=2,25 м2Государственное общеобразовательное учреждение – лицей Тюменской области
Научный Руководитель: Завьялов Ю.М.
Оценка работы _
Тюмень 2003г.
Введение. | 3 |
ГЛАВА I. История создания кондиционеров. | 4 |
ГЛАВА II. Классификация систем вентиляции. | 8 |
ГЛАВА III. Классификация систем кондиционирования. | 18 |
ГЛАВА IV. Упрощенная экспресс-методика расчета теплопритоков. | 26 |
ГЛАВА V Расчеты предполагаемой мощности кондиционера. | 28 |
Заключение. | 30 |
Список источников информации. | 31 |
Приложение. | 32 |
Здоровье, работоспособность, да и просто самочувствие человека в значительной степени определяются условиями микроклимата и воздушной среды в жилых и общественных помещениях, где он проводит значительную часть своего времени.
Если говорить о физиологическом воздействии на человека окружающего воздуха, то следует напомнить, что человек в сутки потребляет около 3 кг пищи и 15 кг воздуха. Что это за воздух, какова его свежесть и чистота, душно, жарко или холодно человеку в помещении, во многом зависит от инженерных систем, специально предназначенных для обеспечения воздушного комфорта.
Системы кондиционирования и вентиляции все больше обуславливают комфорт нашей жизни, актуальность этого явления и послужила причиной написания данной работы, целью которой является исследование этих систем.
Для достижения цели поставлены следующие задачи:
Выяснить значение кондиционирования воздуха опираясь на историю создания кондиционеров.
Классифицировать системы вентиляции.
Классифицировать системы кондиционирования воздуха.
Вывести экспресс – методику расчета теплопритоков и, опираясь на нее, произвести расчет мощности кондиционера для помещения музыкального зала школьного отделения нашего лицея.
Теоретически данная тема представлена издательством «Евроклимат» в учебнике «Системы кондиционирования и вентиляции (теория и практика)», а так же в журнале «Мир климата», на основе материала которых и произведен анализ СКВ.
Практическая польза нашей работы заключается в том, что используя предлагаемую экспресс – методику можно точно рассчитать предполагаемую мощность кондиционера для стандартных помещений (жилых комнат, офисов и т.д.).
ГЛАВА I
Мало кто знает, что слово кондиционер впервые было произнесено вслух еще в 1815 году. Именно тогда француз Жан Шабаннес получил британский патент на метод "кондиционирования воздуха и регулирования температуры в жилищах и других зданиях". Однако, практического воплощения идеи пришлось ждать достаточно долго. Только в 1902 году американский инженер-изобретатель Уиллис Карриер собрал промышленную холодильную машину для типографии Бруклина в Нью-Йорке. Самое любопытное, что первый кондиционер предназначался не для создания приятной прохлады работникам, а для борьбы с влажностью, здорово ухудшавшей качество печати…
Правда, уже через год аристократия Европы, посещая Кельн, считала своим долгом посетить местный театр. Причем, живой интерес публики вызывала не только (и не столько) игра труппы, а приятный холодок царивший в зрительном зале даже в самые знойные месяцы. А когда в 1924 году система кондиционирования была установлена в одном из универмагов Детройта, наплыв зевак был просто умопомрачительным. Если бы хозяин заведения догадался брать плату за вход, то, наверное, в короткий срок обогнал бы и Форда, и Рокфеллера. Впрочем, заведение внакладе не осталось—в считанные дни его оборот вырос более чем в три раза!
Эти первые аппараты и стали предками современных систем центрального кондиционирования воздуха. Уже в те годы существовали водоохлаждающие машины—чиллеры, внутренние блоки—фанкойлы и нечто напоминающее современные центральные кондиционеры.
Со временем появлялись более совершенные компрессоры, в качестве хладагента стал использоваться фреон, а фанкойлы стали похожими на внутренние блоки сплит-систем. Однако принципиальная схема работы традиционных центральных систем кондиционирования осталась неизменной и по сей день.
"Ископаемым" предком всех современных сплит-систем и оконников может считаться первый комнатный кондиционер, выпущенный компанией General Electric еще в 1929 году. Поскольку в качестве хладагента в этом устройстве использовался аммиак, пары которого небезопасны для здоровья человека, компрессор и конденсатор кондиционера были вынесены на улицу. То есть, по своей сути, это устройство было самой настоящей сплит-системой! Однако, начиная с 1931 года, когда был изобретен безопасный для человеческого организма хладагент—фреон, конструкторы сочли за благо собрать все узлы и агрегаты кондиционера в одном корпусе. Так появились первые оконные кондиционеры, далекие потомки которых успешно работают и в наши дни. Более того, в США, Латинской Америке, на Ближнем Востоке и в Индии «оконники» до сих пор являются наиболее популярным типом кондиционеров. Причины их успеха очевидны: они примерно вдвое дешевле аналогичных по мощности сплит-систем, а их монтаж не требует наличия специальных навыков и дорогостоящего инструмента. Последнее особенно важно вдали от очагов цивилизации, где легче отловить снежного человека, нежели найти гражданина знакомого с труборезом и заправочной станцией с блоком манометров.
Долгое время лидерство в области новейших разработок по вентиляции и кондиционированию воздуха принадлежало американским компаниям, однако, в конце 50-х, начале 60-х годов инициатива прочно перешла к японцам. В дальнейшем именно они определили лицо современной индустрии климата.
В 1958 году Японская компания Daikin разработала первый тепловой насос, тем самым, научив кондиционеры работать на тепло. А еще через три года произошло событие в значительной мере предопределившее дальнейшее развитие бытовых и полупромыщленных систем кондиционирования воздуха. Это—начало массового выпуска сплит-систем. Начиная с 1961 года, когда японская компания Toshiba впервые запустила в серийное производство кондиционер, разделенный на два блока, популярность этого типа климатического оборудования постоянно росла. Благодаря тому, что наиболее шумная часть кондиционера—компрессор теперь вынесена на улицу, в помещениях оборудованных сплит-системами намного тише, чем в комнатах, где работаю оконники. Интенсивность звука уменьшена на порядок! Второй огромный плюс—это возможность разместить внутренний блок сплит-системы в любом удобном месте.
Сегодня выпускается немало различных типов внутренних устройств: настенные, подпотолочные, напольные и встраиваемые в подвесной потолок—кассетные и канальные. Это важно не только с точки зрения дизайна — различные типы внутренних блоков позволяют создавать наиболее оптимальное распределение охлажденного воздуха в помещениях определенной формы и назначения.
В 1969 году компания Daikin выпустила кондиционер, в котором с одним внешним блоком работало сразу несколько внутренних. Так появились мультисплит-системы. Сегодня они могут включать в себя от двух до шести внутренних блоков, различных типов.
Существенным нововведением стало появление кондиционера инверторного типа. В 1981 году компания Toshiba предложила первую сплит-систему, способную плавно регулировать свою мощность, а уже в 1998 году инверторы заняли 95% японского рынка.
Ну и, наконец, последний из наиболее популярных в мире типов кондиционеров—VRV—системы были предложены компанией Daikin в 1982 году. Центральные интеллектуальные системы типа VRV состоят из наружных и внутренних блоков, которые могут быть удалены друг от друга на 100 метров, причем 50 из них по вертикали. К тому же, установка VRV-систем достаточно проста и не занимает много времени. Монтаж можно вести даже после проведения отделочных работ, а при острой необходимости — не прерывая работу офиса. Возможен и поэтапный ввод мощностей, с отдельных этажей или помещений. А вот традиционные центральные системы кондиционирования надо закладывать в проект еще на стадии строительства.
Благодаря целому ряду уникальных достоинств VRV системы составили серьезную конкуренцию традиционным центральным системам кондиционирования воздуха, а в ряде стран, например в Японии, практически полностью вытеснили их с рынка.
Конечно, на этом прогресс в развитии климатической техники не закончился, однако сейчас совершенствуются уже существующие типы оборудования. Появляются новые функциональные возможности, меняется дизайн, разрабатываются новые холодильные агенты.
Вентиляцией называется совокупность мероприятий и устройств, используемых при организации воздухообмена для обеспечения заданного состояния воздушной среды в помещениях и на рабочих местах в соответствии со СНиП (Строительными нормами).
Системы вентиляции обеспечивают поддержание допустимых метеорологических параметров в помещениях различного назначения.
При всем многообразии систем вентиляции, обусловленном назначением помещений, характером технологического процесса, видом вредных выделений и т. п., их можно классифицировать по следующим характерным признакам:
1. По способу создания давления для перемещения воздуха: с естественным и искусственным (механическим) побуждением.
2. По назначению: приточные и вытяжные.
3. По зоне обслуживания: местные и общеобменные.
4.По конструктивному исполнению: канальные и бесканальные.
Естественная вентиляция.
Перемещение воздуха в системах естественной вентиляции происходит:
• вследствие разности температур наружного (атмосферного) воздуха и воздуха в помещении, так называемой аэрации;
• вследствие разности давлений «воздушного столба» между нижним уровнем (обслуживаемым помещением) и верхним уровнем — вытяжным устройством (дефлектором), установленным на кровле здания;
• в результате воздействия так называемого ветрового давления.
Аэрацию применяют в цехах со значительными тепловыделениями, если концентрация пыли и вредных газов в приточном воздухе не превышает 30% предельно допустимой в рабочей зоне. Аэрацию не применяют, если по условиям технологии производства требуется предварительная обработка приточного воздуха или если приток наружного воздуха вызывает образование тумана или конденсата.
В помещениях с большими избытками тепла воздух всегда теплее наружного. Более тяжелый наружный воздух, поступая в здание, вытесняет из него менее плотный теплый воздух.
При этом в замкнутом пространстве помещения возникает циркуляция воздуха, вызываемая источником тепла, подобная той, которую вызывает вентилятор.
В системах естественной вентиляции, в которых перемещение воздуха создается за счет разности давлений воздушного столба, минимальный перепад по высоте между уровнем забора воздуха из помещения и его выбросом через дефлектор должен быть не менее 3 м. При этом рекомендуемая длина горизонтальных участков воздуховодов не должна быть более 3 м, а скорость воздуха в воздуховодах — не превышать 1 м/с.
Воздействие ветрового давления выражается в том, что на наветренных (обращенных к ветру) сторонах здания образуется повышенное, а на подветренных сторонах, а иногда и на кровле, — пониженное давление (разрежение).
Если в ограждениях здания имеются проемы, то с наветренной стороны атмосферный воздух поступает в помещение, а с заветренной — выходит из него, причем скорость движения воздуха в проемах зависит от скорости ветра, обдувающего здание, и соответственно от величин возникающих разностей давлений.
Системы естественной вентиляции просты и не требуют сложного дорогостоящего оборудования и расхода электрической энергии. Однако зависимость эффективности этих систем от переменных факторов (температуры воздуха, направления и скорости ветра), а также небольшое располагаемое давление не позволяют решать с их помощью все сложные и многообразные задачи в области вентиляции.
Механическая вентиляция.
В механических системах вентиляции используются оборудование и приборы (вентиляторы, электродвигатели, воздухонагреватели, пылеуловители, автоматика и др.), позволяющие перемещать воздух на значительные расстояния. Затраты электроэнергии на их работу могут быть довольно большими. Такие системы могут подавать и удалять воздух из локальных зон помещения в требуемом количестве, независимо от изменяющихся условий окружающей воздушной среды. При необходимости воздух подвергают различным видам обработки (очистке, нагреванию, увлажнению и т. д.), что практически невозможно в системах с естественным побуждением.
Следует отметить, что в практике часто предусматривают так называемую смешанную вентиляцию, т. е. одновременно естественную и механическую вентиляцию.
В каждом конкретном проекте определяется, какой тип вентиляции является наилучшим в санитарно-гигиеническом отношении, а также экономически и технически более рациональным.
Приточная вентиляция.
Приточные системы служат для подачи в вентилируемые помещения чистого воздуха взамен удаленного. Приточный воздух в необходимых случаях подвергается специальной обработке (очистке, нагреванию, увлажнению и т. д.)(Рис.2 стр.32).
Вытяжная вентиляция.
Вытяжная вентиляция удаляет из помещения (цеха, корпуса) загрязненный или нагретый отработанный воздух.
В общем случае в помещении предусматриваются как приточные, так и вытяжные системы. Их производительность должна быть сбалансирована с учетом возможности поступления воздуха в смежные помещения или из смежных помещений. В помещениях может быть также предусмотрена только вытяжная или только приточная система. В этом случае воздух поступает в данное помещение снаружи или из смежных помещений через специальные проемы или удаляется из данного помещения наружу, или перетекает в смежные помещения.
Как приточная, так и вытяжная вентиляция может устраиваться на рабочем месте (местная) или для всего помещения (общеобменная) (Рис.3 стр.32). .
Местная вентиляция.
Местной вентиляцией называется такая, при которой воздух подают на определенные места (местная приточная вентиляция) и загрязненный воздух удаляют только от мест образования вредных выделений (местная вытяжная вентиляция).
Местная приточная вентиляция.
К местной приточной вентиляции относятся воздушные души (сосредоточенный приток воздуха с повышенной скоростью). Они должны подавать чистый воздух к постоянным рабочим местам, снижать в их зоне температуру окружающего воздуха и обдувать рабочих, подвергающихся интенсивному тепловому облучению.
К местной приточной вентиляции относятся воздушные оазисы — участки помещений, отгороженные от остального помещения передвижными перегородками высотой 2–2,5 м, в которые нагнетается воздух с пониженной температурой. (Рис.4 стр.33).
Местную приточную вентиляцию применяют также в виде воздушных завес (у ворот, печей и пр.), которые создают как бы воздушные перегородки или изменяют направление потоков воздуха. Местная вентиляция требует меньших затрат, чем общеобменная. В производственных помещениях при выделении вредностей (газов, влаги, теплоты и т. п.) обычно применяют смешанную систему вентиляции — общую для устранения вредностей во всем объеме помещения и местную (местные отсосы и приток) для обслуживания рабочих мест (Рис.5 стр.33).
Местная вытяжная вентиляция.
Местную вытяжную вентиляцию применяют, когда места выделений вредностей в помещении локализованы и можно не допустить их распространение по всему помещению.
Местная вытяжная вентиляция в производственных помещениях обеспечивает улавливание и отвод вредных выделений: газов, дыма, пыли и частично выделяющегося от оборудования тепла. Для удаления вредностей применяют местные отсосы (укрытия в виде шкафов, зонты, бортовые отсосы, завесы, укрытия в виде кожухов у станков и др.). Основные требования, которым они должны удовлетворять:
• Место образования вредных выделений по возможности должно быть полностью укрыто.
• Конструкция местного отсоса должна быть такой, чтобы отсос не мешал нормальной работе и не снижал производительность труда.
• Вредные выделения необходимо удалять от места их образования в направлении их естественного движения (горячие газы и пары надо удалять вверх, холодные тяжелые газы и пыль — вниз).
Конструкции местных отсосов условно делят на три группы:
• Полуоткрытые отсосы (вытяжные шкафы, зонты, см. рис.2 стр.32). Объемы воздуха определяются расчетом.
• Открытого типа (бортовые отсосы). Отвод вредных выделений достигается лишь при больших объемах отсасываемого воздуха (рис.3 стр.32).
Система с местными отсосами изображена на рис.4 стр.33
Основными элементами такой системы являются местные отсосы — укрытия (МО), всасывающая сеть воздуховодов (ВС), вентилятор (В) центробежного или осевого типа, ВШ — вытяжная шахта.
При устройстве местной вытяжной вентиляции для улавливания пылевыделений удаляемый из цеха воздух, перед выбросом его в атмосферу, должен быть предварительно очищен от пыли. Наиболее сложными вытяжными системами являются такие, в которых предусматривают очень высокую степень очистки воздуха от пыли с установкой последовательно двух или даже трех пылеуловителей (фильтров).
Местные вытяжные системы, как правило, весьма эффективны, так как позволяют удалять вредные вещества непосредственно от места их образования или выделения, не давая им распространиться в помещении. Благодаря значительной концентрации вредных веществ (паров, газов, пыли), обычно удается достичь хорошего санитарно-гигиенического эффекта при небольшом объеме удаляемого воздуха.
Однако местные системы не могут решить всех задач, стоящих перед вентиляцией. Не все вредные выделения могут быть локализованы этими системами. Например, когда вредные выделения, рассредоточенны на значительной площади или в объеме; подача воздуха в отдельные зоны помещения не может обеспечить необходимые условия воздушной среды, тоже самое если работа производится на всей площади помещения или ее характер связан с перемещением и т. д.
Общеобменные системы вентиляции — как приточные, так и вытяжные, предназначены для осуществления вентиляции в помещении в целом или в значительной его части.
Общеобменные вытяжные системы относительно равномерно удаляют воздух из всего обслуживаемого помещения, а общеобменные приточные системы подают воздух и распределяют его по всему объему вентилируемого помещения.
Общеобменная приточная вентиляция.
Общеобменная приточная вентиляция устраивается для ассимиляции избыточного тепла и влаги, разбавления вредных концентраций паров и газов, не удаленных местной и общеобменной вытяжной вентиляцией, а также для обеспечения расчетных санитарно-гигиенических норм и свободного дыхания человека в рабочей зоне.
При отрицательном тепловом балансе, т. е. при недостатке тепла, общеобменную приточную вентиляцию устраивают с механическим побуждением и с подогревом всего объема приточного воздуха. Как правило, перед подачей воздух очищают от пыли.
При поступлении вредных выделений в воздух цеха количество приточного воздуха должно полностью компенсировать общеобменную и местную вытяжную вентиляцию.
gigabaza.ru
Индивидуальное задание по дисциплине:
«Безопасность жизнедеятельности»
ТЕМА: Вентиляция и кондиционирование воздуха
Тула, 2009
Содержание:
Основным условием нормальной жизнедеятельности человека является определенное состояние окружающей среды и, в первую очередь, воздуха.
Атмосферный воздух представляет собой механическую смесь газов, состоящую в основном из азота, кислорода и водяных паров. Сухой воздух вблизи Земли содержит 78,09% азота (N2), 20,95% кислорода (O2), 0,95% аргона (Аr), 0,03 % углекислого газа (СО2). На долю остальных газов (водорода, гелия, неона, криптона, ксенона, метана и др.) приходится всего лишь 0,01 %. Без преувеличения можно сказать, что по степени важности состав воздуха является приоритетным даже относительно состава продуктов питания. В подтверждение этого можно отметить, что человек потребляет в сутки продуктов питания примерно 3 кг, а воздуха 15 кг, в том числе 15 литров кислорода в час. В то же время человек выделяет в час углекислого газа 18-36 л, влаги – 40-415 г, тепла – 300-1000 кДж.
Накопление выделений различного вида и изменение температуры воздуха сильно сказывается на самочувствии людей. Так, при увеличении температуры окружающей среды с 20 до 36оС производительность работы человека снижается в 5 раз. Особенно это проявляется в промышленных городах, где воздух загрязнен отходами производств, выхлопными газами автомобилей, пылью и т.п. Частицы пыли поглощают водяной пар, вследствие чего уменьшается прозрачность воздуха, увеличивается число пасмурных дней, ушудшается прохождение солнечных лучей, необходимых для нормальной жизни на Земле.
Технологические процессы во многих отраслях промышленности также не могут быть реализованы без создания строго определенной воздушной среды.
Основными нормируемыми параметрами воздуха в помещении являются: температура, влажность, скорость движения, газовый состав, наличие механических частиц пыли.
Создание оптимального состава воздушной среды в помещении может осуществляться путем удаления образовавшихся тепло-, газо- и влагоизбытков, пыли и добавления необходимого количества свежего воздуха с предварительной его подготовкой (охлаждение или нагрев, осушка или увлажнение, фильтрация и др.). Эти процессы обеспечиваются с помощью систем вентиляции и систем кондиционирования воздуха.
В соответствии с санитарно-гигиеническими требованиями наиболее благоприятная температура в общественных, административно-бытовых помещениях должна быть 20-22оС, а допустимые колебания в теплый период – от 20 до 28оС, в холодный и переходной периоды – от 18 до 22оС.
При проектировании систем вентиляции и кондиционирования воздуха предусматривают технические решения, обеспечивающие перечисленные выше нормируемые параметры воздушной среды. Конкретные требования к воздушной среде для объектов различного назначения излагаются в строительных нормах и правилах.
Целью реферата является ознакомление с системами вентиляции и кондиционирования воздуха,их разновидностями и классификациями,с основными требованиями и параметрами.
Вентиляцией называется комплекс взаимосвязанных устройств и процессов для создания требуемого воздухообмена в производственных помещениях. Основное назначение вентиляции – удаление из рабочей зоны загрязненного или перегретого воздуха и подача чистого воздуха, в результате чего в рабочей зоне создаются необходимые благоприятные условия воздушной среды. Одна из главных задач, возникающих при устройстве вентиляции,- определение воздухообмена, то есть количество вентиляционного воздуха, необходимого для обеспечения оптимального санитарно-гигиенического уровня воздушной среды помещений.
Кондиционированием воздуха называется его автоматическая обработка с целью поддержания в производственных помещениях заранее заданных метеорологических условий независимо от изменения наружных условий и режимов внутри помещения.
Нормативной классификации систем кондиционирования воздуха (СКВ) не существует, но на практике и в технической литературе сложились определенные терминология и классификация:
1.В зависимости от способа, вызывающего движение воздуха, системы вентиляции подразделяются на:
Þ естественные (гравитационные)
Þ искусственные (с механическим побуждением)
2.По назначению на :
Þ приточные
Þ вытяжные
Þ смешанные (приточно-вытяжные)
3.По зоне обслуживания на:
Þ общеобменные
- приточные
- вытяжные
Þ местные
- приточные
- вытяжные
4.По конструктивному исполнению на:
Þ канальные
Þ бесканальные
5. По степени обеспечения метеорологических условий в обслуживаемом помещении:
Þ первого класса
Þ второго класса
Þ третьего класса
6. По давлению, развиваемому вентиляторами:
Þ низкого (до 1000 Па) давления
Þ среднего (до 3000 Па) давления
Þ высокого (свыше 3000 Па) давления
7. По назначению объекта применения:
Þ комфортные
Þ технологические
8. По наличию источников тепла и холода:
Þ автономные
Þ неавтономные
9. По принципу расположения относительно обсслуживаемого объекта:
Þ центральные
Þ местные
10. По количеству обслуживаемых помещений:
Þ однозональные
Þ многозональные
11. По типу обслуживаемых объектов :
Þ бытовые
Þ полупромышленные
Þ промышленные
12.Аспирационные системы:
Þ индивидуальные
Þ центральные
Воздухообмен при естественной вентиляции (аэрация) происходит за счет разности плотностей внутреннего и наружного воздуха или разности температур атмосферного воздуха и воздуха в помещении.
В помещениях с большими тепловыделениями воздух всегда теплее наружного. Более тяжелый наружный воздух, поступая в помещение, вытесняет из него менее плотный воздух, Вледствие этого в помещении возникает циркуляция воздуха, аналогичная той, которую искусствено создают вентилятором.
В системах с естественной вентиляцией, в которых перемещение воздуха создается за счет разности давлений воздушного столба, минимальный перепад по высоте между уровнем забора воздуха из помещения и его выбросом через дефлектор должен быть не менее 3 м. При этом рекомендуемая длина горизонтальных участков не должна превышать 3 м, а скорость воздуха в воздуховодах – 1 м/с.
Аэрацию применяют в цехах, если концентрация пыли и вредных газов в приточном воздухе не превышает 30 % от предельно допустимой в рабочей зоне. Если требуется предварительная обработка приточного воздуха, аэрацию не используют.
Системы с естественной вентиляцией просты, не требуют сложного дорогостоящего оборудования и эксплуатационных затрат. Однако зависимость эффективности этих систем от внешних факторов (температуры наружного воздуха, направления и скорости ветра), а также небольшое давление не позволяют решать с их помощью все сложные и многообразные задачи в области вентиляции. Поэтому применяют системы с механическим побуждением (икусственные).
В системах с механическим побуждением используется оборудования (вентиляторы), позволяющие перемещать воздух на нужные расстояния. При необходимости воздух подвергают различным видам обработки: очистке, нагреванию, охлаждению, увлажнению, осушке.
Вентиляцию с механическим побуждением можно разделить на местную и общеобменную.
Местной вентиляцией называется такая, которая обеспечивает подачу воздуха на определенные места (местная приточная вентиляция) и загрязненный воздух удаляют только от мест образования вредных выделений (местная вытяжная вентиляция).
Местная вентиляция обеспечивает воздухообмен только в рабочей зоне, а общеобменная – во всем помещении.
К местной вентиляции относятся воздушные души (сосредоточенный приток воздуха с повышенной скоростью). Они должны подавать чистый воздух к постоянным рабочим местам, снижать в их зоне температуру воздуха и обдувать рабочих, подвергающихся тепловому облучению.
К местной приточной вентиляции относятся воздушные оазисы – участки помещений, отгороженные от остального помещения перегородками высотой 2-2,5 м, в которые нагнетается воздух с пониженной температурой. Местную приточную вентиляцию применяют также в виде воздушных завес (у ворот, входов, печей и пр.), которые создают как бы воздушные перегородки или изменяют направление потоков воздуха.
Местная вентиляция требует меньших затрат, чем общеобменная.
В производственных помещениях при наличии вредных выделений (газов, влаги, тепла и пр.) обычно применяют смешанную систему вентиляции: общую – для устранения вредных выделений во всем объеме помещения и местную (местные отсосы и приток) – для обслуживания рабочих мест.
Местную вытяжную вентиляцию применяют, когда места вредных выделений в помещении локализованы и нельзя допускать их распространения по всему помещению. Местная вытяжная вентиляция в производственных помещениях обеспечивает улавливание и отвод вредных выделений: газов, дыма, пыли и тепла. Для удаления вредных выделений применяют местные отсосы (укрытия в виде шкафов, зонты, ботовые отсосы и пр.).
Вредные выделения необходимо удалять от места образования в направлении их естественного движения: горячие газы и пары следует удалять вверх, а холодные тяжелые газы и пыль – вниз.
При устройстве местной вытяжной вентиляции для улавливания пылевыделений удаляемый из помещения воздух перед выбросом в атмосферу должен быть очищен с помощью фильтров. Если местной вентиляцией не удается обеспечить санитарно-гигиенические или технологические требования, применяют общеобменные системы вентиляции.
Общеобменные вытяжные системы равномерно удаляют воздух из всего помещения, а общеобменные приточные – подают воздух и распределяют по всему объему вентилируемого помещения. При одновременной работе приточной и вытяжной вентиляции они должны быть сбалансированы по расходу воздуха.
Системы вентиляции, подающие и удаляющие воздух по каналам или воздуховодам, называют канальными, а не имеющие каналов – бесканальными.
Системы кондиционирования первого класса обеспечивают требуемые для технологического процесса параметры в соответствии с нормативными документами.
Системы второго класса обеспечивают санитарно-гигиенические нормы или требуемые технологические нормы.
Системы третьего класса обеспечивают допустимые нормы, если они не могут быть обеспечены вентиляцией в теплый период года без применения искусственного охлаждения воздуха.
Автономные системы кондиционирования воздуха в своем составе имеют весь комплекс оборудования, позволяющий провести необходимую обработку воздуха в соответствии с нормативными требованиями по очистке, нагреванию, охлаждению, осушке, увлажнению, перемещению и распределению воздуха, а также средства автоматического и дистанционного управления и контроля. Для работы автономной СКВ необходимо подать только электрическую энергию. К автономным СКВ относятся моноблочные оконные, шкафные кондиционеры, сплит-системы.
Неавтономные системы кондиционирования воздуха не имеют встроенных агрегатов, являющихся источниками тепла и холода. К этим СКВ от других источников тепло- и холодоснабжения подаются холодные или горячие хладагенты(вода, фреоны).
Центральные системы кондиционирования воздуха представляют собой неавтономные кондиционеры, располагаемые вне обслуживаемых помещений, в которых производится подготовка воздуха с последующим его распределением по помещениям с помощью воздуховодов. Современные центральные кондиционеры выпускаются в секционном исполнении из унифицированных типовых моделей.
Местные системы кондиционирования воздуха выпускаются на базе автономных и неавтономных кондиционеров и устанавливаются в обслуживаемом помещении.
Однозональныые системы кондиционирования воздуха применяются для обслуживания одного помещения с равномерным распределением тепло- и влаговыделений, например, выставочные залы, кинотеатры и пр.
Многозональные системы кондиционирования воздуха применяются для обслуживания нескольких помещений или помещения с неравномерным распределением тепло- и влаговыделений.
Бытовые системы кондиционирования воздуха предназначены для установки в жилых домах, офисах и аналогичных объектах. Особенностью бытовых кондиционеров является питание от однофазной сети и потребляемая мощность не более 3 кВт. Это та мощность, которую допускают потреблять стандартные электрические розетки, устанавливаемые в жилых и административных помещениях. Как следствие этого. Холодо- и теплопроизводительность бытовых кондиционеров не превышает 7 кВт.
yaneuch.ru
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ПО ВЫСШЕМУ ОБРАЗОВАНИЮ
ДИТУД ТФ
КАФЕДРА «ПРЯДЕНИЕ НАТУРАЛЬНЫХ И ХИМИЧЕСКИХ ВОЛОКОН»
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
НА ТЕМУ: КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ ВОЗДУХА, ВЕНТИЛЯЦИЯ, ОТОПЛЕНИЕ, УВЛАЖНЕНИЕ
БОЧКАРЕВ Н.А.
ПРИНЯЛ: ЦИМБАЛЮК Е.П.
ДИМИТРОВГРАД
1999СОДЕРЖАНИЕ
I. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ......................................................................................................... 3
1.СТРОИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЗДАНИЯ........................................................... 3
2. КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА.................................... 5
3. РАСЧЕТНЫЕ ПАРАМЕТРЫ НАРУЖНЕГО ВОЗДУХА.................................................. 6
4. МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ В ПОМЕЩЕНИИ................................................ 6
II. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОВЫДЕЛЕНИЙ.......................................................................... 7
1. Определение тепловыделений от технологического оборудования:..................... 7
2.Тепловыделения от людей................................................................................................. 7
3. Тепловыделения от искусственного освещения........................................................ 7
4. Тепловыделения от солнечной радиации...................................................................... 7
5. Определение суммарных тепловыделений................................................................... 7
III ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОПОТЕРЬ.................................................................................... 8
1. Теплопотери через ограждающие конструкции............................................................ 8
2.Теплопотери через полы....................................................................................................... 8
3.Общие теплопотери.............................................................................................................. 8
IV РАСЧЕТ СИСТЕМ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА В ТЕПЛЫЙ ПЕРИОД ГОДА 9
V РАСЧЕТ СИСТЕМ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ В ХОЛОДНЫЙ ПЕРИОД ГОДА 10
VI ПОДБОР И РАСЧЕТ СЕКЦИЙ КОНДИЦИОНЕРА.................................................... 12
1. Выбор кондиционера......................................................................................................... 12
2.Расчет оросительных камер............................................................................................. 12
3.Подбор насоса..................................................................................................................... 13
4.Расчет калорифера.............................................................................................................. 13
VII РАЗМЕЩЕНИЕ ВОЗДУХОВОДОВ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИХ РАЗМЕРОВ............. 15
1.Расчет подающего воздуховода.................................................................................... 15
2. Расчет магистрального воздуховода.......................................................................... 15
3. Расчет раздающих воздуховодов.................................................................................. 15
4.Расчет вытяжных воздуховодов.................................................................................... 16
5.Расчет дежурного отопления.......................................................................................... 16
Список литературы....................................................................................................... 17
I. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
1) Материал и конструкция фундамента: под стены – фундаментные балки из железобетона; под колонны – сборный железобетонный фундамент стаканного типа.
2) При проектировании производственного здания используются типовые сборные железобетонные колонны, приведенная высота колонн соответствует высоте производственного помещения, т.е. 6м.
3) Несущие наружные стены из крупных железобетонных панелей.
4) Используются ригели I типа с полочками для опоры плит.
5) Конструкция покрытия производственного здания: крупнопанельный, железобетонный кровельный настил по строительным фермам. Конструкция кровли - защитный слой, гидроизоляционный слой из рулонных материалов (рубероид, толь, кожа). Стяжка (цементно-песчаная), теплитель из пенобетонных, керамзитобетонных, пеносиликатных и других плит. Пароизоляция (обмазочная, оклеечная).
6) Конструкция полов. На первом этаже производственного здания и складских помещений – синтетические (бесшовные - полимерцементные). На первом этаже бытовых помещений синтетические, плиточные (плитка ПХВ), подстилающий слой, прослойка, стяжка, гидроизоляционный слой, тепло- и звукоизоляция.
Характеристика грунта: песок, грунтовые воды отсутствуют.
7) В производственном помещении внутренние стены изготовлены из специальных бетонных панелей длиной 6 м и толщиной 300 мм. Панели крепятся к колоннам каркаса. Верхнюю часть стен выполняют из асбестоцементных листов. Сборные легкие перегородки в административно-бытовой пристройки монтируют из железобетонных щитов.
8) Оконные проемы устраивают для освещения помещений естественным светом и аэрации. Так как разность расчетных зимних температур наружного и внутреннего воздуха 500С, то принимаем двойное остекление.
9) Двери в промышленном здании предназначены для входа и выхода в здание и сообщения между помещениями. Ширина полотен глухих одностворчатых дверей 0,8 м, высота 2 м. Ширина полотен двухстворчатых дверей 1,8 м, высот 2,3 м. Основные размеры ворот для въезда автотранспорта 4х4,2 м.
10) Лестницы в многоэтажном здании предназначены для сообщения между этажами и эвакуации людей. Стены лестничных клеток состоят из сборных железобетонных панелей. Марши используются с размером ступеней 150х300 мм. Высот подъема 12 м. Ширина шарма 1350 мм. Ограждения у маршей металлическое.
2. КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
а) По степени пожарной опасности данное производство относится к категории B, т.е. пожароопасное производство.
б) Группа санитарной характеристики основных работ: IIa и Iб.
К группе Iб относятся работы, протекающие при нормальном метеорологическом режиме и отсутствии вредных газов и пылевыделения, вызывающих загрязнение одежды и рук.
К группе IIa относятся работы, протекающие при неблагоприятных метеорологических условиях, связанные с выделением пыли, с выделением конвекционного тепла.
в) Разряд основного процесса по точности работ II – работы очень высокой точности.
Теплый период t=270C, iн=52,8 кДж/кг
Холодный период t=-290C, iн=-28,6 кДж/кг
Теплый период t=230C, iн=54 кДж/кг, φ=70%
Холодный период t=200C, iв=46 кДж/кг, φ=70%
II. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОВЫДЕЛЕНИЙ
Qм= 3600*Nуст*Кисп*Кв=3600*6(25,75+12,1)*0,61*0,75=374034 кДж/ч
Qл=Qл1*n=800*24=19200 кДж/ч
Qосв=3600*Nосв*Kв=3600*86,4*1=311040 кДж/ч
Nосв=50*1728/1000=86,4 кВт
Размер цеха 36х48 м
Для остекленных поверхностей
Qост=Fост*qост*Aост=32*3*750*1,15=82800 кДж
Для ограждений
Qог=Fог*qог*Kог=(6*32-3*32)*60*1,32=7600 кДж/ч
Общее поступление тепла от солнечной радиации
Qср= Qост+ Qог=82800+7600=90400 кДж/час
Qтвх=Qм+Qл+Qосв+Qср=374034+19200+311040+90400=795000 кДж/ч
III ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОПОТЕРЬ
Через окна
Qост=K*F*(tвх-tнх)=1,32*36*3*(20-(-29))=6985 кДж/ч
Через кровлю
Qкр=1,32*36*48*(20+29)=111767 кДж/ч
Через стены
Qст=1,32*(36*3+48*6)*(20+29)=25613 кДж/ч
Общие Qогр= Qост+ Qкр+Qст=144365 кДж/ч
Qп=Q1+Q2+Q3+Q4=13661+6115+2901+15435=38112 кДж/ч
Добавочные теплопотери
Qдоб=0,1*(Qогр+Qп)=0,1*(144365+38112)=18248 кДж/ч
Qтп=Qогр+Qп+Qдоб=200725 кДж/ч
Qизбхол=Qтв-Qтп=795000-200725=594000 кДж/ч
Qизбтеп=Qтв=795000 кДж/ч
IV РАСЧЕТ СИСТЕМ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА В ТЕПЛЫЙ ПЕРИОД ГОДА
Данные по теплому периоду сводим в таблицу
| Хар-ка воздуха | Обозначение | Параметры воздуха | |||
| t,0C | i, кДж/кг | φ, % | α г/кДж | ||
Наружный Внутренний На выходе из оросительной камеры На выходе из кондиционера | Н В О К | 27 23 18 19,3 | 52,8 54 49 50,3 | 37 70 95 89 | 10 12,5 12,5 12,5 |
iв-iн=56-52,8=3,2<10,5 – процесс политропический
Количество тепла, отводимого от воздуха охлажденной водой:
Qхол=Gкт*(iн-iо)=215000*(52,8-49)=816486 кДж/ч
Gкт= Qизбтеп* /(iв-iк)=795000/(54-50,3)=215000 кг/ч
Объемный расход воздуха
Lкт= Gкт/ρ = 215000/1,2 = 179000 м3/ч
Кратность воздухообмена в цехе
n = Lкт/ Vц= 179000/10368 = 17,3
доувлажнение в цехе не требуется
Количество влаги, поглощенной воздухом в оросительной камере кондиционера:
Wор=Gкт* (d0– dн)/1000 = 215000*(12,5-10)/1000 = 538кг/ч
Минимальное количество наружнего воздуха в смеси
Gнmin= 0,1 * Gкт= 0,1*215000 = 21500 кг/ч
Gнmin= l * m * ρ = 60*24*1,2 = 1728 кг/ч
За расчетное берем Gнmin= 21500 кг/ч
V РАСЧЕТ СИСТЕМ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ В ХОЛОДНЫЙ ПЕРИОД ГОДА
Данные по холодному периоду сводим в таблицу
| Хар-ка воздуха | Обозначение | Параметры воздуха | |||
| t,0C | i, кДж/кг | φ, % | α г/кДж | ||
Наружный Внутренний На выходе из оросительной камеры На выходе из кондиционера Смесь наружного и рециркуляционного с первым подогревом На выходе из секции первого подогрева | Н В О К СI ПI | -29 20 15 16,3 15,5 17,5 | -28,6 46 40,7 42 38,5 40,7 | 40 70 90 89 85 75 | 0 10 10 10 9,3 9,3 |
Массовое количество приточного воздуха
Gкх= Qизбх/(iв-iк) = 594000/(46-42)= 148500 кг/ч
Объемное количество воздуха
Lкт= Gкх/ρ = 148500/1,2 = 123750 м3/ч
Количество наружнего воздуха в смеси
Gнх=Gкх*(iв-iс)/(iв-iн) = 148500*(46-40,7)/(46-(-28,6))= = 10550 кг/ч
Кратность воздухообмена в цехе
n = Lкх/ Vц= 123750/10368 = 12
Проверяем первый подогрев
Условие: Gнх>= 0,1*Gкхи Gнх>=l*m*ρ
10550 < 148500 и 10550 > 1728
условия не соблюдаются, значит нужен I подогрев
Проверяем второй подогрев
Условие: Gкх>= 0,5 Gкти Gкх>= 3*ρ*V
148500 > 107000 и 148500 > 37325
Условия соблюдаются, поэтому второй подогрев ненужен
VI ПОДБОР И РАСЧЕТ СЕКЦИЙ КОНДИЦИОНЕРА
LKT=179000 м3/кг
LKx=123750 м3/кг
Выбираем LKT=179000 м3/кг
По справочным данным берем кондиционер КТЦ2-200
Используем метод НИИ кондиционера
Задаем τнзад= 150С
τнрасч= tн+1/Еа*[(tk-tн)-0,329*(1-Еа/а)*(ik-iн)]=
=27+1/0,75*[(19-27)-0,329*(1-0,75/0,4)*(50,3-52,8)]=
= 15,40C
a=(ik-iн)/[(iнас-iн)*(1+0,000716*(iнас-iн)-0,000351*
*(iнас-54,1)]=(50,3-52,8)/[(44-52,8)*(1+0,000716*
*(44-52,8)-0,000351*(44-54,1)]=0,4
По графику зависимости коэффициент орошения от коэффициентов а и Еанаходим, что Еа=0,75
iнас=44 кДж/кг
Сравниваем τнзад= 150С и
τнрасч= 15,40C
Условие | τнзад- τнрасч| < 0,5 выполнено
Расход воды М на кг воздуха = 1,1
Расход воды в камере орошения
W= 1,2*LKT*M = 1,2*179000*1,1 = 236,3 м3/час
Производительность одной форсунки
q=W/n=236,3/864=0,273 м3/час
n – число форсунок
По номограмме для определения давленя воды определяем диаметр форсунки. Он равен 4 мм.
Давление воды перед форсунками P=1,3 атм.
Вычисляем конечную температуру воды после камеры
τк= τн+0,24/М*(iн-ik)= 15,4+0,24/1,1*(52,8-50,3)=160С
Расход холодной воды
Wx=W*(τк- τн)/(τк– τx)=236,3(16-15,4)/(16-8)=17,7 м3/час
P1=13 м
P2=4 м
P3= 1 м
Р=Р1+Р2+Р3=19 м
Мощность на валу насоса Nн=W*P*q/(3600*1000*nн)=
= 236280*19*9,8/(2*3600*1000*0,7)=8,7 кВт
Мощность электродвигателя Nэ= Nн/nэл=8,7/0,95=9,15 кВт
Берем 2 насоса 6КМ-12 с подачей воды 162 м3/час
Нагрев наружнего воздуха в секции первого подогрева
Gнmin= 0,1 * Gкх= 0,1*148500 = 14850 кг/ч
Gнmin= l * m * ρ = 60*24*1,2 = 1728 кг/ч
За расчетное берем Gнmin= 14850 кг/ч
IСI= iв- Gнmin/Gкх*(iв-iн)=46-14850/148500*(46-(-28,6)=
= 38,5 кДж/кг
- теплопроизводительность воздухонагревателей
Q=СВ*ρв*Lkx*(tk-tн)=1*1,2*(17,5-15,5)*123750=297000 кДж/ч
- в качестве теплоносителя используется вода
τк=700Си τн=1300С
- находим среднюю температуру воды и воздуха
τср=(130+70)/2=1000С
tcр=(17,5+15,5)/2=16,50С
- массовая скорость движения воздуха
Vp=Lkx*ρв/(3600*1000*fл)=123750*1,2/(3600*19,86)=
= 2,08 кг/м2с
- схему обвязки колорифера принимаем последовательную
- площадь сечения fr=0,004444 м2
- массовый расход горячей воды
GT=Q/(4,19*(τн-τк)=297000/(4,19*(130-70)=1418 кг/ч
- скорость движения воды
W= GT/(3600*1000* fr)=1418/(3600*1000*0,004444)=0,1 м/с
- Коэффициент передачи воздухонагревателя К=26,2
площадь теплообмена
F=0,278*Q/(K*(τср- tcр))=0,278*297000/(26,2*(100-16,5))=
=37,7 м2
VII РАЗМЕЩЕНИЕ ВОЗДУХОВОДОВ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИХ РАЗМЕРОВ
Площадь поперечного сечения в конце подающего воздуховода:
Fпод=Lкт/(3600*Vпод)=179000/(3600*12)=4,2 м
Ширина подающего воздуховода в конце
Впод= Fпод/Hпод=4,2/1,4=3 м
Площадь поперечного сечения приточного магистрального воздуховода постоянного сечения:
Fмак=Lкт/(3600*Vмак) = 179000/(3600*10)=5 м
Высота приточного магистрального воздухопровода
Hмаг= Fмаг/Hмаг=5/3,5=1,4 м
Количество раздающих воздуховодов
mв=k*mпрол=1*2=2
Объемный расход воздуха в начале раздающего воздуховода
Lв=Lконд/mв=200000/2=100000 м3/час
Площадь поперечного сечения в начале раздающего цилиндрического воздуховода:
Fв=Lв/(3600*Vв)=100000/(3600*7)=4 м2
Диаметр раздающего цилиндрического воздуховода
DН==2,25 м2
Число боковых отверстий:
nотв=lВ/2,8=17 шт
Объемный расход воздуха через отверстие
Lотв=LB/nотв=100000/5882 м3/ч
Площадь отверстия:
Fотв=Lотв/(3600*Vотв)=5882/(3600*5)=0,3 м2
Тип щелевого выпуска 500х600 мм
производительность одного вытяжного вентилятора
Lвент=Lконд=200000 м3/ч
Площадь поперечного сечения вытяжного магистрального канала постоянного сечения
Fмаг=Lвент/(3600*Vмаг)=200000/(3600*9)=6,2 м2
Ширина вытяжного магистрального канала
Вмаг=Fмаг/Hмаг=6,2/2,5=2,5 м
Число всасывающих каналов
mk=2/3*mB=2/3*2=1,3 (принимаю 2 канала)
Объемный расход воздуха в корне всасывающих каналов
Lk=Lвент/mк=200000/2=100000/100000 м3/час
Площадь поперечного сечения всасывающего канала
Fк=Lk/(3600*Vk)=100000/(3600*10)=2,8 м2
Глубина всасывающего канала h=Fk/в=2,8/1,1=2,5 м
Число напольных решеток
nр=Lк/(3600*fр*Vp)= 100000/(3600*0,45*5)=12 шт
Fмаг=Оот/[K(tпр-tBH)]=200725/[37,7*(100-20)]=66,5 м2
Длина труб отопления
l=F/(п*В)=66,5/(3,14*0,1)=212 м
Количество труб
n=l/(lзд-1)= 212/[(18*2+12*4)-1] = 3 шт.
Список литературы
1. Вентиляция, отопление и кондиционирование воздуха на текстильных предприятиях /Под редакцией Талиев В.Н. -М.: Легпромбытиз-дат, 1985.-256 с.
2. СНиП 2.04.05-86. Отопление, вентиляция и кондиционирование. -М.: Государственный строительный комитет. 1987.
3. Сорокин Н.С. Вентиляция, отопление и кондиционирование воздуха на текстильных предприятиях.-М.: Легкая индустрия. 1974.-328с.
4. Участкин П. В. Вентиляция, отопление и кондиционирование воздуха на предприятиях легкой промышленности. -М.: Легкая индустрия, 1980.-343.с.
5. Кокорин О,Я. Установки кондиционирования воздуха. -М.: Машиностроение. 1978. -263 с.
6. Меклер В.Я., Овчинников П.А. Промышленная вентиляция и кондиционирование воздуха. -М.: Стройиздат, 1978.-311 с.
7. Панин В.Г., Семенков B.C. Вентиляция на предприятиях легкой промышленности. -М.: Легпромбытиздат. 1987.-230с.
8. Строительные нормы и правила. Нормы проектирования. Отопление, вентиляция и кондиционирования воздуха. СНиП . 11-33-75. -М.:
Стройиздат. 1982.-111 с.
9. Санитарные нормы проектирования промышленных предприятий (СН-245-71). -М.: Стройиздат, 1972.-126 С.
10. Внутренние санитарно-технические устройства. В 2-х ч /Под ред. И. Г. Староверова. Изд.3-е. 4.11. Вентиляция и кондиционирование воздуха. -М.: Стройиздат. 1978.-509 с.(Справочник проектировщика) .
11. Кострюков В.А. Сборник примеров расчета по отоплению и вентиляции. 4.11. Вентиляция. -М.: Госстройиздат, 1962.-198 с.
12. Рысин С.А. Вентиляционные установки машиностроительных заводов. -М.: Машгиз, 1969.
13. Справочник энергетика текстильной промышленности. T.I. Электротехника. -М.: Ростехиздат, 1962.
14. Власов П.В. и др. Проектирование ткацких фабрик. -М.: Легкая индустрия, 1971.
superbotanik.net
