Курсовая работа: Отопление и вентиляция сельскохозяйственного здания
Расход вентиляционного воздуха определяется из условия
ассимиляции влаговыделений и удаления углекислого газа в главе 1.
Расход теплоты, идущей на нагрев
вентиляционного воздуха определяем по формуле (14):
Теплопотери через наружные
ограждения определяются по
укрупнённым показателям по выражению (10):
Потери тепла на нагревание
инфильтрующего воздуха через ограждение
определяем по формуле:
(15)
где -
общий расход инфильтрирующего воздуха, ,
определяемый по формуле:
(16)
где -
суммарная площадь поверхности наружных ограждений, ;
- расход инфильтрующего
воздуха через окна, , рассчитываемый при
одинарном остеклении как:
где -
доля остекления поверхности наружного ограждения; -
высота помещения, .
Коэффициент инфильтрации выбирается по “Вентиляция
производственных зданий агропромышленного комплекса" по :
где -
скорость ветра, принимаемая как расчётная зимняя, .
Расход инфильтрующего воздуха и
потери тепла на его нагрев составляют по формулам (15) и (16):
и
Тепловая мощность, расходуемая
на испарение влаги, определяется по
уравнению:,
где -
скрытая теплота парообразования водяных паров,.
Тепловая мощность выделений
свободной теплоты животными определяем
по формуле (11):
Тепловую мощность системы
отопления , , рассчитываем по формуле (13):
.
При этом тепловлажностное
отношение имеет вид:
.
1. Подбор калорифера
При выборе схемы калориферной
установки необходимо учесть, что по технико-экономическим соображениям массовая
скорость воздуха принимается для пластинчатых калориферов 7…10 .
Требуемая площадь живого сечения
калорифера для прохода воздуха
определяется:
где -
массовая скорость воздуха, .
По техническим характеристикам
подбираем калорифер КПС-П №10.
Скорость теплоносителя в трубках
калорифера определяем:
где -
теплоёмкость и плотность теплоносителя; - температура
теплоносителя в подающем и обратном трубопроводе, ;
- площадь живого сечения трубок,
. Для уменьшения скорость
течения теплоносителя для нормированных 0,2-0,5 соединяем
два калорифера КПС-П №10 параллельно по теплоносителю. Требуемая поверхность
нагрева , определяется:
(17)
где -
коэффициент теплопередачи,; - средняя температура
теплоносителя . tср1= - средняя температура воздуха,
, tср2=
Требуемую поверхность нагрева , определяем по выражению (17):
.
По нагреваемой среде соединяем
воздух последовательно, чтобы увеличить площадь нагрева. Сопротивление
калорифера принимаем 62 Па.
2. Подбор фильтра
Фильтр подбирается по
производительности, рассчитанной для холодного периода, которая составляет , а также по степени
очистки и предъявляемым к нему требованиям (степень очистки, род улавливаемых
загрязнителей и т.д.). Для животноводческого помещения применяем фильтр со
степенью очистки 55% (фильтр III класса очистки),
основным загрязнителем которого является пыль размером 10-50 мкм.
Фильтры ФяГ состоят из рамки,
изготавливаемой из картона или оцинкованной стали, внутри которой уложен
фильтрующий материал в виде гофр, опирающийся со стороны выхода воздуха на
сетку гофрированной (волнообразной) формы.
Фильтры типа ФяГ предназначены
для очистки наружного и рециркулярного воздуха в системах приточной вентиляции
и кондиционирования для помещений различного назначения: бытовых
административных и промышленных зданий.
В процессе эксплуатации фильтров
следует контролировать их аэродинамическое сопротивление по показаниям
манометра, подсоединенного к штуцерам, устроенным в стенках воздухоочистных
камер до и после фильтров.
При достижении перепада
давления, рекомендуемого для данного фильтра, или исходя из располагаемого
давления в системе, фильтры необходимо заменять.
Таблица 4. Технические
требования и характеристики
Класс фильтра ФяГ по ГОСТ Р 51251-99, ЕN 779 (Eurovent 4/9) |
Сопротивление, Па |
Эффективность очистки,% |
начальное |
конечное |
глубина, L, мм |
48 |
100 |
G3 (EU3) |
40-70 |
30-55 |
200 |
55 |
Фильтры работоспособны и
сохраняют свои технические характеристики при температуре очищенного воздуха от
- 40°С до +70°С. Окружающая среда и фильтруемый воздух не должны содержать
агрессивных газов и паров.
Параметры фильтров определялись
согласно ГОСТ Р 51251 - 99 "Руководства по испытанию и оценке воздушных
фильтров для систем приточной вентиляции и кондиционирования воздуха"/М. Стройиздат,
1979.
Таблица 5. Характеристика
подобранного фильтра
Индекс фильтра
ФяГ
|
Габаритные размеры, мм |
Производительность фильтра, м3/ч |
Масса, кг |
высота A |
ширина B |
глубина L |
3 (4) 059 |
892 |
490 |
48 |
3100-4400 |
2,8 |
|
В данном помещении устанавливаем
2 фильтра ФяГ 3 (4) 059.
3. Подбор утеплённого клапана
Клапаны воздушные утепленные
предназначены в качестве воздухозаборных клапанов в вентиляционных системах. Клапан
состоит из корпуса (из оцинкованной стали), внутри которого на подшипниках
скольжения установлены поворотные лопатки, ТЭНов (мощностью 0,4 кВт) и привода
(ручного и электрического).
Каждая лопатка имеет коробчатое
сечение. Клапаны могут использоваться для режимов "открыто-закрыто " или
плавного регулирования количества воздуха. В качестве исполнительного механизма
может использоваться ручной привод, привод фирмы "Belimo ".
Клапаны предназначены для
использования в системах вентиляции и кондиционирования воздуха и могут
применяться для регулирования количества воздуха и газовых смесей,
агрессивность которых, по отношению к оцинкованной стали, не выше агрессивности
воздуха, с температурой до 80 °С, не содержащих пыли и других твердых примесей
в количестве более 100 мг/м 3, а также липких веществ и волокнистых материалов.
Клапаны предназначены для
эксплуатации в условиях умеренного климата (У) категории размещения 1 по ГОСТ
15150, и для экспорта в условиях умеренного (У) и тропического (Т) климата
категории размещения 1 по ГОСТ 15150-69.
4. Подбор вентилятора
Вентилятор выбирается на основе
гидравлического расчёта. Определяем количество раздающих устройств, исходя из
условия равенства скорости движения воздуха в жалюзийной решётке и скорости на
последнем участке.
Общая площадь жалюзийных решёток:
где -
скорость движения воздуха в жалюзийной решётке, .
Количество жалюзийных решёток:
где -
площадь живого сечения жалюзийной решётки, .
Для РС-Г 425х75 составляет .
Расход воздуха на последнем
участке:
Скорость воздуха на последнем
участке:
где -
диаметр канала, .
Так как система имеет две ветви,
то количество участков на каждой из них составляет 38. На аксонометрической
схеме производим разбиение участков - отрезков воздуховода с постоянным
сечением и расходом. За расчётное направление принимаем наиболее протяжённое.
Потери на участке складываются
из потерь на трение и потерь напора в местных сопротивлениях на участке.
В инженерной практике потери
давления на трение определяют по
формуле:
(17)
где -
коэффициент учёта шероховатости стенок и скорости воздуха, для стальных
трубопроводов принимается 1, для кирпичных - 2,2; -
табличное значение удельных давления на трение, ;
- длина участка, .
Гидравлические потери давления
на местные сопротивления определяются
по формуле:
(18)
где -
сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке; - динамическое давление, .
Общие потери давления в сети
воздуховодов для стандартного воздуха определяются по формуле:
(19)
Приведём пример расчёта участка
25 - воздухозаборная шахта протяжённостью 0,89м. Местные сопротивления - вход в
шахту (), два поворота потока (), расширение сечения (). Принятое сечение -
375х375, скорость на участке - 5,6,
динамическое давление , удельные
сопротивления . Таким образом
полное падение сопротивления на участке №25 составляет по формуле (19):
Расчёт всех участков сведём в
таблицу 8.
Определив потери давления во
всей системе, которые составили , также
по расходу определяем по каталогам
вентилятор ВР 86-77-4, характеристики которого приведены в таблице 6.
Таблица 6. Характеристики
вентилятора ВР 86-77-4
Типоразмер вентилятора |
Электродвигатель |
Частота вращения рабочего колеса, мин-1
|
Параметры в рабочей зоне |
Масса вентилятора не более, кг |
Типоразмер |
Мощность, кВт |
Производительность, тыс. м3/час
|
Полное давление, Па |
ВР 86-77 №4 |
АИР112M2 |
7,5 |
2850 |
4,3-8,6 |
2350-1500 |
89,8 |
Размеры входа
в шахту составляют 335х335, что обеспечивает скорость в пределах 8 м/с.
Аэрация - организованный
естественный воздухообмен в помещении. Её осуществляют через специально
предусмотренные отверстия в наружных ограждениях с использованием естественных
побудителей движения воздуха - гравитационных сил и ветра.
1. Расчёт аэрации в тёплый
период
Определим расход воздуха,
необходимый для обеспечения нормируемой температуры в рабочей зоне (для летнего
периода):
(20)
где -
коэффициент температурного распределения, показывает какая доля тепла поступает
в рабочую зону, принимается 0,8.
Полный перепад давлений:
, (21)
где -
расстояние от середины оконного проема до верхнего среза шахты (3 м); - плотность наружного и
внутреннего воздуха, соответственно, кг/м3.
В расчетах системы вентиляции
принимаем температуру наружного воздуха в летний и переходный период по
действительным условиям. Избыточное давление на уровне середины оконного проема
(проема в стене):
. (22)
Температура уходящего воздуха:
Скорость воздуха на притоке через
оконные проемы не должна превышать 0,3-0,5 м/с.
Исходя из этого условия
рассчитаем необходимое количество проемов (окон):
, . (23)
Избыточное давление в шахте:
(24)
Скорость воздуха на уровне среза
шахты:
(25)
где Σζ - сумма
коэффициентов местных сопротивлений; h1 -
высота шахты, м.
Суммарная площадь шахт и их
количество:
,
(26)
2. Расчёт аэрации в переходный
период
Расход на аэрацию в переходный
период уменьшается на 30% от подаваемого объёма в холодный период, удаляемый
через навозные каналы.
Определим расход воздуха, необходимый
для обеспечения нормируемой температуры в рабочей зоне (для летнего периода),
по формуле (20):
Количество воздуха, удаляемое
через шахты:
Количество теплоты, удаляемое
через шахты:
Полный перепад давлений,
определяем по формуле (21):
В расчетах системы вентиляции
принимаем температуру наружного воздуха в летний и переходный период по
действительным условиям. Избыточное давление на уровне середины оконного проема
(проема в стене) определяем по выражению (22):
.
Температура уходящего воздуха:
Скорость воздуха на притоке
через оконные проемы не должна превышать 0,3-0,5 м/с.
Исходя из этого условия
рассчитаем необходимое количество проемов (окон) по выражению (23):
,
.
Избыточное давление в шахте
находим по формуле (24):
Скорость воздуха на уровне среза
шахты определяем по формуле (25):
Суммарная площадь шахт и их
количество находим по выражению (26):
,
В данном курсовом проекте в
соответствии с заданием была запроектирована система отопления и вентиляции телятника
для телят старше 4-х месяцев на 110 голов г.Н. Новгород. Были рассчитаны
вредности в помещении, теплопоступления и теплопотери. Был произведен расчет
воздухообменов в зимний, переходный и летний периоды года. Было подобрано
оборудование для приточной камеры: калорифер марки КПС-П №10 и вентилятор ВР-86-77-4.
Была рассчитана аэрация здания и
аэродинамика воздуховодов для летнего и переходного периодов года: подобраны
количество и размеры вытяжных шахт, оконных проемов, обеспечивающих удаление
вредностей из помещения, где содержатся животные.
Сечение воздухозаборной шахты 335335 мм.
Воздух подается через
воздуховоды с приточными решетками, сечением 100100.
Всего на один приточный центр -
114 решеток.
В летний и переходный периоды,
для компенсации теплоизбытков необходимо организовать аэрацию. Диаметр шахты
составляет 0,8м. Летом аэрация осуществляется через проемы в стенах; необходимо
открыть 44 окна, а удаляется через шахты; необходимое число шахт 36 штук.
В переходный период приток
воздуха осуществляется через 26 открытых окон, а удаляется необходимое
количество воздуха через шахты, необходимое число шахт 27 штук.
1. СНиП 2.04.05-91* "Отопление,
вентиляция и кондиционирование".
2. Богословский В.Н. "Отопление
и вентиляция". Учебник для вузов. В 2-х ч. Ч.2. Вентиляция.М., Стройиздат,
1976.
3. Драганов Б.Х. "Теплотехника
и применение теплоты в сельском хозяйстве" - М.: Агропромиздат, 1990.
4. Драганов Б.Х. "Курсовое
проектирование по теплотехнике и применению теплоты в сельском хозяйстве":
Учеб. пособие для вузов - М.: Агропромиздат, 1991.
5. Кирюшатов А.И. "Отопление и
вентиляция животноводческих комплексов и ферм". Методические указания к
курсовому и дипломному проектированию; СИМСХ им.М.И. Калинина; Сарат. с. - х. ин-т
им.Н.И. Вавилова. - Саратов, 1988.
6. Родин А.К. "Вентиляция
производственных зданий агропромышленного комплекса". Учеб. пособие: ФГОУ
ВПО "Саратовский ГАУ". Саратов. 2002.
|