close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

337. Вентиляция и отопление

код для вставкиСкачать
Министерство образования и науки РФ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Воронежский государственный архитектурно-строительный университет»
КАФЕДРА ОТОПЛЕНИЯ И ВЕНТИЛЯЦИИ
Вентиляция и отопление
промышленного здания
Методические указания
к выполнению курсового проекта
для студентов бакалавриата всех форм обучения
направления подготовки 270800 «Строительство»,
профиль «Теплогазоснабжение и вентиляция»
Воронеж 2013
1
УДК 697.922
ББК 085
Составители
И. И. Полосин, С. А. Колодяжный, Б. П. Новосельцев
Печатается по решению научно-методического совета
Воронежского ГАСУ
ВЕНТИЛЯЦИЯ И ОТОПЛЕНИЕ ПРОМЫШЛЕННОГО ЗДАНИЯ:
метод. указания к выполнению курсового проекта для студ. бакалавриата / Воронеж. гос. арх.-строит. ун-т.; сост.: И.И. Полосин, С.А. Колодяжный, Б.П.
Новосельцев. – Воронеж, 2013. –48 с.
Приведены рекомендации по составу и содержанию курсового проекта
«Вентиляция и отопление промышленного здания», с использованием в проекте технической, справочной и нормативной литературы.
Предназначены для студентов направления подготовки 270800 «Стро ительство», профиль «Теплогазоснабжение и вентиляция» для бакалавров всех
форм обучения
Табл.: 11. Библиогр.: 25
УДК 697.222
ББК 085
Рецензент - Ю. И. Чердаков, директор фирмы «Озон»
2
ВВЕДЕНИЕ
Цель курсового проектирования - обеспечить систематизацию, расширение, углубление и закрепление знаний, полученных студентами при изучении дисциплины «Вентиляция».
В результате выполнения проекта должно быть получено рациональное,
экономичное и экологически безопасное решение вентиляции объекта, обо снованное расчетами и обеспечивающее условия безопасного выполнения монтажа, пожаро- и взрывобезопасной эксплуатации и обслуживания отопительно-вентиляционных систем.
Объем расчетной и графической частей курсового проекта устанавливается руководителем проекта и должен быть минимальным. Все необходимые
пояснения, связанные с выбором устройств систем вентиляции, целесообразно
помещать в пояснительной записке.
За принятые в проекте решения и правильность всех данных отвечает
автор курсового проекта.
Указанный курсовой проект может явится основой будущей выпускной
квалификационной работы, в которой район строительства, вид и параметры
теплоносителя, расположение технологического оборудования, тип выделяющихся вредных веществ и их количество оставляют без изменения. В допо лнение студент-дипломник выполняет разделы: патентные исследования, эколого-экономическое обоснование принятых решений, автоматизацию систем
отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, организацию и технологию производства и монтажа систем обеспечения микроклимата, охрану
труда и технику безопасности, использование вторичных энергорес урсов и
разрабатывает инженерно-технические мероприятия по защите окружающей
среды и др. по согласованию с руководителем выпускной квалификационной
работы.
Исходные данные к проекту
Исходными данными к проекту являются:
- район строительства и место расположения объекта на ситуационной картесхеме промышленного предприятия, роза ветров для наиболее жаркого месяца
года, план и разрез производственного здания, размещение технологического
оборудования и его спецификация, краткое описание технологического пр оцесса;
- источник теплоснабжения и параметры теплоносителя;
- режим работы объекта в течение года;
- категория тяжести работ;
- перечень загрязняющих веществ.
3
Состав проекта
Курсовой проект выполняется согласно заданию к курсовому проекту
«Вентиляция и отопление промышленного здания» и состоит из расчетнопояснительной записки объемом 30-40 страниц текстового материала и 1÷2-х
листов чертежей формата А1.
Перечень и последовательность выполнения расчетов
Расчеты систем вентиляции производственного здания являются составной частью проекта, на основании которого разрабатывается графический материал.
Расчеты рекомендуется проводить в следующей последовательности.
1.Выбор расчетных параметров наружного воздуха.
2.Расчет и выбор параметров воздуха помещения.
3.Расчеты расходов теплоты:
на компенсацию потерь тепла ограждающими конструкциями помещения;
на нагрев воздуха, поступающего вследствие инфильтрации;
на нагрев воздуха, поступающего через воздушные завесы на наружных воротах;
на обогрев транспорта, поступающего в помещение снаружи;
на нагрев материалов и деталей, поступающих снаружи.
4. Расчеты поступления теплоты:
от солнечной радиации;
от технологического оборудования и процессов;
от системы отопления с местными отопительными приборами.
5.Составление теплового баланса помещения.
6.Изучение технологического процесса.
7.Расчет поступлений в помещение вредностей от технологического
оборудования, процессов и транспорта.
8.Расчет местной вытяжной вентиляции.
9.Расчет местной приточной вентиляции.
10.Расчет воздухообменов общеобменной вентиляции:
на ассимиляцию избытков теплоты или компенсацию недостатков
теплоты;
на разбавление до предельно-допустимой концентрации /ПДК/ вредностей.
11. Определение минимального количества наружного воздуха.
12. Выбор расчетного воздухообмена помещений для обеспечения санитарно-гигиенических требований и норм взрывопожарной безопасности.
13.Составление воздушного баланса помещений.
14.Расчет аэрации и естественной вентиляции.
15.Расчет воздушных завес.
16.Конструирование систем отопления и вентиляции.
4
17. Расчет воздуховодов и выбор оборудования системы приточной вентиляции.
18. Расчет воздуховодов и выбор оборудования системы вытяжной вентиляции.
19. Выбор типа пылегазоулавливающего оборудования, теплоутилизаторов.
20.Акустический расчет системы вентиляции.
21.Технико-экономические показатели проекта.
Оформление расчетов
Содержание расчетов должно быть минимальным, позволяющим судить
о правильности выбранного решения устройства систем вентиляции.
1. Выбор параметров наружного воздуха
При расчете систем вентиляции, воздушного душирования и воздушного отопления в зависимости от их вида и назначения следует принимать:
- расчетные параметры А для теплого и Б для холодного периодов года при проектировании общеобменной вентиляции, предназначенной для удаления вредных веществ 1, 2, 3, 4 класса опасности или для компенсации воздуха,
удаляемого местными отсосами и технологическим оборудованием, а также
воздушного душирования наружным воздухом;
- расчетные параметры Б для холодного периода - при проектировании
воздушного отопления, воздушных и воздушно-тепловых завес.
Расчетные параметры наружного воздуха принимаются по СНиП
41-01-2003 [1] и записывается в табл. 1.
В табл. 1 представлены в качестве примера расчетные параметры
наружного воздуха для г.Курска.
Таблица 1
Расчетные параметры наружного воздуха.
Период года
Теплый
Холодный
Переходные условия
Параметр
А
Б
А
Б
-
Температура,
tH°С
22,9
27,8
-14
-26
8
5
Удельная энтальпия IH,
кДж/кг
51
53,6
-11,7
-26
22,5
Скорость ветра
v, м/с
3,5
3,5
6,7
6,3
-
2. Выбор и расчет параметров воздуха помещения
Допустимые метеорологические условия в рабочей зоне производственных помещений предприятий во время проведения основных и ремонтно вспомогательных работ следует принимать по СНиП [1] или прил. 1.
Оптимальные метеорологические условия в рабочей зоне помещений
производственных зданий и сооружений следует принимать при наличии соответствующих требований, а также в тех случаях, когда обеспечение этих
условий не требует значительных дополнительных затрат.
При выборе температуры воздуха помещения в рабочее время суток в
холодный период года рекомендуется придерживаться минимальных значений
при недостатках тепла и максимальных - при избытках тепла в помещении.
При расчете устройств вентиляции в теплый период года температуру воздуха
в рабочей зоне помещения следует принимать максимальную из допустимых
температур. Относительная влажность воздуха в рабочей зоне помещения
должна определяться расчетом, но во всех случаях она не должна превышать
требования СНиП [1] или прил. 1. Предварительную величину относительной
влажности воздуха в рабочей зоне помещений можно принимать: для термического, кузнечно-прессового и литейного производства - 45%, для сварочного, металлообрабатывающего, сборочного производства - 50%, для металлообрабатывающего с применением эмульсии, гальванического, окрасочного производства - 60%. Подвижность воздуха на постоянных рабочих местах при
воздушном душировании должна соответствовать СНиП [1] или прил. 2.
В нерабочее время суток в отапливаемых производственных помещениях температура воздуха принимается 5°С [1].
В табл. 2, в качестве примера приведены расчетные параметры воздуха
помещения для термического и сборочного цехов в г.Курске.
Таблица 2
Допустимые расчетные параметры воздуха в рабочей зоне произво дственных помещений
Категория работ
Тяжелая-Ш
Средней тяжести
IIа
Теплый период года
Холодный период года
tВ,°C
v, м/с
tВ,°C
v, м/с
,%
,%
Термический цех
26
65
0,6
18
65
0,5
Сборочный цех
27
65
0,5
17
65
0,3
Температура воздуха в верхней зоне (она же температура уходящего
воздуха) помещения при наличии избытков тепла отличается от температуры
воздуха рабочей зоны и определяется во все периоды года по формуле
tв.з.= tn+KL(tр.з.-tn),
(1)
где tn -температура приточного воздуха, °С; KL - коэффициент эффективности воздухообмена (прил. 3).
6
Температура приточного воздуха tn в первом приближении определяется
следующим образом. Выбирают согласно прил. 6 схему организации воздухообмена и определяют tn для холодного и переходного периода года по формуле
tn = tр.з.-Δt,
(2)
где Δt - перепад температур, принимаемый 3-6°С при подаче воздуха
непосредственно в рабочую зону, а также сверху под углом или вертикально;
6-8°С при подаче воздуха в верхнюю зону или в рабочую зону, но в отдалении
от рабочих мест.
В случае недостатков теплоты в помещении, когда воздух раздается с осредоточенными струями, затухающими вне рабочей зоны, а вентиляция с овмещена с отоплением, tв.з. в первом приближении определяется по формуле
tв.з.=tр.з.+3
(3)
В теплый период года tn принимается равной tн по параметру А или при
технико-экономическом обосновании – tн=tохл,
где tохл - температура наружного воздуха после его адиабатного охлаждения, °С.
3. Расчет расходов теплоты
3.1. Компенсация потерь теплоты ограждающими конструкциями
помещения
Расчет теплопотерь зданием допускается определять по укрупненным
измерителям по формуле (8.19) [2]
Q=a q Vн (tв.ср.-tн),
(4)
где а - коэффициент учета района строительства здания:
a=0,54+22/(tв.cp -tн),
(5)
3
q - удельная тепловая характеристика здания, Вт/(м °С),
Vн - объем отапливаемой части здания по наружному обмеру, м3 (высоту
отсчитывают от уровня земли);
tн - температура наружного воздуха по параметру Б, °С;
tв.ср - средняя температура воздуха помещения, °С
t р, з,
t в.ср
t в. з
2
Удельную тепловую характеристику рекомендуется принимать (0,3÷0,6)
Вт/(м °С) для цехов горячей обработки металлов; (0,3÷0,5) Вт/(м3 °С) для цехов механической обработки металлов; (0,6÷0,8) Вт/(м3 °С) для гальванических и травильных цехов.
3
7
3.2. Расход теплоты на нагрев воздуха, поступающего вследствие
инфильтрации
Количество инфильтрующегося воздуха не учитывается в воздушном
балансе помещения, а расход тепла на его нагревание - если в холодный период года осуществляется аэрация.
Расход тепла на нагрев воздуха, поступающего в помещение путем инфильтрации, допускается определять в размере 30% потерь теплоты ограждающими конструкциями зданий или помещений [1].
3.3. Расход теплоты на нагрев воздуха, поступающего
через воздушные завесы наружных ворот
Воздушными завесами практически невозможно полностью препятствовать проникновению наружного воздуха через ворота внутрь помещений. Поэтому в тепловой баланс помещения вводится расход теплоты, Вт, на нагрев
воздуха, поступающего через завесы, который определяется по формуле
G
n
Qв.з. =0,278 зав. (t рз -t см ) ,
q
60
где Gзав - количество воздуха, подаваемого в завесу, кг/ч;
(6)
q - отношение количества воздуха, подаваемого в завесу Gзав, к количеству смеси воздуха, проходящего в помещение через проем ворот Gnp , принимается q=0,6-0,7;
tсм, - температура смеси воздуха, проходящего через проем ворот, которая принимается равной [1]: 14° - при легкой физической работе; 12° - при работе средней тяжести; 8° - при тяжелой работе;
n -время, на которое открываются ворота, мин. (принимается 5-10мин в
час.
Количество воздуха, кг/ч, подаваемого в завесу, определяется по формуле
G зав
3600 q
пр
Fпр 2 9,81 h
н
р. з
см
,
(7)
где μпр =0,25÷0,27 - коэффициент расхода проема ворот;
Fпр - площадь проема ворот, м2;
h - расчетная величина, которая соответствует расстоянию от середины
проема ворот до нейтральной зоны, м;
ρн, ρрз, ρсм - плотность воздуха соответственно наружного, рабочей зоны
помещения, района ворот, кг/м 3.
Расстояние, м, от середины проема ворот до нейтральной зоны опред еляется по формуле [15] в помещениях, имеющих открытые аэрационные
проемы,
h=0,5(hпр +hвыт);
(8)
8
при закрытых аэрационных проемах
h=0,5hвыт;
(9)
при отсутствии аэрационных проемов
h=0,5HB,
(10)
где hпр - расстояние от середины проема ворот до середины приточных
проемов, м;
hвыт - расстояние от середины проема ворот до середины вытяжных проемов, м;
Нв - высота проема ворот, м.
Количество одновременно открытых дверей или ворот рекомендуется
принимать: одни - при количестве наружных дверей или ворот в помещения
до трех, и двух, когда в помещении четверо и более дверей или ворот. Если в
помещении предусмотрены пожарные ворота, то они не оборудуются воздушными завесами.
3.4. Расчет расходов теплоты на нагревание материалов
и транспорта, поступающих в помещение с улиц
Количество теплоты, Вт, по каждому помещению, расходуемое на
нагревание поступающих снаружи материалов, деталей, изделий и транспортных средств определяется по формуле [5]
Qмат = Gм c(tв-tм) В,
(11)
где Gм - масса материалов, транспортных средств, поступающих в помещение с улицы, кг, в течение заданного интервала времени;
с - удельная массовая теплоемкость материала Дж/(кг К), (среди распространенных материалов теплоемкость меди 420; стали и чугуна 480; большинства строительных материалов 840-880; верхней шерстяной одежды 1590; изделий из дерева 2300; воды 4187);
tм - температура поступившего материала, °С;
В - поправочный коэффициент, выражающий среднее уменьшение полной разности температуры (tв-tм) во всем объеме материала за интервал времени с начала нагревания в помещении, принимается по табл. 3.
Поправочный коэффициент В
Продолжительность нахождения в
помещении материала, изделий,
одежды и транспортных средств
Для первого часа
Для второго часа
Для третьего часа
Таблица 3
Значения коэффициента В
Для несыпучих мате- Для сыпучих
Для одежды
риалов и транспорта
материалов
0,5
0,4
0,35
0,3
0,25
0,2
0,2
0,15
0,12
Температуру материала, поступающего из одного помещения в другое,
принимают по данным технологического проекта. Температуру изделий и ма9
териала, поступающих снаружи, принимают: для металла - равной расчетной
температуре наружного воздуха tн для проектирования отопления; для других
несыпучих материалов - на 10°С выше tн; для сыпучих материалов (песок, руда, уголь и др.), а также волокон и одежды - на 15°С выше tн.
Собственную массу транспортных средств принимают по справочникам.
Собственная масса современных автомобилей, приходящаяся на 1кВт мощности двигателя, составляет для легковых автомобилей 20-22, грузовых автомобилей, самосвалов, автобусов 55-65 кг.
4. Расчет поступления теплоты
4.1. Поступление теплоты от солнечной радиации
При проектировании систем вентиляции промышленных зданий и сооружений следует учитывать поступление тепла в помещения в теплый период года через световые проемы и покрытия для наиболее жаркого времени года и расчетного часа суток по истинному солнечному времени.
Поступление тепла за счет солнечной радиации через световые проемы
определяется без учета разности температур наружного и внутреннего воздуха
по методике, изложенной в справочнике [4].
Для переходных условий поступления теплоты от солнечной радиации
принимаются по теплому периоду, а в холодный период не учитываются.
При выполнении курсового проекта допускается теплопоступления в
помещение от солнечной радиации определять по формулам:
для остекленных поверхностей, Qрадост, Вт:
Qрадост=AостqостBост,
(12)
для покрытий, Qрадост ,Вт:
Qрадост =AпqпKогр ,
(13)
где Аост - площадь поверхности остекления, м 2 ;
Ап - площадь поверхности покрытия, м 2;
qост - величина радиации через 1м2 поверхности остекления, зависящая
от ее ориентации по сторонам света (табл. 4);
qп - величина радиации через 1м2 поверхности покрытия (табл. 5);
Вост - коэффициент, зависящий от характеристики остекления (табл. б);
Когр - коэффициент теплопередачи покрытия, Вт/(м3 °С).
При подсчете теплопоступлений в помещение от солнечной радиации
следует принять большую из двух величин: теплопоступление через остекление, расположенное в одной стене, в сумме с теплопоступлением через покр ытие и фонарь или теплопоступление через остекление, расположенное в двух
10
взаимно-перпендикулярных стенах, с коэффициентом 0,7 в сумме с теплопоступлением через покрытие и фонарь.
Таблица 4
Удельная радиация qост через остекление поверхности, Вт/м 2
70
100
100
87
87
90
75
100
87
90
75
100
87
90
75
210
185
90
168
210
185
210
168
185
168
210
145
185
168
186
145
200
174
186
168
200
174
210
145
160
145
210
128
130
116
160
98
200
174
130
168
185
170
210
145
185
То же, с деревянными переплетами
170
186
145
150
186
Фонарь с двойным вертикальным остеклением с металлическими переплетами
140
То же, с металлическими
переплетами
160
Окна с двойным остеклением с деревянными переплетами
127
Стороны света и широта
Характеристика остекленЮго-восток и
Северо-восток и
Юг
Восток и запад
ной поверхности
юго-запад
северо-запад
35° 45° 55° 65° 35° 45° 55° 65° 35° 45° 55° 65° 35° 45° 55° 65°
Примечание: для остекленных поверхностей, ориентированных на север,
qост=0.
Таблица 5
Теплопоступления через покрытия
Солнечная радиация через покрытие
При плоском (бесчердачном) покрытии:
Для широты 35°
Для широты 45°
Для широты 55°
Для широты 65°
При покрытии с чердаком, для всех
широт
qп, Вт/м2
20
18
15
12
5
Таблица 6
Значения коэффициента Bост
Остекление
Двойное остекление в одной раме
Одинарное остекление
Обычное загрязнение
Сильное загрязнение
Забелка окон
Остекление с матовыми стеклами
Внешнее зашторивание окон
Вост
1,15
1,45
0,8
0,7
0,6
0,7
0,25
Примечание: теплопоступления от солнечной радиации через стены не
учитывается.
11
4.2. Поступление теплоты от технологического оборудования и процессов
Оборудование, снабженное электроприводом. Тепловые поступления от
различного технологического оборудования, снабженного электродвигателями, определяются по [4, 6, 17].
Оборудование. преобразующее электроэнергию. К этому оборудованию
относятся трансформаторы, мотор-генераторы и различные выпрямители.
Тепловые поступления от сварочных трансформаторов, мотор-генераторов и
выпрямителей учитываются вместе с процессом сварки и резки. Тепловые поступления от мотор-генераторов в гальваническом производстве определяются
по [4,5,15].
Оборудование, обогреваемое электричеством. Тепловые поступления,
Вт, от электрических нагревательных печей и сушил определяются по формуле
Q=N·qэл. ,
(14)
где N - суммарная мощность подводимой энергии, кВт;
qэл — удельные тепловые поступления, Вт/кВт (см. табл. 7).
Таблица 7
Удельные поступления от оборудования
Наименование производства и оборудования
Сварочное производство:
точечная сварка
плазменные сварка и напыление, электросварка дуговая,
электрорезка
печи отжига
электродвигатели привода
Металлообрабатывающее производство:
станки без охлаждения инструмента
станки с охлаждением инструмента
шлифовка с охлаждением круга
шлифовка и заточка инструмента без охлаждения
Термическое производство:
электропечи и ванны /мелкосерийное производство/
электропечи и ванны /серийное производство/
установка ТВЧ
электродвигатели привода
Кузнечно-прессовое производство:
печи кузнечные
печи прессовые
электродвигатели привода
электродвигатели привода
12
Тепловые
поступления, Вт/кВт
215
645
860
130
215
130
130
215
320
495
70
130
530
530
130
130
Окончание табл. 7
Наименование производства и оборудования
Тепловые
поступления, Вт/кВт
Литейное производство:
сушило стержней и форм
печи плавки чугуна
печи плавки стали
печи отжига
электродвигатели привода
Гальваническое производство:
мотор-генераторы
выпрямители
ванны с обогревом
сушильные шкафы, ванны
Окрасочное производство:
сушило
260
430
220
860
130
100
70
90
300
300
Величина удельных теплопоступлений в табл. 7 указана с учетом поступления
тепла от нагретых деталей и изделий, подвергающихся обработке.
Оборудование, обогреваемое сжиганием газообразного, жидкого или
твердого топлива. Тепловые поступления от оборудования и процессов, в котором и при которых сжигается газообразное, жидкое или твердое топливо, в
т.ч. и кузнечные горны, определяются по формуле
Q = Q РН · B ·К· η ,
(15)
P
3
где Qн - теплотворная способность топлива, кДж/кг или кДж/нм ;
В - расход топлива, кг/ч или нм3/ч;
к - доля тепла, поступающего в помещение (табл. 8);
η - коэффициент неполноты сгорания топлива, η=0,95... .0,98.
Таблица 8
Доля теплоты, поступающей в помещение от оборудования
Наименование производства, оборудования
Сварочное производство:
печи отжига
газовая сварка и резка
термическое производство
печи /мелкосерийное производство/
печи /серийное производство/
Наименование производства, оборудования
печи при передаче нагретых деталей в
другое помещение
Кузнечно-прессовое производство
печи кузнечные
печи прессовые
кузнечные горны
Литейное производство
сушило песка
13
Доля теплоты, поступающей в помещение
0,35
1,0
0,55
0,41
Доля тепла, поступающего в помещение
0,25
0,53
0,45
0,3
0,25
Наименование производства, оборудования
подсушка форм
сушило форм
вагранки
сушило ковшей
печи отжига
Окрасочное производство
сушило
Окончание табл. 8
Доля теплоты, поступающей в помещение
0,06
0,30
0,09
0,20
0,35
0,35
Тепловые поступления от остывания расплавленного металла в литейном производстве принимаются в размере 300000 Вт на одну тонну расплавленного чугуна и 350000Вт на тонну расплавленной стали. Тепло выделяется в
размере 62% всего количества в отделении заливки; 12% - у выбивных решеток; 7% -на участие остывания отливок; 17% - на плацу формовочного отделения и 2% - в обрубном отделении.
Выделение тепла отливками в первый час остывания зависит от их массы и принимается при массе отливок до 200кг-100% общих тепловыделений,
до 500кг- 87%, до 2000кг - 81% и более 2000кг - 74%.
Теплопоступления от источников искусственного освещения Qосв, кВт,
если известна суммарная мощность источников освещения Nосв, кВт, расположенных в пределах помещения, определяются по формуле
Qосв = Nосв
(16)
Если мощность источников освещения неизвестна, то тепловыделения
от искусственного освещения можно определить по формуле
Qосв =Е · F · qосв · ηосв,
(17)
где Е - освещенность, лк, принимается по табл. 2.3. [6] ;
F - площадь пола помещения, м2;
qосв - удельные тепловыделения, Вт/(м2·лк), определяют по табл. 2.4 [6] ;
ηосв - доля тепла, поступающего в помещение.
Тепловыделения от промышленных ванн включают тепловыделения от
нагретых поверхностей и с поверхности жидкости. Удельные тепловыделения
от 1м2 нагретой наружной поверхности ванн, трубопроводов и другого технологического оборудования q, Вт/м2, определяются по формуле
q=Δt α 4 Δt +c [(T1 /100) 4 -(T2 /100) 4 ] ,
(18)
где Δt - разность температур наружной поверхности аппарата и окружающего воздуха, °С;
α - коэффициент конвективного теплообмена, Вт/(м 2 °С), принимать:
для вертикальных поверхностей - 2,5;
для горизонтальных поверхностей - 3,2;
для трубопроводов диаметром до 100мм - 1,4;
для трубопроводов диаметром более 100мм - как для горизонтальных
или вертикальных поверхностей;
С - приведенный коэффициент лучеиспускания - 3,9 Вт/м2 °С;
Т1 - абсолютная температура наружной поверхности, °С;
14
Т2 - абсолютная температура окружающего воздуха, °С.
Явные тепловыделения с открытой поверхности нагретой воды Qв, Вт,
определяются по формуле
Qв = (5,7+4,l•Vв)(tпов-tв)•F,
(19)
где Vв - подвижность воздуха в помещении, м/с;
tпов, tв - температура соответственно поверхности воды и воздуха в помещении, °С; F — площадь поверхности жидкости, м2.
4.3. Тепловые поступления от системы отопления
с местными отопительными приборами
Тепловые поступления от системы отопления с местными отопительными приборами компенсируют тепловые потери ограждающими конструкциями
помещения и расход тепла на нагрев инфильтрующегося воздуха. В больших
производственных помещениях, где рабочие места находятся ближе двух метров от окон в наружных стенах, отопительные приборы компенсируют потери
тепла практически только окнами.
При устройстве систем дежурного отопления тепловые поступления от
нее в рабочее время суток определяются по формуле
Q
Qg
t пр
t рз
t пр
tу
,
(20)
где Qg - тепловая мощность системы дежурного отопления, Вт;
tпр - средняя температура нагревательного прибора, °С;
tрз - температура воздуха в рабочей зоне, в рабочее время суток, °С;
tу - температура воздуха при работе дежурного отопления, °С.
В нерабочее время суток необходимое количество теплоты для дежурного отопления можно определить по укрупненным измерителями (формула
4).
При этом температуру воздуха помещения рекомендуется принимать в
пределах 5-8 °С или экономически целесообразную температуру.
5. Составление теплового баланса помещения
Тепловой баланс помещения составляется на два периода года - теплый
и холодный в рабочее время суток. Результаты расчета сводятся в таблицу (см.
прил. 4). Заполнение таблицы осуществляется с учетом следующего: тепловые
поступления от технологического оборудования и процессов в холодный период года должны приниматься при минимальной загрузке оборудования, т.е.
допускается их принимать с коэффициентом 0,5.
15
6. Изучение технологического процесса
Используя спецификацию технологического оборудования (см. задание
на курсовой проект), выявляют технологическое оборудование, которое установлено в каждом цехе и, пользуясь технической и справочной литературой,
указанной руководителем проекта, изучают технологический процесс. Устанавливают характер выделения и выделяющиеся вредные вещества, определяют необходимые исходные данные для расчета количества выделяющихся
вредных веществ, например диаметр шлифовального или абразивного круга
при механической обработке металлов, марку и расход материала, используемого при сварочных работах и т.д.
7. Расчет поступления в помещение газовых, паровых
и пылевых вредных веществ
Количество выделяемых вредных веществ определяют по [6, 7] или методикам расчета [10, 11, 12,21].
При выполнении курсового проекта количество выделяющихся вредных
веществ можно определить по нижеследующим рекомендациям.
Количество оксида углерода, оксидов азота, альдегидов и соединений
свинца, выделяющихся в воздух помещения при работе двигателя автотранспорта, заезжающего в помещение, кг/ч, определяется по формулам:
для автомобилей марки ГАЗ
оксид углерода Gco = 3 · n ·
τ
;
60
(21)
соединения свинца Gсв =7 · n · 10-5 ·
для автомобилей марки ЗИЛ
оксид углерода Gco= 5 · n ·
τ
;
60
τ
;
60
(23)
соединение свинца Ссв = 12 · n · 10 -5 ·
для автомобилей марки МАЗ
оксид углерода Gco = 0,22 · n ·
оксид азота G N0 = 0,017 · n ·
альдегиды Gалд = 0,16 · n ·
(22)
τ
;
60
τ
;
60
τ
;
60
(24)
(25)
(26)
τ
,
60
(27)
где n - количество транспорта, находящегося в помещении с работающим двигателем, принимается по заданию руководителя;
τ - время работы двигателя автомобиля, мин.
16
Количество окиси углерода или сернистого газа, поступающее в помещение от печей и сушил при отводе продуктов сгорания в дымовую трубу опр еделяется по формуле
G = m · В,
(28)
где m - количество вредных веществ, поступающих в помещение при
сжигании 1 кг или 1 нм3 топлива, кг; (табл.9);
В - расход сжигаемого топлива, кг/ч или нм 3/ч.
G - количество газа, поступающего в помещение, кг/ч;
Таблица 9
Количество вредных веществ, поступающих в помещение
при сжигании топлива
Наименование производства, оборудования,
Вредное вещество, кг
топлив
окись углерода
сернистый газ
Термическое производство, нагревательные печи :
природный газ
0,0038
мазут
0,0048
0,0031
Сварочное производство, печи отжига
природный газ
0,0085
мазут
0,0078
0,005
Кузнечное производство, нагревательные печи:
природный газ
0,007
мазут
0,007
0,0052
Прессовое производство, нагревательные печи:
природный газ
0,003
мазут
0,003
0,0022
Литейное производство, вагранки, сушила:
природный газ
0,00125
мазут
0,0025
0,002
твердое топливо
0,0025
0,001
Окрасочное производство, сушила:
природный газ
0,00125
-
В термическом производстве количество цианистого водорода, поступающего от каждого агрегата цианирования принимается из расчета 0,006
кг/ч. В помещении для хранения аммиака поступает 15-10-6 кг/ч от каждого
баллона, а в помещении испарителей аммиака - 0,027 кг/ч от каждого испарителя.
В сварочном производстве валовое выделение вредных веществ при резке и сварке принимается в следующем количестве:
газовая резка:
пыль металла
G = 0,5 · δ · 10-3, кг/ пог. м шва;
окислы марганца
G = 0,75 · δ · 10-5, кг/ пог. м шва;
окись углерода (из металла) G = 0,6 · √ δ · 10-3, кг/ пог. м шва;
окислы азота
G = 0,5 ·√ δ · 10-3, кг/ пог. м шва;
окись углерода (из газа)
G = 0,025 · В,
кг/ч;
ручная сварка электродами марки УОНИ 13/45:
17
пыль металла
окислы марганца
окислы кремния
окислы азота
G = 0,016 · В, кг/кг,
G = 0,0006 · В, кг/кг;
G = 0,0014 · В, кг/кг;
G = 0,0015 · В, кг/кг;
ручная сварка электродами марки АНО-3:
пыль металла
G = 0,007 · В,
кг/кг;
окислы марганца G = 0,0007 · В,
кг/кг;
автоматическая сварка под слоем флюса ОСЩ-45:
окислы марганца G = 3 · В · 10-6, кг/кг;
окислы азота
G = 6 · В · 10-6 , кг/кг;
полуавтоматическая сварка в среде углекислого газа:
пыль металла
G = 0,014 · В,
кг/кг;
окислы марганца G = 0,0008 · В,
кг/кг;
окись углерода
кг/кг;
G = 0,006 · В,
где δ - толщина разрезаемого металла, мм;
В - расход электродов, кг/ч (принимают 0,5÷0,6 кг/ч).
Количество окиси углерода, выделяющегося в помещении при заливке в
формы расплавленного чугуна и стали определяется из расчета на 1 тонну металла: для чугуна -1,2 кг/ч и для стали -0,6 кг/ч.
Количество паров растворителей, кг/ч, красок, лаков, шпатлевок и грунтовок, выделяющихся в помещение окрасочного производства, определяется
по формуле
G = B · Kл · Kp (l-η),
(29)
где В - расход окрасочного материала, кг/ч;
Кл- доля летучих растворителей в окрасочном материале
(для красок и лаков К л= 0,3; для шпатлевок К p = 0,2; для грунтовок
Кл = 0,25);
Кp - доля растворителя в составе летучих:
растворитель Р-4 состоит из толуола (62%), ацетона (26%), бутилацетата
(12%); а растворитель № 646 - из бутилацита (10%), ацетона (7%), толуола
(50%), бутилового спирта (15%), этилового спирта (10%) и этилцеллозоля
(8%);
η - эффективность местного отсоса; для окрасочной камеры принимается
равной η = 0,95; для стенда и решетки η = 0,6; открытая окраска η = 0.
18
8. Расчет местной вытяжной вентиляции
муле
Производительность местных отсосов LM 0, м3/ч, определяется по фор-
LM 0= 3600 · v · А,
(30)
где v - средняя скорость воздуха в открытом проеме местного отсоса,
м/с (табл. 10); А — площадь рабочего проема местного отсоса, м2.
Таблица 10
Расчетные скорости в проемах укрытий
Наименование оборудования и
технологических операций
Вид местного отсоса
Вытяжной шкаф с проемом 800х400
Стол для ручной сварки мелких изделий
Стол или стенд с фиксированными местами
сварки
Электропечи сопротивления в термическом
производстве
Электропечи азотирования, шахтные электропечи
Печи термические, газовые
Агрегат цианирования
Электрованна шахтная масляная
Электрованна соляная
Ванна обезжиривания щелочью
Ванна промасливания
Ванна для закалки в масле
Машина моечная
Стенд аммиачных баллонов
Установка полирования
Закалочная установка токами высокой частоты
Камера дробеструйная, дробеметная
Оборудование, выделяющее пыль
Бак для варки сульфатного щелока
Вагранка, место выпуска металла или шлаков
Печь дуговая плавильная
Индукционная печь для плавки стали
Заливка металла на конвейере
Охлаждение отливок после их выбивки из
окон
Выбивная решетка
Гальваническое свинцевание
Работа с эпоксидными смолами с нагревом
Окраска кистевая или окунанием
Электростатическая окраска
Пульверизационная окраска
Решетка в плоскости
стола с живым сечением 50%
Панель равномерного всасывания над
столом
Зонт-козырек над разгрузочнозагрузочным отверстием
Средняя
скорость
воздуха,
м/с
0,5
0,5
3,5
0,7
Кольцевой отсос
2,7
Зонт над печью
Общее укрытие с рабочим проемом 2м 2
Кольцевой отсос
Укрытие или бортовой отсос
Бортовой отсос
Бортовой отсос
Бортовой отсос
Укрытие
Зонт
Укрытие
1
1,5
4,5
0,6
3,5
5,3
4-10
0,8
0,5
1
Кольцевой отсос
3
Укрытие
Укрытие
Шкаф
Зонт
Укрытие
Зонт
Панель равномерного всасывания
5
5
0,7
1
1
1,5
7
Укрытие
4
Укрытие
Шкаф, кожух
Шкаф, кожух
Шкаф, укрытие
Кабина с проемами
Кабина
5
1,5
1,5
0,5-0,8
0,7-0,8
1,0-1,2
19
Местные отсосы, удаляющие вредные вещества 1 и 2 класса опасности,
а также взрывоопасные вещества блокировать с укрываемым технологическим
оборудованием так, чтобы оно не могло работать при бездействии местной
вытяжной системы.
При определении производительности местного отсоса скорости воздуха
в сечении открытого проема сплошного укрытия или зонте можно принимать
в зависимости от предельно допустимой концентрации паров и газов в раб очей зоне:
- для сплошных укрытий при предельно допустимой концентрации паров и газов более 50мг/м3 - 0,5м/с; более 5 до 50мг/м3 - 0,7м/с; менее
5мг/м3 -1,3м/с;
- для зонтов при наличии водяных паров, газов высокой температуры и
газов с удельным весом меньшим, чем удельный вес воздуха в рабочей
зоне - 1 м/с, в остальных случаях - 1,3 м/с.
Результаты расчетов местной вытяжной вентиляции по каждому помещению сводятся в таблицу произвольной формы.
Для расчета воздухообмена необходимо знать массовое количество во здуха, кг/ч, которое определяется по выражению
G = L ·ρ ,
(31)
3
где L - количество вентиляционного воздуха, м /ч;
ρ = 353 /(273+t) - плотность воздуха, кг/м3;
t - температура воздуха, °С.
Примеры расчета вытяжных зонтов, зонтов-козырьков, бортовых отсосов приведены в [2,3,21].
Для кожухов объем удаляемого воздуха Lкож, м3/ч, определяется по формуле
Lкож = k · d,
(32)
где d - диаметр круга, мм;
к - удельная величина отсоса воздуха м 3/(ч·мм круга) принимается по
табл. 4.13 [4] или следующим рекомендациям: для абразивных кругов к = 2;
войлочных - 4; матерчатых - 6.
9. Расчет местной приточной вентиляции
Рабочие места, облучаемые с интенсивностью более 140 Вт/м 2, оборудуются воздушными душами. Расчет воздушных душей выполняется по [6],
или [3], или [17]. Расчетные параметры воздуха на рабочих местах, оборудованных воздушными душами, принимаются по СНиП 41-01-2003 [1] или прил.
2 настоящих указаний.
Интенсивность облучения на рабочих местах принимается:
- у печей отжига (у форсунки) 350-700 Вт/м2;
- у масляных закалочных баков, шахтных отпускных печах, камерных
газовых печах с выдвижным подом, соляных ваннах с газовым нагр евом 350-700 Вт/м2;
20
- у шахтных печей, соляных ваннах с электродогревом, тигельных печей, агрегатов для отпуска - 700-1400 Вт/м2;
- у печей-ванн с электродно-соляным подогревом, агрегатов для закалки и цианирования, камерных печей, охладительных печей - 1400-2100
Вт/м2;
- у мест складирования поковок - 350-700 Вт/м ;
- у пульта управления молотом или прессом, в кабинах управления
краном -700-1400 Вт/м2;
- у нагревательных печей, прессов, молотов -1400-2100 Вт/м ;
- у сушил, выбивных решетках, тигельных газовых печей, электродуговых печей, вагранок, в кабинах загрузочного крана литейного производства - 350-700 Вт/м2;
- у заливочных контейнеров, мест выбивки стержней, наращивания
электродов, шлаковочных конвейеров, загрузка дуговых печей литейного производства - 1400-2100 Вт/м2;
- у сушил с газовым нагревом ( форсунки ) окрасочного производства 350-700 Вт/м2.
При расчете необходимо предварительно наметить тип душирующей
установки, период ее работы ( только в теплое время или круглогодично ).
Выбрать тип душирующего насадка, а также определить места расположения
насадков и расстояния от приточных отверстий до рабочих мест.
Необходимо также заранее определить степень возможного охлаждения
воздуха. Экономически целесообразно ограничится адиабатическим процессом охлаждения без затрат холода.
В результате расчета (примеры расчета воздушного душирования для
теплого и холодного периодов года приведены в [3,6,17]) определяется объем
воздуха, подаваемого местной приточной вентиляцией и его температура.
10. Расчет воздухообмена общеобменной вентиляции
Местная вытяжная вентиляция не улавливает все выделяющиеся вредности. Поэтому для ассимиляции избытков теплоты, а также для разбавления
вредных паров и газов до предельно допустимых концентраций проектируют
общеобменную вентиляцию. Общеобменная вентиляция не исключает местного притока.
К расчету общеобменной вентиляции приступают после составления
теплового баланса помещения и определения производительности местных
отсосов и местной приточной вентиляции, определения количества газовых,
паровых и пылевых вредностей. Расчет общеобменной вентиляции в курсовом
проекте необходимо производить для теплого и холодного периодов года.
В холодный период количество подогретого приточного воздуха должно, как правило, полностью компенсировать местную вытяжную вентиляцию
или разность весового количества воздуха, удаляемого местными отсосами и
21
подаваемого местной приточной вентиляцией. При отрицательном тепловом
балансе компенсация местной вытяжной вентиляции обязательна.
Часть вредных газов или паров, не уловленных местными отсосами,
прорывается в помещение и за счет воздушных потоков попадает в верхнюю
зону. Поэтому в дополнение к местной вытяжной вентиляции в помещениях с
выделением вредных или горючих газов или паров необходимо предусматр ивать удаление воздуха из верхней зоны. Минимальный объем воздуха, удаляемого из верхней зоны под перекрытием помещения, определяется из расч ета
6 м3/ч на 1 м2 площади пола помещения (для помещений высотой более 6 м;
для остальных помещений не менее однократного воздухообмена в 1 ч [1]).
В цехах со значительным избытком явного тепла такой дополнительной
вентиляцией является аэрация. В помещениях с недостатками тепла удаление
воздуха из верхней зоны следует предусматривать механическим путем.
Расчет общеобменной вентиляции при избытках или недостатках теплоты в помещении удобно проводить путем совместного решения уравнений
воздушного и теплового балансов помещения:
В общем виде уравнение воздушного баланса имеет вид
ΣGвыт = ΣGпр или
мех.
ест
Gмо+Gвыт +Gвыт =Gм.п. + Gпр мех +Gпр ест,
(33)
а уравнение теплового баланса
0,278·c·Gмо ·tрз+ 0,278·c·Gвытмех · tв.з+ 0,278·c·Gвытест · tвз =
=0,278·c·Gмп· tмп + 0,278·c·Gпр мех ·tпр мех + 0,278·c·Gпр ест ·tпр ест±Q,
(34)
где Gмо- суммарный расход воздуха, удаляемый местными отсосами,
кг/ч;
Gвытмех - то же, удаляемый из верхней зоны помещения общеобменной
механической вентиляцией, кг/ч;
Gвытест - то же, удаляемый из верхней зоны помещения общеобменной
естественной вентиляцией, кг/ч;
Gмп - суммарный расход воздуха, подаваемый в помещение местной
приточной вентиляцией, кт/ч;
Gпр мех - то же, подаваемый в помещение общеобменной механической
вентиляцией, кг/ч;
Gпр ест - то же, подаваемый в помещение общеобменной естественной
вентиляцией, кт/ч;
Ср - удельная теплоемкость воздуха, равная 1 кДж/(кг °С);
tрз , tв.з , tмп , tпр мех , tпр ест - температура воздуха соответственно рабочей
зоны, верхней зоны местного притока, механического притока и температура
наружного воздуха, °С (при естественном притоке температура воздуха равна
температуре наружного воздуха);
Q - избытки или недостатки теплоты, Вт (со знаком «плюс» избытки
теплоты, со знаком «минус» недостатки).
Во многих случаях уравнения (33) и (34) значительно упрощаются после
введения граничных условий, которые зависят от технологического процесса
(вида производства). Граничные условия определяют на основании данных,
приведенных в прил. 6. Например, для цеха холодной обработки металлов ре22
комендуется удаление воздуха осуществлять с помощью местных отсосов
(местная вытяжная вентиляция) и из верхней зоны помещения (общеобменная
вытяжная вентиляция). Приточная вентиляция для холодного периода года
(при недостатках теплоты) предусматривается с механическим побуждением;
формулы (33) и (34) записываются
Gмо+Gвытмех = Gпр мех
(34)
мех
мех
мех
0,278·с·Gмо·tрз+0,278·с·Gвыт ·tв.з=0,278·с·Gпр ·tпр -Qне.
(35)
мех
мех
Решая совместно эти уравнения определяют Gпр и tпр .
Для теплого периода года при наличии избытков теплоты совместно
решаются уравнения (34) и уравнение (35), которое записывается в виде
0,278·Gмо·tpз+0,278·c·Gвытмех·tв.з =0,278·c·Gпр мех·tпр мex + Qизб .
(36)
мex
мex
При этом величины Gмо, Gвыт , Gпр , входящие в формулу (34), принимаются по теплому периоду. Если проведенные расчеты покажут, что tpз,
окажется выше установленной [1], то целесообразно приточный воздух Gпр мex
охладить в приточной камере (например, в оросительной камере, осуществив
адиабатный процесс).
Если tрз окажется равна или ниже рекомендуемой [1], то расчет считается законченным. Если же tрз, вновь окажется выше рекомендуемой [1], то
необходимо предусмотреть дополнительный естественный приток и дополнительную естественную вытяжку; при этом уравнение материального баланса
будет иметь вид
Gмо + Gвытмех + Gвытест = Gпр мех + Gпр ест,
(37)
ест
ест
при этом Gвыт = Gпр .
Для экономии электрической энергии удаление воздуха в количестве
также естественным путем (через створки фонарей
или вытяжные шихты), тогда уравнение (37) можно записать
Gмо + Gвытест = Gпр мех + Gпр ест ,
(38)
Для других цехов указанные уравнения составляются аналогично с учетом рекомендаций, изложенных в прил. 6 и [1].
Рассмотрим примеры
Пример 1. Для сборочного участка в холодный период года требуется
определить температуру приточного воздуха.
Количество воздуха, удаляемого механической общеобменной вентиляцией, Lмех.в. = 7213 м3/ч; принято из расчета 6 м3/ч на 1 м2 площади пола помещения. Gмех выт = 7213 · 1,2 = 8295 кг/ч = Gмех пр. Недостатки теплоты составляют Qнед = 48656 Вт. Температура уходящего воздуха tух = 23°С. Из уравнений
воздушного и теплового балансов
Gмех пр. = G мех выт ;
0,278 · Gмех пр.· tпр =0,278 · G мех выт · tух + Qнед;
находим
Gвытмех можно осуществить
tï ð =
0,278 G ì åõ.âû ò t óõ +Qí åä
0,278 G ì åõ.ï ð
=
0,278 8295 23+48656
= 43 °С.
0,278 8295
Пример 2. Для термического цеха в теплый период года расход воздуха,
удаляемый местными отсосами, составляет Gмо = 42240 кг/ч; количество воз23
духа, подаваемого местной приточной вентиляцией, Gмп=6050 кг/ч; температура воздуха на выходе из душирующего патрубка tм.п= 18°С; температура
наружного воздуха по параметрам A, tн= 22,5°С, температура воздуха рабочей
зоны tpз=26,5°C; температура уходящего воздуха tух= 30°С. Избытки теплоты
составляют Qизб=38790 Вт. Из верхней зоны помещения удаляется Gвecт=10035
кг/ч. Требуется определить количество воздуха подаваемого естественной
приточной вентиляцией Gпест и достаточно ли этого количества для поддержания температуры воздуха в рабочей зоне не выше 26,5°С, т.е. tр.з. 26,5°С.
Уравнение воздушного баланса:
Gм.п + Gпecт = G м.о. + Gвecт
Решая это уравнение, определяем Gпecт, т.е. 6050+ Gпecт=42240+10035, а
Gпecт=46225 кг/ч.
Уравнение теплового баланса имеет вид:
0,278 · Gм.п. · tм.п. +0,278 · Gпecт · tн + Qизб = 0,278 · Gм.о. · tp.з. + 0,278 · Gвecт· tyx , из
которого определяем tр.з.
0,278·6050·18 +0,278·46255·22,5 + 38790 = 0,278·42240·tp.з. + 0,278·10035·30,
tp.з.=23,4°С, что удовлетворяет условию, т.к. tр.з. должна быть ниже 26,5°С.
Для определения воздухообмена при одновременном поступлении тепла
и влаги пользуются графоаналитическим методом с применением J-d диаграммы.
При поступлении в помещение вредных паров и газов общеобменная
вентиляция устраивается в тех случаях, когда местную или зональную вентиляцию осуществить невозможно, а также в дополнение к ней для удаления
вредных веществ, прорвавшихся через укрытия. В этом случае количество
воздуха общеобменной вентиляции определяется по величине выделяющихся
или прорывающихся из-под укрытий вредных веществ из расчета их разбавления до предельно допустимой концентрации.
Предельно допустимое содержание вредных веществ в воздухе рабочей
зоны помещений можно определить по учебному пособию [6].
При определении количества воздуха, требующегося для удаления из
цеха избыточного тепла, неизвестной величиной является температура уходящего из помещения воздуха tух (температура в верхней зоне помещения). Эта
температура определяется по формуле (1).
11. Расчет минимального количества наружного воздуха
Минимальное количество наружного воздуха, подаваемого в помещение
системами вентиляции, определяется по прил. М [1].
При поступлении в помещение газов, паров и пыли, которые могут о бразовывать с воздухом взрывоопасные смеси, следует производить проверочный расчет минимального количества наружного воздуха с тем, чтобы ко нцентрация этих газов, паров и пыли в воздухе помещения не превышала 0,1%
нижнего предела взрываемости.
24
Минимальное количество наружного воздуха для разбавления взрывоопасных смесей LM HH, м3/ч определяется по формуле
L min =
1000 G
0,05 G í .ï
,
(39)
где G - количество взрывоопасного вещества, выделяемого в помещение, кг/ч;
Gнп- нижний предел взрываемости смеси с воздухом, г/м 3 (табл. 11).
Таблица 11
Пределы взрываемости вредных веществ
Вещество
Ацетон
Бутилацетат
Бутиловый спирт
Бензин
Сольвент-нафта
Нижний предел
взрываемости, г/м3
52
80,6
51
37
58,2
Вещество
Скипидар
Толуол
Уайт-спирит
Этиловый спирт
Ксилол
Нижний предел
взрываемости, г/м3
36,2
48,2
51,5
49
43,5
12. Выбор расчетного воздухообмена помещения
За расчетный воздухообмен принимают большую из следующих величин:
- расход воздуха, удаляемый местными отсосами;
- расход воздуха, ассимилирующий теплоизбытки;
- расход воздуха на разбавление вредных веществ до предельно допустимых
концентраций и минимальный расход приточного наружного воздуха.
При этом следует иметь в виду, что в случае выделения нескольких
вредных веществ однонаправленного действия на организм человека за расчетную величину принимают сумму расходов воздуха, определенных из условия разбавления до предельно допустимой концентрации каждого вещества.
13. Воздушный баланс помещения
Воздушный баланс в курсовом проекте составляется на два периода года
(теплый и холодный) для каждого помещения в рабочее время суток. Результаты расчета выносятся в таблицу (прил. 5).
При составлении воздушного баланса помещения необходимо учитывать следующее.
Температура приточного воздуха для теплого периода года принимается
равной температуре наружного воздуха по параметрам А. Температура приточного воздуха для холодного периода года определяется расчетом при с овместном решении уравнений теплого и воздушного балансов.
Сводный воздушный баланс составляется как в объемах, так и в массовых количествах воздуха. Объемы воздуха необходимы для подбора вентиляционного оборудования, массовые количеств воздуха необходимы для расч етов калориферов, аэрационных устройств, тепловых расчетов.
25
Воздушный баланс определяется равенством количества приточного и
удаляемого воздуха, кг/ч. Отсутствие баланса показывает, что некоторое количество воздуха либо подсасывается в помещение, либо выдавливается из
него неорганизованным путем. Объемы притока и вытяжки отличаются в
следствие разности температур приточного и удаляем из помещения воздуха.
14. Расчет аэрации и естественной вентиляции
Аэрация - организованная и управляемая вентиляция с естественным
побуждением. При аэрации воздух в помещение поступает через открытые
световые или аэрационные проемы в наружных стенах и ворота, а удаляется
через открытые створки фонарей, специальные аэрационные проемы в кровле
и с помощью вытяжных шахт, оборудованных зонтом или дефлектором.
Аэрация применяется чаще всего в теплый период года, а при знач ительных избытках явной теплоты - в холодный период и при переходных
условиях. Использовать аэрацию допускается в помещениях, производство которых не предъявляет повышенных требований к приточному воздуху и имеющих глубину от наружных стен с аэрационными проемами не более 30 метров. Расчет аэрации выполняется по [3, 17] с учетом следующего. При определении площади приточных проемов в холодный период года необходимо размещать их не ниже чем на 4,0 м от уровня пола и проверять температуру пр иточного воздуха при поступлении его в рабочую зону.
Температура приточного воздуха не должна быть ниже допустимой
температуры воздуха на рабочем месте или в рабочей зоне [1].
Расчет аэрации при известных расходах воздуха состоит в определении
площади открытия приточных и вытяжных фрамуг.
Расчет пропускной способности вытяжных шахт основывается на действии гравитационного давления без учета давления, развиваемого ветром.
Высоту воздушного столба для определения гравитационного давления
следует принимать: при наличии баланса механической вентиляция или при
отсутствии механического притока - от входного до выходного сечений шахты; при наличии в помещении избыточного давления, создаваемого механической вентиляцией, - от середины высоты помещения до выходного сечения
шахт.
15. Расчет воздушных завес
Расчет воздушных завес производиться по [3,17,15]. При расчете завесы
задаются коэффициентом полезного действия завесы q в пределах 0,5-0,8 и
относительным параметром щели F, который принимается от 20 до 40. Определяют тепловую мощность калориферов завесы, скорость выхода воздуха из
щелей завесы, конструктивные размеры воздухораспределителей. Производят
аэродинамический расчет воздушной завесы.
26
16. Конструирование систем отопления и вентиляции
Методика конструирования систем вентиляции с примерами конструирования достаточно полно изложена в [16].
Ниже приведены общие принципы конструирования систем вентиляции.
Размещение вентиляционных установок. Вентиляционные установки не
рекомендуется размещать на производственной площади цехов. Необходимо
по возможности, выносить вентиляционные установки либо в специальные
камеры, либо на площадки на высоту 3-4 м от пола. Допускается размещение
вентиляционных установок в подвалах, в межферменном пространстве, на колоннах и стенах здания.
Воздуховоды. Воздуховоды вентиляционных систем следует, как правило, проектировать круглого сечения из кровельной или тонколистовой стали.
Воздуховоды систем аспирации проектируются только круглого сечения.
Прокладку воздуховодов осуществлять в межферменном пространстве ниже
подкрановых путей, под потолком нижележащего этажа или подвала и при соответствующем обосновании в подпольных каналах. У местных отсосов и воздухораспределителей необходимо предусматривать устройства для регулир ования расхода воздуха. Регулирующие устройства - шиберы, дроссельклапаны - должны располагаться в легкодоступных местах.
Местная вытяжная вентиляция. При разработке конструкций местных
отсосов следует предусматривать их надежное крепление к технологическому
оборудованию. Рукавные фильтры и мокрые пылеуловители должны располагаться в отапливаемых помещениях.
Местная приточная вентиляция. Воздушное душирование производиться от центральных систем, работающих на наружном воздухе. Для установок
воздушного душирования целесообразно использовать типовые секции пр иточных камер или кондиционеров. Выпуск воздуха на рабочие места осуществляется через душирующие патрубки.
Общеобменная механическая вентиляция, Общеобменная вытяжная механическая вентиляция проектируется в тех случаях, когда воздух из верхней
зоны помещения невозможно или нежелательно удалить естественным путем.
Конструктивно вытяжная общеобменная система может состоять как из сети
воздуховодов, приложенных под перекрытием для многоэтажных зданий, так
и отдельно расположенных на покрытии крышных вентиляторов. Количество
установок общеобменной приточной вентиляции зависит от числа и характера
обслуживаемых помещений. Помещения с различными тепловыми поступлениями должны обслуживаться отдельными приточными системами.
Общеобменную приточно-вытяжную вентиляцию помещений без естественного проветривания следует проектировать, предусматривая не менее
двух приточных и двух вытяжных вентиляционных установок.
Воздушные завесы. Воздушная завеса компонуется из двух самостоятельных агрегатов, состоящих из вентиляторов (осевых или центробежных),
калориферов (если завеса тепловая) и вертикальных раздаточных коробов, ко27
торые устанавливаются по обе стороны ворот. При невозможности расположения вентиляторов и калориферов на полу, их размещают на площадке над
воротами.
Рекомендуемые схемы организации воздухообмена основных цехов,
нашедших наибольшее распространение в курсовом проектировании, приведены в прил. 6.
17. Принципы разработки схем конструктивного решения и компоновки отопления и систем вентиляции для «горячих» цехов
В кузницах и термических цехах, не имеющих значительных избытков
теплоты, при оборудовании печами на твердом или жидком топливе необходимо предусматривать следующий комплекс отопительно-вентиляционных
устройств в холодный период года:
а) местная механическая вытяжная вентиляция от печей и ванн.
В отдельных случаях при отсутствии в цехе мостовых кранов или кранбалок допускается частичное устройство местных отсосов на естественной
(гравитационной) тяге;
б) общеобменная приточная механическая вентиляция, рассчитанная на
полную компенсацию количества воздуха, удаляемого через местные отсосы и
из верхней зоны помещения.
При наличии постоянных рабочих мест, подверженных интенсивному
облучению, часть объема притока подается в виде воздушных душей;
в) отопление, совмещенное с вентиляцией и осуществляемое за счет перегрева приточного воздуха, или же отопление за счет использования рециркуляционных воздушно-отопительных агрегатов.
Обычно выпуск воздуха из агрегатов делается примерно на середине цеха по высоте.
В кузницах и термических цехах, не имеющих больших избытков тепла и
оборудованных печами на газообразном топливе или электропечами, в холодное время года предусматривается:
а) местная механическая вытяжная вентиляция. В термических цехах
местными отсосами оборудуются в основном масляные закалочные и электросоляные ванны. В кузнечных цехах - травильные ванны;
б) общеобменная вытяжная вентиляция из верхней зоны помещения для
удаления наиболее нагретого воздуха и дыма. Вентиляция может быть как с
механическим, так и естественным побуждением;
в) общеобменная приточная вентиляция, рассчитанная на полную компенсацию общего объема вытяжки. Подача притока - чаще всего - в рабочую
зону цеха. Воздушные души устраиваются только на постоянных рабочих местах, подверженных интенсивному облучению;
г) отопление - либо за счет перегрева приточного воздуха, либо путем
установки воздушно-отопительных агрегатов.
В кузницах и термических цехах со значительными избытками тепла
(более 23÷34 Вт/м3) в зимнее время должны устраиваться:
28
а) местная механическая (или частично естественная) вытяжная вентиляция от печей и ванн;
б) общеобменная естественная вытяжная вентиляция из верхней зоны
через фонари или при отсутствии их - через шахты;
в) местная механическая приточная вентиляция или общеобменная приточная вентиляция с подачей воздуха пониженной температуры;
г) общеобменная естественная приточная вентиляция с подачей наружного воздуха через открытые створки, расположенные на высоте 4-6 м от
уровня пола.
Отопление в таких цехах, как правило, не устраивается, так как надобность в нем возникает только в периоды остановки цеха на выходные дни. Некоторое понижение температуры в цехе за ночной период останова (двухсменная работа) несущественно, если аэрационные устройства закрыты.
В кузнечных и термических цехах всех типов в переходное и теплое время года осуществляются:
а) местная механическая (или естественная) вытяжная вентиляция от печей и ванн;
б) общеобменная естественная вытяжная вентиляция из верхней зоны
помещения через фонари или шахты;
в) местный приток в виде воздушных душей на рабочих местах, подверженных интенсивному тепловому облучению;
г) общеобменный естественный приток через открытые створки и проемы в нижней части наружных продольных стен, а также через открытые ворота.
Механическая приточная вентиляция в летнее время сохраняется только
на тех участках цеха, на которых невозможно организация естественного пр итока. Чаще всего в теплый период года используется местная приточная вентиляция в виде воздушных душей.
Конструктивная компоновка систем местной вытяжной вентиляции
заключается, прежде всего, в правильном выборе общего числа установок.
Необходимо учитывать, что местные отсосы от печей нельзя объединить
с отсосами от масляных закалочных или отпускных ванн. Наличие паров масла в воздуховодах может вызвать загорание в случае попадания в них искр из
печей.
Желательно местные отсосы от печей с электронагревом и от электродно-соляных ванн устраивать отдельно от местных отсосов газовых и мазутных
печей. В первом случае обязательна установка для механического побуждения
тяги, во втором может быть осуществлена естественная вытяжка, если в цехе
нет мостовых кранов или кран-балок.
Местные отсосы от соляных цианистых ванн должны обслуживаться самостоятельной системой с механическим побуждением. Удаляемый воз дух
перед вентилятором следует очищать от пыли цианистых соединений. В кач естве пылеочистного устройства может быть применен мокрый сталестружечный или сетчатый фильтр, смачиваемый слабым раствором железного купор оса для нейтрализации и обезвреживания улавливаемой пыли.
29
Системы естественной вытяжки от печей и горнов должны снабжаться
дефлекторами для усиления тяги за счет действия ветра. При механической
вытяжке от печей и горнов зонты над вытяжными трубами ставить не обяз ательно, так как температура удаляемой смеси газов и воздуха обычно выше
100°С.
Конструктивная компоновка местной приточной вентиляции зависит,
прежде всего, от принятого устройства. Наиболее простым типом воздушных
душей являются рециркуляционные агрегаты, работающие на внутрицеховом
воздухе без его обработки. Однако такие агрегаты могут применяться, только
если температура в рабочей зоне не превышает +25°, что соответствует расчетной наружной температуре + 20°. Последняя наблюдается только в районах
Севера, поэтому использование воздушных душей рециркуляционного типа
ограничено!
Если установки рециркуляционного типа приняты вынужденно, когда
подача наружного воздуха на рабочие места технически трудно осуществима,
то можно несколько снизить температуру воздушного душа, применив фо рсунки увлажняющие воздух и снижающие температуру. Необходимо учитывать, что реально достижимое понижение температуры подаваемого воздуха
составляет не более 4-5°С, чему соответствует снижение температуры воздуха
на рабочем месте всего лишь на 2-3 °С.
При необходимости обеспечить воздушными душами сравнительно
большое число рабочих мест (не менее 6-8) целесообразно устройство центральных систем воздушного душирования с подачей на рабочие места
наружного воздуха. В холодное время года воздух должен быть подогрет в калориферах. В теплое время года -охлажден. Охлаждение воздуха может быть
выполнено по адиабатическому циклу с использованием рециркуляционной
воды для распыления в оросительной камере или же по политропному циклу
охлаждения с одновременной осушкой. Учитывая, что в последнем цикле затрачивается значительное количество холода, такие установки требуют значительно больших экономических затрат как первоначальных, так и эксплуатационных. Поэтому при проектировании централизованных установок воздушного душирования необходимо стремиться ограничить температуру воздуха
тем пределом, который возможен при адиабатическом процессе,
Для централизованных установок воздушного душирования целесообразно использовать типовые секции кондиционеров.
Распределение воздуха к отдельным рабочим местам обычно осуществляется разветвленной сетью воздуховодов, которые могут быть проложены
либо по цеху на высоте 3,0-3,5 м от пола, либо под полом цеха. При прокладке
стальных круглых воздуховодов по цеху их желательно изолировать для
уменьшения степени нагрева воздуха. При прокладке воздуховодов под полом
цеха их выполняют в виде кирпичных или бетонных каналов прямоугольного
сечения. Достоинством таких каналов является то, что воздух в них практич ески не нагревается и выходит в цех с температурой, равной температуре, которую он приобрел в оросительной камере.
30
Выпуск воздуха на рабочие места осуществляется через приточные патрубки.
Конструктивная компоновка общеобменной приточной вентиляции,
совмещенной с воздушным отоплением, зависит от числа и характера обслуживаемых вентиляцией помещений. Поскольку воздух подается при определенной температуре с недогревом или перегревом, очевидно, что одна пр иточная система должна обслуживать либо одно помещение, либо несколько
помещений, но с аналогичным по характеру тепловым балансом. Только при
этом в разных помещениях установятся температуры с отклонениями, не выходящими за пределы, определяемые санитарными нормами.
Помещения с различным тепловым балансом должны обслуживаться
отдельными приточными системами.
Воздушное отопление, необходимое в периоды останова производства,
может осуществляться за счет работы приточных вентиляционных установок в
режиме рециркуляции. Для этого в приточных камерах оставляются рециркуляционные отверстия с клапанами, открываемыми на период отопления. Отверстия располагают между воздухоприемной шахтой и калориферами.
Постоянно действующие системы отопления в кузнечных и термических
цехах выполняются только тогда, когда теплопотери превышают тепловыделения. В этих случаях рекомендуется осуществлять в цехе постоянно действующее отопление.
Наиболее целесообразно при этом отопление местными рециркуляционными (воздушно-отопительными) агрегатами, располагаемыми либо на колоннах, либо у наружных стен.
Если в непосредственной близости от стен (практически на расстоянии 2
м и менее) расположены постоянные рабочие места, рекомендуется устро йство центрального водяного или парового отопления с использованием в кач естве нагревательных приборов регистров из гладких труб или радиаторов.
На выходные дни или в ночные часы, когда работа в цехе не выполняется, необходимо запроектировать устройство дежурного отопления. Оно рассчитывается на поддержание в цехе внутренней температуры +5°С. Дежурное
отопление должно осуществляться во всех случаях, если расчетная наружная
температура для отопления ниже -15°С.
Для цехов, расположенных в местностях с расчетной наружной температурой выше -15°С, дежурное отопление предусматривается только при односменной или двухсменной работе в цехе. Если работа в цехе ведется 3 или 4
смены, дежурное отопление не проектируется, так как при необходимости цех
можно обогреть, оставив включенными (работающими) одну или две нагревательные или термические печи.
Вопрос о том, какой вид отопления необходимо применить, решается на
основе экономических соображений. Если в цехе имеется одна крупная приточная установка сравнительно большой мощности, то эксплуатировать эту
установку в режиме полной рециркуляции заведомо нецелесообразно. Иногда
для отопления следует установить несколько воздушно-отопительных агрегатов. Если вентиляционных приточных установок несколько и тепловая мощ31
ность одной из этих установок близко совпадает с количеством тепла, необходимого для целей дежурного отопления, то обычно целесообразно эту установку использовать в качестве отопительной в режиме полной рециркуляции
воздуха.
Достаточность поверхности калориферов этой установки должна быть
проверена в режиме воздушного отопления, так как температура воздуха, з абираемого из цеха, составит +5°С, то есть окажется значительно выше, чем в
обычном расчетном вентиляционном режиме. Средняя температура нагреваемого в калорифере воздуха также возрастает, расчетный перепад температур
теплоносителя и воздуха уменьшится, в связи с чем снизится и теплопроизводительность калорифера.
Общеобменная механическая вытяжная вентиляция выполняется только тогда, когда удаление воздуха из верхней зоны помещения не может быть
осуществлено естественным путем, как, например, в цехах, имеющих сплошные перекрытия без фонарей, и когда устройство вытяжных шахт трудно выполнимо. Конструктивно вытяжная вентиляционная система состоит из вытяжной сети воздуховодов и вентилятора с электродвигателем.
18. Расчет и выбор устройств вентиляции с механическим побуждением
18.1 .Вентиляторы
Вентиляторы выбираются в зависимости от производительности и давления с учетом взрывобезопасности и стойкости против коррозии. При подборе вентиляторов необходимо учитывать возможность подсосов и утечек во здуха.
Крышные вентиляторы из стали могут использоваться для удаления из
помещений неагрессивных и невзрывоопасных газовоздушных смесей. Радиальные крышные вентиляторы могут применяться как для децентрализованной общеобменной вентиляции без сети воздуховодов, так и для установок с
сетью воздуховодов. Температура перемещаемого воздуха не должна быть
выше 50°. Осевые крышные вентиляторы используются только для децентрализованной общеобменной вытяжной вентиляции без сети воздуховодов. Температура воздуха, перемещаемого осевыми крышными вентиляторами, не
должна превышать 40°.
18.2. Приточные вентиляционные камеры
При выполнении курсовых и дипломных проектов следует использовать
типовые чертежи приточных вентиляционных камер типа производительность
по воздуху от 3,5 тыс. м3/ч до 150 тыс. м3/ч.
Типовые камеры состоят из вентагрегата, соединительной, калориферной, оросительной и приемной секций. Камеры могут быть левого и правого
исполнения. Левая камера обслуживается с левой стороны, а правая - с правой,
32
если смотреть на камеру со стороны входа воздуха. Приемные секции могут
быть с заслонками для рециркуляции.
19. Расчет и выбор устройств воздухораспределения
Подача свежего воздуха в помещение для ассимиляции избытков тепла,
разбавления вредных веществ, компенсаций вытяжки местными отсосами и
при воздушном душировании осуществляется в рабочую или верхнюю зоны.
В практике проектирования встречаются следующие случаи раздачи прито чного воздуха:
- сосредоточенно в верхнюю зону помещения;
- рассредоточено в верхнюю зону помещения;
- рассредоточено в рабочую зону помещения.
Целью расчета воздухораспределения при выбранном типе и числе воздухораспределителей является определение скоростей и избыточных темпер атур на рабочих местах или при входе приточной струи в рабочую зону и сравнение их с допустимыми значениями.
Расчет и выбор устройств воздухораспределения ведется по [4,15,17].
19.1. Расчет воздуховодов
В системах вентиляции производственных помещений промышленных
предприятий, как правило, применяются металлические воздуховоды круглого
и прямоугольного сечения. С целью широкой механизации заготовительных
работ чаще всего применяются воздуховоды круглого сечения. Размеры во здуховодов принимаются согласно [1]. Расчет воздуховодов выполняется по
справочнику [3] или [4].
19.2. Расчет калориферных установок
Расчет калориферных установок для нагрева воздуха выполняется согласно [3,17,15] с учетом следующего:
предварительная массовая скорость воздуха принимается равной 8 кг/(с м2)
для пластинчатых калориферов;
обвязка калориферов трубопроводами при теплоносителе вода принимается
последовательная.
19.3. Выбор типа пылегазоулавливающего оборудования,
теплоутилизаторов
Методика выбора типа пылегазоулавливающего оборудования, конструктивные размеры пылегазоуловителей приведены в [6]. Примеры расчетов
некоторых типов пылегазоуловителей приведены в [24]. По согласованию с
руководителем проекта студент может выполнить расчет и подбор теплоутилизаторов для одной из вытяжных систем вентиляции.
33
Исходными данными для расчета теплоутилизаторов являются: объемные расходы приточного Lп, м3/ч, и удаляемого воздуха Ly , м3/ч,; начальные
температуры приточного tпн, ° С, удаляемого воздуха tyн , ° С.
Определяемыми величинами являются конечная температура приточного воздуха tпк, °С; количество утилизированной теплоты Qy , Вт, аэродинамическое сопротивление теплоутилизатора по приточному Δрп и удаляемому воздуху Δру .
Расчет выполняют в следующей последовательности:
1. Выбирают тип и типоразмер теплоутилизатора по расходу воздуха [4].
2. Для выбранного типоразмера теплоутилизатора определяют массовую
скорость v · ρ, кг /(с·м2), во фронтальном сечении по формуле
v · ρ = Ln/(3600fcp ),
(40)
где р - плотность приточного воздуха, кг/м 3; fcp - площадь фронтального
сечения по приточному воздуху, м 2 [4].
3. Определяют относительный перепад Θt , температур по формулам
для регенеративного вращающегося теплоутилизатора:
Θt =0,836(vρ)-0,103;
(41)
для рекуперативного пластинчатого теплоутилизатора:
Θt =O,797(vρ)-0,086;
(42)
для рекуперативного теплоутилизатора на базе тепловых труб производительность по воздуху 2500 м3/ч:
Θt =0,694(vρ)-0,153;
(43)
для рекуперативного теплоутилизатора на базе тепловых труб производительностью по воздуху 10000 м3/ч:
Θt =0,665(vρ)-0,168;
(44)
4. Рассчитывают конечную температуру приточного воздуха по формуле
tпк = tпн + Θt · Lу · ρyн(tyн- tпн)/(Lп · ρпн),
(45)
3
где ρун - плотность удаляемого воздуха, кг/м .
5. Определяют количество утилизированной теплоты по формуле
Qу = 0,278cp · Lп · ρпн(tпк-tпн)
(46)
6.Рассчитывают аэродинамическое сопротивление ΔР по приточному и
удаленному воздуху по формулам для регенеративного вращающегося теплоутилизатора
ΔР = 44(vρ)1,149;
(47)
для рекуперативного пластинчатого теплоутилизатора:
ΔР = 14,81(vρ)1,6;
(48)
для рекуперативного пластинчатого теплоутилизатора на базе тепловых труб
по приточному воздуху:
ΔР = 41(vρ)1,55;
(49)
по удаляемому воздуху:
ΔР = 41(vρ)1,55+6,5(vρ)2.
(50)
34
20. Акустический расчет систем вентиляции
Акустический расчет систем вентиляции производится по [3,19]. Примеры расчета даны в [6,15].
21. Технико-экономические показатели проекта
Технико-экономические показатели проекта необходимы для выбора
наиболее экономичного варианта и для определения удельных стоимостных
показателей. Общие затраты состоят обычно из суммы капитальных затрат и
суммы годовых эксплуатационных расходов.
В сумму капитальных затрат входят все затраты по устройству систем
отопления и вентиляции, включая строительные работы, непосредственно связанные с этими устройствами /вентиляционные камеры, изоляции, окраска/.
Сумма капительных затрат определяется по сметной стоимости. В сумму годовых эксплуатационных расходов включаются все затраты по эксплуатации
систем отопления и вентиляции.
Технико-экономические показатели по курсовому проекту сводятся к
определению часового и годового расходов тепла на вентиляцию, часовых и
годовых расходов воды и электроэнергии, расхода стали на 1000 м 3/ч производительности приточной и вытяжной вентиляции раздельно.
Часовые расходы тепла на вентиляцию определяются суммированием
расходов тепла на нагрев воздуха приточной вентиляции, воздушных душей и
воздушных завес.
Расход теплоты на вентиляцию, МВт/год, определяется по формуле
Q=
m (n-a)(t в -t ср )
t п -t н
Qвен 10-6 ;
(51)
где m - продолжительность рабочего времени работы системы, ч;
n - продолжительность отопительного периода, сут;
а - количество нерабочих суток в отопительном периоде;
tп - температура приточного воздуха, °С;
tср - средняя температура воздуха отопительного периода, °С;
tн - расчетная температура наружного воздуха, °С;
Qвен - расход тепла на вентиляцию, Вт.
Годовые расходы тепла на нагрев приточного воздуха систем вентиляции,
воздушного душирования и воздушно-тепловых завес при различных начальных и конечных температурах нагреваемого воздуха определяются раздельно.
Годовой расход электроэнергии, МВт/год, определяется по формуле
Wq = Σ(ηэ · Nэ · τ) / 1000,
(52)
где ηэ - коэффициент использования установленной мощности двигателей;
Nэ - установочная мощность электродвигателя, кВт;
τ - число часов работы двигателя в год (при 41 часовой неделе годовой
фонд рабочего времени I смены 2080 часов).
Годовой расход воды, м3 для мокрой очистки воздуха от пыли равен
35
Pв = qв · L · τ · 10-6,
где qв - удельный расход воды на очистку 1000 м 3/ч воздуха, л;
L - производительность системы , м 3/ч;
τ - годовой фонд рабочего времени системы, ч.
(53)
22. Оформление проекта
Расчеты выполняются в пояснительной записке с одной стороны листа и
сопровождаются необходимыми схемами и эскизами. Текст расчетов пишется
чернилами или по согласованию с руководителем проекта набирается на ко мпьютере.
Графический материал должен состоять из плана и разреза здания с
нанесением на них систем отопления и вентиляции, схем рассчитываемых с истем вентиляции, деталировочных чертежей приточной или вытяжной установки и конструктивной разработки детали или элемента вентиляционной системы. Чертежи должны иметь спецификации оборудования и материалов, характеристику вентиляционного оборудования, показатели по проекту, общие
указания и пояснения к проекту.
Графический материал должен соответствовать указаниям [25].
Библиографический список рекомендуемой литературы
1. СНиП 41-01-2003. Отопление,вентиляция и кондиционирование:
-М.: Госстрой России, ФГУП ЦПП,2004.-56 с.
2. Справочник проектировщика. Внутренние санитарно-технические устройства. В 3ч. 4.1. Отопление/ Под ред. И.Г. Староверова.- Изд. 4-е,перераб. и дополн.,М.: Стройиздат,1990.-344 с.
3. Справочник проектировщика. Внутренние санитарно-технические устройства. В 3ч. 4.3. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Книга 1.
/Под ред. Н.Н. Павлова и Ю.И. Шиллера.-Изд. 4-е,перераб и допол.-М.:
Стройиздат,1992.-320 с.
4.Справочник проектировщика. Внутренние санитарно-технические устройства. В 3ч. 4.3. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Книга 2. /Под ред.
Н.Н. Павлова и Ю.И. Шиллера. - Изд. 4-е,перераб. и доп. - М.: Стройиздат
1992.-416 с.
5. Вентиляция : учеб. пособие / В.И. Полушкин [ и др.].-М.:
издательский цент "Академия",2008.-416 с.
6. Курсовое и дипломное проектирование по вентиляции гражданских и пр омышленных зданий / В.Л. Титов [и др.].-М.: Стройиздат,
1985.-208 с.
7. Полосин И.И. Охрана атмосферы от выбросов промышленной вентиляции /
И.И. Полосин, А.И. Скрыпник. – Воронеж. гос. арх.- строит. ун-т. - Воронеж,2010.-153 с.
8. Отопление и вентиляция. Часть 2. Вентиляция / В.Н. Богословский,[и др.].36
М.: Стройиздат,197 с.-439 с.
9. СНиП 31-03-2001. Производственные здания. - М.: Госстрой России ГУП
ЦПП, 2001.-9 с.
10. Тищенко Н.Т. Охрана атмосферного воздуха. Расчет содержания вредных
веществ и их распределение в воздухе / Н.Т. Тищенко. Справочник. М.: Химия,1991.-362 с.
11. Методика расчета выделений (выбросов) загрязняющих веществ в атмосферу при механической обработке металлов.- М.: НИИАтмосфера,1997.-19 с.
12. Методика расчета выделений (выбросов) загрязняющих веществ в атмосферу при сварочных работах. - М.: НИИАтмосфера,1997.- 35 с.
13. Методика расчета выделений (выбросов) загрязняющих веществ в атмосферу при производстве металлопокрытий гальваническим способом.- М.:
НИИАтмосфера,1999.-75 с.
14. Методика проведения инвентаризации выбросов загрязняющих веществ в
атмосферу для автотранспортных предприятий.- М.: 1998.-85с.
15. Сборник задач по расчету систем кондиционирования микроклимата зд аний / под ред. Э.В. Сазонова: учеб. пособие для вузов. - Воронеж: изд-во
ВГУ,1988.-296 с.
16. Конструирование систем вентиляции: метод. указания к выполнению курсовых и дипломных проектов по дисциплине "Вентиляция" / В.Н. Шершнев.
Воронеж. гос. арх.- строит. ун-т. - Воронеж,1999. - 44 с.
17. Проектирование промышленной вентиляции: справочник / Б.М. Торговников, В.Е. Табачников , Е.М. Ефанов,- Киев: Будивельник,1983,-256 с.
18. Богуславский Л.Д. Снижение расходов энергии при работе отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха / Л.Д. Богуславский.- М.: Стройиздат,1982.- 257 с.
19. Справочник проектировщика. Защита от шума / под. ред. Е. Я. Юдина.М.: Стройиздат,1974.- 133с.
20. Полосин И.И. Отопление и вентиляция промышленного здания : метод.
указания по оформлению курсового и дипломного проекта / И.И. Поло син;
Воронеж. гос. арх.-строит. ун-т. - Воронеж,1990 - 37 с.
21. Новосельцев Б.П. Отопление и вентиляция основных цехов машиностроительных заводов: учеб. пособие / Б.П. Новосельцев; Воронеж. гос. арх.-строит.
ун-т. - Воронеж,2010.- 233 с.
22. Вентиляция и отопление цехов машиностроительных заводов / М.И. Гр имитлин [и др.]. – М.: изд-во "Машиностроение", 1978.- 272 с.
23. Бромлей М.Ф. Проектирование отопления и вентиляции / М.Ф. Бромлей,
В.П. Щеглов. - М.: Стройиздат, 1965.- 260 с.
24. Полосин И.И. Охрана атмосферы от выбросов промышленной вентиляции
и котельных : учеб. пособие / И.И. Полосин, Воронеж. гос. арх.-строит. ун-т.Воронеж, 2007. - 191 с.
25.ГОСТ 21.602-2003. Правила выполнения рабочей документации отопления,
вентиляции и кондиционирования. - М.: МНТКС, 2004. – 34с.
37
Приложение 1
Допустимые нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в обслуживаемой или рабочей зоне жилых, общественных, административно -бытовых и производственных помещений в теплый период года (СНиП 41-01-2003)
Скорость
Относидвижения
тельная
Температура, °С
воздуха,
влажность
м/с, не
воздуха, %,
Назначение помещеКатегория
более
не более
ния
работ
на непостов обслуживаена постоянных
янных рана постоянных и непомой или рабочей
рабочих местах
бочих местоянных рабочих местах
зоне
стах
1
2
3
4
5
6
7
Не более чем на
3 °С выше расЖилое, общественчетной темпераное, административ0,5
65**
туры наружного
но-бытовое
воздуха (параметры А)*
Легкая:
На 4 °С выше
Ia
28/31
30/32
0,2
расчетной
темIб
28/31
30/32
0,3
пературы
Средней
наружного возтяжести:
Производственное
75
духа (параметры
IIа
27/30
29/31
0,4
А) и не более
IIб
27/30
29/31
0,5
указанных
в гр. 4
Тяжелая:
и5
III
26/29
28/30
0,6
* Но не более 28 °С для общественных и административно -бытовых помещений с постоянным пребыванием людей и не более 33 °С для указанных зданий, расположенных в районах с расчетной температурой
наружного воздуха (параметры А) 25 °С и выше.
** Допускается принимать до 75 % в районах с расчетной относительной влажностью воздуха более 75
% (параметры А).
Примечания
1. Нормы установлены для людей, находящихся в помещении более 2 ч непрерывно.
2. В таблице в графах 4 и 5 допустимые нормы внутреннего воздуха приведены в виде дроби: в числителе — для районов с расчетной температурой наружного воздуха (параметры А) ниже 25 °С, в знаменателе
— 25 °С и выше.
3. Для помещений, расположенных в районах с расчетной температурой наружного воздуха (параметры
А) ниже 25 °С, — не более указанной в числителе граф 4 и 5, 25 °С и выше — не более указанной в знаменателе граф 4 и 5.
4. Для районов с расчетной температурой наружного воздуха (параметры А) 18 °С и ниже вместо 4 °С,
указанных в графе 3, допускается принимать 6 °С.
5. Нормативная разность температур между температурой на рабочих местах и температурой наружного
воздуха (параметры А) 4 или 6 °С может быть увеличена при обосновании расчетом в соответствии с 5.6.
6. В районах с расчетной температурой наружного воздуха (параметры А) t, °С, на постоянных и непостоянных рабочих местах, превышающей:
а) 28 °С — на каждый градус разности температур ; t - 28 °С следует увеличивать скорость движения
воздуха на 0,1 м/с, но не более чем на 0,3 м/с выше скорости, указанной в графе 6;
б) 24 °С — на каждый градус разности температур t - 24 °С допускается принимать относительную
влажность воздуха на 5 % ниже относительной влажности, указанной в графе 7.
7. В климатических зонах с высокой относительной влажностью воздуха (вблизи морей, озер и др.), а
также при применении адиабатной обработки приточного воздуха водой для обеспечения на рабочих местах
температур, указанных в графах 4 и 5, допускается принимать относительную влажность воздуха на 10 %
выше относительной влажности, определенной в соответствии с примечанием 5.
8. Если допустимые нормы невозможно обеспечить по производственным или экономическим условиям,
то на постоянных рабочих местах следует предусмотреть воздушное душирование или кондиционирование.
38
Приложение
2
Расчетные нормы температур и скорости движения воздуха при воздушном душировании (по СНиП 41-01-2003)
Категория работ
Средняя на 1 м2 - скоТемпература возду- рость воздуха в души- Температура смеси воздуха в душирующей струе, °С, на рабочем
ха вне струи, °С
рующей струе на ра- месте при поверхностной плотности лучистого теплового потока, Вт/м2
бочем месте, м/с
Легкая - Iа, Iб
39
Средней тяжести IIа, IIб
Тяжелая - III
Принимать по графам 3—5 приложения 1
140 - 350
700
1400
2100
2800
1
2
3
3,5
28
-
24
28
-
21
26
28
-
16
24
26
27
20
24
25
1
2
3
3,5
27
28
-
22
24
27
28
21
24
25
16
21
22
18
19
2
3
3,5
25
26
-
19
22
23
16
20
22
18
20
17
19
Примечания
1. При температуре воздуха вне струи, отличающейся от указанной в таблице, температуру смеси воздуха в душирующей струе
на рабочем месте следует повышать или понижать на 0,4 °С на каждый градус разности от значения, приведенного в таблице, но
принимать не ниже 16 °С.
2. Поверхностную плотность лучистого теплового потока следует принимать равной средней за время облучения.
3. При длительности воздействия лучистого теплового потока менее 15 или более 30 мин непрерывной работы температуру
смеси воздуха в душирующей струе допускается принимать соответственно на 2 °С выше или ниже значений, приведенных в таблице.
4. Для промежуточных значений поверхностной плотности лучистого теплового потока температуру смеси воздуха в душирующей струе следует определять интерполяцией.
39
Приложение 3
Величина коэффициента эффективности воздухообмена
Наименование
производства
Металлообрабатывающее
Сварочное
Термическое
помещения
Коэффициент
40
Механической обработки, заточных, шлифовальных
станков
1,4
Сварочно-сборочное
1,65
Горячей обработки металлов
2,0
Электрохимической обработки. Полировки.
Выпрямительных устройств
1,4
1,25
2,0
Приготовление красок, окраски
1,25
Смесеприготовления
Формовки и сушки форм и стержней, плавки и заливки
металла, выбивки форм и стержней
Обрубки и очистки литья
Отжига литья
1,65
2,0
Гальваническое
Окрасочное
Литейное
40
1,65
1,45
Теплый
41
Холодный
41
Наименование цеха
Теплый
Холодный
Наименование цеха
Удельные теплоизбытки,
Вт/м 3
избытки теплоты
Поступление теплоты, Вт
недостатки теплоты
всего
прочие
от системы отопления
Потери теплоты, Вт
от технологического оборудования и
процессов
от солнечной радиации
всего
на нагревание материалов и транспорта
на нагрев воздуха, прорывающегося
через ворота
за счет инфильтрации
через наружные ограждающие конструкции
Период года
Приложение 4
Тепловой баланс помещений
Баланс теплоты, Вт
Период года
42
Вытяжная вентиляция
Механическая
Естественная
ОбщеобОбщеобМестная
Местная
менная
менная
Теплый
Холодный
42
Наименование цеха
Теплый
Холодный
Наименование цеха
Теплый
Холодный
Наименование цеха
Приточная вентиляция
Механическая
Естественная
ОбщеобОбщеобмеМестная
Местная
менная
нная
Кратность обмена
Сум. производительность.
Температура, t, о С
Производительность, L/G
Температура, t, о С
Производительность, L/G
Температура, t, о С
Производительность, L/G
Температура, t, о С
Производительность, L/G
Сум. производительность.
Температура, t, о С
Производительность, L/G
Температура, t, о С
Производительность, L/G
Температура, t, о С
Производительность, L/G
Температура, t, о С
Производительность, L/G
3
Приложение 5
Таблица воздушного баланса L/G, (м /ч)/(кг/ч)
Приложение 6
Рекомендуемые схемы вентиляции, способы подачи и удаления воздуха и значения коэффициента m
цехов
отделений
1
2
43
Цехи холодной
обработки металлов и механосборочные
3
4
Заготовительные отделения
Приточная вентиляция
Вытяжная вентиляция
Примечания
холодный период
года
теплый период года
6
7
8
0,7
М естные отсосы и общеобменные из верхней
зоны
Сосредоточенная
подача
Естественная; на глубине более 30м от
наружных стен, как в
холодный период года
-
Тепло
0,8
Общеобменная из верхней зоны
Сосредоточенная
подача
-
-
М еталлическая и абразивная пыль
0,5
М естные отсосы
0,7
М естные отсосы и общеобменная из верхней
зоны
Тепло, абразивная и
металлическая пыль,
пары охлаждающих
Отделения механичежидкостей (воды, эмульской обработки деталей
сий, керосина и др.),
и общей узловой сбораэрозоли
охлаждающих
ки
жидкостей, нитрита
натрия, триэтаноламина
и соды
Отделения координатно - расточных станков
Шлифовальные и заточные отделения механических и инструментальных цехов
Цехи сварных
конструкций
Вредности (основные)
Коэффициенты m для
схемы вентиляции
«снизу-вверх»
Наименование
Тепло, абразивная и
металлическая пыль
5
Заводы всех профилей
43
Естественная; при
Рассеянная подача в отсутствии окон, как в
верхнюю зону
холодный период года
Сосредоточенная
подача
-
Естественная; при
Для небольших
глубине более 30м от
цехов подача воздунаружных стен, как в
ха в рабочую зону
холодный период года
Продолжение прил. 6
1
Т ермические цехи
2
3
Сборочно-сварочные
соединения
Пыль, вредные химические
соединения, окрасочные аэрозоли, пары углеводородов
5
0,6
Местные отсосы и
общеобменная из
верхней
зоны»
6
7
8
Сосредоточенная
Естественная; при m=0,6 при общеобподача в верхнюю
глубине более 30м от менной вентиляции
зону; для небольнаружных стен, как в и m=1 при местных
ших помещений в
холодный период года
отсосах
рабочую зону
44
Т о же
Естественная на
отметке не ниже
4м
Естественная*
Воздушные души на
рабочих местах у
молотов, нагревательных печей,
прессов и горизонтально-ковочных
машин
0,4
Т о же
Естественная
через окна на
отметке не ниже
4м
Т о же*
Т оже
0,6
Местные отсосы
Рассеянная подача
в верхнюю зону
Естественная
-
0,5
Естественная
Сосредоточенная
подача
Естественная
-
Пары щелочей, кислот, металлическая и абразивная пыль
-
Местные отсосы и
общеобменная из
верхней зоны
Отделения электрохими- Пары кислот, водород, цианической обработки
стый водород
-
Т о же
Прессо-штамповочные и Т епло, продукты сгорания топтермические отделения
лива, пары углеводородов
Кузнечно-прессовые
цехи
-
Т епло, дымовые газы, пары
соляной кислоты, металлическая пыль
СтаночноМодельные и деревообзаготовительные и сбо- Т епло, древесная пыль опилки
рабатывающие цехи;
рочные отделения
ремонтно-строительные
Остывочное помещение
цехи
Водяной пар
у сушильных камер
Цехи травления и металлопокрытий
4
Отделения травления
0,5
Естественная; при
близком расположеРассеянная подача нии к окнам оборудов верхнюю зону
вания с бортовыми
отсосами, как в холодный период года
Т оже
Т о же
-
-
* При одностороннем расположении окон в помещениях следует предусматривать дополнительно механический приток в рабочую зону со стороны, противоположной расположению окон
44
Продолжение прил. 6
1
45
Окрасочные цехи
2
3
4
5
6
7
8
Отделения приготовления растворов
Пары кислот
-
Т о же
Т о же
Т о же
-
Отделения приготовления цианистых растворов
Цианистый водород
-
Т о же
Т о же
Т о же
Отделения цианистого
меднения, цианистого
цинкования и кадмирования
Цианистый водород
-
Отделения хромирования
Т уман и пары хромовой
кислоты и хромового
ангидрида
-
КраскоприготовиnельПары летучих раствориные и подготовительные
телей, пары щелочей
отделения
-
45
Естественная; при
близком расположеМестные отсосы и общеобменная из Рассеянная подача в верхнюю нии к окнам оборуверхней зоны
зону
дования с бортовыми
отсосами, как в холодный период года
Естественная; при
близком расположеМестные отсосы и общеобменная из Рассеянная подача в верхнюю нии к окнам оборуверхней зоны
зону
дования с бортовыми
отсосами, как в холодный период года
Местные отсосы и общеобменная из Рассеянная подача в верхнюю
верхней зоны 1/3 и из нижней зоны зону -83% объема извлекае2/3
мого воздуха; 15% объема в
объема извлекаемого воздуха
соседние помещения
Естественная
-
-
-
Окончание прил. 6
1
2
Окрасочные
отделения
3
Пары летучих растворителей, окрасочный
аэрозоль
4
46
5
6
7
М естные отсосы и общеРассеянная подача в
Естественная; при
обменная из верхней
верхнюю зону - 85%
необходимости очистзоны 1/3 и из нижней
объема, извлекаемого
ки воздуха от пыли по
зоны 2/3 объема извлека- местными отсосами; 15%
технологическим
емого воздуха; при бесобъема в соседние поусловиям, как в хокамерной окраске извлемещения
лодный период года
чение воздуха следует
производить через
напольные решетки, при
необходимости с дополнительной местной вытяжкой через всасывающие панели при окраске
несплошных высоких(более 1,8-2 м) изделий
46
8
Для бескамерной окраски
на напольных вытяжных
решетках в отдельных помещениях, приток следует
предусматривать сверху
рассеянно (через перфорированные воздуховоды,
потолки). Для исключения
влияния поперечных воздушных токов участки
бескамерной окраски следует выгораживать перегородками, не мешающими
работе крана, высотой 4-6
м; приточный воздух в
этом случае может поступать из общего помещения
Оглавление
Введение …………………………………………………………………………………........
Исходные данные к проекту…………………………………………………………………
Перечень и последовательность выполнения расчетов ……………………………….......
Оформление расчетов ……………………………………………………………………….
1. Выбор параметров наружного воздуха……………………………………………….
2. Выбор и расчет параметров воздуха помещения…………………………………….
3. Расчет расходов теплоты……………………………………………………………….
3
3
4
5
5
6
7
7
8
3.1. Компенсация потерь теплоты ограждающими конструкциями помещения …………..
3.2. Расход теплоты на нагрев воздуха, поступающего вследствие инфильтрации………..
3.3. Расход теплоты на нагрев воздуха, поступающего через воздушные завесы
наружных ворот…………………………………………………………………………… 8
3.4. Расчет расходов теплоты на нагревание материалов и транспорта, поступающих
в помещение с улиц……………………………………………………………………….. 99
4. Расчет поступления теплоты …………………………………………………………..
10
4.1. Поступление теплоты от солнечной радиации ………………………………………….. 10
4.2. Поступление теплоты от технологического оборудования............................................... 12
4.3. Тепловые поступления от системы отопления с местными отопительными
приборами………………………………………………………………………………….. 15
5. Составление теплового баланса помещения…………………………………………
6. Изучение технологического процесса…………………………………………………
7. Расчет поступлений в помещения газовых паровых и пылевых вредных в еществ
8. Расчет местной вытяжной вентиляции………………………………………………..
9. Расчет местной приточной вентиляции……………………………………………….
10. Расчет воздухообменов общеобменной вентиляции..................................................
11. Расчет минимального количества наружного воздуха……………………………...
12. Выбор расчетного воздухообмена помещения……………………………………...
13. Воздушный баланс помещения………………………………………………………
14. Расчет аэрации и естественной вентиляции…………………………………………
15. Расчет воздушных завес………………………………………………………………
16. Конструирование систем отопления и вентиляции…………………………………
17. Принципы разработки схем конструктивного решения
и компоновки отопления и систем вентиляции для горячих цехов……………….
18. Расчет и выбор устройств вентиляции с механическим побуждением……………….
18.1. Вентиляторы………………………………………………………………………………
18.2. Приточные вентиляционные камеры…………………………………………………….
19. Расчет и выбор устройств воздухораспределения……………………………………..
19.1. Расчет воздуховодов………………………………………………………………………
19.2. Расчет калориферных установок…………………………………………………………
19.3. Выбор типа пылегазоулавливающего оборудования, теплоутилизаторов……………
20. Акустический расчет систем вентиляции……………………………………………..
21. Технико-экономические показатели проекта…………………………………………
22. Оформление проекта…………………………………………………………………
Библиографический список рекомендуемой литературы …………………………………
Приложения ………………………………………………………………………………….
47
15
16
16
19
20
21
24
25
25
26
26
27
28
32
32
32
33
33
33
33
35
35
36
36
37
Вентиляция и отопление
промышленного здания
Методические указания
к выполнению курсового проекта
для студентов бакалавриата всех форм обучения
направления подготовки 270800 «Строительство»,
профиль «Теплогазоснабжение и вентиляция»
Составители: д.т.н., проф. Полосин Иван Иванович,
к.т.н., доц. Колодяжный Сергей Александрович,
к.т.н., проф. Новосельцев Борис Петрович
Подписано в печать 16.07. 2013. Формат 60х84 1/16. Уч.-изд. л. 3,0. Усл.-печ. л. 3,1.
Бумага писчая Тираж 200 экз. Заказ № 345.
Отпечатано: отдел оперативной полиграфии издательства учебной литературы
и учебно-методических пособий Воронежского ГАСУ
394006 Воронеж, ул. 20-летия Октября, 84
48
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
15
Размер файла
618 Кб
Теги
вентиляции, 337, отопление
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа