей и проводимого ими в действие оборудования определяем по формуле:

Вт,

где N_у – установочная мощность электродвигателя, кВт,

h - КПД электродвигателя при полной загрузке;

К_т – коэффициент перехода тепла в помещение, учитывающий, что часть расходуемой мощности может удаляться из помещения с нагретыми

К_о - коэффициент одновременности,

Кз- коэффициент загрузки

Станок образивный заточный 2 камня:

Q_эл=2*1,5*0,6*0,7*(1/0,45-1+0,2)*10³=1792 Вт

Молот кованый пневматический:

Q_эл.д=25*0,7*0,8*(1/0,88-1+0,8)=13109 Вт

1.2.6 Поступления тепла от нагретых поверхностей

Тепловыделения от нагретых поверхностей определяем по формуле:

Q=a(t_пов-t_в)F, Вт
F –площадь нагретой поверхности, м²
t_в – температура воздуха в помещении ^оС
t_пов – температура поверхности ^оС
a - коэффициент теплоотдачи от поверхности к воздуху, Вт/(м^{2 о}С), определяем по формуле:

,

- скорость воздуха в помещении

В холодный и переходный периоды:

,

От нагретых поверхностей ванны:

Вт.

От нагретых поверхностей труб:

Вт.

 

В теплый период:

,

От нагретых поверхностей ванны оксидирования в щелочи:

Вт.

От нагретых поверхностей труб:

Вт.

Баланс тепла.

Тепловой баланс составляют на основе теплопоступлений и потерь теплоты во все периоды года. В разделе теплопоступлений в холодный и переходный периоды года учитывают тепло от освещения, а в теплый период – от солнечной радиации. Для каждого помещения составляют отдельный баланс, который обычно оформляется в виде таблицы. Результатом теплового баланса являются значения избытков или недостатков теплоты, которые получают как разность между общим количеством теплопоступлений и теплопотерь. Результаты вычислений сводятся в таблицу 4. Ассимиляцию избытков теплоты выполняют с помощью вентиляции, восполнение недостатков тепла – средствами отопления помещений.

 

4. Вентиляция

Расчет воздухообмена.

Расчет бортового отсоса.

Бортовые отсосы устанавливают у гальванических и травильных ванн в виде щелевых воздухоприемников, располагаемых вдоль длинных бортов ванны. Как правило, следует применять опрокинутые двухбортовые отсосы.

1. Определяем количество воздуха, м³/ч, удаляемого бортовыми отсосами:

,

- расчетная ширина ванны, м,

- длина ванны, м,

- расчетное заглубление зеркала жидкости, м,

- разность температур поверхности жидкости и воздуха в помещении, ^о С,

- коэффициент, - для двухбортового отсоса, - для однобортового,

- коэффициент, учитывающий воздушное перемешивание жидкости, ,

- коэффициент, учитывающий укрытие зеркала жидкости плавающими телами,

- коэффициент, учитывающий укрытие зеркала жидкости пенным слоем,

- коэффициент, учитывающий токсичность и интенсивность вредных выделений, .

1. Для ванны оксидирования:

м³/ч.

 

Расчет аэрации.

При аэрации приток осуществляется через фрамуги окон, а вытяжка – через фрамуги фонарей. Аэрация проектируется только в теплый и переходный периоды года.

Теплый период года

1. Вычисляем располагаемое давление:

где - расстояние между центрами приточных и вытяжных проемов.

;

- плотность соответственно наружного и внутреннего воздуха.

2. Потери давления при проход воздуха через приточные проемы:

,

где - доля располагаемого давления, расходуемая на проход воздуха через приточные проемы..

3. Потери давления при проходе воздуха через вытяжные проемы:

4. Определяют требуемые площади вытяжных проемов:

,

где - коэффициент местного сопротивления проема принимаемый по [7, табл.20].

Фактическая площадь вытяжного проема .

где - коэффициент местного сопротивления фонаря принимаемый по [7, табл.21].

Переходный период года

.

Холодный период года

.

Подбор циклона.

Для абразивно-заточного станка (поз.8) устанавливаем циклон с обратным конусом тип ЦВП, предназначенный для очистки запыленного воздуха, удаляемого вентиляционными установками, перед выбросом в атмосферу, и рекомендуется для любых видов не цементирующейся пыли.

Расчет ЦВП:

1.

, м;

2. Принимаем к установке циклон ЦОК №6,.

Размеры входного патрубка 96х370

3. Определяем скорость:

4. Определяем гидравлическое сопротивление циклона:

Па.

Аэродинамический расчет.

Система аспирации В5

Система аспирации удаляет запыленный воздух от очистного барабана. Расчет производится методом динамических давлений:

ΔРуч =(x э +∑x) Р_д,

где x э – приведенный коэффициент местного сопротивления, определяем по формуле:

x э =

где λ- коэффициент сопротивления трения,

λ/d принимаем по табл. 14[4].

 

Таблица 10.

Коэффициенты местных сопротивлений

 

№ участка	Наименование местного сопротивления	Ссылка на таблицу	Значение ζ	∑ζ
	м.л.-кожух			3,63
отвод 30°	А.42	0,1
тройнк на ответвление Fп/Fс=0,008/0,015=0,53 Lo/Lс=800/400=0,5 Fo/Fс=0,008/0,015=0,53	А.41	0,53
	Тройник с углом 45° Fп/Fс=10000/10000=1 Lo/Lс=400/800=0,5 Fo/Fс=10000/19600=0,51	А.43	0,13	3,13
м.л.-кожух
	2 отвода 90°	А.42	0,25	0,99
Тройник с углом 45° Fп/Fс=19600/25600=0,8 Lo/Lс=800/1600=0,5 Fo/Fс=19600/25600=0,8	А.43	0,39
отвод 30°	А.42	0,1
	2 отвода 90°	А.42	0,25	0,89
Тройник с углом 45° Fп/Fс=19600/25600=0,8 Lo/Lс=800/1600=0,5 Fo/Fс=19600/25600=0,8	А.43	0,39
	переход с Ø200 на 96х370 Fo/F1=0,0314/0,035=0,89	А.23	0,2	0,3
2 отвода 30°	А.42	0,1
	3 отвода 90°	А.42	0,25	0,87
переход с Ø 215 на Ø 250 Fo/F1=(215/200)²=1,16	А.24	0,05
переход к вентилятору с Ø200 на Ø310 l/Do=1,4 n=(Do/D)²=(310/200)²=2 ξт=0,3, ξ=ξт(ʋвх/ʋ)²=0,3*(4,4/14,5)²=0,03	А.36	0,07
	переход с 310,х310 на Ø200 ξт=0,1, ξ=ξт(ʋвх/ʋ)²=0,1*(7,8/9,8)²=0,075	А.38	0,075	1,175
выход	А.13	1,1

Результаты расчета воздушного баланса заносим в таблицу 11.

Подбор приточных камер.

Подбираем приточные системы П1 и П2 по программе ООО «ВЕЗА».

 

 

Отопление и теплоснабжение.

Гидравлический расчет

На отметке 0.000 выбираем место расположения узла ввода т/с.

Так как режим работы нагревателей различен, то, в производственном здании проектируется несколько систем теплоснабжения.

Одна система обслуживает приточную систему П1.

Вторая система обслуживает приточную систему П2(расчетная)

Третья система теплоснабжения проектируется для воздушно-тепловых завес, так как это установка периодического действия

Таблица 12.

Коэффициенты местных сопротивлений

№ участка	Наименование местного сопротивления	Значение ζ	∑ζ
	задвижка	0,5
вентиль прямоточные
4 отводов 90°
воздухосборник	1,5
	2 вентиля прямоточных
воздухозборник	1,5
фильтр
задвижка	0.5
8 отводов 90°

Результаты расчета воздушного баланса заносим в таблицу 13.

Подбор клапана

1. Потери давления в сети при максимальном расходе:

-потери давления в калорифере

2. Перепад давлений на регулирующем клапане при максимальном расходе:

3. Проверяем выполнение соотношения:

- верно

4. Определяем требуемую пропускную способность клапана:

Q- максимальный расход воды м³/ч

5. С учетом запаса .

По приложению III [5] принимаем регулирующий клапан с электрическим исполнительным механизмом 25ч931нж Ø20

6. Список литературы.

 

1.. СНиП 2.04.05 – 84 “Отопление, вентиляция и кондиционирование»

2. Внутренние санитарно-технические устройства. В 3-х ч. ч. 3. Вентиляция и кондиционирование воздуха. М.: Стройиздат, 1992.

3. Внутренние санитарно-технические устройства. В 3-х ч. ч. 2. Отоплене. М.: Стройиздат, 1992

4. М. Б. Ромейко, В. Б. Жильников Аэродинамический расчет систем вентиляции с механическим побуждением. методические указания к курсовым проектам по вентиляции. Самара 2006

5. М. Б. Ромейко, Н. Е. Сыромятникова. Отопление и вентляция промышленного зданя методические указания к курсовым проектам. Самара 2005

6. Альбомы ОВ-02-148, выпуски 1, 2, 3, 4

 

 

Описание объекта

 

В данном проекте запроектирована система вентиляции для кузнечно-термического, расположенного в городе Волгоград. Длина цеха I=24, ширина b=18м и высота без фонаря Н=11 м, а с фонарём Н=14,5 м.

Климатические данные.

Выбираются согласно географическому положению объекта по СНиПу 2.04.05-91^*.

Город Волгоград

1. Продолжительность отопительного периода Z_от.= 117 сут.

2. Средняя температура отопительного периода t_от= -5,4 ⁰С.

3. Средняя температура наиболее холодной пятидневки t_н⁵= -25⁰С.

4.Повторяемость направлений ветра

5.Географическая широта – 48⁰ с.ш.

Параметры наружного воздуха. Таблица1

Расчетный период года	Параметры”А”	Параметры”Б”
Теплый	tн= 27,6 0С. I=55,3кДж/кг J= 3,6м/с
Холодный		tн= -25 0С. I=-21,9 кДж/кг J= 4,3м/с

 

1.3 Расчётные параметры внутреннего воздуха.

Категория выполняемых работ принята по заданию IIIб, ^оС, следовательно, для теплого периода:

1) температура рабочей зоны:

t_р.з.=t_на+4=31,6^oС >29.

Следовательно, принимаем t_р.з =29 ^оС.

2) Относительная влажность воздуха не должна превышать влажность, вычисленную по формуле:

=75-5*(29-24)=50 %.

3) Скорость движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений определяется в зависимости от температуры рабочей зоны.

=0.6+0.1*(29-28)=0.7м/с,

- основная норма скорости движения воздуха, принимаемая в зависимости от категории выполняемых работ. Для IIIб м/с.

4) Температура притока в теплый период принимается равной температуре наружнего воздуха t_п=27,6°С.

5) Определяем температуру верхней зоны

Холодный период года

В холодный период года такие параметры, как t_, , V в рабочей зоне принимаются также как и для переходных условий по [1, прил.2], при этом при проектировании вентиляции выбираются допустимые значения в зависимости от категории тяжести работ.

Категория работы	tр.з ., 0 С	V, м/с	,%.
Средняя II		0,5	<75

Таблица 2. Выбор параметров внутреннего воздуха.

Расчетный период года	tр.з ., 0 С	V, м/с	,%.
Теплый		0,7
Переходный		0,5	<75
Холодный		0,5	<75

 

Выбор ограждающих конструкций.

Наружные стены.

 

1. Требуемое сопротивление теплопередачи по условиям энергосбережения, определяется по формуле:

ГСОП=(t_в-t_от)*Z_от =(16+5.4)*117=2503.8 ⁰С*сут.,

2. Требуемое сопротивление из санитарно-гигиенических условий:

n=1- коэффициент, зависящий от положения ограждения, по [3, прил.3].

=7 ⁰С – нормативный температурный перепад, по [3, прил.2].

=8,7 – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждения, по [3, прил.4].

За расчетное сопротивление теплопередачи принимаем

3. Коэффициент теплопередачи:

Полы.

По заданию приняты полы, не утепленные на грунте. Расчет такого пола ведется по зонам. Сопротивление теплопередачи каждой зоны принимается по [1, прил. 9]:

;

;

Коэффициент теплопередачи каждой зоны:

Ворота.

По [6, табл.1.16] выбираем ворота.

Общее сопротивление теплопередачи ворот равен:

Коэффициент теплопередачи равен:

Окна.

Требуемое сопротивление теплопередачи окон: .

В проекте принято двойное остекление в металлических раздельных переплетах .

Коэффициент теплопередачи

Окна фонаря.

Требуемое сопротивление теплопередачи окон: .

Коэффициент теплопередачи

Стены фонаря.

Требуемое сопротивление теплопередачи стен фонаря: .

Коэффициент теплопередачи:

Покрытие.

Требуемое сопротивление теплопередачи через покрытие: .

Коэффициент теплопередачи: .

 

 

3.Тепловой баланс помещения

Расчёт потерь теплоты.

3.1.1 Расчёт потерь теплоты через ограждающие конструкции.

Расчет ведется по формуле:

А – площадь ограждения, м².

К – коэффициент теплопередачи, Вт/м²*⁰С.

n- коэффициент, зависящий от расположения наружного ограждения.

t_в- температура внутреннего воздуха, ⁰С.

t_н- температура наружного воздуха, ⁰С.

- коэффициент, определяющий добавочные теплопотери.

Расчет потерь теплоты для переходного периода , Вт, и дежурного отопления , Вт, производят по формулам:

.

Вт

Вт

 

3.1.2. Расчёт потерь теплоты на нагрев инфильтрующегося воздуха.

Расход теплоты на нагрев инфильтрующегося воздуха принять в размере 30% от основных теплопотерь.

.

3.1.3 Расчёт расхода теплоты на нагрев ввозимого материала.

Q_м=G_м*С*(t_в-t_м)*В*0,28, Вт.

С- удельная массовая теплоёмкость материала, Дж/(кг*⁰С)

t_м- температура поступившего материала, ⁰С

В – поправочный коэффициент, выражающий среднее уменьшение полной разности температур (t_в-t_м) во всём объёме материала за интервалом времени с начала нагревания в помещении [4,табл 8.3].В=0,3

В цех ввозится 1 тонна металла в смену, С=0,42 Дж/(кг*⁰С),.

Расход теплоты в холодный период года t_м=-23⁰С:

Q_м=3000*0,5*0,42(16+25)*