Лельков В.Г., Языков А.А. (состав.) Отопление и вентиляция промьшленного здания - файл n1.doc

Лельков В.Г., Языков А.А. (состав.) Отопление и вентиляция промьшленного здания
скачать (329.5 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc330kb.02.11.2012 15:56скачать

n1.doc

  1   2   3
Министерство общего и профессионального образования

Российской Федерации

Хабаровский Государственный Технический Университет


ОТОПЛЕНИЕ И ВЕНТИЛЯЦИЯ ПРОМЫШЛЕННОГО ЗДАНИЯ

Методические указание по курсовому проекту для студентов специальности 290700

«Теплогазоснабжение и вентиляция»


Хабаровск 2000

УДК 697:725,4 (076)
Отопление и вентиляция промьшленного здания.

Методические указания по курсовому проекту для студентов специальности 290700 «Теплогазоснабжение и вентиляция».

Сост. В.Г.Лельков, А.А.Языков – Хабаровск: Хабаровский государственный технический университет, 2000. – 44

Разработаны на кафедре «Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция».

Предназначены для студентов специальности «Теплогазоснабжение и вентиляция» дневного, вечернего и заочного обучения,

Методические указания должны оказывать помощь студенту в части определения содержания проекта, проектного материала, выбора правильной последовательности работы над проектом.

Данная методическая разработка содержит общие рекомендации по выполнению всех основных элементов курсового проекта. Здесь излагается методика отдельных расчетов, связанных с проектированием отопления и вентиляции промышленного здания, приводятся ссылки на нормативную, справочною и учебную литературу,

Печатается в соответствии с решением кафедры и методического совета инженерно-строительного института ХГТУ.
ХГТУ 2000

Оглавление

1. ТЕПЛОВОЙ РЕЖИМ ПОМЕЩЕНИЯ

1.1. Выбор расчетных параметров внутреннего и наружного воздуха

1.1. Расчет тепловых потерь промышленного здания

1.2. Определение теплопоступлений в помещениях промышленного здания

1.3. Составление таблицы теплового баланса и ее анализ

2. ОПРЕ НИЕ ВЛАГОВЫДЕЛЕНИЙ, ГАЗОВЫДЕЛЕНИЙ И ОБЪЕМОВ МЕСТНОЙ ВЫТЯЖНОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ

2.1. Определение влаговыделений

2.2. Определение газовыделений

2.3. Определение объемов местной приточной и вытяжной вентиляции

3. ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ РЕШЕНИЯ ОТОПЛЕНИЯ И ВЕНТИЛЯЦИИ

3.1. Общие рекомендации по принципиальным решениям отопления и вентиляции производственных помещений

3.2. Выбор схемы движения воздуха во все расчетные периоды года

3.3. Определение воздухообменов в помещениях по определенным типам вредностей

3.4. Выбор расчетных воздухообменов во все расчетные периоды

3.5. Выбор и обоснование способа обеспечения теплового режима

помещений в рабочее и нерабочее время

3.6. Выбор и обоснование способов организации (обеспечения) воздухообменов во все расчетные периоды года

3.7. Уточнение параметров воздуха

3.8. Составление таблицы воздушного баланса

4. КОНСТРУККТИВНАЯ ПРОРАБОТКА СИСТБМ ОТОПЛЕНИЯ И ВЕНТИЛЯЦИИ

4.1. Конструктивная проработка систем отопления

4.2. Конструирование систем вентиляции

5. РАСЧЕТ СИСТЕМ И ПОДБОР ОТОПИТЕЛЬНО- ВЕНТИЛЯЦИОННОГО ОБОРУДОВАНИЯ

5.1. Расчет аэрации

5.2. Воздушные завесы

5.3. Очистка воздуха

5.4. Вентиляторы

5.5. Калориферы

6. ГРАФИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
1. ТЕПЛОВОЙ РЕЖИМ ПОМЕЩЕНИЯ
1.1. Выбор расчетных параметров внутреннего и наружного воздуха
Расчетные параметры внутреннего воздуха выбираются с учетом характеристики категории работ и теплонапряженности помещений в соответствии с [1] табл. 1, 2, 3. Категория работ – это разграничение работ на основе общих энергозатрат организма. Легкие физические работы (категория I) – работы, производимые сидя, стоя или связанные с ходьбой но не требующие систематического физического напряжения, энергозатраты до 150 ккал/ч (172 Дж/с). Физические работы средней тяжести (категория II) – работы, связанные с постоянной ходьбой, выполняемые стоя и сидя, но не требующие перемещения тяжести. Энергозатраты 150-200 ккал/ч (172-232 Дж/с) относятся к категории IIа. К категории IIб относятся работы связанные с постоянной ходьбой и переноской небольших (до 10 кг) тяжестей. Тяжелые физические работы связаны с систематическим физическим напряжением, энергозатраты более 250 ккал/ч (239 Дж/с).

По теплонапряженности помещения производственных зданий делятся на помещения со значительными избытками явного тепла, q>2Оккал/м3ч и с незначительными избытками явного тепла, q ? 20 ккал/ м3ч (23 Дж/м3ч).

Конкретные рекомендации по категории работ и теплонапряжености содержатся в нормативной литературе по отдельным типам производственных зданий и приводятся в [7].

Расчетные параметры внутреннего воздуха приводятся в

табл. 1.1, 1.2, 1.3.


Таблица 1.1
Оптимальные нормы температуры и скорости движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений

Сезон года

Категория работ

Температура, 0С

Относительная влажность, %

Скорость движения воздуха, м/с

Холодный период

Легкая - I

20-23

40-60

0,2

Переходный период

Средней тяжести – IIа

18-20

40-60

0,2

Средней тяжести – IIб

17-19

40-60

0,3

Тяжелая - III

16-18

40-60

0,3

Продолжение таблицы 1.1

Теплый период

Легкая - I

22-23

40-60

0,2

Средней тяжести - IIа

21-23

40-60

0,3

Средней тяжести - IIб

20-22

40-60

0,4

Тяжелая - III

18-21

40-60

0,5



Таблица 1.2
Допустимые нормы относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений в холодный и переходный периоды года

Категория работ

Температура воздуха, 0С

Относительная влажность, %

Скорость движения воздуха, м/с

Температура воздуха вне постоянных рабочих мест, 0С

Легкая - I

22-23

75

0,2

15-25

Средней тяжести – IIа

21-23

75

0,3

13-24

Средней тяжести – IIб

20-22

75

0,4

13-24

Тяжелая - III

18-21

75

0,5

12-19


При выборе расчетных параметров внутреннего воздуха необходимо учитывать экономические показатели. Ассимилирующая способность приточного воздуха увеличивается с увеличением параметров внутреннего воздуха и соответственно сокращается воздухообмен Для помещений с недостатками тепла в холодный и переходный тюртаэды года следует принимать меньшее значение темт« ратур, для помещений с избытками теттла и влаги следует принимать большее из значентФ температур и относительной

Расчетные параметры наружного воздуха прыиимаются по приложению 7 ~2] в соответствии с пунктом 2.14 ~2, с. 3~.

Принятые значения параметров внутреннего и наружного воздуха приводятся в проекте в табличной форме.

1.2. Расчет тепловых потерь промышленного здания
1.2.1. Теплотехнический расчет ограждений здания
Теплотехнический расчет наружных стен, перекрытий, световых и дверных проемов здания производится в соответствии с требованиями [3] в следующей последовательности:

- определяется требуемое сопротивление теплопередаче R0тр наружных стен, покрытий, окон, фонарей;

- по R0тр подбирается типовая конструкция ограждения;

- определяется действительное сопротивление теплопередаче принятой конструкции ограждения R. При этом должно выполнятся условие R0тр? R;

- определяется коэффициент теплопередачи ограждения.

Значение сопротивления теплопередаче конструкции пола

зависит от расположения, величины коэффициента теплопроводности, утепляющих слоев и определяется по приложению 8 [2].

Величины сопротивления теплопередаче различных конструкций заполнения световых и дверных проемов приведены в приложении 6* [3].


1.2.2. Тепловые потери через наружные ограждения здания
Основные потери тепла через ограждающие конструкции зданий следует определять по методике, изложенной в приложении 8 [2, с. 48].. Особенность определения тепловых потерь через наружные ограждения промышленного здания заключается в том, что расчетная температура внутреннего воздуха принимается с учетом ее изменения по высоте в соответствии с п. 1 приложения 8 [2, с. 48].

Добавочные потери тепла принимаются в процентах к основным того приложения. Потери тепла на нагрев наружного воздуха, поступающего путем инфильтрации в производственные здания, следует определять в соответствии с приложением 9 [2, с. 49].

Результаты расчета тепловых потерь через наружные ограждения заносятся в таблицу.

1.2.3. Расход тепла на нагрев материалов и транспорта
Расход тепла на нагрев материалов и транспорта определяют по формулам 11.7, 11.8 [4, с. 4О]. В этих формулах коэффициент В, учитывающий долю тепла, поглощаемого материалом за 1 час, зависит от режима поступления холодного материала или транспорта в помещения.

Для производственных помещений, в которых происходит испарение влаги со смоченных поверхностей, необходимо учитывать расход явного тепла на испарение по формуле (VI.52) [6, с. 64].

1.3. Определение теплопоступлений в помещениях промышленного здания
Общие теплопоступления в помещениях складываются из теплопоступлений от нагретого технологического оборудования, от электронагревателей, от станков и механизмов, от нагретого материала или изделия, от продуктов сгорания, а также тепла, поступающего за счет сапвчной радиации (в теплый период года).

1.3.1. Теплопоступления от нагретого технологического оборудования
Методика расчета теплопоступлений от технологического оборудования зависит от типа и особенностей оборудования.

а) количество тепла, поступающего в помещение от нагретой горизонтальной поверхности металлических баков и ванн, определите по формуле:

Qпов=?пов∙(tпов-tв),

Значение температуры поверхности жидкости принимается равной температуре жидкости в баке или ванне, которая задается в технологическом задании. Коэффициент теплопередачи ?пов определяется по графику рис. VI [6 с. 46].

б) Теплопоступления от нагревательных печей, котлов определяются для горизонтальных стен и вертикальных поверхностей по формулам (V.8) [6, с. 46] и (V.9) [6, с. 47].

При необходимости расчета интенсивности теплового излучения из открытого отверстия печи или котла следует пользоваться методикой изложенной [6 с. 47-48].

Исходя из технологической документации, задаются расстоянием от открытого отверстия до рабочего места и определяют коэффициент облученности рабочего места ?р.м., по размерам отверстия определяют коэффициент облученности ?отв с учетом отражения стенок. Наибольшая интенсивность теплового облучения на рабочем месте определяется по формуле (V.14) [6, с. 48].

в) Теплопоступления с продуктами сгорания при выпуске их в цех (при газовой сварке, сжигания газообразного топлива в печах) определяются с учетом топлива и его теплоты сгорания по формуле (V.15) [6, с. 49].

г) Теплопоступления от остывающего материала определяются при изменении его фазового состояния по формуле (V.16) [6, с. 49]. Если изменения фазового состояния происходят, то тепловыделения определяются по формуле (V.17) [6, с. 49].

д) Тепловыделения от оборудования, приводимого в движение электродвигателями, определяют по формуле:

(1.2)

где Nуст – установочная мощность электродвигателя, кВт;

?1 – коэффициент использования установочной мощности (?1=0,7-0,9);

?2 – коэффициент загрузки (?2=0,4-0,9);

?3 – коэффициент одновременности работы оборудования (?3=0,4-1);

?4 – коэффициент перехода тепла в помещение (?4=1 для ткацких станков, перемоточных и крутильных машин, металлорежущих станков; ?4=0,1 для вентиляторов и насосов).

Для механических цехов при постоянной работе металлорежущих станков без охлаждения режущего инструмента тепловыделения определяются из выражения:

Q=249∙Nуст, (1.3)

В тех же цехах, но при охлаждении режущего инструмента эмульсией, тепловыделения составят

Q=151∙Nуст (1.4)

Для инструментальных, сборочных и ремонтных цехов, характеризуемых меньшей загрузкой, тепловыделения составят:

Q=209∙Nуст (1.5)

Для прессовых цехов при обработке металла ?2 рекомендуется принимать 0,4-0,6, тогда

Q=(130ч200)∙Nуст (1.6)

Тепловыделения от оборудования приводимого в действие электродвигателями, предпочтительнее определять по выражению:

Q=ксn∙к3∙Nуст, (1.7)

Где ксn – коэффициент спроса на электроэнергию (табл.1.4);

к3 – коэффициент одновременности работы оборудования к3=О,4ч1).

е) Количество явного тепла, поступающего в помещение с открытой поверхности нагретой воды при известной скорости движения воздуха над поверхностью и температуре поверхности воды, приближенно можно определить по формуле (VI.18) [6, с. 63].

ж) При использовании пара в производственных помещениях для выполнения механической работы количество поступающего в помещение тепла может быть определено по формуле (VI.26) [6, с. 64]. При использовании пара на технологические нужды в некоторых случаях количество тепла, поступающего в помещение, определяется по расходу пара Gпар, кг/ч, прорывающегося в помещение через неплотности в технологических аппаратах и трубопроводах с учетом скрытой теплоты парообразования r, кДж/кг:
Qпар=Gпар/2, (1.8)
Таблица 1.4

Значения коэффициента К

Наименование обоудования

Значение

Металлорежущие станки мелкосерийного производства

0,16

То же, при крупносерийном производстве

0,2

То же при тяжелом режиме работы – штамповальные прессы, автоматы, крупные токарные, фрезерные и расточные станки

0,25

То же с особо тяжелым режимом работы: приводы молотов, ковочных машин, очистных барабанов, бегунов и др.

0,4

Переносной электроинструмент

0,1

Вентиляторы

0,7

Насосы, компрессоры,

Мотор - генераторы

0,75

Краны, тельферы

0,15

Сварочные трансформаторы дуговой электросварки

0,05

Однопостовые сварочные мотор - генераторы

0,35

Многопостовые сварочные мотор – генератор

0,7

Печи сопротивления, сушильные шкафы, нагревательные приборы

0,9

Установка высокой частоты - ТВЧ

0,08-0,12

Примечание: тепловыделения, определенные по выражению (1.7), не учитывает работу местных отсосов.

Количество пара, поступающего в помещения, иногда определяется в процентах (2-4%) от общего расхода пара на технологические нужды.

Тепло и влаговыделения от технологического оборудования можно определить по данным технологических испытаний данного вида технологического оборудования или определить по укрупненным показателям. Такие данные приведены в [7].
1.3.2. Определение количества тепла, поступающего за счет солнечной радиации
Поступление тепла в помещение в теплый период года через световые проемы и покрытия следует определять в соответствии с методикой, приведенной [8, с. 34].

При проектировании вентиляции, основываясь на параметрах А для теплого периода года, в том числе с испарительным охлаждением, теплопоступления через покрытия определяют по среднесуточным значениям без учета изменяющихся величин теплового потока в различные часы суток.

При определении теплопоступлений через лучепрозрачные ограждения расчетный час выбирается из следующих соображений:

- если в помещении все лучепрозрачные ограждения ориентированы в одном направлении, то за расчетный час следует принимать час максимальных теплопоступлений;

- если в помещении лучепрозрачные ограждения ориентированы в двух и более направлениях, то расчетных часов следует выбирать соответственно числу ориентаций и провести расчет всех теплопоступлений (через ограждения всех ориентаций) для каждого расчетного часа. За расчетные принимаются наибольшие теплопоступления;

- расчетный час должен приходится на период занятости помещения людьми или продолжения технологического процесса.

При расчете систем вентиляции допускаются следующие упрощения:

- ориентацию здания принимают с точностью до ±22,50;

- время принимают поясное для данной местности;

- если нет специальных затеняющих козырьков, то затенение окна не учитывают.

При определении расчетного количества тепла, поступающего через лучепрозрачные ограждения, следует учитывать аккумуляцию части тепла внутренними ограждениями помещения.

1.4. Составление таблицы теплового баланса и ее анализ
После определения всех расходов тепла и теплопоступлений составляется таблица теплового баланса. Форма таблицы приводится в табл. 1.4.

Основной целью составления таблицы теплового баланса является определение величины недостатков или избытков тепла в расчетные периоды года, и определение удельной теплонапряженности помещений по формуле:
(1.9)

На основании анализа статей теплопоступлений и тепловых потерь определяют тепловую нагрузку на систему дежурного отопления.

При необходимости перерасчета теплопотерь или теплопоступлений на изменившуюся разность температур пользуются формулой перерасчета:

(1.10)

где Q1 – теплопотери при (t3-t4);

Q2 – теплопотери при (t1-t2).
2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛАГОВЫДЕЛЕНИЙ, ГАЗОВЫДЕЛЕНИЙ И ОБЪЕМОВ МЕСТНОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ
2.1. Определение влаговыделений
Влага поступает в помещение с открытой поверхности емкостей, со смоченных поверхностей пола, оборудования и материалов.

Количество влаги, испаряющейся с открытой водной поверхности, определяется по выражению (VI.21) [6, с. 63]. Если вода значительное время находится в помещении (например, на полу помещения), то количество испаряющейся влаги можно найти из выражения (VI.24) [6, с. 64].

Количество влаги, испаряющейся с поверхности кипящей воды, ориентировочно принимается от 40 до 50 кг/ч с 1 м2 поверхности иcпарений.

Количество пара, поступающего через неплотности технологического паропровода, обычно составляют 0,1 – 0,2 (от расхода пара).

При определении влаговыделений от оборудования снабженного местными отсосами, учитывается эффективность местных отсосов коэффициентом iмо.

При определении количества влаговыделений необходимо помнить, что количество влаги, выделяющейся в помещении и количество скрытого тепла, поступающего с влагой, связаны выражением:

, (2.1)

где Iпара – теплосодержание пара при температуре воздуха в помещении.

Влаговыделения от технологического оборудования и влажных материалов можно определить на основании технологических данных или рекомендаций, изложенных в «Указаниях по проектированию отопления и вентиляции конкретных типов цехов и производств». Часть из них изложена в [7].


2.2. Определение газовыделений
При определении газовыделений со свободных поверхностей жидкости можно юпользовать зави:имосяь (VII.2) [6, с. 18], а при поступлении их через неплотности технологического оборудования используют формулу (VII.2) [6, с. 18].

Массовый расход паров растворителей, выделяющийся при окраске или лакировке изделий вне окрасочных камер, определяются по формуле (VII.5) [6, с. 79]

Газовыделения при работе дизельных и карбюраторных двигателей определяются соответственно по выражениям (VII.7 и VII.8) [6, с. 18]. При этом следует иметь ввиду, что при регулировании работы двигателя и применении шлангового отсоса в помещение поступает 10 % от выделяющихся вредностей.

Газовыделения при сварочных работах зависят от вида сварочных работ, применяемых сварочных материалов и технологического режима работы. Данные по газовыделениям при сварочных работах приводятся в [7].
2.3. Определение объемов местной приточной и вытяжной вентиляции
Местная приемочная вентиляция (воздушное душирование) - наиболее эффективный способ вентиляции для создания постоянных на постоянных рабочих местах требуемых метеорологических условий воздуха. Условия применения воздушного душирования, выбор параметров воздуха, конструктивные решения даны в главе 9 [5, с. 216-219].

В зависимости от конструктивных условий применения воздушного душирования применяются два расчета:

а) При боковой подаче воздуха расчет ведут в соответствии с разделом 9.2 А [5, с. 219].

б) При душировании по способу ниспадающего потока используют 9.2 Б [5, с. 221].

При определении объемов местной вытяжной вентиляции необходимо, прежде всего, учитывать наличие технологического оборудования со встречными местными отсосами. При этом расчет сводится к учету заданных технологических расходов удаляемого воздуха при определении воздухообмена, а также при конструктивных решениях систем вентиляции.

При определении объемов воздуха, удаляемого от местных отсосов, установленных у технологического оборудования, рекомендуется использовать главу 11 [5, с. 229], главу XIV [6, с. 238- 263], <<Нормы» и «Указания» по проектированию отопления и вентиляции для конкретных цехов и производств, часть из них приводится в [7].

При определении расхода воздуха, удаляемого панелью равномерного всасывания (она устанавливается для локализации вредностей у фиксированных постов ручной сварки), необходимо выбирать типовую панель в соответствии с габаритными размерами стола сварщика и определить расход воздуха по выражению:

, (2.2)

где fж.с. – площадь живого сечения, определяется по табл. 2.1;

?ж.с. – принимается по [7].
Таблица 2.1

Характеристика типовых панелей всасывания (равномерного)

Обозначение с отсосом

Всасывающее отверстие

, м

Масса, кг

вверх

вниз

Живое сечение

АЧВ, мм



2П-4П

1П6

2П6

0,086

600Ч645

280

24

25,7

1П7

2П7.5

0,11

750Ч645

315

30

41,4

2П-4П

Н

-------------------------------------------------------------

1П9

3П9

0,13

900Ч645

315

37,8

46,6

3П6

4П6

0,172

600Ч645

400

37,7

51,7

3П7.5

4П7.5

0,22

750Ч645

400

42,5

56,1

3П9

4П9

0,26

900Ч645

400

49

68,2
  1   2   3


Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации