При проектировании систем вентиляции решаются санитарно-гигиенические, технологические и экономические задачи. Необходимо выбирать наиболее простые системы вентиляции и стремиться снизить производительность этих систем, выбирая целесообразные конструктивные и планировочные решения здания, применяя технологические процессы с минимумом вредных выделений. Выбор той или иной системы вентиляции решается совместно со специалистами следующих специальностей: строителями, архитекторами, технологами, сантехниками.
приточные
Наличие различных конструктивных решений для систем вентиляции позволяет выбирать для каждого случая наиболее оптимальную систему. При этом возможны сочетания нескольких вариантов систем вентиляции.
Задача курсового проекта — спроектировать эффективные и экономичные системы вытяжной и приточной вентиляции для данного гражданского здания.
1. Расчет воздухообмена в помещениях
При проектировании приточной вентиляции для большинства помещений общественных зданий, в которых имеются избытки тепла и углекислого газа, воздухообмен определяют по нормативной кратности:, м 3 /ч
, м 3 /ч (1)
где V — объем помещения (по внутреннему обмеру — произведение площади на высоту), м 3 ;
n — нормативная кратность воздухообмена, ч -1 .
Величина n приводится в соответствующих главах СНиП в зависимости от назначения здания и помещения.
Результаты расчета воздухообмена заносятся в таблицу 1.
Таблица 1. Расчет воздухообмена в помещениях
|
№ помещ. |
Наименование помещения |
Площадь помещения, м 2 |
Объем помещения, м 3 |
Кратность воздухообмена, n |
Расход воздуха, м 3 /ч |
|||
|
Приток |
Вытяжка |
Приток |
Вытяжка |
|||||
|
1. |
Зрительный зал с эстрадой |
162 |
486 |
20 м 3 /чел |
20 м 3 /чел |
3000 |
3000 |
|
|
2. |
Кино-проекционная |
31,8 |
95,4 |
3 |
3 |
286,2 |
286,2 |
|
|
3. |
Склад мебели |
10,5 |
31,5 |
— |
1 |
— |
31,5 |
|
|
4. |
Склад бутафории |
11,1 |
33,3 |
— |
1 |
— |
33,3 |
|
|
5. |
Технические помещения |
14,0 |
42 |
— |
2 |
— |
84 |
|
|
6. |
Артистические |
17,5 |
52,5 |
2 |
3 |
105 |
157,5 |
|
|
7. |
Библиотека |
29,7 |
89,1 |
3 |
2 |
267,3 |
178,2 |
|
|
8. |
Кружковая |
39,2 |
117,6 |
2 |
2 |
235,2 |
235,2 |
|
|
9. |
Чайхана |
63,7 |
191,1 |
20 м 3 /чел |
20 м 3 /чел |
1000 |
1000 |
|
|
10. |
Вестибюль-фойе |
65,0 |
195 |
— |
2 |
— |
390 |
|
|
11. |
Касса и администр. |
7,0 |
21 |
— |
3 |
— |
63 |
|
|
12. |
Сан. Узел |
7,0 |
21 |
— |
100 м 3 /унитаз |
— |
100 |
|
2. Расчет и подбор воздухораспределительных устройств
Для подачи и удаления воздуха из помещения используются воздухораспределительные устройства, монтируемые в приточные и вытяжные воздуховоды. Воздухораспределительными устройствами могут быть различные решетки, сетки и т.д. круглого, прямоугольного и квадратного сечения. В курсовом проекте применяются воздухораспределительные устройства в виде прямоугольных решеток марки AMP Расчёт количества воздухораспределительных устройств ведётся исходя из максимально допустимой скорости движения воздуха в сечении решетки, диаметра воздуховода и часового расхода воздуха помещения. При известном расходе воздуха и площади сечения воздуховода, определяем необходимую площадь живого сечения решеток. По данным из каталога, находим площадь свободного сечения решетки для пропуска воздуха и производим подбор решеток и их количество. После чего определяем скорость движения воздуха в свободном сечении:
Где L — расход воздуха через помещение м 3 /ч,
F р — площадь свободного сечения решётки.
Сверяем скорость с диапазоном допустимых скоростей, в курсовом проекте, для притока 0,5 — 1 м/с, для вытяжки 0,5 — 1,5 м/с. Делаем вывод, если скорость выдерживается в заданном диапазоне, решётка нам подходит, если нет, то увеличиваем кол-во решёток на единицу. Производим расчет заново, учитывая, что расход воздуха через помещение поровну разделится между решётками.
Таблица 2. Расчет воздухораспределительных устройств (для притока)
|
№ п/п |
Наименование помещения |
Приток |
||||||||
|
Расход воздуха м 3 /ч |
Расход воздуха м 3 /с |
Расчетная доп. скорость м/с |
Расчетная площ. своб. сечения решётки м 3 /ч |
Кол-во решёток |
Типоразмер решётки |
Фактич. площ. своб. сечения решётки м 3 /ч |
Фактическая скорость м/с |
|||
|
1. |
Зрительный зал с эстрадой |
3000 |
0,83 |
0,75 |
1,1 |
5 |
400х 300 |
0,6 |
0,83 |
|
|
2. |
Кинопроекционная |
286,2 |
0,08 |
0,75 |
0,106 |
2 |
400х 200 |
0,148 |
0,54 |
|
|
3. |
Склад мебели |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
|
|
4. |
Склад бутафории |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
|
|
5. |
Технические помещения |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
|
|
6. |
Артистические |
105 |
0,03 |
0,75 |
0,038 |
1 |
200х 150 |
0,03 |
0,97 |
|
|
7. |
Библиотека |
267,3 |
0,07 |
0,75 |
0,099 |
2 |
200х 150 |
0,11 |
0,675 |
|
|
8. |
Кружковая |
235,2 |
0,07 |
0,75 |
0,087 |
2 |
200х 150 |
0,06 |
1,08 |
|
|
9. |
Чайхана |
1000 |
0,28 |
0,75 |
0,37 |
5 |
400х 200 |
0,37 |
0,751 |
|
|
10. |
Вестибюль-фойе |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
|
|
11. |
Касса и администратор |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
|
|
12. |
Сан. Узел |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
|
Таблица 3. Расчет воздуховытяжных устройств (для вытяжки)
|
№ п/п |
Наименование помещения |
Вытяжка |
||||||||
|
Расход воздуха м 3 /ч |
Расход воздуха м 3 /с |
Расчетная доп. скорость м/с |
Расчетная площ. свобо. сечения решётки м 3 /ч |
Кол-во решёток |
Типоразмер решётки |
Фактич. площ. своб. сечения решётки м 3 /ч |
Фактическая скорость м/с |
|||
|
1. |
Зрительный зал с эстрадой |
3000 |
0,83 |
1 |
1,3 |
4 |
400х 300 |
0,48 |
1,04 |
|
|
2. |
Кинопроекционная |
286,2 |
0,08 |
1 |
0,08 |
1 |
200х 150 |
0,06 |
1,32 |
|
|
3. |
Склад мебели |
31,5 |
0,01 |
1 |
0,01 |
1 |
100х 200 |
0,02 |
0,44 |
|
|
4. |
Склад бутафории |
33,3 |
0,01 |
1 |
0,01 |
1 |
100х 200 |
0,02 |
0,46 |
|
|
5. |
Технические помещения |
84 |
0,02 |
1 |
0,02 |
1 |
100х 200 |
0,055 |
1,17 |
|
|
6. |
Артистические |
157,5 |
0,04 |
1 |
0,04 |
1 |
300х 200 |
0,055 |
0,80 |
|
|
7. |
Библиотека |
178,2 |
0,05 |
1 |
0,05 |
1 |
300х 200 |
0,055 |
0,90 |
|
|
8. |
Кружковая |
235,2 |
0,07 |
1 |
0,07 |
2 |
300х 200 |
0,11 |
0,59 |
|
|
9. |
Чайхана |
1000 |
0,28 |
1 |
0,28 |
4 |
400х 200 |
0,296 |
0,94 |
|
|
10. |
Вестибюль-фойе |
390 |
0,11 |
1 |
0,11 |
2 |
400х 200 |
0,148 |
0,73 |
|
|
11. |
Касса и администратор |
63 |
0,02 |
1 |
0,02 |
1 |
100х 200 |
0,055 |
0,88 |
|
|
12. |
Сан. Узел |
100 |
0,03 |
1 |
0,03 |
1 |
100х 200 |
0,055 |
1,39 |
|
3. Приток и удаление воздуха из помещений
Приток воздуха в помещения осуществляется посредством приточной системы вентиляции, состоящей из:
Воздухоприемного устройства:
- Приточной камеры (приточной установки), в которую монтируется вентиляционное оборудование: воздушные клапаны, фильтры, калориферы, воздухоувлажнители, вентиляторы, и т.д.;
- Разветвленной сети приточных металлических воздуховодов;
- Отверстий или насадок для выпуска воздуха;
- Регулирующих устройств (диафрагма, дроссель клапан, заслонка и т.д.).
Воздухоприемное устройство должно быть увязано с архитектурой здания, располагаться в чистой проветриваемой зоне. Чтобы загрязненный воздух не попадал в приточную, камеру их располагают в 12 м. по горизонтали и 6 м. по вертикали от мест загрязнения. Воздухоприемное устройство должно быть выполнено в виде нерегулируемой жалюзийной решетки, после которой по ходу движения воздуха расположен двустворчатый воздушный клапан, с утеплением, который регулируется автоматически. Воздухоприемные устройства могут быть выполнены в виде приставной шахты, или располагаться на кровле здания, при этом расстояние между приточной и вытяжной должно быть не менее 8 м. по горизонтали. Если воздух не загрязнен, то не менее 2 м.
Всё оборудование приточной вентиляционной камеры монтируется на всасывающей линии вентилятора. Воздух поступает в жалюзийную решетку, проходит приточный клапан, очищается в фильтре, в холодный период года, нагревается в калорифере и вентилятором подается в приточный воздуховод, по которому через воздухораспределительные устройства поступает непосредственно в помещение.
Оборудование приточной камеры должно быть размещено таким образом, чтобы обеспечить удобство монтажа, демонтажа и обслуживания оборудования. Проходы делаются не менее чем 0,7м.
4. Аэродинамический расчет систем приточной и вытяжной вентиляции
воздухообмен аэродинамический приточный калорифер
Аэродинамический расчёт выполняется с целью определить:
1 ) размеры сечений воздуховодов;
2) общие потери давления в сети.
Расчет начинаем с выбора магистрали. В качестве магистрали выбираем наиболее протяженный воздуховод с наибольшим количеством тройников, отводов и других сопротивлений.
Сначала рассчитываются общие потери давления в магистрали, а затем аналогично производится расчет ответвлений.
Значения расхода, длины воздуховодов берем из аксонометрической схемы. Далее по имеющимся расходам и скорости воздуха подбираются диаметры или сечения участков и путем интерполяции определяется коэффициент удельных потерь давления на трения. Так как значения диаметра в таблице приведены для круглых воздуховодов, поэтому за расчетную величину d принимается значение dэкв . Значения эквивалентных диаметров определяются по справочнику.
Определяется фактическая скорость движения воздуха в воздуховоде, В дальнейших расчетах принимается фактическая скорость, Потери давления на трение определяются по формуле:
где — поправочный коэффициент на потери давления на трение (зависит от абсолютной эквивалентной шероховатости).
Динамическое давление в воздуховоде рассчитывается по фактической скорости и определяется по формуле:
Р дин =
Рассчитываем, Потери давления на местные сопротивления определяются по формуле:, Определяем потери давления на участке, Определяем потери давления по основному направлению магистрали
- потери давления в вентиляционном оборудовании
При расчёте ответвлений следует рассчитывать только те участки, которые, Если не выполняется условие
то либо расчёт выполняют заново, подбирая другие сечения ВВ
После увязки давлений во всех ответвлениях аэродинамический расчёт, Результаты аэродинамического расчета заносим в таблиц
Таблица 4.
|
№ уч |
Вид сопротивления |
ж |
У |
№ уч |
Вид сопротивления |
ж |
У |
||
|
П 1 |
В 1 |
||||||||
|
1. |
Решетка |
2,2 |
2,57 |
1 |
Решетка |
2,2 |
2,57 |
||
|
Изменение поп. сеч. |
0,16 |
Изменение поп. сеч. |
0,16 |
||||||
|
Решётка на проход |
0,21 |
Решётка на проход |
0,21 |
||||||
|
2. |
Отвод на 90є |
0,35 |
0,56 |
2 |
Решётка на проход |
0,21 |
0,37 |
||
|
Решётка на проход |
0,21 |
Изменение поп. сеч. |
0,16 |
||||||
|
3. |
Изменение поп. сеч. |
0,36 |
0,57 |
3 |
Решётка на проход |
0,21 |
0,21 |
||
|
Решётка на проход |
0,21 |
4 |
Отвод на 90є |
0,35 |
0,81 |
||||
|
4. |
Изменение поп. сеч. |
0,36 |
0,57 |
Тройник на проход |
0,3 |
||||
|
Решётка на проход |
0,21 |
Изменение поп. сеч. |
0,16 |
||||||
|
5. |
Отвод на 90є |
0,35 |
0,55 |
5 |
Тройник на проход |
0,3 |
0,46 |
||
|
Тройник на проход |
0,2 |
Изменение поп. сеч. |
0,16 |
||||||
|
6 |
Изменение поп. сеч. |
0,36 |
1,06 |
6 |
Решётка на проход |
0,21 |
0,37 |
||
|
Тройник на проход |
0,25 |
Изменение поп. сеч. |
0,16 |
||||||
|
7 |
Изменение поп. сеч. |
0,36 |
0,66 |
7 |
Тройник на проход |
0,3 |
0,3 |
||
|
Тройник на проход |
0,5 |
8 |
Решётка на проход |
0,21 |
0,37 |
||||
|
8 |
Отвод на 90є |
0,35 |
0,56 |
Изменение поп. сеч. |
0,16 |
||||
|
Решётка на проход |
0,21 |
9 |
Тройник на проход |
0,3 |
0,3 |
||||
|
9 |
Отвод на 90є |
0,7 |
1 |
10 |
Тройник на проход |
0,3 |
0,46 |
||
|
Тройник на проход |
0,3 |
Изменение поп. сеч. |
0,16 |
||||||
|
10 |
Клапан |
0,5 |
2,7 |
11 |
Отвод на 90є |
0,35 |
0,81 |
||
|
Решетка |
2,2 |
Изменение поп. сеч. |
0,16 |
||||||
|
11 |
Решетка |
2,2 |
2,41 |
Тройник на проход |
0,6 |
||||
|
Решётка на проход |
0,21 |
12 |
Решётка на проход |
0,21 |
0,37 |
||||
|
12 |
Тройник на ответвл. |
0,4 |
0,4 |
Изменение поп. сеч. |
0,16 |
||||
|
13 |
Решетка |
2,2 |
2,41 |
13 |
Тройник на проход |
0,4 |
0,3 |
||
|
Решётка на проход |
0,21 |
14 |
Клапан |
0,5 |
2,7 |
||||
|
14 |
Тройник на ответвл. |
0,4 |
0,4 |
Решетка |
2,2 |
||||
|
15 |
Решетка |
2,2 |
2,41 |
15 |
Решетка |
2,2 |
2,65 |
||
|
Решётка на проход |
0,21 |
Тройник на ответвл. |
0,45 |
||||||
|
16 |
Тройник на ответвл. |
0,4 |
0,4 |
16 |
Решетка |
2,2 |
2,5 |
||
|
17 |
Решетка |
2,2 |
2,76 |
Тройник на ответвл. |
0,3 |
||||
|
Изменение поп. сеч. |
0,16 |
17 |
Решетка |
2,2 |
2,5 |
||||
|
Тройник на проход |
0,3 |
Тройник на проход |
0,3 |
||||||
|
18 |
Решётка на проход |
0,21 |
0,21 |
18 |
Изменение поп. сеч. |
0,16 |
0,37 |
||
|
19 |
Изменение поп. сеч. |
0,16 |
0,37 |
Решётка на проход |
0,21 |
||||
|
Решётка на проход |
0,21 |
19 |
Изменение поп. сеч. |
0,16 |
0,16 |
||||
|
20 |
Изменение поп. сеч. |
0,16 |
0,37 |
20 |
Тройник на ответвл. |
0,35 |
0,35 |
||
|
Решётка на проход |
0,21 |
21 |
Решетка |
2,2 |
2,41 |
||||
|
21 |
Отвод на 90є |
0,7 |
1,05 |
Решётка на проход |
0,21 |
||||
|
Тройник на ответвл. |
0,35 |
22 |
Тройник на ответвл. |
0,35 |
0,35 |
||||
|
22 |
Решетка |
2,2 |
2,6 |
23 |
Решетка |
2,2 |
2,5 |
||
|
Тройник на ответвл. |
0,4 |
Тройник на ответвл. |
0,3 |
||||||
|
23 |
Решетка |
2,2 |
3,3 |
24 |
Решетка |
2,2 |
2,76 |
||
|
Тройник на проход |
0,35 |
Отвод на 90є |
0,35 |
||||||
|
Отвод на 90є |
0,7 |
Решётка на проход |
0,21 |
||||||
|
24 |
Отвод на 90є |
0,7 |
2,9 |
25 |
Отвод на 90є |
0,35 |
0,65 |
||
|
Тройник на ответвл. |
2,2 |
Тройник на ответвл. |
0,3 |
||||||
|
26 |
Решетка |
2,2 |
3,01 |
||||||
|
Отвод на 90є |
0,35 |
||||||||
|
Изменение поп. сеч. |
0,16 |
||||||||
|
Тройник на проход |
0,4 |
||||||||
|
27 |
Изменение поп. сеч. |
0,16 |
0,46 |
||||||
|
Тройник на проход |
0,25 |
||||||||
|
28 |
Тройник на ответвл. |
0,45 |
0,45 |
||||||
|
29 |
Решетка |
2,2 |
2,5 |
||||||
|
Тройник на ответвл. |
0,3 |
||||||||
|
30 |
Решетка |
2,2 |
2,5 |
||||||
|
Тройник на ответвл. |
0,3 |
||||||||
|
31 |
Решетка |
2,2 |
2,57 |
||||||
|
Изменение поп. сеч. |
0,16 |
||||||||
|
Решётка на проход |
0,21 |
||||||||
|
32 |
Изменение поп. сеч. |
0,16 |
0,36 |
||||||
|
Тройник на проход |
0,25 |
||||||||
|
33 |
Изменение поп. сеч. |
0,16 |
0,37 |
||||||
|
Решётка на проход |
0,21 |
||||||||
|
34 |
Изменение поп. сеч. |
0,16 |
0,37 |
||||||
|
Решётка на проход |
0,21 |
||||||||
|
35 |
Тройник на ответвл. |
0,3 |
0,3 |
||||||
|
36 |
Решетка |
2,2 |
2,41 |
||||||
|
Решётка на проход |
0,21 |
||||||||
|
37 |
Тройник на ответвл. |
0,7 |
0,7 |
||||||
5. Расчет калориферов для приточной системы вентиляции, Подбор калорифера, Расход тепла
, (7)
где — удельная теплоёмкость воздуха, равная 1 кДж/(кг о С);
- масса нагреваемого воздуха, кг/ч;
где — средняя плотность нагреваемого воздуха, кг/м 3 ;
- объёмный расход приточного воздуха, м 3 /ч;
и — температура воздуха соответственно до и после калорифера, о С.
Площадь поверхности нагрева , м 2 , определяют по формуле:
, (8)
где — расход тепла на нагревание воздуха, Вт;
- коэффициент теплопередачи калорифера, Вт / (м о С);
- средняя температура теплоносителя, о С;
- средняя температура нагреваемого воздуха, проходящего через калорифер, о С;
1,1…1,2- коэффициент запаса.
Коэффициент теплопередачи калорифера K выражается следующей формулой:
, (9)
где , и — коэффициенты и показатели степени, зависящие от конструкции калорифера.
Массовую скорость, кг/(с м 2 ), определяют по формуле
, (10)
откуда
, м 2 . (11)
При подборе калориферов из экономических соображений массовую скорость принимают равной 5-10 кг/(с м 2 ).
Скорость движения воды в трубках калорифера , м/с, определяют по формуле:
, (12)
где — расход тепла для нагревания воздуха, Вт; — удельная теплоёмкость воды, равная 4,1871 кДж / (кг о С); — плотность воды, равная 1000 кг/м3 ; — площадь живого сечения для прохода теплоносителя, м2 .
Средняя температура воздуха, проходящего через калорифер, определяется как среднее арифметическое начальной и конечной температур:
- (13)
Средняя температура теплоносителя (при теплоносителе воде) принимается равной средней арифметической температуре горячей и обратной воды:
- (14)
Система П1.
Рассчитать калориферную установку для нагревания воздуха в количестве: =3000 кг/ч от = -28,2 °С до = +20 °С.
Теплоноситель — перегретая вода ( = 130 °С, = 70 °С).
Определяем необходимый расход тепла на подогрев приточного воздуха:
Задаваясь массовой скоростью = кг/(с м 2 ), определяем необходимую площадь живого сечения калориферной установки:
м 2 .
Принимаем калорифер модели КСк 4-8-02АХЛ 3 . Площадь фронтального сечения (площадь живого сечения по воздуху) м 2 , площадь для прохода теплоносителя (площадь живого сечения по воде) м2 , площадь поверхности нагрева одной секции калорифера КСк 4-8-02АХЛ 3 : м2 .
Фактическая массовая скорость движения теплоносителя составит:
кг/(м 2 с).
Скорость движения воды в трубках калорифера составит:
м/с.
Для кг/(м 2 с), м/с, коэффициент теплопередачи калорифера составит Вт/(м2 о С).
Требуемая площадь поверхности нагрева калориферной установки:
м 2 .
Число подлежащих установке калориферных секций составит:
секция.
Запас по теплу будет равен:
Запас по теплу не превышает 15%
Список использованной литературы
[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/kursovoy/ventilyatsiya-kinoteatra/
1. СНиП 2.04.05-91. Отопление, вентиляция и кондиционирование. Госстрой СССР. — М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1988.
2. Справочник проектировщика. Внутренние санитарно — технические устройства. Ч. 3, кн.1, кн.2. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Под. ред. Н.Н. Павлова. — М.: Стройиздат, 1992 г.
3. Богословский В.Н. и др. Отопление и вентиляция. — М.: Стройиздат, 1980г.
4. Тихомиров. К.В., Сергеенко С.Э. Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция. — М.: Стройиздат, 1991 г.
5. Лабораторный практикум по теплогазоснабжению и вентиляции. — Минск: Вышэйшая школа, 1973 г.
