1. Отопление здания предприятия
1.1 . Описание системы отопления здания
Проектируемое здание предприятия предполагается оборудовать централизованной комбинированной водоводяной системой отопления с насосной циркуляцией теплоносителя. Система отопления присоединяется к городской тепловой сети по независимой схеме с использованием скоростного водоводяного водонагревателя.
Присоединение к тепловой сети осуществляется в помещении индивидуального теплового пункта предприятия (ИТП), где располагаются: водонагреватель, насосное оборудование, расширительный сосуд и оборудование управления работой системы отопления.
Система отопления здания двухтрубная горизонтальная (для двухэтажных зданий вертикальная) с нижней разводкой. Горячая и обратная магистрали прокладываются в подпольных каналах, частично над полом вдоль наружных стен с внутренней стороны. Присоединение нагревательных приборов осуществляется по проточной схеме. Удаление воздуха из системы осуществляется через воздухосборники с автоматическими воздухоотводчиками и воздушные краны на нагревательных приборах. В качестве нагревательных приборов в зале, помещениях для посетителей и административных помещениях используются стальные конвекторы с кожухом, а в производственных и бытовых помещениях - чугунные секционные радиаторы, которые устанавливаются пристенно открыто.
1.2. Расчет тепловой мощности и годового
теплопотребления системы отопления
1.1.1 Тепловая мощность системы отопления (Qо, Вт) определяется по формуле:
,
где q0 –удельная тепловая характеристика здания, Вт/м3 0С (см. табл.1);
Vзд – объем здания по наружным обмерам, м3;
tв–усредненная расчетная температура в здании, 0С;
tнр –расчетная температура наружного воздуха, 0С;
а – поправочный коэффициент, учитывающий изменения q0 в зависимости от tнр.
Т а б л и ц а 1
Удельная тепловая характеристика здания, Вт/м3 0С
Предприятие | Объём здания, м3 | ||
До 5000 | От 5000 До 10000 | Свыше 10000 | |
Столовые, кафе, рестораны | 0,33 | 0,30 | 0,28 |
Гостиницы, магазины | 0,35 | 0,32 | 0,30 |
Поправочный коэффициент рассчитывается по формуле:
Пример. Определить тепловую мощность системы отопления здания с размерами плана в осях 18 х 24 х 3,3 м.
Размеры здания в плане по наружным обмерам составят:
Азд = Аос + 0,6 м Азд = 18 + 0,6 = 18,6 м
Бзд = Бос + 0,6 м Бзд = 24 + 0,6 = 24,6 м
hзд = hос + 0,3 м hзд = 3,3 + 0,3 = 3,6 м
Объем здания по наружным обмерам (Vзд, м3):
Vзд = 18,6 х 24,6 х 3,6 = 1647 м3
Поправочный коэффициент: 
Тепловая мощность системы отопления:
Qо = q0 а Vзд (tв – tнр) = 0,35 х 1,05 х 1+ 25) = 26026 Вт = 26,0 кВт
1.2.2. Расчетное годовое теплопотребление системы отопления
(Q ог, Дж) определяется по формуле:
Qог = q0 ас Vзд (tв – tсоп) noп t,
где поправочный коэффициент рассчитывается:
;
tcоп - средняя температура за отопительный период, ºС; nоп - продолжительность отопительного периода, сутки; τ – продолжительность работы отопительной системы в сутки, 24 час.
Пример. Определить годовое теплопотребление системы отопления здания (данные из предыдущего примера):
Qог = q0 ас Vзд (tв – tсоп) noп t = 0,35 х 1,66 х 1+ 3,7) 210 х 24 = 95009 кВт ч = 95009 х 3,6 х 106Дж = 342 х 109 Дж = 342 гДж
Примечание:
1. Обозначение десятичных единиц.
Множитель | Наименование | Обозначение |
1000=103 | кило | К |
1000000=106 | мега | М |
=109 | гига | Г |
=1212 | тера | Т |
2. 1кВт ч = 3,6 х 106 Дж
1.3. Расчет электрической мощности оборудования и годового
потребления электроэнергии системой отопления
1.3.1. Установочная мощность электродвигателя циркуляционного насоса (N0, кВт) определяется по формуле:
,
где G – производительность насоса, л/ч; H – напор, создаваемый насосом, м; hн – коэффициент полезного действия насоса; k1 – коэффициент, учитывающий потери на трение (равен 1,05); k2 – коэффициент запаса мощности на пусковой момент (равен 2).
Пример. Определить установочную электрическую мощность насоса при указанной в примере 2 тепловой мощности системы отопления 26026 Вт. Потребный напор насоса Н=3 м.
Производительность насоса (G, л/ч) определяется по формуле:
,
где Q0 – теплопотребление системы отопления, Вт; С – теплоемкость воды, 4,2 кДж/кг 0С; tГ – температура горячей воды в системе отопления (900С); t0 – температура обратной воды в системе отопления (700С); g - (плотность или объемная масса воды) = 978кг/м3 при расчетной температуре t0 .
Установочная мощность электродвигателя насоса (при КПД 
=0,2)
1.3.2. Годовой расход электроэнергии (Nог, кВт ч) системой отопления определяется из выражения:
Nог = N0 nоп t,
где nоп и t см. раздел 1.2.2.
Пример. Определить годовой расход электроэнергии системой отопления для данных предыдущего примера:
Nог - = N0 nоп 24 = 0,10 х 210 х 24 = 504 кВт ч.
2. Вентиляция здания предприятия
2.1. Описание системы вентиляции здания
Здание предприятия предполагается оснастить системами общеобменной приточной и вытяжной механической вентиляции. В горячем (кондитерском) цехе, а также в моечной столовой посуды наряду с общеобменной устанавливается местная вытяжная и приточно–вытяжная локализующая вентиляция над тепловым технологическим оборудованием. В качестве местной вентиляции устанавливаются приточно–локализующие устройства типа МВО, а также вытяжные зонты. В административных и конторских помещениях воздухообмен осуществляется при помощи естественной канальной вентиляции. В помещениях санитарного назначения для посетителей, в санитарно–бытовых помещениях для персонала предусмотрен приток воздуха через дверные проемы от общеобменных механических систем и удаление воздуха через локальные каналы естественной вытяжной вентиляции (ЕВ).
В предприятии предусмотрено устройство систем приточной механической вентиляции (ПВ–1 и ПВ–2) и двух систем вытяжной механической вентиляции (В–1 и В–2).
Системы ПВ–1 и В–1 обслуживают помещения для посетителей, а ПВ–2 и В–2 горячий цех и другие цехи, а также производственные помещения. Самостоятельные вытяжные системы ЕВ предусмотрены в душевых, гардеробах, туалетах и складских помещениях.
Приточные камеры систем ПВ–1 и ПВ–2 размещаются в помещении приточных вентиляционных камер, расположенном у наружной стены. Системы В–1 и В–2 работают за счет установки крышных вентиляторов. Воздуховоды приточной и вытяжной систем прямоугольного сечения выполнены из оцинкованной стали. В качестве воздухораздающих и воздухозаборных устройств приняты жалюзийные регулируемые решетки типа РР.
2.2. Расчет количества приточного и вытяжного вентиляционного воздуха (проводится в данной работе только для зала посетителей).
Количество воздуха определяется по формуле:
где Lпр, Lв – количество приточного (ПВ) или вытяжного (В) вентиляционного воздуха, м3/ч (м3/с); V – объем помещения, м3; nпр, nв – кратность воздухообмена по притоку или вытяжке (величина безразмерная).
Данные расчета представляются в форме таблицы.
2.3. Определение количества вентиляционного воздуха для отдельных приточных и вытяжных систем
Пример. Определить количество вентиляционного воздуха для зала.
Высота помещений зала 3,3 м.
Расчет количества вентиляционного воздуха для зала приведен в табл.2.
Т а б л и ц а 2
Назначение помещения | площадь помещений, м2 | объем помещений, м3 | Кратность воздухооб-мена | Количество воздуха, м3/ч | Вентиляцион-ная система | |||||||
приток | вытяжка | приток | вытяжка | приток | вытяжка | |||||||
Для посетителей | ||||||||||||
Зал с раздаточной, буфет | 188 | 620 | 12 | 8 | 6768 | 4572 | ПВ–1 | В–1 | ||||
Итого (м3/ч): | 6768 | 4572 | ||||||||||
2.4. Расчет и подбор оборудования приточных камер и вентиляторов вытяжных систем
В оборудование приточных камер входят: воздушные фильтры для очистки наружного воздуха от пыли, калориферы, вентиляторы и магистральные воздуховоды.
2.4.1. Расчет и подбор фильтров
Для приточных камер при производительности до 10 тыс. м3/ч используются сетчатые ячейковые масляные фильтры типа ФЯР. Требуемое количество ячеек фильтра (Яф) определяется по формуле:
,
где Lпр – количество приточного воздуха, м3/ч; ℓф–пропускная способность (производительность) ячейки фильтра, м3/ч (ℓф=1540 м3/ч).
Пример. Определить количество ячеек фильтров для приточных камер ПВ–1 по данным табл. 2.
ПВ–1 
Принимаем к установке 4 ячейки фильтра.
К установке принимается только чётное количество ячеек фильтра.
Расчетное аэродинамическое сопротивление ячейковых фильтров (hф) можно принять равным 70 Па.
При необходимой производительности приточной вентиляционной системы свыше 10 тыс. м3/ч используются ленточные самоочищающиеся масляные фильтры. Производительность самоочищающихся масляных фильтров принимается в расчете на квадратный метр ℓм = 6000 м3/ч∙м2.
Требуемая площадь фильтра (Fф) определяется по формуле:
Расчетное аэродинамическое сопротивление ленточных фильтров (hф) можно принять равным 100 Па.
2.4.2. Расчет и подбор калориферов производится в следующем порядке:
а) определяют теплопроизводительность калориферной установки (Qку, Вт) по формуле:
,
где Lcпр – количество нагреваемого приточного воздуха (производительность) в секунду, м3/с; С – теплоемкость воздуха, (1005 Дж/кг 0С); g – объемная масса воздуха (1,2 кг/м3); tпр – температура приточного воздуха 0С; tнв – расчетная температура наружного воздуха для системы вентиляции, 0С;
Lспр определяется делением часовой производительности на 3600 секунд: Lспр=Lпр/3600;
б) определяют площадь живого сечения калориферной установки (fку, м2) по формуле:
,
где (gw) – массовая скорость воздуха кг/м2с (см. табл. 2 приложения 1).
в) определяют поверхность нагрева калориферной установки (Fку, м2) по формуле:
,
где Кк – коэффициент теплоотдачи калорифера Вт/м2 0С; tтср – средняя температура теплоносителя (воды) в калорифере, 0С; tпрср – средняя температура приточного воздуха, проходящего через калорифер, 0С.
По полученным значениям fку и Fку подбирают тип, номер и количество калориферов в калориферной установке (см. табл. 1.1 приложения 1).
Пример. Подобрать калориферы для приточных камер ПВ–1. Климатические условия согласно варианта задания.
Секундная производительность приточных камер по воздуху:
Lспр = 6768 м3/ч = 6768/3600 = 1,9 м3/с.
Теплопроизводительность калориферных установок приточных камер:
ПВ–1 
Площадь живого сечения калориферных установок:
массовая скорость воздуха (gw) может быть принята в пределах 7–12 кг/м2с. Принимаем (gw) = 9 кг/м2с.
ПВ–1 
Поверхность нагрева калориферных установок.
Коэффициент теплоотдачи калориферов. (Кк) принимается по справочным данным исходя из массовой скорости движения воздуха и скорости движения воды (см. табл. 1.2 приложения 1). Скорость воды в трубках калориферов может быть принята в пределах 0,6–1,0 м/с. Принимаем 0,8 м/с.
Расчетные температуры для калорифера
где средняя температура теплоносителя
,
где t т. ср - средняя температура теплоносителя;
Тг и То – температура горячей и обратной воды.
Средняя температура приточного воздуха в калорифере:
Поверхность нагрева калориферных установок ПВ–1 подбираем, предполагая использовать калорифер КВС–П:
ПВ–1 
По fку Fку принимаем к установке стальные калориферы с пластинчатым оребрением средней модели (табл. 1.1 приложения 1):
ПВ–1 – один калорифер КВС–П №9 (Fку=19,6 м2; fку=0,24 м2).
Фактическая массовая скорость воздуха будет равна:
ПВ–1 
Эти значения находятся в допустимых пределах 7–12 кг/м2с. Аэродинамическое сопротивление принятых калориферов определяется по таблице № 1.2 приложения 1 исходя из марки калориферов и вычисленной 
. Для данного варианта расчета hф = 77 Па.
2.4.3. Подбор вентиляторов выполняется по двум показателям: производительности Lпр. в (м3/ч, м3/с) и создаваемому напору Нв (Па). При этом принимают:
Lпр. в=1,1 Lпр; Нпр. в=1,1 Нсис. пр,
Lв. в=1,1 Lв; Нв. в=1,1 Нсис. в
где Нсис. пр – сумма аэродинамических сопротивлений приточной вентиляционной камеры hпр. к и воздуховодов приточной системы hпр. в, Па. (Нсис. пр = hпр. к+hпр. в)
Аэродинамическое сопротивление приточной камеры hпр. к = hз+hф+hк,
где соответственно аэродинамическое сопротивление:
воздухозаборного устройства hз = 50 Па;
фильтров hф = 70 Па или 100 Па в зависимости от его типа;
калориферов hк по расчету, Па.
Аэродинамическое сопротивление воздуховодов приточной системы hпр. в состоит из сопротивления движению воздуха воздуховодов и регулирующих устройств. В данной работе не рассчитывается, а принимается hпр. в = 290 Па.
Аэродинамическое сопротивление вытяжной системы состоит из сопротивления движению воздуха воздуховодов и регулирующих устройств. В данной работе не рассчитывается, а принимается Hсис. в= hв= 250 Па.
Вентиляторы (тип и номер) подбирают по справочным данным или графикам так, чтобы коэффициент полезного действия вентилятора (КПД) был не менее 0,70.
Пример. Подобрать вентиляторы для приточных камер ПВ–1 (центробежные вентиляторы) и вытяжных систем В–1 (крышные вентиляторы).
Требуемая производительность:
ПВ–1 Lпр. в1=1,1 Lпр1=1,1х6768=7445 м3/ч
В–1 Lв. в1=1,1 Lв1=1,1х4572=5029 м3/ч
Аэродинамическое сопротивление систем вентиляции:
ПВ–1 Нсис. пр1=(hз+hф+hк)+hпр. в=(50+70+77)+290=487 Па,
при hпр. в=290 Па.
В–1 Нсис. в1=hв1=250 Па.
Требуемый напор вентиляторов:
ПВ–1 Нпр. в1=1,1Нсис. пр1=1,1х487=539 Па
В–1 Нв. в1=1,1Нсис. в1=1,1х250=275 Па.
Данные расчета вентиляторов приведены в табл. 3.
Т а б л и ц а 3
Система вентиляции | Количество воздуха в системе, м3/ч | Произво- дительность вентилятора, м3/ч | Аэродинами- ческое сопротив- ление систем, Па | Напор венти-лятора, Па |
ПВ–1 | 6768 | 7445 | 487 | 539 |
В–1 | 4572 | 5029 | 250 | 275 |
Тип, номер и характеристики вентиляторов, принятых к установке, даны в табл. 4 (подобраны по табл. 1.3 приложения 1).
Т а б л и ц а 4
Система вентиля- ции | Тип и номер вентиля-тора | Произво-дительно-сть, м3/ч | КПД, % | Напор венти- лятора, Па | Электродвигатель | |
мощно-сть, кВт | частота вращения, об/мин | |||||
ПВ–1 | В–Ц4–75№6,3 | 9100 | 85 | 667 | 3,0 | 1120 |
В–1 | ВКР №6,3 | 7280 | 74 | 349 | 1,5 | 950 |
2.4.4. Расчет и подбор магистральных воздуховодов
Площадь поперечного сечения магистрального приточного (Fпр, м2) и вытяжного (Fвыт, м2) воздуховодов определяется по формуле:
,
где Lпр(выт)–количество приточного или вытяжного воздуха, проходящего через воздуховод (м3/с); Vв–скорость воздуха (м/с).
Vв можно принять для расчета равной 4–8 м/с.
Пример. Определить площадь поперечного сечения магистральных воздуховодов систем ПВ–1, В–1. Количество приточного воздуха и вытяжного воздуха из примера (параграф 2.3. табл. 2).
Данные расчета сведены в табл. 5 (размеры для подбора воздуховодов даны в табл. 1.4 приложения 1).
Т а б л и ц а 5
Наименова-ние системы вентиляции | Количество воздуха в системе вентиляции, м3/с | Скорость воздуха, м/с | Площадь поперечного сечения воздуховода, м2 | Размеры воздуховода, м |
ПВ–1 | 1,90 | 5 | 0,38 | 0,5 х 0,8 |
В–1 | 1,40 | 5 | 0,28 | 0,4 х 0,8 |
2.5. Расчет тепловой мощности и годового теплопотребления системы вентиляции предприятия
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 |
