Вентиляция

 

Примечание: За расчётный воздухообмен принимаем расход приточного воздуха по избыткам полной теплоты в летний период: L_h=7440 м³/ч;

 

2.5. Расчет по  нормируемой кратности воздухообмена

 

     Расчет  по нормируемой кратности воздухообмена  применяется для помещений, для которых по соответствующим СНиПам даны кратности воздухообмена по притоку и вытяжке:

L = V_p × n,

     где: V_p – расчетный объем помещения, м³; n – нормируемая кратность воздухообмена, ч ^-1.

 

2.6. Воздушный  баланс здания

 

     Значения  воздухообменов для расчетного  помещения как по притоку, так и по вытяжке, принимается максимальным из вычисленных, L = 7440 м³/ч. Для остальных помещений по кратностям воздуха.

Значения воздухообменов для помещений, одноименных с  расчетным, вычисляются по кратностям воздухообмена, определенных для расчетного помещения.

Определяются суммарные  объемы притока и вытяжки и составляется воздушный баланс.

 

 

 

 

 

таблица 2.5

Воздушный баланс здания

 

№ помещения	Наименование помещения	Объем помещения, м3	Приток		Вытяжка		Примечания
			nп, ч-1	Lп, м3/ч	nв, ч-1	Lв, м3/ч
Первый этаж
101	Вязальный цех	59,4	2	120	2	120
102	Вязальный цех	118,8	2	240	2	240
103	Хоз. комната	59,4	-	-	1	60
104	Приточная камера	59,4	2	120	-	-
105	Сан.узел	59,4	-	-	-	400	100 м3/ч на 1 кабинку
106	Сан.узел	59,4	-	-	-	400	100 м3/ч на 1 кабинку
107	Коридор	213,84	-	+1180	-	-	по балансу
108	Хоз. комната	59,4	-	-	1	60
109	Склад	118,8	-	-	1	120
110	Буфет	118,8	2	240	3	360
111	Буфет	59,4	2	120	3	180
112	Контора	59,4	3,5	210	2,8	170
113	Гардероб	59,4	-	-	2	120
	Итого по 1-му этажу:			Σ 2230		Σ 2230
Второй этаж
201	Примерочная	59,4	2,5	150	2	120
202	Закроечная	118,8	2	240	2	240
203	Пошивочный цех	570,24	-	7440	-	7440	по расчету
204	Хоз. комната	59,4	-	-	1	60
205	Зав. ателье	118,8	3,5	420	2,8	335
206	Ремонтная мастерская	59,4	2	120	3	180
207	Прием заказов	59,4	-	-	0,5	30
208	коридор	95,04	-	+35	-	-	по балансу
				Σ 8405		Σ 8405

Σ10635                    Σ10635

 

 

 

 

 

3. Конструирование  систем вентиляции

 

3.1. Расчет приточных  струй

     При организации  воздухообмена в расчетном помещении применена II схема воздухораспределения. Эта схема предусматривает раздачу приточного воздуха горизонтальными компактными настилающимися на потолок струями. Схема характеризуется относительно невысоким коэффициентом эффективности воздухообмена при удовлетворительной равномерности распределения параметров воздушной среды.

Выбор и расчёт систем воздухообмена

3.1.1 Исходные данные

• категория тяжест и работ – І
• схема организации воздухообмена, для которого определена величина воздухообмена приточного воздуха – «сверху - вверх»
• высота помещения Hп= 3,6 м, размеры помещения в плане
• А1*B1= 12*14,4 м²
• расход приточного воздуха - 7440 м³/ч=7440/3600=2,07м³/с;
• температура приточного воздуха tin=28,7°C
• нормируемая допустимая температура воздуха в рабочей зоне twz=31,6°C
• нормируемая скорость воздуха в рабочей зоне Vwz=0,2м/с;

 

3.1.2 Выбор схемы подачи приточного воздуха и типа воздухораспределителя.

Выбор схемы подачи приточного воздуха зависит от высоты помещения, а также его назначения. Выбираю  схему подачи приточного воздуха в верхнею зону, горизонтальными   настилающимися на потолок струями. По таблице 2.2 выбираем регулировку решётки на создание компактной струи (mо=6,3, nо=5,1) и с учётом настилания (кнас=1,4) - m=8,82, n=7,14.

Принимаю воздухораспределители  типа РВ3.

 

3.1.3 Допустимые параметры струи на входе в рабочую зону   

Определим допустимые отклонения скорости Vxдоп и температуры воздуха txдоп на оси струи на входе в рабочую зону от нормируемых величин для рабочей зоны Vwz:

Vxдоп<=kVwz=1,4*0,2=0,28 м/с ,

где:

k- коэффициент  перехода от нормируемой скорости движения воздуха к максимальной скорости воздуха в струе, определяется по [14, табл. 2.3] в зависимости от категории тяжести работ, производимых в расчетном помещении, k = 1,4

Допустимая  температура воздуха на оси струи tx

txдоп>=twz+Dtдоп=31,6-2 = 29,6°С,

где:

Dtдоп- допустимое отклонение температуры воздуха на оси струи от температуры воздуха в рабочей зоне, °С, принимается по [14, табл. 2.4]

Важно, чтобы  параметры струи в рабочей  зоне не превышали допустимых, тогда люди будут чувствовать себя наиболее комфортно.

 

3.1.4 Выбор типоразмера и количества воздухораспределителей

Выбор типоразмера  и количества воздухораспределительных решеток зависит от необходимого воздухообмена помещения. Принимаем величину начальной скорости в присоединительном патрубке 5 м/с. Найдем суммарную площадь всех воздухораспределителей SF0=Lin/V₀доп=2,07/5=0,414 м²

Близкую по значению суммарную расчетную площадь  можно обеспечить установкой 4 воздухораспределителей типа РВ3 с F₀=0,1 м²,

mо = 6,3, nо = 5,1, x=1,3, В_охL_o = 250х400 мм.

Решётки устанавливаются  на одинаковом расстоянии под потолком.

Фактическая скорость в подводящем патрубке:

 

V₀=Lin/(N*F₀)=2,07/(4*0,1)=5,2 м/с

 

3.1.5 Уточнение расчетной схемы струи и подбор воздухораспределительных решеток

Необходимо  уточнить схему установки воздухораспределителей с учетом их габаритов и рассчитать траекторию оси струи и ее длину  x от воздухораспределителя  до входа в рабочую зону. При этом определяются также величины коэффициентов неизотермичности Кit и Кtn, настилания Kнас, стеснения Кст, взаимодействия Квз. Струя из РВ движется несвободно, на нее оказывают влияние соседние струи, потолок, т.д., все это может привести к увеличению скорости движения и температуры воздуха в рабочей зоне. После расчета коэффициентов определяем фактическую скорость движения воздуха в рабочей зоне.

Схема развития струи приведена в приложении

Определим расстояние, на котором настилающаяся струя  холодного воздуха может оторваться от потолка.

Начальная разность температур воздуха Dt₀=t_wz-t_in=31,6-28,7=2,9°C , расчетный диаметр d₀=1,13F₀^0.5=1,13*0,1^0.5=0,36 м.

Значение числа Архимеда найдем по формуле:

Ar₀=(gd₀Dt₀)/(V₀²T_окр)=(9,81*0,36*2,9)/(5,517²*(273+31,6))=0,001255=12,55*10^-4

Тогда х отрыва:

x_отр=0,55md₀(nAr₀)^-1/2=0,55*8,82*0,36*(7,14*12,55*10^-4)^-1/2=18,45м

При выпуске  воздуха параллельно стене длиной В₁=12м струя достигнет противоположной стены, х_отр>В₁

Струя расширяется  на участке до первого критического сечения. Это расстояние составляет для компактной струи:

x₁=0,25mF_n^1/2,

где F_n-площадь помещения в поперечном к струе направлении, приходящаяся на одну струю:

F_n=A₁H_n/N=14,4*3,6/4=12,96 м²,

тогда                                x₁=0,25*8,82*12,96^1/2=7,94 м

Аналогично  определяем расстояния для остальных критических сечений

x₂=0,32*8,82*12,96^1/2=10,16 м;

x₃=0,4*8,82*12,96^1/2=12,7 м;

x₄ =0,58*8,82*12,96^1/2=18,4 м

Определим также  интенсивность расширения струи  до первого критического сечения. Воспользуемся выражением для скоростного коэффициента, из которого найдем:

tga_0,5V=0,67/m₀= (0,67/6,3)= 0,106

Радиус границ струи в первом критическом сечении:

R₁=x₁tga=7,94*0,67=5,3 м

Расчетная длина  оси струи от воздухораспределителя  до входа в рабочую зону (по поверхности ограждающих конструкций) составляет:

x=(12-1)+(3,3-1,5)=12,8 м

 

Число Архимеда для струи на входе в рабочую  зону:

Ar_x=(n/m²)(x/d₀)²Ar₀=(7,14/8,82²)*(12,8/0,36)²*12,55*10^-4=0,146

Коэффициент неизотермичности для расчета температуры воздуха:

K_it= (1+2,5Ar_x) ^1/3= (1+0,146*2,5)^1/3=1,109; K_iv=1

Расстояние между воздухораспределителями l₀=3,6м, x/l₀=12,8/3,6=3,5<5,

поэтому коэффициент взаимодействия струи Kвз=1

Определим коэффициент  стеснения струи K_ст.

f=F₀/F_n=0,1/172,8=0,000578

Так как f<0,0012, то К_ст=1

Коэффициент стеснения для проточных компактных струй находим по соотношению:

Максимальная  скорость воздуха в струе на входе  в рабочую зону:

V_x=V₀m((F₀)^0,5/x)K_itK_взK_ст=5,175*8,82((0,1)^0,5/12,8)*1,11*1*1,0024=1,25 м/с,

что больше допустимой скорости воздуха V_{x доп}=0,28 м/с.

Максимальная  скорость воздуха в обратном потоке:

V_обр=0,78V_o(F_o/F_n)^0,5=0,78*5,175(0,1/172,8)^0,5=0,097< V_{x доп}=0,28 м/с.

Избыточная  температура воздуха в обратном потоке:

Dt_обр=1,4Dt₀(F₀/F_n)^0,5=1,4*2,9(0,1/172,8)^0,5=0,097°С,

что не превышает допустимого отклонения Dt_{x доп}= -2°С.

Потери давления в воздухораспределителе определяются как:

DP_вр=zrV₀²/2=1,3*1,2*(5,175)²/2=20,89 Па,

где z- коэффициент местного сопротивления, согласно [14, табл. 2.2].

Далее подбираем  решетки для каждого помещения в здании.

 

 

3.2.Расчет калориферов  типовых приточных камер

Целью расчета является  определение требуемого количества калориферов, их модели, типоразмера и схемы подключения теплоносителя для компоновки секций подогрева.

Исходные данные для  расчета:

• объемный расход нагреваемого воздуха:  L_п = 10635 м³/ч;
• начальная и конечная температуры воздуха: t_н = -25 ⁰С, t_n = 18 ⁰С;
• температуры теплоносителя в подающей и обратной магистралях: t_г = 95 ⁰С, t_о = 70 ⁰С.

1) В зависимости от  объемного расхода нагреваемого воздуха L = 10635 м³/ч, выбирается приточная камера 1 ПК 25.

2) Определяется необходимая площадь живого сечения калориферов по воздуху:

, м²;

где: - плотность воздуха, кг/м³; t_н – температура воздуха после калориферов; Vρ = 8 кг/м² ×с – массовая скорость воздуха;

 м².

3) Пользуясь техническими  характеристиками калориферов [12] и исходя из необходимой площади живого сечения f₁, принимается два калорифера КВС-7-П      (n₃ = 2), устанавливаемых в одном ряду калориферной секции и находится действительная площадь живого сечения f = 0,2048 ×2 = 0,4096 м².

4) Определяется действительная  массовая скорость воздуха в  калориферах:

 кг/м² ×⁰С.

5) Рассчитывается расход  теплоты на нагревание воздуха:

Вт;

Вт;

где: с = 1005 Дж/кг ×⁰С – теплоемкость воздуха.

Определяется коэффициент  теплопередачи калориферов:

 Вт/м² ×⁰С;

где: А = 19,72; m = 0,13 – для калориферов КВС-П; n₁ = 0,32; W – скорость воды, м/с.

При скорости воды W = 0,2 – 0,5 м/с значение W^m будет приблизительно равно 0,8877.

 Вт/м² ×⁰С.

Находится необходимая  площадь поверхности нагрева  калориферной установки:

 м²

6) Определяется общее число устанавливаемых калориферов:

 шт.;

 

где: F_к – площадь поверхности нагрева одного калорифера выбранной модели, F_к = 16,92 м².

7) Определяется количество  проходящей воды через калорифер:

 м³/с

где: n₂ – число калориферов, подсоединяемых параллельно по теплоносителю;

с_в = 4190 Дж/кг × ⁰С – теплоемкость воды.

Находится скорость воды в трубках калориферов:

 м/с;

где: f_тр – площадь проходного сечения трубок калориферов, м².

Значение скорости находится  в оптимальных пределах 0,2 – 0,5 м/с.

8) Действительная площадь  поверхности нагрева калориферной  установки равна:

 м².

Запас площади поверхности нагрева составит:

.

9) Определяется сопротивление  калориферной установки проходу  воздуха:

 Па;

где: В = 2,16; z = 1,65 – для калориферов КВС-П.