Помощь с курсовым проектом по вентиляции для ТулГУ, пример оформления



КУРСОВОЙ ПРОЕКТ по дисциплине «ВЕНТИЛЯЦИЯ»

СОДЕРЖАНИЕ

Введение 4
1. Характеристика объекта, исходные данные 5
2. Воздухообмен по установленным нормам и кратностям. 5
3. Выбор расчетных параметров 7
3.1 Расчетные параметры наружного воздуха 7
3.2 Расчетные параметры внутреннего воздуха 7
4. Расчет количества вредностей, поступающих в помещение 7
4.1 Расчет теплопоступлений в помещения 7
4.1.1 Тепловыделения от солнечной радиации 7
А. Теплопоступления от солнечной радиации через световые проемы 8
Б. Теплопоступления от солнечной радиации через покрытие 9
4.1.2 Тепловыделения от искусственного освещения 11
4.1.3 Тепловыделения от людей 12
4.2. Определение влагопоступлений. 14
4.2.1 Поступление влаги от людей 14
4.3 Определение газовыделений 15
5. Расчет воздухообмена 16
5.1 Воздухообмен по минимальному расходу воздуха 16
5.2 Воздухообмен по газовым вредностям 17
5.2 Воздухообмен по ассимиляции тепло- и влагоизбытков помещений с использованием Id-диаграммы 17
5.3 Воздушный баланс здания в целом. 25
6. Выбор воздухоприемных и воздухораспределительных устройств 29
6.1 Расчет приточного горизонтального канала постоянного сечения 32
7. Аэродинамический расчет вентиляционных систем 35
7.1 Аэродинамический расчет приточной системы П1 37
7.2 Аэродинамический расчет вытяжной системы В1 41
43
8. Выбор приточных камер. 45
8.1 Выбор типа и числа приточных камер. 45
8.2 Выбор секции подогрева 45
8.2.1 Выбор секции подогрева для приточной камеры 2ПК-20 45
8.3 Выбор вентиляторов 47
8.3.1 Выбор вентилятора системы П1 47
8.3.2 Выбор вентилятора системы В1 48
9. Компоновка вентиляционных систем и конструктивные решения 48
10. Охрана труда при эксплуатации и монтаже вентиляционных систем 48
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 52


Введение

Наличие мощной приточно-вытяжной системы вентиляции и кондиционирования в зданиях торговли является обязательной инженерной конструкцией, которая должна соответствовать нормативам. Благодаря ее правильной работе создается микроклиматическая зона комфорта в торговых залах, несмотря на большое скопление людей. А вот комфорт, прежде всего, влияет на то, сколько времени человек пробудет в магазине.
Требования к вентиляции как в крупном торговом центре, так и в мелком супермаркете одинаковые. Она должна обеспечивать:
Требуемый воздухообмен на всей площади магазина.
Своевременный нагрев приточного воздуха или его охлаждение.
Подачу очищенного от механических загрязнений воздуха.
Комфортный микроклимат при раздаче приточных воздушных потоков.
Не создавать шума.
Иметь простое и доступное управление.
Чтобы организовать систему вентиляции, которая отвечает всем заявленным требованиям, нужно провести тщательные расчеты, провести анализ здания, учитывая его архитектурные, конструктивные и функциональные особенности.

1. Характеристика объекта, исходные данные

1) район застройки – город Казань; расчетная географическая широта – 56 0 с.ш. согласно [1];
2) двухэтажное здание – торговый центр
3) расчетные помещения – 101; 201; 104; 204.
4) количество людей – 100; 100; 30; 50.
5) высота этажа – 3,4 м;
6) высота окон – 3,0;
7) средняя температура отопительного периода t_(ср.от)=-4,8 0С;
8) отопительный период – z_от=208 сут.

2. Воздухообмен по установленным нормам и кратностям.

Расчетную кратность воздухообмена принимаю согласно [2]. Расчет воздухообмена по нормам сводим в таблицу 1.
Таблица 1. Расчет воздухообмена по нормативной кратности.
№ п/п Наименование помещения Общая площадь помещения, м2 Объем помещения, м3 Нормативная кратность воздухообмена Расчетный воздухообмен, м3/ч
приток вытяжка приток вытяжка
1 2 3 4 5 6 7 8
Первый этаж
101 Торговый зал 178 534 14,187 14 7576 7693
102 Лестница 11 33 — — — —
103 Кладовая электротоваров 23 69 — 2 — 138
104 Магазин кулинария 93 279 9,28 9 2588 2628
105 Кладовая упаковочных материалов 5 15 — 2 — 30
106 Приемная товара 18 54 — 1 — 54
107 Тарная 12 36 — 1 — 36
108 Кладовая строительных материалов 27 81 — 2 — 162

Продолжение таблицы 1
1 2 3 4 5 6 7 8
109 Помещение охраны 6 18 — 1 — 18
110 Комната персонала 6 18 — 1 — 18
111 Гардероб 8 24 — 1 — 24
112 Кабина для переодевания 1 3 — 1 — 3
113 Санузел 2 6 — 2 прибора — 100
114 Коридор 47 141 баланс — 862 —
115 Камера мусора 4 12 — 1 — 12
116 Электрощитовая 8 24 — 1 — 24
117 Венткамера 23 69 2 3 138 207
118 Помещение уборочного инвентаря 4 12 — 1,5 — 18
Итого 11164 11164
Второй этаж
201 Торговый зал 178 534 16,19 16 8643 8775
202 Лестница 11 33 — — — —
203 Кладовая электротоваров 23 69 — 2 — 138
204 Магазин кулинария 93 279 13,35 14 3724 3781
205 Кладовая упаковочных материалов 5 15 — 2 — 30
206 Приемная товара 18 54 — 1 — 54
207 Тарная 12 36 — 1 — 36
208 Кладовая стрительных материалов 27 81 — 2 — 162
209 Поменещие охраны 6 18 — 1 — 18
210 Комната персонала 6 18 — 1 — 18
211 Гардероб 8 24 — 1 — 24
212 Кабина для переодевания 1 3 — 1 — 3
213 Санузел 2 6 — 2 прибора — 100
214 Коридор 47 141 баланс — 896 —
215 Камера мусора 4 12 — 1 — 12
216 Электрощитовая 8 24 — 1 — 24
217 Венткамера 23 69 2 3 138 207
218 Помещение уборочного инвентаря 4 12 — 1,5 — 18
Итого 13401 13401

3. Выбор расчетных параметров
3.1 Расчетные параметры наружного воздуха
Таблица 2. Расчетные параметры наружного воздуха
Географическая широта, 0с.ш. Барометрическое давление, гПа Параметры А Параметры Б t_(н.ср.), 0С I_(ср.), Вт/м2 t_(ср.от), 0С Z_от
Температура, 0С Удельная энтальпия, кДж/кг Скорость ветра, м/с Температура, 0С Удельная энтальпия, кДж/кг Скорость ветра, м/с
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
56 1002 24 51,1 1 -31 -30,5 3,8 19,7 327 -4,8 208

3.2 Расчетные параметры внутреннего воздуха
Теплый период
температура внутреннего воздуха t_в^т≤t_н(А)^т+3 0C, примем t_в^т=24+3=27 0C;
скорость движения воздуха v_в^т=0,5 м/с;
влажность воздуха φ_в^т=65 %.
Холодный период
температура внутреннего воздуха t_в^х=18 0C;
скорость движения воздуха v_в^х=0,2 м/с;
влажность воздуха φ_в^х= 60%.

4. Расчет количества вредностей, поступающих в помещение
4.1 Расчет теплопоступлений в помещения
4.1.1 Тепловыделения от солнечной радиации
Теплопоступления от солнечной радиации, через световые проемы и через покрытия учитываются в тепловом балансе для теплого периода, для наиболее жаркого месяца года и расчетного времени суток.
Расчетным часом суток для выбора воздухообмена является час, когда ожидаются самые большие теплоизбытки в помещении, т.е. когда наблюдаются наибольшие суммарные теплопоступления. Час максимальных тепловыделений по технологическим условиям указывается в задании на разработку проекта.

А. Теплопоступления от солнечной радиации через световые проемы

Максимальные теплопоступления от солнечной радиации через окна, фонари, витражи, остекленные части балконных дверей в здание Qср, 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 Qп.р, и из теплового потока за счет теплопередачи через заполнение Qтп.
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 Qс.р, кДж/ч, следует определить по формуле:
Q_(с.р)=Q_(п.р)+Q_(т.п) (1)
Первое слагаемое этой суммы находим по формуле
Q_(п.р)=3,6(q_п∙K_инс+q_р∙K_обл)А_ок∙β_1∙β_2∙β_3 (2)
где q_п, q_р – максимальная интенсивность прямой и рассеянной солнечной радиации, падающей на световой проем, Вт/м2. В зависимости от географической широты района строительства и ориентации ограждения определяются по [3];
А_ок – площадь светопроема, м2;
β_1 – коэффициент теплопропоскания окон с учетом затенения непрозрачной частью (переплетами) заполнения светопроема, определяется по [3] для раздельного переплета двойного остекления β_1=0,65;
β_2 – коэффициент теплопропускания прозрачной частью заполнения светопроема, определяется по [3] для двойного остекления из обыкновенного стекла толщиной 2,5-3,5 мм принимаем β_2=0,57;
β_3 – коэффициент теплопропускания нестационарными солнцезащитными устройствами, определяется по [3] для внутренних жалюзи β_3=0,15;
K_обл – коэффициент облучения поверхности светового проема рассеянной радиацией K_обл=0,85;
K_инс – коэффициент инсоляции, учитывающий долю прошедшего потока падающей на вертикальный световой проем прямой солнечной радиации после затенения наружными козырьками или вертикальными ребрами. При отсутствии затенения принимаем K_инс=1.
Помещение 101, 201 – Торговый зал
На СЗ стороне витрина, площадь которых составит A_(ОК(СЗ))=3∙6,38=19,14 м^2
Q_О=3,6∙(460∙1+125∙0,85)∙19,14∙0,65∙0,57∙0,15=3260 кДж/ч
На ЮВ стороне витрина, площадь которых составит A_(ОК(СЗ))=3∙6,38=19,14 м^2
Q_О=3,6∙(551∙1+145∙0,85)∙19,14∙0,65∙0,57∙0,15=3882 кДж/ч
На ЮЗ стороне витрина, площадь которых составит A_(ОК(СЗ))=3∙25,03=75,09 м^2
Q_О=3,6∙(551∙1+145∙0,85)∙75,09∙0,65∙0,57∙0,15=15230 кДж/ч
Q_О=3260+3882+15230=22372 кДж/ч
Б. Теплопоступления от солнечной радиации через покрытие

Поступление тепла в помещение в теплый период года, через совмещенные покрытия зданий и сооружений для любого расчетного часа суток Qт.п, кДж/ч, определяются 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 (3)
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 [3];
А_огр – площадь ограждения, м2;
P – коэффициент поглощения солнечной радиации наружной поверхностью покрытия, для толи P=0,85;
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
ГСОП=(t_в-t_(ср.от.п))∙Z_от (4)
где t_в – расчетная температура воздуха в помещении, 0С;
t_(ср.от.п) – средняя температура отопительного периода, 0С, принимается по[1]
ГСОП=(20-(-4,8))∙208=5158,4
Сопротивление теплопередаче покрытия составит
R_0=R_норм=0,00045∙ГСОП+1,9 (5)
R_0=R_норм=0,00045∙5158,4+1,9=4,22 м2/(0С·Вт)
K=1/4,22=0,237 Вт/(м2·0С)
α_н – коэффициент теплоотдачи наружной поверхностью покрытия, Вт/ м2, определяется по формуле:
α_н=1,16∙(5+10∙√ϑ) (6)
где ϑ – расчетная скорость ветра, м/с, для теплого периода, принимается по [4];
α_н=1,16∙(5+10∙√1)=17,4 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)) (7)
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=27+1,5∙(3-2)=28,5 оС
Помещение 201 – Торговый зал
Q_(т.п)=3,6∙[24+((691+126)∙0,9)/17,4-28,5]∙178∙0,237=5734 кДж/ч
Помещение 204 – Зал заседаний
Q_(т.п)=3,6∙[24+((691+126)∙0,9)/17,4-28,5]∙93∙0,237=2996 кДж/ч
4.1.2 Тепловыделения 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 (8)
где F – площадь пола помещения, м2;
q_осв – максимально допустимая удельная установленная мощность освещения, Вт/м2, по [4]. Для торговых залов супермаркетов 25 Вт/м2, а для продовольственных 25 Вт/м2;
η_осв – доля тепла, поступающая от светильника в различные зоны помещения, по [4].
Помещение 101, 201 – Торговый зал
Q_осв=3,6∙178∙35∙1=22428 кДж/ч
Помещение 104 – Магазин кулинарии
Q_осв=3,6∙93∙25∙1=8370 кДж/ч
Помещение 204 – Зал заседаний
Q_осв=3,6∙93∙25∙1=8370 кДж/ч

4.1.3 Тепловыделения 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 (9)
Q_явн=3,6∙q_явн∙n (10)
Q_пол=3,6∙q_пол∙n (11)
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 [3];
n – количество людей в помещении, чел.
Помещение 101, 201 – Торговый зал
Для посетителей (98 человек: 49 мужчин, 49 женщин) – легкая работа, для персонала (2 человека, мужчины) – работа средней тяжести.
Теплый период (t_т=270С)
Q_явн=3,6∙(49∙55∙1+49∙55∙0,85+2∙58∙1)=18366 кДж/ч
Q_пол=3,6∙(49∙145∙1+49∙145∙0,85+2∙200∙1)=48759 кДж/ч
Q_скр=48759-18366=30393 кДж/ч
Холодный период (t_т=18 0С)
Q_явн=3,6∙(49∙108∙1+49∙108∙0,85+2∙117∙1)=36087 кДж/ч
Q_пол=3,6∙(49∙154∙1+49∙154∙0,85+2∙207∙1)=51747 кДж/ч
Q_скр=51747-36087=15660 кДж/ч
Помещение 104 — магазин кулинарии
Для посетителей (28 человек: 14 мужчин, 14 женщин) – легкая работа, для персонала (2 человека, мужчины) – работа средней тяжести.
Теплый период (t_т=270С)
Q_явн=3,6∙(14∙55∙1+14∙55∙0,85+2∙58∙1)=5546 кДж/ч
Q_пол=3,6∙(14∙145∙1+14∙145∙0,85+2∙200∙1)=14960 кДж/ч
Q_скр=14960-5546=9414 кДж/ч
Холодный период (t_т=18 0С)
Q_явн=3,6∙(14∙108∙1+14∙108∙0,85+2∙117∙1)=10912 кДж/ч
Q_пол=3,6∙(14∙154∙1+14∙154∙0,85+2∙207∙1)=15849 кДж/ч
Q_скр=15849-10912=4937 кДж/ч
Помещение 204 – зрительный зал
Для посетителей (50 человек: 25 мужчин, 25 женщин) – состояние покоя.
Теплый период (t_т=270С)
Q_явн=3,6∙(25∙52∙1+25∙52∙0,85)=8658 кДж/ч
Q_пол=3,6∙(25∙95∙1+25∙95∙0,85)=15818 кДж/ч
Q_скр=15818-8658=7160 кДж/ч
Холодный период (t_т=18 0С)
Q_явн=3,6∙(25∙102∙1+25∙102∙0,85)=16983 кДж/ч
Q_пол=3,6∙(25∙130∙1+25∙130∙0,85)=21645 кДж/ч
Q_скр=21645-16983=4662 кДж/ч

Таблица 3. Тепловой баланс помещений
№ п/п Наименование помещения Расчетный период года Теплопоступления тепла, кДж/ч Избыток тепла, кДж/
явного скрытого Явного тепла Полного тепла
От людей От освещ. За счет солн. рад. От пищи Всего От людей От пищи Всего
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
1й этаж
101 Торговый зал ТП 18366 — 22372 — 40738 30393 — 30393 40738 71131
ХП 36087 22428 — — 58515 15660 — 15660 58515 74175
104 Магазин кулинарии ТП 5546 8370 — — 13916 9414 — 9414 13916 23330
ХП 10912 8370 — — 19282 4937 — 4937 19282 24219
2й этаж
201 Торговый зал ТП 18366 — 28106 — 46472 30393 — 30393 46472 76865
ХП 36087 22428 — — 58515 15660 — 15660 58515 74175
204 Зал заседаний ТП 8658 8370 2996 — 20024 7160 — 7160 20024 27184
ХП 16983 8370 — — 25353 4662 — 4662 25353 30015

4.2. Определение влагопоступлений.
4.2.1 Поступление влаги от людей
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 (12)
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 101, 201 – Торговый зал
Теплый период:
W_п=49∙129∙1+49∙129∙0,85+2∙203∙1=12100 г/ч
Холодный период:
W_п=49∙67∙1+49∙67∙0,85+2∙128∙1=6330 г/ч
Помещение 104 – Магазин кулинарии
Теплый период:
W_п=14∙129∙1+14∙129∙0,85+2∙203∙1=3747 г/ч
Холодный период:
W_п=14∙67∙1+14∙67∙0,85+2∙128∙1=1991 г/ч
Помещение 204 – Магазин кулинарии
Теплый период:
W_п=25∙60∙1+25∙60∙0,85=2775 г/ч
Холодный период:
W_п=25∙34∙1+25∙34∙0,85=1275 г/ч
4.3 Определение газовыделений
Основной газообразной вредностью в помещениях жилых и общественных зданий является углекислый газ, выделяемый при дыхании людей.
Количество углекислого газа, выделяющегося в помещении, г/ч, определим по формуле:
G_CO2=q_CO2∙n (13)
где q_CO2 – количество углекислого газа, выделяемое одним человеком, г/ч;
n – количество людей в помещении.
Помещение 101, 201 – Торговый зал
G_CO2=49∙25∙1+49∙25∙0,85+2∙35∙1=2336 г/ч
Помещение 104 – Магазин кулинарии
G_CO2=14∙25∙1+14∙25∙0,85+2∙35∙1=718 г/ч
Помещение 204 – Зал заседаний
G_CO2=25∙23∙1+25∙23∙0,85=1064 г/ч

Таблица 4. Сводная таблица вредностей, выделяющихся в помещение
№ Наименование помещения Объем помещ., Расчетный период Тепловые избытки Влаговыделения, г/ч Газовыделения, г/ч
Явное тепло Скрытое тепло, Полное тепло,
кДж/ч кДж/(ч·м3)

1й этаж
101 Торговый зал 534,0 ТП 40738 76 30393 71131 12100 2336
ХП 58515 110 15660 74175 6330 2336
104 Магазин кулинарии 279,0 ТП 13916 50 9414 23330 3747 718
ХП 19282 69 4937 24219 1991 718
2й этаж
201 Торговый зал 534,0 ТП 46472 87 30393 76865 12100 2336
ХП 58515 110 15660 74175 6330 2336
204 Зал заседаний 279,0 ТП 20024 72 7160 27184 2775 1064
ХП 25353 91 4662 30015 1275 1064

5. Расчет воздухообмена
5.1 Воздухообмен по минимальному расходу воздуха
Определение необходимого воздухообмена по санитарным нормам осуществляется по формуле
L_min=n∙l_min (14)
где n – количество человек в помещении, чел;
l_min – санитарно-гигиеническая норма свежего воздуха на человека, м3/чел.
Помещение 101, 201 – Торговый зал
L_min=98∙20+2∙60=2080 м^3/ч
Помещение 104 – Магазин кулинарии
L_min=28∙20+2∙60=680 м^3/ч
Помещение 204 – Зал заседаний
L_min=50∙20=1000 м^3/ч


5.2 Воздухообмен по газовым вредностям

Определение необходимого воздухообмена для разбавления концентрации СO2 до предельно допустимой концентрации производится по формуле
L_CO2=G_CO2/(c_доп-c_о ) (15)
где G_CO2 – количество выделившегося углекислого газа в помещении, г/ч;
c_доп,c_о – концентрации углекислого газа в помещении и снаружи, г/м3.
Для расчета воздухообмена по СО2 необходимо принять расчетные концентрации СО2 в наружном и внутреннем воздухе.
Концентрацию СО2 в наружном воздухе, г/м3 принимаем для центра большого города 0,75 г/м3, концентрацию воздуха в помещении принимаем 2 г/м3.
Помещение 101, 201 – Торговый зал
L_CO2=2336/(2-0,75)=1869 м^3/ч
Помещение 104 – Магазин кулинарии
L_CO2=718/(2-0,75)=574 м^3/ч
Помещение 204 – Зал заседаний
L_CO2=1064/(2-0,75)=851 м^3/ч
5.2 Воздухообмен по ассимиляции тепло- и влагоизбытков помещений с использованием Id-диаграммы

Для определения необходимого воздухообмена, который обеспечит в помещении заданные параметры внутреннего воздуха при заданных избытках явного и полного тепла, влаги и нахождения параметров приточного воздуха используем Id-диаграмму.
Основной характеристикой изменения параметров воздуха в помещении является отношение избыточного полного тепла Q_п, кДж, к влаговыделениям W, кг, называемое тепловлажностным отношением или угловым коэффициентом луча процесса в помещении ε, кДж/кг:
ε=Q_п/W (16)
Теплый период
Помещение 101 – Торговый зал
ε=71131/12,1=5879
Помещение 104 – Магазин кулинарии
ε=23330/3,747=6226
Помещение 201 – Торговый зал
ε=76865/12,1=6353
Помещение 204 – Зал заседаний
ε=27184/2,775=9796
Наносим на диаграмму точку Н (t_н^т=24 0С; I_н^т=51,1 кДж/кг). Далее проводим через точку Н луч процесса изменения состояния воздуха. На пересечении луча с изотермой t=27 0С, отмечаем точку В, соответствующую параметрам внутреннего воздуха. Температура удаляемого воздуха рассчитывается по формуле (7) и составляет t_у=27+1,5∙(3-2)=28,5 оС. На пересечении луча процесса и найденной изотермы отмечаем точку У.
Для нахождения требуемого воздухообмена по избыткам явной, полной теплоты и влаги используем приведенные ниже формулы. Результаты расчетов сводим в таблицу:
G_пр=Q_я/(c_в (t_у-t_п)) (17)
G_пр=Q_п/((I_у-I_п)) (18)
G_пр=W/((d_у-d_п)) (19)
где t_у,d_у,I_у — параметры удаляемого воздуха, определяемые по диаграмме;
t_п,d_п,I_п – параметры приточного воздуха.
Для летнего периода принимаем прямоточную схему обработки воздуха. Для прямоточной схемы без дополнительной обработки параметры приточного воздуха равны параметрам наружного воздуха. t_н^т=24; I_н^т=51,1 кДж/кг,d_п=10,61 г/(кг с.в) ;
c_в – теплоемкость воздуха, 1кДж/(кг· оС).
Помещение 101 – Торговый зал
G_пр=40738/(1,005∙(28,5-24) )=9008 кг/ч
G_пр=71131/((59,2-51,1))=8781 кг/ч
G_пр=12100/((12,05-10,61))=8403 кг/ч
G_пр=G_max=9008 кг/ч
ρ_пр^л=353/(273+t_пр^л )
ρ_пр^л=353/(273+24)=1,189 кг/м^3
L_пр^л=G_пр^л/ρ_пр^л
L_пр^л=9008/1,189=7576 м^3/ч
Помещение 104 – Магазин кулинарии
G_пр=13916/(1,005∙(28,5-24) )=3077 кг/ч
G_пр=23330/((59-51,1) )=2953 кг/ч
G_пр=3747/((11,91-10,61))=2882 кг/ч
G_пр=G_max=3077 кг/ч
L_пр^л=3077/1,189=2588 м^3/ч
Помещение 201 – Торговый зал
G_пр=46472/(1,005∙(28,5-24) )=10276 кг/ч
G_пр=76865/((59-51,1) )=9730 кг/ч
G_пр=12100/((11,86-10,61))=9680 кг/ч
G_пр=G_max=10276 кг/ч
L_пр^л=10276/1,189=8643 м^3/ч
Помещение 204 – Зал заседаний
G_пр=20024/(1,005∙(28,5-24) )=4428 кг/ч
G_пр=27184/((57,4-51,1))=4316 кг/ч
G_пр=2775/((11,28-10,61))=4142 кг/ч
G_пр=G_max=4428 кг/ч
L_пр^л=4428/1,189=3724 м^3/ч

Таблица 5 – Объемный и массовый расход приточного воздуха в летний период
№ п/п Наименование помещения Период года tу, 0C tп, 0C Q явн, кДж/ч Gпр явн, кг/ч Iу, 0C Iп, 0C Q полн, кДж/ч Gпр п, кг/ч dу, 0C dп, 0C Влаговыделения, кг/ч Gпр w, кг/ч Gmax, кг/ч

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 10 11 12 13 13 14
101 Торговый зал ТП 28,5 24,0 40738 9008 59,2 51,1 71131 8782 12,05 10,61 12100 8403 9008
104 Магазин кулинарии ТП 28,5 24,0 5546 1226 64,0 51,1 14960 1160 14,80 10,61 3747 894 1226
201 Торговый зал ТП 28,5 24,0 46472 10276 59,0 51,1 76865 9730 11,86 10,61 12100 9680 10276
204 Зал заседаний ТП 28,5 24,0 11654 2577 58,7 51,1 18814 2476 11,74 10,61 2775 2456 2577

Холодный период

В холодный период года приточный воздух нагревается в приточной камере, в состав которой для этой цели предусмотрена секция подогрева с размещенными в ней одним или несколькими калориферами.
Так как помещение обслуживает одна приточная камера, то, если невозможно естественное проветривание, то целесообразно в холодный период принимать воздухообмен равный воздухообмену в теплый период, как максимально ожидаемому L_пр^ТП=L_пр^ХП (м3/ч).
При заданном расходе воздуха задача в холодный период сводится к нахождению параметров приточного воздуха. Температуру приточного воздуха в зимний период можно определить по формуле
t_пр=t_у-Q_я/(с_в∙G_пр ) (20)
где: tу – температура удаляемого воздуха в холодный период года,°C;
Q_я – избытки явной теплоты в холодный период года, кДж/ч;
св– удельная теплоемкость воздуха, равная 1,005 кДж/(кг/°C)
Gпр – потребное количество приточного воздуха для холодного периода года, кг/ч.
Возникла необходимость посчитать массовый расход воздуха в ХП, который можно через равенство 〖L 〗_пр^ТП=L_пр^ХП , и температуру приточного воздуха, которую может определить методом последовательного приближения
Сначала задавшись ориентировочной температурой притока t’пр (например, на 2-3°C ниже t_в^ХП) определяется соответствующие ей плотность и массовый расход воздуха 〖G’〗_пр, а затем по формуле 23 требуемую действительною tпр для ХП.
〖G’〗_пр=L_пр^ХП∙〖ρ^’〗_пр;〖ρ^’〗_пр=353/(273+〖t^’〗_пр );t_пр^ХП=t_у^ХП-(Q_я^ХП)/(с_в∙〖G’〗_пр ) (21)
Если полученное значение tпр не значительно отличается от принятой t’пр расчет можно прекратить. В противном случае, нужно задаться новым значением t’пр и расчет повторить. Температура притока в холодный период определяется для каждого помещения, в котором воздухообмен рассчитывается по ассимиляции тепло- и влагоизбытков.
Расчет объемного и массового расхода приточного воздуха в зимний период заносится в таблицу 5.
Таблица 6 – Объемный и массовый расход приточного воздуха в зимний период
№ п/п Наименование помещения Период года tл пр, 0С pл пр, кг/м3 Gл пр, кг/ч L л пр, м3/ч L з пр, м3/ч tз пр, 0С pз пр, кг/м3 Gз пр, кг/ч Q явн, кДж/ч tз пр, 0С pз пр, кг/м3 Gз пр, кг/ч

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
101 Торговый зал ТП 24 1,189 9008 7576 7576 16 1,221 9250 58515 13,90 1,23 9318
104 Магазин кулинарии ТП 24 1,189 3077 2588 2588 16 1,221 3160 19282 13,90 1,23 3183
201 Торговый зал ТП 24 1,189 10276 8643 8643 16 1,221 10553 58515 13,90 1,23 10631
204 Зал заседаний ТП 24 1,189 4428 3724 3724 16 1,221 4547 25353 13,90 1,23 4581

5.3 Воздушный баланс здания в целом.
Составляем таблицу воздушного баланса расчетных помещений.
Таблица 7 – Воздушный баланс расчетных помещений
№ п/п Наименование помещения Период года Вытяжка, кг/ч (м3/ч) Всего Приток, кг/ч (м3/ч) Всего

101 Торговый зал ТП 9008 9008 9008 9008
7693 7693 7576 7576
ХП 9318 9318 9318 9318
7720 7720 7576 7576
104 Магазин кулинарии ТП 3077 3077 3077 3077
2628 2628 2588 2588
ХП 3183 3183 3183 3183
2637 2637 2588 2588
201 Торговый зал ТП 10276 10276 10276 10276
8775 8775 8643 8643
ХП 10631 10631 10631 10631
8808 8808 8643 8643
204 Зал заседаний ТП 4428 4428 4428 4428
3781 3781 3724 3724
ХП 4581 4581 4581 4581
3795 3795 3724 3724

Рассмотрим на примере помещения 104 на первом этаже:
G_пр^л=9008 кг/ч
Расход вытяжного воздуха найдем из условия:
G_выт^(л,з)=G_пр^(л,з) (22)
G_выт^л=G_пр^л=9008 кг/ч;
L_пр^л=(G_пр^л)/(ρ_пр^л )=9008/1,189=7576 м^3/ч
Объемный расход вытяжного воздуха находим при соответствующей температуре воздуха по перекрытием, найденной ранее по формуле (7):
ρ_выт^л=353/(273+t_выт^л )
ρ_выт^л=353/(273+28,5)=1,171 кг/м^3
L_выт^л=(G_выт^л)/(ρ_выт^л )=9008/1,171=7693 м^3/ч
Объемный расход приточного воздуха в холодный период года равен расходу воздуха в теплый период года.
L_пр^л=L_пр^з→G_пр^з=L_пр^л∙ρ_пр^з (23)
L_пр^л=L_пр^з=7576 м^3/ч
G_пр^з=L_пр^л∙ρ_пр^з=7576∙1,23=9318 кг/ч
Массовое количество вытяжного воздуха в холодный период находим из условия (27)
G_выт^з=G_пр^з=9318 кг/ч
Объемный расход вытяжного воздуха в холодный период находим при рассчитанной ранее установившейся в помещении температуры удаляемого воздуха
L_выт^з=(G_выт^з)/(ρ_выт^з )=9318/(353/(273+19,5))=7720 м^3/ч
Суммарные значения притока и вытяжки по этажам и зданию в целом записываются в таблицу воздушного баланса (таблица 6).
Таблица 8 – Воздушный баланс здания
№ Наименование помещения Этаж Период года Расчетный воздухообмен
приток вытяжка
м3/ч кг/ч м3/ч кг/ч
1 2 3 4 5 6 7 8
Первый этаж
101 Торговый зал 1 ТП 7576 9008 7693 9008
ХП 7576 9318 7720 9318
102 Лестница 1 ТП — — — —
ХП — — — —
103 Кладовая электротоваров 1 ТП — — 138 162
ХП — — 138 167
104 Магазин кулинария 1 ТП 2588 3077 2628 3077
ХП 2588 3183 2637 2637
105 Кладовая упаковочных материалов 1 ТП — — 30 35
ХП — — 30 36
106 Приемная товара 1 ТП — — 54 63
ХП — — 54 65

Продолжение таблицы 8
1 2 3 4 5 6 7 8
107 Тарная 1 ТП — — 36 42
ХП — — 36 43
108 Кладовая стрительных материалов 1 ТП — — 162 190
ХП — — 162 196
109 Поменещие охраны 1 ТП — — 18 21
ХП — — 18 22
110 Комната персонала 1 ТП — — 18 21
ХП — — 18 22
111 Гардероб 1 ТП — — 24 28
ХП — — 24 29
112 Кабина для переодевания 1 ТП — — 3 4
ХП — — 3 4
113 Санузел 1 ТП — — 100 117
ХП — — 100 121
114 Коридор 1 ТП 862 1025 — —
ХП 862 1060 — —
115 Камера мусора 1 ТП — — 12 14
ХП — — 12 14
116 Электрощитовая 1 ТП — — 24 28
ХП — — 24 29
117 Венткамера 1 ТП 138 164 207 242
ХП 138 170 207 250
118 Помещение уборочного инвентаря 1 ТП — — 18 21
ХП — — 18 22
Второй этаж
201 Торговый зал 2 ТП 8643 10276 8775 10276
ХП 8643 10631 8808 10631
202 Лестница 2 ТП — — — —
ХП — — — —
203 Кладовая электротоваров 2 ТП — — 138 162
ХП — — 138 167
204 Зал заседаний 2 ТП 3724 4428 3781 4428
ХП 3724 4581 3795 4581

Продолжение таблицы 8
1 2 3 4 5 6 7 8
205 Кладовая упаковочных материалов 2 ТП — — 30 35
ХП — — 30 36
206 Приемная товара 2 ТП — — 54 63
ХП — — 54 65
207 Тарная 2 ТП — — 36 42
ХП — — 36 43
208 Кладовая стрительных материалов 2 ТП — — 162 190
ХП — — 162 196
209 Поменещие охраны 2 ТП — — 18 21
ХП — — 18 22
210 Комната персонала 2 ТП — — 18 21
ХП — — 18 22
211 Гардероб 2 ТП — — 24 28
ХП — — 24 29
212 Кабина для переодевания 2 ТП — — 3 4
ХП — — 3 4
213 Санузел 2 ТП — — 100 117
ХП — — 100 121
214 Коридор 2 ТП 896 1065 — —
ХП 896 1102 — —
215 Камера мусора 2 ТП — — 12 14
ХП — — 12 14
216 Электрощитовая 2 ТП — — 24 28
ХП — — 24 29
217 Венткамера 2 ТП 138 164 207 242
ХП 138 170 207 250
218 Помещение уборочного инвентаря 2 ТП — — 18 21
ХП — — 18 22

Вытяжка в воздушном балансе больше, подаем недостающий воздух в коридор.
Первый этаж: 11164-10302=862 м3/ч.
Второй этаж: 13401-12505=896 м3/ч.
6. Выбор воздухоприемных и воздухораспределительных устройств
По известному количеству приточного и удаляемого воздуха выбираются ориентировочно площади поперечного сечения приточных и вытяжных каналов и решеток для каждого помещения.
F=L/(3600∙v) (24)
где F – площадь поперечного сечения канала или живого сечения решетки, м2;
L – расход воздуха в канале или решетке, м3/ч;
v – скорость, принимаема для каналов равной примерно 5 м/с, для приточных решеток 2 м/с, для вытяжных – 3м/с.
Для воздухораспределения в зале-столовой применены декоративные ротационные диффузоры с возможностью регулирования направления приточной струи, расположенные в верхней зоне.
Таблица 9 – Размеры жалюзийных решеток и каналов
№ Наименование помещения Расчетный воздухообмен, м3/ч Расчетные сечения жалюзийных решеток F, м2/axb Расчетные сечения каналов, м2/axb
приток вытяжка приток вытяжка приток вытяжка
1 2 3 4 5 6 7 8
Первый этаж
101 Торговый зал 7576 7693 0,1593 0,1593 0,644 0,644
РС-Г 525х425 РС-Г 525х425 920х700 920х700
102 Лестница — — — — — —
— — — —
103 Кладовая электротоваров — 138 — 0,0328 — 0,033
— РС-Г 225х225 — 150х220
104 Магазин кулинария 2588 2628 0,0717 0,0717 0,31 0,31
РС-Г 325х325 РС-Г 325х326 620х500 620х500

Продолжение таблицы 9
1 2 3 4 5 6 7 8
105 Кладовая упаковочных материалов — 30 — 0,0144 — 0,033
— Р 150 — 150х220
106 Приемная товара — 54 — 0,0144 — 0,033
— Р 150 — 150х220
107 Тарная — 36 — 0,0144 — 0,033
— Р 150 — 150х220
108 Кладовая стрительных материалов — 162 — 0,0328 — 0,033
— РС-Г 225х225 — 150х220
109 Поменещие охраны — 18 — 0,0144 — 0,033
— Р 150 — 150х220
110 Комната персонала — 18 — 0,0144 — 0,033
— Р 150 — 150х220
111 Гардероб — 24 — 0,0144 — 0,033
— Р 150 — 150х220
112 Кабина для переодевания — 3 — 0,0144 — 0,033
— Р 150 — 150х220
113 Санузел — 100 — 0,0144 — 0,033
— Р 150 — 150х220
114 Коридор 862 — 0,0717 — 0,096 —
РС-Г 325х326 — 320х300 —
115 Камера мусора — 12 — 0,0144 — 0,033
— Р 150 — 150х220
116 Электрощитовая — 24 — 0,0144 — 0,033
— Р 150 — 150х220
117 Венткамера 138 207 0,0328 0,0328 0,033 0,033
РС-Г 225х225 РС-Г 225х225 150х220 150х220
118 Помещение уборочного инвентаря — 18 — 0,0144 — 0,033
— Р 150 — 150х220
Второй этаж
201 Торговый зал 8643 8775 0,1593 0,1593 0,644 0,644
РС-Г 525х425 РС-Г 525х425 920х700 920х700

Продолжение таблицы 9
1 2 3 4 5 6 7 8
202 Лестница — — — — — —
— — — —
203 Кладовая электротоваров — 138 — 0,0328 — 0,033
— РС-Г 225х225 — 150х220
204 Зал заседаний 3724 3781 0,0717 0,0717 0,31 0,31
РС-Г 325х325 РС-Г 325х326 620х500 620х500
205 Кладовая упаковочных материалов — 30 — 0,0144 — 0,033
— Р 150 — 150х220
206 Приемная товара — 54 — 0,0144 — 0,033
— Р 150 — 150х220
207 Тарная — 36 — 0,0144 — 0,033
— Р 150 — 150х220
208 Кладовая стрительных материалов — 162 — 0,0328 — 0,033
— РС-Г 225х225 — 150х220
209 Поменещие охраны — 18 — 0,0144 — 0,033
— Р 150 — 150х220
210 Комната персонала — 18 — 0,0144 — 0,033
— Р 150 — 150х220
211 Гардероб — 24 — 0,0144 — 0,033
— Р 150 — 150х220
212 Кабина для переодевания — 3 — 0,0144 — 0,033
— Р 150 — 150х220
213 Санузел — 100 — 0,0144 — 0,033
— Р 150 — 150х220
214 Коридор 896 — 0,0717 — 0,096 —
РС-Г 325х325 — 320х300 —
215 Камера мусора — 12 — 0,0144 — 0,033
— Р 150 — 150х220
216 Электрощитовая — 24 — 0,0144 — 0,033
— Р 150 — 150х220

Продолжение таблицы 9
1 2 3 4 5 6 7 8
217 Венткамера 138 207 0,0328 0,0328 0,033 0,033
РС-Г 225х225 РС-Г 225х225 150х220 150х220
218 Помещение уборочного инвентаря — 18 — 0,0144 — 0,033
— Р 150 — 150х220

6.1 Расчет приточного горизонтального канала постоянного сечения
Расчет ведем для помещения 104 – торговый зал.
Порядок расчета
1. Определяют максимальное количество отверстий в боковой стенке воздуховода, которое не должно превышать
n_max=(2∙P_д)/(R_н∙l) (25)
2. Определяют площадь первого приточного отверстия при заданной скорости истечения v_р
f_1=L_н/(v_р∙n∙3600) (26)
где v_р – заданная скорость истечения, м/с.
3. Определяются площади последующих отверстий
f_(i+1)=1/(1/(f_1^2 )-(μ/F)^2∙(〖(i+1)〗^2-i^2-(R_н∙l^`)/P_д ∙i^2 ) ) (27)
4. Определяется скорость истечения воздуха из каждого отверстия
v_i=L_н/(f_i∙n∙3600) (28)
5. Определяется полное давление в начале воздуховода
P_п^н=(v_1^2∙ρ)/(2∙μ^2 )+1/3∙R_н∙l (29)
6. Размеры отверстий определяются как
c_i=f_i/b_i (30)
Расчет
Необходимо подать воздух в количестве L=7576 м^3/ч через воздуховод постоянного поперечного сечения с n=8 приточными отверстиями в боковой стенке и максимально допустимой скоростью истечения v_доп=3 м/с. Длина воздуховода l=12 м, ширина a=920 мм, высота a=700 мм. Расстояние между отверстиями l^`=1,5 м.
1. Находим скорость движения воздуха в начале воздуховода
v_н=L/F (31)
v_н=7576/(0,920∙0,7∙3600)=3,27 м/с
2. Определяем эквивалентный диаметр
d_экв=(2∙a∙b)/(a+b) (32)
d_экв=(2∙920∙700)/(920+700)=795 мм
3. С помощью таблиц [8] определили P_д=6,7 Па, R=0,13 Па/м
4. При полученных значениях условие
n_max=(2∙P_д)/(R_н∙l)
n_max=(2∙6,7)/(0,13∙12)=8,6>8
5. Находим площадь первого приточного отверстия при скорости выхода воздуха из него v_р=3 м/с
f_1=7576/(3∙8∙3600)=0,088 м^2
6. Находим площадь последующих отверстий при μ=0,65.
f_2=1/(1/〖0,088〗^2 -(0,65/0,644)^2∙(2^2-1^2-(0,13∙1,5)/6,7∙1^2 ) )=0,089 м^2
f_3=1/(1/〖0,0,089〗^2 -(0,65/0,644)^2∙(3^2-2^2-(0,13∙1,5)/6,7∙2^2 ) )=0,091 м^2
f_4=1/(1/〖0,091〗^2 -(0,65/0,644)^2∙(4^2-3^2-(0,13∙1,5)/6,7∙3^2 ) )=0,093 м^2
f_5=1/(1/〖0,093〗^2 -(0,65/0,644)^2∙(5^2-4^2-(0,13∙1,5)/6,7∙4^2 ) )=0,097 м^2
f_6=1/(1/〖0,097〗^2 -(0,65/0,644)^2∙(6^2-5^2-(0,13∙1,5)/6,7∙5^2 ) )=0,102 м^2
f_7=1/(1/〖0,102〗^2 -(0,65/0,644)^2∙(7^2-6^2-(0,13∙1,5)/6,7∙6^2 ) )=0,109 м^2
f_8=1/(1/〖0,109〗^2 -(0,65/0,644)^2∙(8^2-7^2-(0,13∙1,5)/6,7∙7^2 ) )=0,119 м^2
v_2=7576/(0,089∙8∙3600)=2,96 м/с
v_3=7576/(0,091∙8∙3600)=2,91 м/с
v_4=7576/(0,093∙8∙3600)=2,82 м/с
v_5=7576/(0,097∙8∙3600)=2,71 м/с
v_6=7576/(0,102∙8∙3600)=2,58 м/с
v_7=7576/(0,109∙8∙3600)=2,41 м/с
v_8=7576/(0,119∙8∙3600)=2,20 м/с
Полное давление в начале воздуховода
P_н=(v_1^2∙ρ)/(2∙μ^2 )+1/3∙R_н∙l (33)
P_н=(〖3,0〗^2∙1,2)/(2∙〖0,65〗^2 )+1/3∙0,13∙12=13,3 Па
Размеры отверстий определяем как
c_i=f_i/b_i (34)
где c_i – искомая ширина отверстия, м;
b_i – принятая высота отверстия, м;
c_1=0,088/0,4=219 мм
c_2=0,089/0,4=221 мм
c_3=0,091/0,4=226 мм
c_4=0,093/0,4=232 мм
c_5=0,097/0,4=242 мм
c_6=0,102/0,4=255 мм
c_7=0,109/0,4=272 мм
c_8=0,119/0,4=298 мм
На основании найденных площадей принимаем 8 решеток типа РС-Г 525х425.

7. Аэродинамический расчет вентиляционных систем

Аэродинамический расчет осуществляют с целью подбора размеров поперечного сечения воздуховодов, определения потерь напора и увязки ответвлений системы.
Для выполнения аэродинамического расчета необходимо выбрать магистраль.
Магистраль – сеть расчетных участков, которые соединяют приточную камеру с наиболее отдаленным от нее воздухораспределителем. При равном отдалении нескольких воздухораспределителей от приточной камеры выбирают наиболее нагруженная сеть участков.
Общие потери давления в сети воздуховодов определяем по методу удельных потерь давления, по формуле :
Δp=R∙l∙n+Z, Па (35)
где R – удельные потери давления, Па/м
l – длина участка, м
n – поправочный коэффициент, учитывающий шероховатость
Z – потери давления на местные сопротивления на участке, Па/м, определяемые по формуле:
Z=∑▒ξ∙P_д, Па (36)
где Σξ – сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке
Pд – динамическое давление на участке, Па
Расчет ответвлений от магистрали выполняют по известным давлениям в узлах магистрали (тройниках, крестовинах) и известным расходам воздуха. Цель расчета состоит в подборе сечений воздуховодов ответвления, и уточнение фактических скоростей воздуха.
При этом потери давления в ответвлении должны быть равны давлению в узле (где ответвление присоединяется к магистрали), допустимым считается отклонение до 15%.
Давление в узле присоединения ответвления определяется по результатам расчета магистрали, и равно сумме потерь давления на участках от начала магистрали до рассматриваемого узла.
Если не удается увязать потери путем подбора диаметров воздуховодов на ответвлении, необходимо предусмотреть дополнительные местные сопротивления в виде дросселирующих устройств.
Выполняем увязку ответвлений, исходя из условия:
|〖Δp〗_м-〖Δp〗_отв |/〖Δp〗_м ∙100≤10% (37)
Для уравнивания расчетных потерь давления Δpм и Δpотв на ответвлении устанавливается диафрагма, сопротивление которой находится по формуле:
〖Δp〗_д=〖Δp〗_м-〖Δp〗_отв, Па (38)
Размеры отверстия диафрагмы выбираем по таблице 4.57 [7], в зависимости от размеров сечения ответвления и коэффициента местного сопротивления диафрагмы ζд, найденного по формуле:
ζ_д=〖Δp〗_д/P_д , (39)
где Δpд – потери давления в диафрагме, Па
Pд – динамическое давление в ответвлении, Па
7.1 Аэродинамический расчет приточной системы П1

Последовательность расчета:
1. На предварительном этапе, мною была разработана и вычерчена расчетная схема системы П1, на которую я нанесла номера расчетных участков с указанием их длин и расходов воздуха.
2. Далее мною была выбрана магистраль (наиболее удаленное и нагруженное направление движения воздуха, которое представляет собой цепочку последовательно расположенных участков с 1а-го по 5-й.
3. Определяем размеры поперечного сечения воздуховодов на расчетных участках магистрали.
Находим ориентировочную величину площади поперечного сечения воздуховодов по формуле
F_0=L/(3600V_0 ) (40)
где L – расчетный расход воздуха на участке, м3/ч;
V_0 – оптимальная скорость движения воздуха на участке, м/с.
На участке 2
F_0=8643/(3600∙4)=0,6 м2
4. Принимаем сечение 920х700. Определим эквивалентный диаметр воздуховода на участке 1 по формуле
d_эк=2ab/(a+b) (41)
где a,b – размеры прямоугольного воздуховода, мм.
d_эк=(2∙920∙700)/(920+700)=795 мм.
5. Определим фактическую скорость V_ф c учетом площади сечения стандартного воздуховода
V_ф=L/(3600∙F_ст ) (45)
V_ф=8643/(3600∙0,644)=3,73 м/с
6. По полученным значениям d_эк и V_ф, используя таблицы для расчета воздуховодов, определяем значения удельных потерь давления по длине R=0,13 Па/м и динамическое давление P_д=6,7 Па.
7. Определяем поправочный коэффициент m, учитывающий шероховатость стенок принимаем равным 1,36 для воздуховодов из шлаклгипса
8. Выбираем коэффициент местных сопротивлений. Для участка 2 в него входят: отвод 920х700 – 0,45; тройник прямоугольный проходной в режиме нагнетания – 0,2. ξ_2=0,45+0,2=0,65.
9. По формуле находим
Δp=0,13∙12,3∙1,36+0,65∙6,7=6,6 Па
Аналогичным образом рассчитываем остальные участки, заносим результаты в таблицу 10.
Таблица 10 – Местные сопротивления сети воздуховодов П1
Номер участка Наименование местного сопротивления Количество, шт ζ Σζ Σζ на участке
1 2 3 4 5 6
1 Распределительный воздуховод
2 Отвод на 90 градусов 1 0,45 0,45 0,65
Тройник на проход 1 0,2 0,2
3 Тройник на проход 1 0,35 0,35 0,35
4 Отвод на 90 градусов 2 0,45 0,9 2,2
Тройник на ответвление 1 1,3 1,3
5 Отвод на 90 градусов 1 0,52 0,52 0,72
Диффузор пирамидальный с отводом за вентилятором 1 0,2 0,2

Продолжение таблицы 10
1 2 3 4 5 6
6 Решетка 1 2 2 56,8
Тройник на ответвление 1 54,8 54,8
7 Распределительный воздуховод
8 Отвод на 90 градусов 1 0,5 0,5 0,8
Тройник на ответвление 1 0,3 0,3
9 Отвод на 45 градусов 2 0,32 0,64 1,14
Тройник на ответвление 1 0,5 0,5
10 Распределительный воздуховод
11 Отвод на 90 градусов 1 0,45 0,45 0,65
Тройник на проход 1 0,2 0,2
12 Тройник на проход 1 0,35 0,35 0,35
13 Отвод на 90 градусов 2 0,45 0,9 2,2
Тройник на ответвление 1 1,3 1,3
14 Решетка 1 2 2 56,8
Тройник на ответвление 1 54,8 54,8
15 Распределительный воздуховод
16 Отвод на 90 градусов 1 0,5 0,5 0,8
Тройник на ответвление 1 0,3 0,3
17 Отвод на 45 градусов 2 0,32 0,64 1,34
Тройник на ответвление 1 0,7 0,7

Таблица 11 – Аэродинамический расчет системы П1
№ L, м3/ч l,м Размеры воздуховода vориент, м/с Fориент, м2 Fфакт, м2 vфакт, м/с R, Па/м Pд,Па n R*l*n Σξ Z Δpуч
a,мм b,мм dэкв,мм
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
1 8643 Раномерная раздача 13,3
2 8643 12,3 920 700 795 4 0,60 0,644 3,73 0,13 6,7 1,36 2,17464 0,65 4,4 6,6
3 8781 2,4 920 700 795 5 0,49 0,644 3,79 0,18 8,83 1,37 0,59184 0,35 3,1 3,7
4 13401 5,8 920 700 795 6 0,62 0,644 5,78 0,33 20,6 1,44 2,75616 2,2 45,3 48,1
5 24565 5,5 920 900 910 8 0,85 0,828 8,24 0,65 42,1 1,5 5,3625 0,72 30,3 35,7
Всего по магистрали 107

Продолжение таблицы 11
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
Расчет ответвлений
6 138 1,7 320 300 310 4 0,01 0,096 0,4 0,04 0,098 1,04 0,07072 56,8 5,6 5,7
Всего по ответвлению 5,7
Расчет ответвлений
7 3724 Раномерная раздача 10
8 3724 3,8 620 500 554 4 0,26 0,31 3,34 0,21 6,66 1,35 1,0773 0,8 5,3 6,4
9 4620 3,5 620 600 610 5 0,26 0,372 3,45 0,21 7,49 1,38 1,0143 1,14 8,5 9,5
Всего по ответвлению 26
Расчет ответвлений
10 7576 Раномерная раздача 13,3
11 7576 12,3 920 700 795 4 0,53 0,644 3,27 0,14 6,66 1,36 2,34192 0,65 4,3 6,6
12 7714 2,4 920 700 795 5 0,43 0,644 3,33 0,15 7,49 1,48 0,5328 0,35 2,6 3,1
13 8576 2,8 920 700 795 6 0,40 0,644 3,7 0,17 8,37 1,5 0,714 2,2 18,4 19,1
Всего по магистрали 42
Расчет ответвлений
14 138 1,7 320 300 310 4 0,01 0,096 0,4 0,04 0,098 1,04 0,07072 56,8 5,6 5,7
Всего по ответвлению 6
Расчет ответвлений
15 2588 Раномерная раздача 10
16 2588 3,8 620 500 554 4 0,18 0,31 2,32 0,11 3,24 1,33 0,55594 0,8 2,6 3,2
17 3450 3,5 620 500 554 5 0,19 0,31 3,1 0,19 5,88 1,44 0,9576 1,34 7,9 8,9
Всего по ответвлению 22

Выполняем увязку ответвлений, исходя из условия:
|〖Δp〗_(1-2)-〖Δp〗_6 |/〖Δp〗_(1-2) =(19,9-5,7)/19,9∙100%=71,35%>∓10%
〖Δp〗_д=19,9-5,7=14,2 Па
ζ_д=14,2/0,098=144.
Выполняем увязку ответвлений, исходя из условия:
|〖Δp〗_(1-3)-〖Δp〗_(7-9) |/〖Δp〗_(1-3) =(26-23,6)/26∙100%=-9,7%<∓10% 7.2 Аэродинамический расчет вытяжной системы В1 Расчет ведем аналогично пункту 7.1. Таблица 12 – Местные сопротивления сети воздуховодов В1 Номер участка Наименование местного сопротивления Количество, шт ζ Σζ Σζ на участке 1 Первое боковое отверстие на вытяжку 1 30 30 30 2 Среднее боковое отверстие на вытяжку 1 0,3 0,3 0,3 3 Среднее боковое отверстие на вытяжку 1 0,3 0,3 0,3 4 Среднее боковое отверстие на вытяжку 1 0,3 0,3 0,3 5 Среднее боковое отверстие на вытяжку 1 0,3 0,3 0,3 6 Среднее боковое отверстие на вытяжку 1 0,3 0,3 0,3 7 Среднее боковое отверстие на вытяжку 1 0,3 0,3 0,3 8 Среднее боковое отверстие на вытяжку 1 0,2 0,2 1,4 Отвод на 90 1 0,45 0,45 Тройник проходной 1 0,75 0,75 9 Отвод на 90 1 0,45 0,45 0,85 Вход в вентилятор 1 0,4 0,4 10 Зонт над вытяжной шахтой 1 1,2 1,2 1,2 11 Первое боковое отверстие на вытяжку 1 30 30 30 12 Среднее боковое отверстие на вытяжку 1 0,3 0,3 0,3 13 Среднее боковое отверстие на вытяжку 1 0,3 0,3 0,3 14 Среднее боковое отверстие на вытяжку 1 0,3 0,3 0,3 15 Среднее боковое отверстие на вытяжку 1 0,3 0,3 0,3 16 Среднее боковое отверстие на вытяжку 1 0,3 0,3 0,3 17 Среднее боковое отверстие на вытяжку 1 0,3 0,3 0,3 18 Среднее боковое отверстие на вытяжку 1 0,2 0,2 1,3 Тройник на ответвление 1 1,1 1,1 Таблица 13 – Аэродинамический расчет системы В1 № L, м3/ч l,м Размеры воздуховода vориент, м/с Fориент, м2 Fфакт, м2 vфакт, м/с R, Па/м Pд,Па n R*l*n Σξ Z Δpуч a,мм b,мм dэкв,мм 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Магистраль 1 962 1,5 920 700 795 1 0,27 0,644 0,41 0,003 0,098 1,08 0,00486 30 2,9 2,9 2 1923 1,5 920 700 795 2 0,27 0,644 0,83 0,01 0,391 1,13 0,01695 0,3 0,1 0,1 3 2885 1,5 920 700 795 3 0,27 0,644 1,24 0,02 0,881 1,18 0,0354 0,3 0,3 0,3 4 3846 1,5 920 700 795 3 0,36 0,644 1,66 0,04 1,77 1,22 0,0732 0,3 0,5 0,6   Продолжение таблицы 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 5 4808 1,5 920 700 795 3 0,45 0,644 2,07 0,06 2,7 1,27 0,1143 0,3 0,8 0,9 6 5769 1,5 920 700 795 3 0,53 0,644 2,49 0,08 3,82 1,29 0,1548 0,3 1,1 1,3 7 6731 1,5 920 700 795 3 0,62 0,644 2,9 0,11 5,14 1,31 0,21615 0,3 1,5 1,7 8 7693 9,2 920 700 795 4 0,53 0,644 3,32 0,14 6,66 1,33 1,71304 1,4 9,3 11 9 16468 3 920 700 795 7 0,65 0,644 7,1 0,57 30,8 1,48 2,5308 0,85 26,2 28,7 10 16468 1,5 700 700 700 8 0,57 0,49 9,34 1,09 54 1,52 2,4852 1,2 64,8 67,3 Всего по магистрали 115 Расчет ответвлений 11 1097 1,5 920 700 795 1 0,30 0,644 0,47 0,003 0,098 1,08 0,00486 30 2,9 2,9 12 2058 1,5 920 700 795 2 0,29 0,644 0,89 0,01 0,391 1,13 0,01695 0,3 0,1 0,1 13 3020 1,5 920 700 795 3 0,28 0,644 1,3 0,02 0,881 1,18 0,0354 0,3 0,3 0,3 14 3982 1,5 920 700 795 3 0,37 0,644 1,72 0,04 1,77 1,22 0,0732 0,3 0,5 0,6 15 4943 1,5 920 700 795 3 0,46 0,644 2,13 0,06 2,7 1,27 0,1143 0,3 0,8 0,9 16 5905 1,5 920 700 795 3 0,55 0,644 2,55 0,08 3,82 1,29 0,1548 0,3 1,1 1,3 17 6866 1,5 920 700 795 3 0,64 0,644 2,96 0,11 5,14 1,31 0,21615 0,3 1,5 1,7 18 7828 6,2 920 700 795 4 0,54 0,644 3,38 0,14 6,66 1,33 1,15444 1,3 8,7 9,9 Всего по отвевление 18 8. Выбор приточных камер. Выбор приточных камер осуществляем по рассчитанному приточному расходу. 8.1 Выбор типа и числа приточных камер. Для подачи воздуха в помещения здания предусматриваем приточную установку типа 2ПК-20. Система П1: L=24565 м3/ч, 2ПК-20; Приточная установка расположена в вентиляционной камере. Приточная установка оснащена теплообменником для нагрева воздуха в холодный период года. 8.2 Выбор секции подогрева 8.2.1 Выбор секции подогрева для приточной камеры 2ПК-20 Требуется подобрать калорифер для приточной камеры 2ПК-20, нагревающей воздух с начальной температурой t_н=-31 0С до конечной температуры t_к=+13,9 0С. Количество нагреваемого воздуха G=24565∙353/(273+13,9)=30225 кг/ч. Параметры теплоносителя – вода 150-70 0С. Определим максимальный расход теплоты на вентиляция Q_в=G∙c_в (t_к-t_н) (46) где G – количество нагреваемого воздуха, кг/с; c_в – удельная теплоемкость воздуха, кДж/кг0С. Q_в=8,40∙1,005∙(13,9-(-31))=378,853 кВт=378853 Вт Задаемся массовой скоростью воздуха во фронтальном сечении vρ, принимаемая в пределах 3-10 кг/(м2∙с), принимаем vρ=5 кг/(м2∙с) и определяем необходимую площадь фронтального сечения калорифера по воздуху f_ж^`=G/(3600∙v∙ρ) (47) f_ж^`=20188/(3600∙5)=1,12 м2 По ориентировочной величине живого сечения по воздуху по табл. II.22 [3] подбираю тип и количество калориферов, устанавливаемых параллельно по воздуху. Калориферы в установке должны быть одного типа и номера, а число их – минимальным. Принимаем биметаллический калорифер стальной пластинчатый КВБ11-П-01УЗ, действительная величина живого сечения калорифера по воздуху составит f_ж=1,668 м2 и действительная площадь поверхности нагрева калорифера F_д=78,8 м2. Определяют действительную массовую скорость воздуха в живом сечении калорифера, кг/(м2∙с) v∙ρ=G/(3600∙f_ж∙m) , (48) где m – количество калориферов, устанавливаемых параллельно по воздуху, m=1 v∙ρ=30225/(3600∙1,668∙1)=5,03 кг/(м2∙с) Принимаем способ соединения калориферов по воде и определяем количество воды, м3/ч, проходящей через калорифер W=(0,86∙Q)/(1000∙(Т_г-Т_о)∙n) , (49) где n – число калориферов, соединяемых параллельно по воде, n=1 W=(0,86∙378853)/(1000∙(150-70)∙1)=4,07 м3/ч Определяют скорость воды в трубках калорифера, м/с: ω=W/(3600∙f_тр ), (50) где fтр – площадь живого сечения трубок для прохода воды, м2, принимаемая по табл. 4.37 [2],fтр=0,0032 м2 ω=4,07/(3600∙0,0032)=0,353 м/с Определяют коэффициент теплопередачи калорифера, Вт/(м2∙К) k=41,9 Вт/(м2∙К) Определяют требуемую площадь поверхности нагрева калориферной установки, м2 F_тр=Q/(k∙((Т_г+Т_о)/2-(t_н+t_к)/2)) (51) F_тр=378853/(41,9∙((150+70)/2-(-31+13,9)/2))=76,27 м2 Определяют запас площади поверхности нагрева, % (F_д-F_тр)/F_тр ∙100% (78,8-76,27)/78,8∙100%=3,31%, что менее 10%. Определяют аэродинамическое сопротивление (сопротивление проходу воздуха) калориферной установки по формуле: p_а=7,76∙〖(v∙ρ)〗^1,163 (52) p_а=7,76∙(5,03)^1,163=50,83 Па 8.3 Выбор вентиляторов 8.3.1 Выбор вентилятора системы П1 По найденным данным подбираем вентилятор по формуле Вентилятор подбираем по расходу L=1,1·24565=27022 м3/ч, и давлению Δpв, Па, определяемому по следующей формуле: 〖Δp〗_в=1,1∙〖(Δp〗_к+〖Δp〗_ф+〖Δp〗_кл+〖Δp〗_маг), Па (53) где 〖Δp〗_к – потери давления в калорифере, Па 〖Δp〗_ф – потери давления в фильтре, Па 〖Δp〗_кл – потери давления в клапане, Па 〖Δp〗_маг – потери давления в магистрали, Па; 〖Δp〗_в=1,1∙(50,83+150+20+107)=361 Па Устанавливаем для приточной системы П1 вентилятор общего назначения ВЦ4-75 №10 , характеристики которого определяем по [3]. Для режима работы заданных параметров вентилятор будет иметь следующие характеристики: D=0,95Dном n=715 об/мин, N=4,0 кВт, η=0,8, электродвигатель 4А132М8.   8.3.2 Выбор вентилятора системы В1 По найденным данным подбираем вентилятор по формуле Вентилятор подбираем по расходу L=1,1·16468=18115 м3/ч, и давлению Δpв, Па, определяемому по следующей формуле: 〖Δp〗_в=1,1∙(〖Δp〗_маг), Па (54) где 〖Δp〗_i – потери давления в шумоглушителе, Па 〖Δp〗_в=1,1∙(115)=126 Па Устанавливаем для приточной системы В1 вентилятор общего назначения ВЦ 4-75 №8 , характеристики которого определяем по [3]. Для режима работы заданных параметров вентилятор будет иметь следующие характеристики: D=1Dном, n=965 об/мин, N=4,0 кВт, η=0,81, электродвигатель 4А132S6. 9. Компоновка вентиляционных систем и конструктивные решения Система вентиляции детского сада запроектирована приточно-вытяжная. Применяются шлакогипсовые каналы. Приток во все помещения обеспечивается системой П1. Приточная установка расположена в подвале здания. Вытяжные системы запроектированы механические для торговых залов В1, расход 16468 м3/ч и магазина кулинарии с залом заседаний В2 расход 6409 м3/ч. Для остальных помещений вытяжка запроектирована естественная. Вытяжные каналы выводятся на кровлю, на отметку +2,0 м выше кровли. Вытяжные шахты оснащаем зонтами, для предотвращения попадания осадков. 10. Охрана труда при эксплуатации и монтаже вентиляционных систем Охрана труда рабочих должна обеспечиваться выдачей администрацией необходимых средств индивидуальной защиты: специальной одежды, обуви. На строительной площадке все рабочие обязаны носить защитные каски . Перед тем, как рабочим и служащим выдают средства индивидуальной защиты (респираторы, противогазы, предохранительные пояса, каски), их обязательно обучают правилам пользования ими в соответствии с инструкцией. При работе на высоте слесари-вентиляционщики должны обязательно пользоваться предохранительными поясами. После окончания работ по монтажу системы вентиляции воздуха проводятся предпусковые индивидуальные и комплексные испытания, которые следует выполнять в соответствии с требованиями. До начала работ в здании или наружу исполнитель согласно должен ознакомиться с действующими правилами внутреннего распорядка, строго их выполнять. Получить разрешение на проведение работ. Перед испытаниями проводят комплексное обследование, в ходе которого проверяют: соответствие проекта и правильность установки вентиляционного оборудования, изготовления и монтажа воздуховодов, каналов, вентиляционных камер, шахт и других устройств; прочность креплений вентиляционного оборудования, воздуховодов, наличие ограждений в ременных передач и других элементов; правильность установки жалюзийных решеток, клапанов герметичных дверей и наличие фиксирующих приспособлений, обеспечивающих их нормальную работу, выполнение предусмотренных проектом мероприятий по борьбе с шумом. Выявленные в процессе проверки неисправности в системах должны быть устранены до начала испытаний. Пуско-наладка систем вентиляции включает в себя проверку основных показателей вентиляционной работы на соответствие проекта, а также регулирование всей системы на достижение параметров в соответствии с проектной документацией. Работы, связанные с пуском и регулировкой систем вентиляции воздуха, разрешается проводить при исправном оборудовании, только после полной сборки и установки вентиляционного оборудования, монтажа ограждений движущихся частей, проверки состояния электропроводки, заземления и правильности подключения электропитания. Все площадки, на которых смонтировано вентиляционное оборудование, должны иметь постоянные лестницы в соответствии с правилами техники безопасности. Оставленные проемы в перекрытиях должны быть ограждены перилами. Перед началом комплексного испытания и регулировки системы вентиляции обязательно необходимо убедиться в отсутствии людей в приточных камерах и секциях установок. Все посторонние предметы и инструменты должны быть удалены из воздуховодов, фильтров, циклонов до начала наладки. Категорически запрещается находиться внутри вентиляционных воздуховодов, бункеров, циклонов, скрубберов и других устройств до полной остановки соответствующей вентиляционной системы. При пуске агрегатов следует находиться в стороне от вентиляторов и ременных передач. Слесарю-вентиляционщики по монтажу категорически запрещается включать и выключать электродвигатели вентиляционного оборудования и присоединять приборы к электросети. Все эти работы должен выполнять дежурный электрик строительной или эксплуатирующей организации. При обнаружении ударов, подозрительного шума, перегрева электродвигателей, вибрации вентиляционного оборудования или прекращения подачи электроэнергии необходимо об этом сообщить дежурному электрику. В период осмотра колес вентиляторов, подшипников и при работе внутри вентиляционных воздуховодов дежурный электрик должен полностью обесточить систему или снять пробки в пусковых устройств и повесить табличку «Не включать - работают люди!». Работы, при которых нарушаются правила техники безопасности, должны быть немедленно прекращены. Установка и монтаж вентиляционной системы представляет собой трудоемкий производственный процесс, при котором возможно воздействие различных опасных и вредных факторов. Поэтому при проведении подобных работ надлежащее место должно отводиться охране труда. Все риски, которые могут возникнуть в ходе работ должны быть выявлены, устранены и ограничены соответствующими мерами. При производственном процессе должны соблюдать все необходимые нормы и правила, инструкции, обусловливающих безопасность рабочих.   СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. СП 131.13330.2012. Строительная климатология. Актуализированная редакция СНиП 23-01-99* [Текст]: утв. приказом Минрегиона Российской Федерации от 30.06.2012 № 275. - Москва: Минрегион РФ, 2012. – 113 с. 2. ТСН 31-315-99 Предприятия розничной торговли, Москва, 1999. – 59 с. 3. Внутренние санитарно-технические устройства. В 2-х ч. Под ред. И.Г. Староверова. Изд. 2-е, перераб. и доп. Ч. 2. Вентиляция и кондиционирование воздуха. М., Стройиздат, 1977 – 502 с. 4. Справочник по теплоснабжению и вентиляции (издание 4-е). Книга 2-я. Р.В. Щекин, С.М. Кореневский, Г.Е. Бем, Ф.И. Скороходько, Е.І. Чечик, Г.Д. Соболевский, В.А. Мельник, О.С. Кореневская. Киев, «Будівельник», 1976. – 352 с. 5. Курсовое и дипломное проектирование по вентиляции гражданских и промышленных зданий: Учебн. пособие для вузов/В.П. Титов, Э. В. Сазонов, Ю. С. Краснов, В. И. Новожилов. – М.: Стройиздат, 1985. – 208 с. 6. ГОСТ 30494-2011 Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещении. [Текст]: утв. приказом Росстандарт от 12.07.2012 № 191. - Москва: Стандартинфрм, 2013. – 15 с. 7. Отопление и вентиляция жилых и гражданских зданий: Проектирование: Справочник/ Г.В. Русланов, М.Я. Розкин, Э.Л. Ямпольский. – Киев: «Будівельник», 1983. – 272 с. 8. СП 60.13330.2012. Отопление, вентиляция и кондиционирование. Актуализированная редакция СНиП 41-01-2003 [Текст]: утв. приказом Минрегиона Российской Федерации от 30.06.2012 № 279. - Москва: Минрегион РФ, 2012. – 81 с.

Узнать сколько стоит решение этого задания
(ответ в течение 5 мин.)
X