Кондиционирование воздуха гражданского здания

1 2

---

СОДЕРЖАНИЕ

ЗАДАНИЕ № 2 1.ВВЕДЕНИЕ 5 2. ВЫБОР РАСЧЕТНЫХ ПАРАМЕТРОВ 7 2.1 Расчетные параметры внутреннего воздуха 7 2.2 Расчетные параметры наружного воздуха 7 3. РАСЧЕТ КОЛИЧЕСТВА ВРЕДНОСТЕЙ, ВЫДЕЛЯЮЩИХСЯ В ПОМЕЩЕНИЕ 8 3.1 Расчет теплопоступлений в помещение 8 3.1.1 Теплопоступления от солнечной радиации через световые проемы 8 3.1.2 Теплопоступления от солнечной радиации через покрытие 10 3.1.3 Теплопоступления от искусственного освещения 12 3.1.4 Теплопоступления от людей 13 3.2 Теплопотери через ограждающие конструкции 15 3.3 Определение влаговыделений в помещениях 16 3.4 Определение газовыделений 18 4. РАСЧЕТ ВОЗДУХООБМЕНА 20 4.1 Выбор типа системы кондиционирования воздуха 20 4.2 Воздухообмен по ассимиляции тепло- и влагоизбытков помещений с использованием I-d диаграммы 20 4.4 Воздухообмен по ассимиляции тепло- и влагоизбытков помещений с использованием I-d диаграммы 29 5. ВОЗДУХОРАСПРЕДЕЛЕНИЕ 32 5.1 Выбор воздухоприемных и воздухораздающих устройств 32 5.2 Расчет приточных струй 32 6. ВЫБОР ЦЕНТРАЛЬНОГО КОНДИЦИОНЕРА И ЕГО ЭЛЕМЕНТОВ 36 6.1 Процессы обработки приточного воздуха 36 6.2 Выбор типоразмера кондиционера 38 8.2 Расчет оросительной камеры 39 8.3 Расчет калориферной секции I подогрева (холодный период) 42 8.4 Выбор зональных доводчиков 45 7. КОМПОНОВКА СИСТЕМ 47 8. АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СИСТЕМЫ 48 8.1 Аэродинамический расчет системы П1 49 8.2 Аэродинамический расчет системы В3 52 9. ВЫБОР ВЕНТИЛЯЦИОННОГО ОБОРУДОВАНИЯ 58 9.1 Система П1 58 9.2 Система В1 59 10. СХЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ 60 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 63 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 64

ВВЕДЕНИЕ

Комфорт людей в пансионатах, санаториях и домах отдыха напрямую зависит от грамотно спланированной системы вентиляции. Ее проектированием необходимо заняться до начала строительства объекта. И только после проектных работ и выбора оптимального решения, приступить к установке инженерных систем. Чем отличаются дома отдыха от прочих зданий с позиции вентиляции? Как правило, пансионаты представляют собой большие корпусы, в которых расположены не только номера, но и санузлы, кухня, столовая, технические помещения, конференц-зал. Курортные дома отдыха имеют и лечебные помещения, где постояльцы проходят лечение. В таком случае оздоровительные помещения должны иметь отдельную от номерного фонда вентиляцию. При проектировании системы вентиляции оздоровительного комплекс и пансионата необходимо учитывать: направление деятельности лечебно-оздоровительного учреждения, количество отдыхающих, наличие больных инфекционными заболеваниями. К примеру, в лечебном учреждении нельзя использовать систему с рекуперацией тепла. Решением может стать мультизональная система кондиционирования VRV и Вентиляция приточно-вытяжного типа, которая должна иметь хорошую очистку. Вентиляция санаториев профилакториев, а также домов отдыха и лечебниц обязательно должна проходить плановое обслуживание, чистку и замену фильтров. Это предотвратит засорение системы, распространение микробов и инфекций.

2. ВЫБОР РАСЧЕТНЫХ ПАРАМЕТРОВ

2.1. Расчетные параметры внутреннего воздуха

Параметры внутреннего воздуха принимаем в соответствии с п. 5.2 [1], по [2], учитывая категорию помещения. Помещения палат относим к категории 1: помещения, в которых люди в положении лежа или сидя находятся в состоянии покоя и отдыха. Теплый период года t_в^т=240С; φ_в^т=60 %; v_в^т=0,2м/с. Холодный период года t_в^х=200С; φ_в^х=30%; v_в^х=0,2 м/с.

2.2 Расчетные параметры наружного воздуха

Расчетные параметры наружного воздуха принимаем в соответствии с пунктом 5.13 по параметрам Б [1]. Теплый период (параметры Б): t_н^т=26 ℃(табл.4.1 [3], колонка 4, обеспеченность 0,98); I_н^т = 52,3 кДж/кг (карта А.5 [3]); v_н^т = 2,7 м/с (табл.4.1 [2], колонка 13); Холодный период (параметры Б): t_н^х=-36 ℃(табл.3.1 [3], колонка 5, обеспеченность 0,92); I_н^х=-41 кДж/кг; v_н^х=4,7м/с (табл.3.1 [3], колонка 19); Барометрическое давление B=987гПа (табл.2 [3], колонка 2);

3. РАСЧЕТ КОЛИЧЕСТВА ВРЕДНОСТЕЙ, ВЫДЕЛЯЮЩИХСЯ В ПОМЕЩЕНИЕ

3.1 Расчет теплопоступлений в помещение

3.1.1 Теплопоступления от солнечной радиации через световые проемы

  Максимальные теплопоступления от солнечной радиации через окна, фонари, витражи, остекленные части балконных и входных дверей в здание Q_ср,кДж/ч, происходят в периоды максимального солнечного облучения наружной поверхности соответствующего ограждения. Эти поступления теплоты складываются из тепла солнечной радиации, непосредственно прошедшей через остекленную часть конструкции ограждения Q_(п.р.) и из теплового потока за счет теплопередачи через заполнение Q_(тп.) При проектировании вентиляции, в том числе и с адиабатическим охлаждением приточного воздуха, поступление тепла в помещение за счет солнечной радиации и разности температур наружного и внутреннего воздуха, через световые проемы Q_ср,кДж/ч, следует определять по формуле Q_ср=Q_(п.р.)+Q_(т.п.) (1) Q_ср=3,6∙(q_п∙K_инс+q_р∙K_обл )∙A_ОК∙β_1∙β_2∙β_3+F_о/R_0 ∙(t_н-t_в) (2) где q_п, q_р – максимальная интенсивность прямой и рассеянной солнечной радиации, падающей на световой проем, Вт/м2; A_ОК – площадь светопроема, м2; β_1 – коэффициент теплопропускания окон с учетом заполнения непрозрачной частью (переплетами) заполнения светопроема; β_2 – коэффициент теплопропускания прозрачной частью заполнения светопроема; β_3 – коэффициент теплопропускания нестационарными солнцезащитными устройствами; K_инс – коэффициент инсоляции, учитывающий долю прошедшего потока падающей на вертикальный световой проем прямой солнечной радиации после затенения козырьками; K_обл – коэффициент облучения поверхности светопроема рассеянной радиацией; F_о – площадь светового проема, м2; t_н,t_в – температуры наружного и внутреннего воздуха, 0С; R_0 – термическое сопротивление окна, м2·0С/Вт. Термическое сопротивление окна принимаем равным требуемому термическому сопротивлению по условиям энергосбережения, по формуле R_o=R_0^тр=a∙ГСОП+b (3) где ГСОП – градусо-сутки отопительного периода, 0С·сут/год; a,b– коэффициенты, значения которых для окон принимают для ГСОП в интервале до 6000 0С·сут/год a=0,000075 и b=0,15 ГСОП= (t_в-t_(ср.от.))∙Z_(от.пер.) (4) где t_(ср.от.) – средняя температура отопительного периода, 0С; Z_(от.пер.) – продолжительность отопительного периода. ГСОП=(18-(-5,8))∙250=59500С·сут R_o=0,000075∙5950+0,15=0,596 м2·0С/Вт Тип остекления принимаем двухкамерный стеклопакет в ПВХ переплете. По табл. 2.4 [4] при широте 560с.ш. принимаем для сз ориентации q_п=460 Вт/м2 и q_р=125 Вт/м2; для юв ориентации q_п=551 Вт/м2 и q_р=145 Вт/м2. Далее принимаем значения коэффициентов β_1=0,78 по табл. 2.5 [4],β_2=0,85 по табл. 2.6 [4], β_3=0,4 по табл. 2.7 [4] при затенении окон гардинами из светлой ткани с внутренней стороны. Значения K_инс=1 и K_обл=0,85. Помещение 103, 203 – Палата на 2 койки В помещении 1 окно выходят на СЗ сторону Q_(п.р)=3,6∙(460∙1+125∙0,85)∙(2∙1,5∙1)∙0,78∙0,85∙0,4+3/0,596∙(26-24)=1632 кДж Помещение 123, 226 – Палата на 4 койки В помещении 2 окна выходят на ЮВ сторону Q_(п.р)=3,6∙(551∙1+145∙0,85)∙(2∙1,5∙2)∙0,78∙0,85∙0,4+6/0,596∙(26-24)=3882 кДж

3.1.2 Теплопоступления от солнечной радиации через покрытие

Поступление тепла в помещение в теплый период года, через бесчердачное совмещенное покрытие здания для любого расчетного часа суток Q_(т.п.), кДж/ч, определяется по формуле Q_(т.п)=3,6(t_усл-t_в )∙А_огр∙K=3,6[t_н+((q_п+q_р)∙P)/α_н -t_у ]∙А_огр∙K (5) где t_н – расчетная температура наружного воздуха, 0С; q_п , q_р – максимальная интенсивность прямой и рассеянной солнечной радиации, падающей на горизонтальную поверхность, Вт/м2, по [4]; А_огр – площадь ограждения, м2; P – коэффициент поглощения солнечной радиации наружной поверхностью покрытия, для рубероида с серой песчаной посыпкой P=0,9; t_у – расчетная температура удаляемого воздуха под перекрытием, 0С; K – коэффициент теплопередачи покрытия, K=1/R_0, Вт/(м2·0С); R_0 – сопротивление теплопередаче покрытия, принимаем не менее нормируемых значений R_норм, которое определяем в зависимости от градусо-суток отопительного периода, ГСОП Сопротивление теплопередаче покрытия составит ГСОП=(t_в-t_(ср.от.п))∙Z_от (6) где t_в – расчетная температура воздуха в помещении, 0С; t_(ср.от.п) – средняя температура отопительного периода, 0С, принимается по[1] ГСОП=(18-(-5,8))∙250=5950 Сопротивление теплопередаче покрытия составит R_0=R_норм=0,0005∙ГСОП+2,2 (7) R_0=R_норм=0,0005∙5950+2,2=5,18 м2/(0С·Вт) K=1/5,18=0,193 Вт/(м2·0С) α_н – коэффициент теплоотдачи наружной поверхностью покрытия, Вт/ м2, определяется по формуле: α_н=1,16∙(5+10∙√ϑ) (8) где ϑ – расчетная скорость ветра, м/с, для теплого периода, принимается по [4]; α_н=1,16∙(5+10∙√2,7)=24,86 Вт/ м2 Параметры удаляемого воздуха являются функцией параметров высоты помещения и интенсивности выделения тепла и влаги в помещение. Температура удаляемого воздуха может быть определена по формуле t_у=t_в+gradt(H_п-h_(р.з)) (9) где H_п – высота помещения, м; h_(р.з) – высота рабочей зоны, м; gradt – рост температуры в оС по высоте,оС/м, принимаемый в зависимости от удельной теплонапряженности помещения q_уд, Вт/м3. t_у=24+1,5∙(2,55-1,5)=25,6 оС Помещение 203 – Палата на 2 койки Q_(т.п)=3,6[26+((691+126)∙0,85)/24,86-25,6]∙12,8∙0,193=252 кДж/ч Помещение 226 – Палата на 4 койки Q_(т.п)=3,6[26+((691+126)∙0,85)/24,86-25,6]∙23∙0,193=453 кДж/ч

3.1.3 Теплопоступления от искусственного освещения

Принято считать, что вся энергия, затрачиваемая на освещение, переходит в теплоту, нагревающую воздух помещения; при этом пренебрегают частью энергии, нагревающей конструкции здания и уходящей через них. Количество тепла, выделяемое источниками искусственного освещения, определяют по электрической мощности светильников. В тех случаях, когда мощность светильников не известна, тепловыделения от источников света Q_осв, кДж/ч, можно определить по формуле Q_осв=3,6∙F∙q_осв∙η_осв (10) где F – площадь пола помещения, м2; q_осв – максимально допустимая удельная установленная мощность освещения, Вт/м2, по [4]. Для читальных залов величина составляет 25 Вт/м2; η_осв – доля тепла, поступающая от светильника в различные зоны помещения, по [4]. Помещение 103, 203 – Палата на 2 койки Q_осв=3,6∙12,8∙12∙1=553 кДж/ч Помещение 123, 226 – Палата на 4 койки Q_осв=3,6∙23∙12∙1=994 кДж/ч 3.1.4 Теплопоступления от людей От людей в помещение поступает явная теплота (за счет лучистого конвективного теплообмена с воздухом и поверхностями помещения) и скрытая теплота (выделяемая с влагой выдыхаемого воздуха и за счет испарения с поверхности кожи). Полная теплота равная сумме явной и скрытой теплоты. Теплопоступления от людей определяются теплопродукцией, зависящей от тяжести выполняемой работы; температурой и влажностью окружающего воздуха, его подвижностью; теплоизолирующими свойствами одежды и ее паропроницаемостью; особенностями терморегуляции самого человека. Теплопродукцию человека и его способность к терморегуляции зависят от пола и возраста. Q_пол=Q_явн+Q_скр (11) Q_явн=3,6∙q_явн∙n (12) Q_пол=3,6∙q_пол∙n (13) где Q_пол, Q_явн, Q_ск – тепловыделения от людей соответственно полные, явные и скрытые, кДж/кг; q_явн, q_пол – тепловыделения одним человеком (соответственно явные и полные), принимаемые в зависимости от интенсивности физической нагрузки людей и температуры в помещении, Вт, принимаются по [9]; n – количество людей в помещении, чел. Помещение 103, 203 – Палата на 2 койки Теплый период (t_т=24 0С). Принято при состоянии покоя для мужчин. Определяем, значения по таблице 2.1 [9], используя метод интерполяции: q_явн (t_в=24 ℃)=60+((24-20))/((25-20))∙(90-60)=66 Вт q_полн (t_в=24 ℃)=95+((24-20))/((25-20))∙(120-95)=115 Вт Q_явн=3,6∙2∙66∙1=475 кДж/ч Q_пол=3,6∙2∙115∙1=828 кДж/ч Q_скр=828-475=353 кДж/ч Холодный период (t_т=200С). Принято при состоянии покоя для мужчин. Определяем, значения по таблице 2.1 [9], используя метод интерполяции: q_явн (t_в=20 ℃)=90 Вт q_полн (t_в=20 ℃)=120 Вт Q_явн=3,6∙2∙90∙1=648 кДж/ч Q_пол=3,6∙2∙120∙1=864 кДж/ч Q_скр=864-648=216 кДж/ч Помещение 123, 226 – Палата на 4 койки Теплый период (t_т=24 0С). Принято при состоянии покоя для мужчин. Определяем, значения по таблице 2.1 [9], используя метод интерполяции: q_явн (t_в=24 ℃)=60+((24-20))/((25-20))∙(90-60)=66 Вт q_полн (t_в=24 ℃)=95+((24-20))/((25-20))∙(120-95)=115 Вт Q_явн=3,6∙4∙66∙1=950 кДж/ч Q_пол=3,6∙4∙115∙1=1656 кДж/ч Q_скр=1656-950=706 кДж/ч Холодный период (t_т=200С). Принято при состоянии покоя для мужчин. Определяем, значения по таблице 2.1 [9], используя метод интерполяции: q_явн (t_в=20 ℃)=90 Вт q_полн (t_в=20 ℃)=120 Вт Q_явн=3,6∙4∙90∙1=1296 кДж/ч Q_пол=3,6∙4∙120∙1=1728 кДж/ч Q_скр=1728-1296=432 кДж/ч

3.2 Теплопотери через ограждающие конструкции

Основные и добавочные потери теплоты следует определять, суммируя потери теплоты через отдельные ограждающие конструкции: Q=A∙(t_р-t_н)∙(1+Σβ)∙n/R (14) где A – расчетная площадь ограждающей конструкции, м2; R – сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, м^2∙℃/Вт; t_р – расчетная температура воздуха, 0С, в помещении с учетом повышения ее в зависимости от высоты для помещений более 4 м; t_н – расчетная температура наружного воздуха для холодного периода года при расчете теплопотерь через наружные ограждения, принимаемая как температура наиболее холодной пятидневки; β – добавочные потери теплоты в долях от основных; n – коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций к наружному воздуху. Так как в помещениях с кондиционированием воздуха, как правило, осуществляется искусственное превышение вытяжки над притоком (подпор), вследствие чего потери тепла на инфильтрацию наружного воздуха можно не учитывать. По формуле (2) досчитываем термические сопротивления ограждающих конструкций ПЛ: R_ПЛ=R_норм=0,00045∙5950+1,9=4,58 м2/(0С·Вт); k_пл=1/4,58=0,218 ℃·Вт/м^2 НС:R_НС=R_норм=0,00035∙5950+1,4=3,48 м2/(0С·Вт); k_нс=1/3,48=0,287 ℃·Вт/м^2 НД: R_НД=0,6∙R_НС=0,6∙3,48=2,09 м2/(0С·Вт)k_нд=1/2,09=0,479 ℃·Вт/м^2 Поправки на ориентацию по сторона света принимаем в размере: С, В -β=0,1; З — β=0,05; Ю — β=0. Для угловых помещений также вводим поправку в размере β=0,05 и добавочную поправку на пол β=0,05 для северной климатической зоны. Таблица 1–Теплопотери помещений

№	Наименование помещения	Температура помещения	Ограждение					Δt*n	Потери теплоты			Множитель добавок	Сумарные потери тепла Q=Q΄(1+∑β)
			обозначение	Ориентация	Размеры	Площадь	К		Основные	Добавочные
										на ориентацию	Другие
1й этаж
103	Палата на 2 койки	18	НС	СЗ	3,26х2,8	9,1	0,287	54	509	0,05	0	1,05	534
		18	НС	ЮЗ	4,41х2,8	12,3	0,287	54	689	0,1	0	1,1	758
		18	ОК	СЗ	2х1,5	3,0	1,391	54	811	0,05	0	1,05	852
		18	ПЛ	—	3,83х2,68	12,8	0,22	54	542	0	0	1	542
Итого Q, кДж/ч													2686
123	Палата на 4 койки	18	НС	ЮВ	6,25х2,8	17,5	0,287	54	976	0,1	0	1,1	1074
		18	НС	ЮЗ	3,26х2,8	9,1	0,287	54	509	0,1	0	1,1	560
		18	ОК	ЮВ	2х1,5	3,0	1,391	54	811	0,1	0	1,1	892
		18	ОК	ЮВ	2х1,5	3,0	1,391	54	811	0,1	0	1,1	892
		18	ПЛ	—	5,75х3,64	23,0	0,22	54	975	0	0	1	975
Итого Q, кДж/ч													4393
2й этаж
203	Палата на 2 койки	18	НС	СЗ	3,26х2,8	9,1	0,287	54	509	0,05	0	1,05	534
		18	НС	ЮЗ	4,41х2,8	12,3	0,287	54	689	0,1	0	1,1	758
		18	ОК	СЗ	2х1,5	3,0	1,391	54	811	0,05	0	1,05	852
		18	ПЛ	—	3,83х2,68	12,8	0,19	54	480	0	0	1	480
Итого Q, кДж/ч													2624
226	Палата на 4 койки	18	НС	ЮВ	6,25х2,8	17,5	0,287	54	976	0,1	0	1,1	1074
		18	НС	ЮЗ	3,26х2,8	9,1	0,287	54	509	0,1	0	1,1	560
		18	ОК	ЮВ	2х1,5	3,0	1,391	54	811	0,1	0	1,1	892
		18	ОК	ЮВ	2х1,5	3,0	1,391	54	811	0,1	0	1,1	892
		18	ПЛ	—	5,75х3,64	23,0	0,19	54	863	0	0	1	863
Итого Q, кДж/ч													4281

3.3 Определение влаговыделений в помещениях

Влага от людей поступает в помещение в результате испарения с кожи и с выдыхаемым воздухом. Так же как и тепловыделения, влагопоступления от людей зависят от многих факторов. В таблицах, используемых в вентиляционных расчетах приводятся данные по влаговыделениям в зависимости от температуры окружающего воздуха и интенсивности выполняемой работы. Для определения массы влаги, поступившей от людей W_люд, г/ч, суммируют влаговыделения от людей, занятых деятельностью, отнесенной к различным категориям: W_люд=m_пок∙n_пок+m_л∙n_л+m_ср∙n_ср (15) где m_пок,m_л,m_ср – количество влаги, выделяемой человеком соответственно в покое, при легкой работе и при работе средней тяжести, г/ч, определяем по [3]; n_пок,n_л,n_ср – число людей, соответственно находящихся в покое, занятых легкой работой или работой средней тяжести, чел. Помещение 103, 203 – Палата на 2 койки Теплый период (t_т=240С) Принято при состоянии покоя для мужчин. Определяем, значения по таблице 2.1 [9], используя метод интерполяции: w_п (t_в=24 ℃)=40+((24-20))/((25-20))∙(50-40)=48 г/ч W_п=48∙2∙1=96 г/ч Холодный период (t_т=20 0С) Принято при состоянии покоя для мужчин. Определяем, значения по таблице 2.1 [9], используя метод интерполяции: w_п (t_в=20 ℃)=40 г/ч W_п=40∙2∙1=80 г/ч Помещение 123, 226 – Палата на 4 койки Теплый период (t_т=240С) Принято при состоянии покоя для мужчин. Определяем, значения по таблице 2.1 [9], используя метод интерполяции: w_п (t_в=24 ℃)=40+((24-20))/((25-20))∙(50-40)=48 г/ч W_п=48∙4∙1=192 г/ч Холодный период (t_т=20 0С) Принято при состоянии покоя для мужчин. Определяем, значения по таблице 2.1 [9], используя метод интерполяции: w_п (t_в=20 ℃)=40 г/ч W_п=40∙4∙1=160 г/ч

3.4 Определение газовыделений

Основной газообразной вредностью в помещениях является углекислый газ, выделяемый при дыхании человека. Количество углекислого газа, выделяемого в помещение, г/ч G_CO2=q_CO2∙n (16) где q_CO2 – количество углекислого газа, выделяемого одним человеком, г/ч; n – количество человек в помещении, г/ч. Основной газообразной вредностью в помещениях жилых и общественных зданий является углекислый газ, выделяемый при дыхании людей. Количество углекислого газа, выделяющкгося в помещении, г/ч, определим по формуле: G_CO2=q_CO2∙n (17) где q_CO2 – количество углекислого газа, выделяемое одним человеком, г/ч; n – количество людей в помещении. Помещение 103, 203 – Палата на 2 койки G_CO2=20∙2∙1=40 г/ч Помещение 123, 226 – Палата на 4 койки G_CO2=20∙4∙1=80 г/ч Таблица 2 – Тепловой баланс помещений

---

1 2