Сохрани и опубликуйсвоё исследование
О проекте | Cоглашение | Партнёры
выпускная бакалаврская работа по направлению подготовки : 08.03.01 - Строительство
Источник: Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Дальневосточный федеральный университет»
Комментировать 0
Рецензировать 0
Скачать - 10,9 МБ
Enter the password to open this PDF file:
-
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Дальневосточный федеральный университет» Инженерная школа Кафедра инженерных систем зданий и сооружений Беляев Артем Сергеевич РАЗРАБОТКА ПРОЕКТА КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ КАФЕ И ВЕНТИЛЯЦИИ АДМИНИСТРАТИВНО-ПРИЕМНОГО КОРПУСА САНАТОРИЯ-ПРОФИЛАКТОРИЯ «БЕЛЫЙ ЛЕБЕДЬ» В Г. ВЛАДИВОСТОКЕ. ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА (БАКАЛАВРСКАЯ РАБОТА) по образовательной программе подготовки бакалавров по направлению подготовки 08.03.01 «Строительство» «Теплогазоснабжение и вентиляция» г. Владивосток 2018
Студент ___________________ подпись «_____» ________________ 20____г. Руководитель ВКР __________________ (должность, ученое звание) ____________________________ ____________________________ (подпись) (ФИО) «______»________________20___г. «Допустить к защите» Руководитель ОП _канд.техн.наук, доцент_ ( ученое звание) ______________ (подпись) В.П. Черненков (и. о.ф) «______»________________ 20____г Зав. кафедрой _канд.техн.наук, доцент_ ( ученое звание) ______________ (подпись) А.В. Кобзарь (и. о.ф) «______»________________ 20____г Защищена в ГЭК с оценкой___________________ Секретарь ГЭК ____________ подпись Н.С. Ткач И.О.Фамилия «_____» ________________ 20____г. 1
Аннотация В выпускной квалификационной работе «Разработка проекта кондиционирования кафе и вентиляции административно-приемного корпуса санатория-профилактория Белый Лебедь в городе Владивостоке» объектом проектирования является трехэтажное здание санатория высотой этажа 3 метра. Помещение кафе рассчитано на 24 человека. В данной работе выполнен обзор экспериментальной установки нетрадиционного источника холода для системы кондиционирования воздуха и произведена ее наладка. В рамках данной работы были запроектированы системы вентиляции и кондиционирования воздуха для здания санатория-профилактория. Для системы вентиляции был произведен расчет воздухообмена для помещений административно-приемного корпуса здания, также произведен аэродинамический расчет общеобменной механической системы вентиляции и естественной вентиляции с побуждением. Для системы кондиционирования спроектирована энергосберегающая центральная система кондиционирования воздуха для помещения кафе. Подобраны и рассчитаны традиционный и нетрадиционный источники холода, и произведен технико-экономический анализ использования естественного источника холода. В качестве традиционного источника холода используется система с чиллером, а в качестве нетрадиционного источника – система со снегохранилищем. Пояснительная записка к выпускной квалификационной работе содержит 60 страниц, 31 рисунок, 13 таблиц, 24 источника, 10 приложений. 1
Содержание Аннотация ............................................................................................................. 1 Глава 1. Исследование движения воздуха в экспериментальной установке .... 4 1.1 Наладка оборудования ............................................................................... 5 1.2 Равномерность распределения воздуха внутри установки. ................... 12 1.2.1 Расчет воздухораспределителя ......................................................... 20 Глава 2. Проектирование системы кондиционирования воздуха для кафе .... 24 2.1 Расчетные параметры наружного и внутреннего воздуха ..................... 24 2.2 Расчет выделений вредностей ................................................................. 25 2.3 Расчет воздухообмена и построение процессов обработки воздуха на Id диаграмме .................................................................................................... 35 2.4 Подбор воздухораспределителей ............................................................ 37 2.4.1 Подбор воздухораспределителей для подачи воздуха .................... 37 2.4.2 Подбор воздухораспределителей для удаления воздуха ................. 39 2.5 Аэродинамический расчет СКВ кафе ...................................................... 41 2.6 Подбор установки кондиционирования воздуха .................................... 43 Глава 3. Проектирование системы вентиляции для административного корпуса ................................................................................................................ 44 3.1 Расчетные параметры наружного и внутреннего воздуха ..................... 44 3.2 Расчет воздухообмена по нормативной кратности ................................. 45 3.3 Подбор решеток ..................................................................................... 45 3.4 Аэродинамический расчет системы вентиляции воздуха.................... 47 3.5 Аэродинамический расчет естественной системы вентиляции ......... 48 2
Глава 4. Подбор и расчет традиционного и нетрадиционного источника холода для системы кондиционирования ......................................................... 50 4.1 Подбор традиционного источника ........................................................ 50 4.2 Подбор нетрадиционного источника .................................................... 51 4.2.1 Расчет годового расхода холода ....................................................... 51 4.2.2 Расчет холодохранилища .................................................................. 53 Глава 5. Технико-экономический расчет системы кондиционирования воздуха в кафе .................................................................................................... 54 5.1 Расчет капиталовложений ..................................................................... 54 5.1.1 Расчет капиталовложений для традиционной системы................... 54 5.1.2 Расчет капиталовложений для нетрадиционной системы ............... 55 5.2 Расчет технико-экономических показателей .......................................... 56 Заключение ......................................................................................................... 60 Список использованных источников ................................................................ 62 ПРИЛОЖЕНИЕ А .............................................................................................. 64 ПРИЛОЖЕНИЕ Б ............................................................................................... 65 ПРИЛОЖЕНИЕ В .............................................................................................. 68 ПРИЛОЖЕНИЕ Г ............................................................................................... 69 ПРИЛОЖЕНИЕ Д .............................................................................................. 74 ПРИЛОЖЕНИЕ Е............................................................................................... 75 ПРИЛОЖЕНИЕ Ж ............................................................................................. 76 ПРИЛОЖЕНИЕ З ............................................................................................... 77 ПРИЛОЖЕНИЕ И .............................................................................................. 79 ПРИЛОЖЕНИЕ К .............................................................................................. 80 3
Глава 1. Исследование движения воздуха в экспериментальной установке Системы кондиционирования с естественным источником холода довольно актуальны на сегодняшний день. Плюсами таких систем можно считать: довольно Холодохранилище высокий коэффициент представляет собой экономии помещение электроэнергии. со специальным оборудованием для хранения снега и льда. Такие системы очень популярны в Японии и не перестают набирать свою популярность по всему миру. Для изучения процессов тепломассообмена внутри хранилища была создана экспериментальная установка. Экспериментальная установка для исследования процессов тепломассообмена при непосредственном контакте воздуха со льдом собрана для проведения научного эксперимента (Рисунок 1). Целью опыта является: доказать нормальную работу кондиционирования при охлаждении воздуха с помощью таяния льда или снега и их аккумуляции в теплый период года. 4
Рисунок 1 – Экспериментальная установка Данная статья состоит из двух этапов наладки. Первый этап: описание установки и ее оборудования. Второй этап: изучение процесса равномерности движения воздуха внутри установки. 1.1 Наладка оборудования Научная установка состоит из стеклянного короба 880х290х485 обшитого утеплителем толщиной 100мм. размерами Внутри короба установлены два воздухораспределителя, один на входе, который обтянут тканью для более равномерного распределения подающего воздуха, и второй на выходе. Для подачи воздуха установлен центробежный вентилятор ВК100Б с частотным регулятором. После вентилятора стоит заслонка для регулирования расхода потока воздуха. Для нагрева подающего воздуха из соображений приведения установки к реальным температурным параметрам наружного воздуха в теплый период года установлен калорифер фирмы KORF ELK 100/1.5 (Рисунок 1.1.1). Так же от заслонки до короба установлен гофрированный круглый воздуховод. 5
Рисунок 1.1.1 – Калорифер KORF ELK 100/1.5 Воздухонагреватель электрический для круглых каналов ELK 100/1.5 -Корпус нагревателя выполнен из оцинкованной стали. -Защита от перегрева двумя встроенными термостатами, гарантирующая безопастную и надежную работу электрических нагревателей -Рабочий диапазон температуры воздуха от -40 до +40* С. -Минимальная скорость воздушного потока 1 м/с. -мощность 1,5 кВт -Питание 220 в Работа вентилятора и калорифера осуществляется при помощи автоматики. Установлен датчик температуры после вентилятора и пульт выставления температуры нагрева калорифера. Управление работой установки осуществляется через шкаф автоматики фирмы KORF CHUT 9-11 (рис. 1.1.2). 6
Рисунок 1.1.2 - Шкаф автоматики KORF CHUT 9-11 Для замеров параметров наружного и выходящего из установки воздуха используется термогигрометр ИВТМ-7 М (Рисунок 1.1.3) и подключенный к нему преобразователь ИПВТ – 03 (Рисунок 1.1.4). Рисунок 1.1.3 - Термогигрометр ИВТМ-7 М Термогигрометр предназначен для непрерывного (круглосуточного) измерения и регистрации относительной влажности и температуры воздуха и/или других неагрессивных газов. 7
Достоинства - интерфейс связи с компьютером RS-232; - ручная запись в память измеренных значений (до 64 измерений); - автоматическая регистрация данных в энергонезависимую память (до 10000 измерений); - возможность пересчёта результатов измерений в различные единицы: % относительной влажности, г/м3; - возможность объединения приборов в измерительную сеть; - поочерёдная индикация показаний температуры и влажности; - возможность крепления термогигрометра к стене. Таблица 1.1.1 - Характеристики ИВТМ-7 М Диапазон измерения относительной влажности, % Основная погрешность влажности, %, не более измерения 0…99 относительной ±2,0 Дополнительная погрешность измерения влажности 0,2 от температуры окружающего воздуха в диапазоне рабочих температур, %/°С, не более Диапазон измеряемых температур, °С -20…+60 Абсолютная погрешность измерения температуры, °С ±0,2 Постоянная времени измерения влажности, с, не более 60 Количество точек ручной статистики 64 Количество точек автоматической статистики 10000 Питание прибора, В 3,0±0,3 Потребляемая прибором мощность, Вт, не более 0,015 8
Длина кабеля для подключения преобразователя к блоку измерения, м первичного до 10 Интерфейс связи с компьютером RS—232 Наличие съемной SD карты нет Масса блока измерения, кг, не более 0,2 Масса первичного преобразователя, кг, не более 0,2 Габаритные размеры блока измерения, мм, не более 130x70x25 Габаритные размеры первичного преобразователя, мм, Ø14x60 не более Рабочие условия применения блока измерения: — температура воздуха, °С -20…+50 — относительная влажность, % (без конденсации 2…95 влаги) — атмосферное давление, кПа Рабочие условия преобразователя: применения — температура воздуха, °С 84…106 первичного -40…+60 — относительная влажность, % (без конденсации 2…95 влаги) — атмосферное давление, кПа 84…106 Средний срок службы, лет 5 9
Рисунок 1.1.4 - преобразователь ИПВТ – 03 Преобразователь ИПВТ-03-06-3В-М16-500 предназначен для измерения относительной влажности и температуры в замкнутых объемах (гермообъемах) Таблица 1.1.2 – Характеристика ИПВТ – 03 Диапазон измерения влажности газов, % 0…99 Пределы основной абсолютной погрешности ±1 (0…60 %), измерения относительной влажности, % ±2 (60…90 %) Предел дополнительной погрешности измерения 0.2 влажности от температуры окружающего воздуха в диапазоне рабочих температур, %/°С, не более Диапазон измерения температуры, °С -45…+60 Пределы абсолютной погрешности измерений ±0.5 температуры, °С, от минус 45 до минус 20 Пределы абсолютной погрешности измерений ±0.2 температуры, °С, от минус 20 до плюс 60 Пределы абсолютной погрешности измерений ±0.5 температуры, °С, от плюс 60 до плюс 150 Габаритные размеры для преобразователей, мм, не более первичных Ø36х675 Масса первичного преобразователя не более, кг 0.4 10
Питание преобразователя напряжением, В постоянным током 4…30 Потребляемая мощность, Вт, не более 1 Рабочие условия — температура воздуха, °С от -40 до +60 Рабочие условия — относительная влажность, % от 2 до 95 (без конденсации влаги) Рабочие условия — атмосферное давление, гПа от 840 1060 Средний срок службы, лет, не менее 5 Материал корпуса металл до Для определения требуемого расхода воздуха, проходящего через установку нужно определить скорость воздуха на выходе из установки и рассчитать расход по формуле 1.1.1 105 2 ) )/4 1000 𝐿р = 3600 ∗ 𝑉вых ∗ (3,14 ∗ ( ( 1.1.1) Для определения скорости используется цифровой термоанемометр AV9201 (Рисунок1.1.5). Рисунок 1.1.5 - термоанемометр AV9201 11
ОСОБЕННОСТИ • Моментальная индикация скорости воздушного потока и температуры. • Вычисление максимального, минимального и среднего значений. • Измерение расхода воздуха. • Запоминание до 10 значений. • Функция удержания показаний. • Индикация разрядки батарей. • Автоматическое отключение через 60 минут. ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ Диапазон температур, °С −50…+70 Разрешение, °С ±0,1 на весь диапазон Точность, °С ±0,5 в диапазоне 0…+50°С ±1 в остальном диапазоне Питание 3 батарейки 1,5В типа ААА или аналогичные Интервал опроса, с 1 Габаритные размеры, мм Блок управления: 168×85×38, диаметр крыльчатки: 66 Вес (без батарей), г 290 1.2 Равномерность распределения воздуха внутри установки. Для проведения опыта и получения более точных данных требуется доказать, что воздух внутри установки распределяется равномерно. В ходе проведения наладки было выявлено, что скорость движения воздуха внутри, при максимальном расходе в 200м3/ч очень мала, что бы ее можно было зафиксировать анемометром. Поэтому для доказательства равномерности возьмем тетрадный лист, на конец которого приклеена метка. На установке выбрано 6 точек для замера. Три по центру и три непосредственно над пограничным слоем (Рисунок 1.2.1). 12
Рисунок 1.2.1 – точки для замера равномерности распределения воздуха Замеры производятся при нахождении листа бумаги в состоянии покоя и при включенном вентиляторе с расходом 200м3/ч. Точка №1. Лист бумаги закреплен вверху крайней правой точки контейнера. Прикрепив линейку можем определить начальную точку состояния покоя листа, которая соответствует 12 см на отметке линейки (Рисунок 1.2.2). После включения вентилятора начальная точка перемещается на 2см и соответствует значению 14 на линейке (Рисунок 1.2.3). Рисунок 1.2.2 – точка №1 в состоянии покоя 13
Рисунок 1.2.3 - Точка №1 при включенном вентиляторе. Точка №2. Лист бумаги закреплен вверху в средней части контейнера. Прикрепив линейку определяем начальную точку состояния покоя листа, которая соответствует 13 см на отметке линейки (Рисунок 1.2.4). включения вентилятора начальная точка перемещается на После 2см и соответствует значению 15 на линейке (Рисунок 1.2.5). Рисунок 1.2.4 – точка №2 в состоянии покоя 14
Рисунок 1.2.5 - Точка №2 при включенном вентиляторе. Точка №3. Лист бумаги закреплен вверху в левой части контейнера. Прикрепив линейку определяем начальную точку состояния покоя листа, которая соответствует 20.5 см на отметке линейки (Рисунок 1.2.6). После включения вентилятора начальная точка перемещается на 2см и соответствует значению 22.5 на линейке (Рисунок 1.2.7). Рисунок 1.2.6 – точка №3 в состоянии покоя 15
Рисунок 1.2.7 - Точка №2 при включенном вентиляторе. Точка №4. Лист бумаги закреплен внизу в левой части контейнера. Прикрепив линейку определяем начальную точку состояния покоя листа, которая соответствует 1 см на отметке линейки (Рисунок 1.2.8). включения вентилятора начальная точка перемещается на После 2см. и соответствует значению 3 на линейке (Рисунок 1.2.9). Рисунок 1.2.8 – точка №4 в состоянии покоя 16
Рисунок 1.2.9 - Точка №4 при включенном вентиляторе. Точка №5. Лист бумаги закреплен внизу в средней части контейнера. Прикрепив линейку определяем начальную точку состояния покоя листа, которая соответствует 16 см на отметке линейки (Рисунок 1.2.10). После включения вентилятора начальная точка перемещается на 2см и соответствует значению 18 на линейке (Рисунок 1.2.11). Рисунок 1.2.10 – точка №5 в состоянии покоя 17
Рисунок 1.2.11 - Точка №5 при включенном вентиляторе. Точка №6. Лист бумаги закреплен внизу в правой части контейнера. Прикрепив линейку определяем начальную точку состояния покоя листа, которая соответствует 15.5 см на отметке линейки (Рисунок 1.2.12). После включения вентилятора начальная точка перемещается на 3см и соответствует значению 18.5 на линейке (Рисунок 1.2.13). Рисунок 1.2.12– точка №6 в состоянии покоя 18
Рисунок 1.2.13 - Точка №6 при включенном вентиляторе. Опыт с точкой №6 выбивается из общего цикла, (Рисунок 1.2.14) в отличии от предыдущих 5 точек она отклоняется на 3 см при постоянном расходе. Следовательно, внутри установки нет должной равномерной раздачи воздуха. В следствии этого следует установить дополнительные рекомендации к проведению опыта. Рисунок 1.2.14 - Максимальная скорость в точке 6. 19
1.2.1 Расчет воздухораспределителя Для принятия мер следует провести расчет и выбрать подходящие способы, которые позволят распределять воздух более равномерно внутри установки. Примем первый воздухораспределитель (Рисунок 1.2.1.1) как воздуховод равномерной раздачи и произведем его расчет. Рисунок 1.2.1.1 – Воздуховод равномерной раздачи. Равномерная раздача воздуха по длине воздуховода через щель на его боковой стороне может быть обеспечена изменением высоты продольной щели. Прямоугольный воздуховод постоянного сечения с щелью переменной высоты (Рисунок 1.2.1.2) рассчитывается: Рисунок 1.2.1.2 - Прямоугольный воздуховод постоянного сечения с щелью переменной высоты 20
Определяется скорость в начале воздуховода: 𝜐н = 𝐿н /𝐹 (1.2.1.1) где, 𝐿н - Расход м3/с, F площадь м2. 𝜐н = 0,056 = 2,417 м/с 0,023 Рассчитывается эквивалентный диаметр: 𝑑э = 2 ∗ 𝑎𝑏/(𝑎 + 𝑏) (1.2.1.2) где, a и b – ширина и высота воздуховода соответственно. 𝑑э = 2 ∗ 0,21 ∗ 0,1/(0,23 + 0,1) В соответствии с полученными значениями находим динамическое давление 𝑃д и удельную потерю давления 𝑅н 𝑃д = 3,51 Па 𝑅н = 0,42 Па Вычисляется высота щели воздуховода 𝛿к , δк = Lн /l ∗ υр где, l – длина воздуховода м, υр – скорость истечения м/с. δк = 0,056/(0,4 ∗ 2,42)=0,057м Далее воздухораспределитель делим на 4 равные части и в каждом сечении (через 10 см от заглушенного конца) находим значения δх и 𝜐х . 1 δх = 1 √δ 2 к µ∗𝑥 2 −( 𝐹 ) (1.2.1.3) 𝑅 𝑥 ∗(1− н ) 3𝑃д 𝜐х = Lн /(𝑙 ∗ δх ) (1.2.1.4) где, µ - коэффициент расхода =0,56 21
Для первого сечения : 1 δх = = 0,058м 1 0,56 ∗ 0,1 2 0,42 ∗ 0,1 √ 2 − ( 0,023 ) ∗ (1 − 3 ∗ 3,5 ) 0,057 𝜐х = 0,0556 = 2,38м/с 0,4 ∗ 0,058 Для второго сечения: 1 δх = = 0,059м 1 0,56 ∗ 0,2 2 0,42 ∗ 0,2 √ 2 − ( 0,023 ) ∗ (1 − 3 ∗ 3,5 ) 0,057 𝜐х = 0,0556 = 2,33м/с 0,4 ∗ 0,059 Для третьего сечения: 1 δх = = 0,062м 1 0,56 ∗ 0,3 2 0,42 ∗ 0,3 √ 2 − ( 0,023 ) ∗ (1 − 3 ∗ 3,5 ) 0,057 𝜐х = 0,0556 = 2,3м/с 0,4 ∗ 0,062 Для четвертого сечения: 1 δх = = 0,064м 1 0,56 ∗ 0,4 2 0,42 ∗ 0,4 √ 2 − ( 0,023 ) ∗ (1 − 3 ∗ 3,5 ) 0,057 𝜐х = 0,0556 = 2,1м/с 0,4 ∗ 0,064 Результат сведен в табл. 1.1. 22
Таблица 1.1 x δx Vx 0 0,1 0,058 2,38 0,2 0,059 2,33 0,3 0,062 2,3 0,4 0,064 2,1 По итогам расчета получаем щель площадью сечения 0,25м2 . Которая может обеспечить должным образом равномерное распределение воздуха в установке. Что бы применить расчет на практике планируется разделить приточный воздухораспределитель на четыре равные части и пропорционально, согласно расчетам, изменить в каждой части площадь проходного сечения. Аналогично нужно изменить проходное сечение всасывающего воздухораспределителя. 23
Глава 2. Проектирование системы кондиционирования воздуха для кафе 2.1 Расчетные параметры наружного и внутреннего воздуха Для данного здания проектируется СКВ второго класса. Расчетные параметры наружного воздуха при проектировании системы кондиционирования данного общественного здания, расположенного в городе Владивосток (географическая широта – 45º), приняты в соответствии с СП 131.133300.2012 «Строительная климатология» [4] и сведены в таблицу 2.1.1. Таблица 2.1.1- Расчетные параметры наружного воздуха Период года Температура t, ⁰С Холодный Теплый Относительная влажность ϕ,% -24 24,5 52 80 Скорость ветра v, м/с 7,3 4,2 Удельная энтальпия I, кДж/кг -25,6 56 Для системы кондиционирования приняты оптимальные параметры. Оптимальные параметры (температура, относительная влажность, подвижность) воздуха в рабочей зоне помещений, отвечающие санитарногигиеническим требованиям. Данные сведены в таблицу 2.1.2. Таблица 2.1.2 - Расчетные параметры внутреннего воздуха Наименование помещения Период года Температура t, ⁰С Относительная влажность ϕ,% Скорость воздуха v, м/с кафе Холодный Теплый 23 25 45 60 0,2 0,3 24
2.2 Расчет выделений вредностей Для расчета СКВ необходимо рассчитать вредности (тепло, влага и CO2): от людей; от остывающей пищи; от электрического оборудования; от остывающей пищи; от солнечной радиации. Вредности от людей (теплота, влага ) Поступление явной теплоты Qяв, [Вт]: Qяв = n·qяв (2.2.1) Поступление полной теплоты Qпол, [Вт]: Qпол = n·qпол. (2.2.2) Поступление влаги Wл, [г/час]: Wл = n·m (2.2.3) где n – количество людей в помещении; qяв, qпол – количество теплоты явной и полной выделяемой человеком, [Вт]; m– количество влаги выделяемой человеком, [г/час]; Согласно [2] посетители кафе относятся к легкой категории работ. Расчет сведен в таблицу 2.2.1. Таблица 2.2.1 – Вредности от людей в кафе Кол-во людей Помещение Вт/(ч*чел) n.л Кафе Количество Количество Количес- Поступление Поступление Поступление явной полной тво влаги явной полной влаги г\ч теплоты теплоты г\ч теплоты Вт теплоты Вт Вт/(ч*чел) Вт/(ч*чел qя.л 24 qп.л 100 mл 150 Qлюд.я 75 Qл.п 2400 Млюд 3600 1665 25
Теплопоступления от пищи Поступления явной теплоты от остывающей пищи в помещениях кафе по формуле [6]: 𝑄япищи = где 𝑔∙Сср ∙(𝑡н −𝑡к)∙𝑛 𝜏·3,6 , Вт (2.2.5) g – средняя масса всех блюд, приходящихся на одного посетителя, в расчетах принимается g =0,3 кг; сср –средняя теплоемкость пищи, в расчетах принимается сср =3,35 кДж/(кг·⁰С) tн – температура пищи, поступающей в обеденный зал, tн =70 0С; tк – температура пищи в момент потребления, tк =400С; n – число посадочных мест в обеденном зале; - продолжительность принятия пищи одним посетителем, (для кафе τ=0,3). Так как условно считается, что поступления скрытой теплоты равны поступлениям явной, то полные теплоизбытки от остывающей пищи равны[6]: 𝑄ппищи = 2·𝑄япищи, Вт (2.2.6) Влагопоступления от пищи[6]: Количество испаряющейся влаги от остывающей пищи в кафе определяется по величине скрытых теплоизбытков, условно принимаемых равными явным, по формуле: Мпищи = вл где К∙𝑔·Сср ∙(𝑡н −𝑡к)·𝑛 𝑡н+𝑡к ) 2 𝜏·(2500+1,8· , кг/час (2.2.7) К – понижающий коэффициент, учитывающий на пище наличие жирной пленки и неравномерность потребления пищи, К=0,34; 26
g – средняя масса всех блюд, g =0,85 кг; сср – средняя теплоемкость пищи, сср = 3,35 кДж/(кг·⁰С); tн – температура пищи, поступающей в кафе, tн =70 0С; tк – температура пищи в момент потребления, tк =40 0С; n – число посадочных мест кафе; - продолжительность принятия пищи одним посетителем, (для ресторанов τ=0,3). Расчет сведен в таблицу 2.2.2 Таблица 2.2.2 – Вредные выделения от пищи в кафе Помещение Кафе g Сср tн кг кДж/кг*С 0С 0,3 3,53 70 tк 0 С 40 n τ чел 24 ч 0,3 Qпищ.я Qпищ.п Вт 706 Вт 1412 К Мвл г/ч 0,34 305,4 Теплопоступления от солнечной радиации Расчет выполнен согласно [5]. Теплопоступления Q, [Вт] определяются по формуле: Q=ΣQi+ΣQim; (2.2.8) где Qi - тепловой поток через i-ый световой проем, [Вт]; Qim - тепловой поток через i-ое массивное ограждение, [Вт]. Тепловой поток через i-ый световой проем рассчитывается по формуле в зависимости от часов в сутки и выбирается максимальное значение: Qi=Qoci·an+QΔt; (2.2.9) где Qoci - тепловой поток через остекленный проем, [Вт]; an - показатель поглощения теплового потока солнечной радиации; QΔt - тепловой поток теплопередачи через световой проем, [Вт]. Тепловой поток через остекленный проем Qoci, [Вт] рассчитывают по формуле: Qoci=(qn·K1+qp·K2)·K3·K4·Aoc; (2.2.10) 27
где qn,qp - поверхностная плотность теплового потока, [Вт/м2], через остекленный световой проем в июле в данный час суток, соответственно от прямой (qn) и рассеянной (qp) солнечной радиации, принимаемая для вертикального и горизонтального остекления; K1=Kпг·Kпв - коэффициенты облученности прямой солнечной радиацией для учета площади светового проема, незатененной горизонтально Кпг и вертикальной Кпв плоскостями в строительном исполнении; К2=Кг·Кв - коэффициенты облученности для учета поступления рассеянной солнечной радиации через световые проемы, незатененные горизонтальной Кг и вертикальной Кв наружными солнцезащитными плоскостями в строительном исполнении; К3 - коэффициенты теплопропускания солнцезащитных устройств (шторы, карнизы, жалюзи и др. изделия заводского изготовления), Аос - площадь светового проема (остекления), [м2]. Коэффициенты определяются по формулам: K п,г 1 H 1 (11 tgh s / cos A s,oc r) ; K п ,В 1 B 1 (12 tgA s ,oc s), ; (2.2.11) (2.2.12) где Н, В - высота и ширина светового проема, [м]; 11 ,12 - ширина горизонтальных и вертикальных строительных солнцезащитных плоскостей, при отсутствии солнцезащитных плоскостей, но при расстоянии кромки стен от остекления 150 [мм] и более рекомендуется их учитывать как плоскость, затеняющую оконный проем; h s - высота солнца - угол, [...⁰], между направлением солнечного луча и его проекцией на горизонтальную плоскость; A s ,oc - солнечный азимут остекления светового проема, […⁰]; r, s - расстояние, [м], от солнцезащитных плоскостей соответственно до вертикального или горизонтального края светового проема; Если при вычислениях по формулам (2.2.11) и (2.2.12): 28
а) K п,г 0 или K п,В 0 , то следует принять K1 0 , т.е. световой проем полностью затенен; б) K п ,г 1 или K п,В 1 , то следует принять K1 1 или K п,В 1 , т.к. тень от солнцезащитного устройства не доходит до светового проема. Коэффициенты K г , K В принимаются по таблице в зависимости от солнцезащитных углов плоскостей и определяемых по формулам: s arctg11 /H r ; (2.2.13) r arctg12 /B s; (2.2.14) где: Н, В, l1,l2, r, s - принимаются по п.5 рис. 1а. Солнечный азимут светового проема, A s,oc [...⁰], определяется разностью углов азимута солнца и азимута светового проема A s,oc A s A oc ; (2.2.15) где As - азимут солнца, [...⁰] – угол между направлением на юг и горизонтальной проекцией солнечного луча; Aoc - азимут светового проема, [...⁰], угол между перпендикуляром к остеклению и направлением на юг; As, Aoc - для восточной половины небосклона отрицательны, а для западной половины положительны. Азимуты световых проемов, ориентированные по основным сторонам света имеют следующие значения: В - 90, С - 180, Ю - 0, З - 90. Показатель "ап " - поглощения ограждениями и оборудованием теплового потока прямой и рассеянной солнечной радиации, передаваемого воздуху помещения конвективными потоками, определяется по таблице 5, в У/ зависимости от отношения , в котором У показатель суммарного усвоения теплоты ограждениями и оборудованием помещения, [Вт/⁰С]: У У А 1 1 У 2 А 2 ... У n А n У ос ; (2.2.16) 29
где ∆ - показатель интенсивность конвективного теплообмена в помещении, [Вт/⁰С]; 2,55А1 А 2 ... А n А ос ; (2.2.17) где У1…Уn - коэффициенты теплоусвоения, [Вт/(м2⁰С)], для стен, покрытий и пола, причем в расчете учитывается только один-два активных внутренних слоя конструкции ограждения со стороны помещения; А1...Аn - внутренние поверхности ограждений помещения и поверхности оборудования, [м2]. Коэффициенты теплоусвоения для ограждений и оборудования, [Вт/(м2⁰С)], определяются по формулам: для окон и остекления фонарей У ос 1 / R oc 1 / Вн ; (2.2.18) где Roc - термическое сопротивление теплопередаче остеклений световых проемов Вн - коэффициент теплоотдачи; для перегородок производится расчет для половины их толщины по формуле: У м R м Sм2 ; где RM - термическое сопротивление (2.2.19) части слоя, перегородки, разделенной по оси симметрии; SM - коэффициент теплоусвоения материала слоя на границе разделения; Для определения почасовых поступлений теплоты расходуемой на нагревание приточного воздуха, следует найти время начала прямой радиации Zn и продолжительность прямой радиации через остекленные поверхности значениями помещения ∆Zn, а затем, руководствуясь по строке, соответствующей отношению найденными У/ , находят значения показателя an для начала радиации Z и затем для всех часов суток Z+1, Z+2 и т.д. 30
Умножая значение максимального теплового потока солнечной радиации Qi на полученный показатель аn, определяют почасовые поступления теплоты, [Вт] в помещении, расходуемые на нагревание воздуха. Тепловой поток теплопередачи, [Вт], для данного часа суток через остекленный световой проем (остекление) рассчитывается по формуле: Q t t нар 0,5О1 A м ,с t n A oc / R oc ; (2.2.20) где tнар - средняя за сутки температура наружного воздуха, принимаемая равной температуре июля, [⁰С]; Амс - максимальная суточная амплитуда температуры наружного воздуха в июле,; tвн - температура воздуха в помещении, [⁰С]. Аос, Rос - площадь, [м2], и приведенное сопротивление теплопередаче, [м2 ⁰С/Вт] О 1 - коэффициент, выражающий гармоническое изменение температуры наружного воздуха, принимаемый по таблице 6; Тепловой поток, [Вт] через массивную ограждающую конструкцию (наружную стену или покрытие) Qм, для данного часа суток (Z), следует определять по формуле: J ср R нар 1 Qм= t нар где R - t n к Вн V сопротивление 0,5О1 A м ,с О 2 Aj A м ; нар теплопередаче массивной (2.2.21) ограждающей конструкции (наружной стены, покрытия), - коэффициент поглощения солнечной радиации поверхностью ограждающей конструкции, 31
Jср - среднесуточное значение поверхностной плотности теплового потока суммарной солнечной радиации (прямой и рассеянной), поступающей в июле; к - коэффициент равный 1 - при отсутствии вентилируемой воздушной прослойки в ограждении (покрытии) и равный 0,6 для всех других ограждающих конструкций; V - величина затухания амплитуды колебаний температуры наружного воздуха в ограждающей конструкции: R V 2 D 0,83 3 Ve Va ; D (2.2.22) где ∑R - термическое сопротивление ограждения; ∑D - тепловая инерция ограждения. Ve = 0,85+0,15S1/ S2 - для многослойных конструкций; (2.2.23) где S1,S2 - коэффициенты теплоусвоения материалов первого и второго слоев по ходу тепловой волны, 01 ,0 2 - коэффициенты, принимаются для каждого часа суток соответственно при 15; 1 z ; ε- запаздывание температурных колебаний в ограждении; Z - время максимума суммарной (прямой и рассеянной) солнечной радиации, амплитуда суточных колебаний суммарной солнечной радиации (прямой и рассеянной); Амс - площадь массивной ограждающей конструкции (наружной стены, покрытия), [м2]; н , Вн - коэффициенты теплоотдачи наружной и внутренней поверхности ограждения. Запаздывание температурных колебаний в ограждающей конструкции ε, [час] определяется по формуле: 2,7 D 0,4 ; (2.2.24) 32
где ∑D - тепловая инерция ограждающей конструкции. Амплитуда суточных колебаний суммарной солнечной радиации (прямой и рассеянной) Аj , [Вт/м2] определяется по формуле: А j J макс J ср ; (2.2.25) где J макс , J ср - максимальное и среднесуточное значение суммарной солнечной радиации (прямой и рассеянной), поступающей на наружное ограждение. Результаты расчетов приведены в приложении А. Теплопоступления от искусственного освещения Количество теплоты, поступающей от источников искусственного освещения, определяется по их фактической мощности из условия перехода энергии, затрачиваемой на освещение, в теплоту, нагревающую воздух помещения[6]: Qосв= F·qосв·ɳосв, Вт (2.2.26) где F – площадь пола помещения, м2; qосв – удельные тепловыделения, Вт/м2 лк, (для ламп накаливания прямого света qосв =14 Вт/м2 лк); осв – доля тепла, поступающего в помещение, (для осветительных приборов у потолка осв = 1). Qосв = 14· 73,75·1 = 1032,5 Вт Теплопоступления от электрического оборудования Теплопоступления от электрического оборудования Qэ.о. Вт, в помещении определяется по общей мощности оборудования с учетом его загрузки. 33
Q эо = 1000 ∗ Ко ∗ Nобщ где, Ко-коэффициент одновременности работы оборудования (Ко=0,2); Nобщ-общая установленная мощность эл. оборудования(Nобщ 5,7); Q эо = 1000 ∗ 5,7 ∗ 0,2 = 3140Вт Тепловой баланс Избытки теплоты в помещении Теплый период: Qизбя=Qя+Qяпищи+Qср, (Вт) , (2.2.31) Qизбп=Qп+Qппищи+Qср, (Вт) (2.2.32) Холодный период: где Qизбя=Qя+Qяпищи+Qосв -∆Qтп, (Вт) , (2.2.33) Qизбп=Qп+Qппищи+Qосв -∆Qтп, (Вт). (2.2.34) Qя, Qп – общие теплопоступления явного и полного тепла от людей; Qяпищи, Qппищи – полные и явные теплопоступления от пищи; (Вт) Qср – теплопоступления от солнечной радиации; (Вт) Qосв – теплопоступления от искусственного освещения; (Вт) Результаты расчета сводятся в таблицу теплового баланса. Таблица 2.2.3 – Тепловой баланс кафе 34
Период года ХП ТП Теплопоступления в помещение, Вт Теплоизбытки, Вт Влага, М г/ч Qя.л. Qп.л. Qэл. Qосв Qс.р Qп.я Qп.п Qя ΣQп 2400 3600 3140 1032,5 706 0 7278,5 7772,5 1970 2400 3600 3140 1032,5 3852 706 0 11130,5 11625 1970 2.3 Расчет воздухообмена и построение процессов обработки воздуха на I-d диаграмме Количество воздуха, [кг/ч], подаваемого в помещение для обеспечения требуемых условий воздушной среды в рабочей или обслуживаемой зоне (полезную производительность СКВ), следует определять расчетом на основании количества избыточной теплоты, влаги и вредных веществ, поступающих в помещения, отдельно для теплого и холодного периода года[7]: а) по избыткам явной теплоты: Lяпр = я 3,6 ∑ 𝑄изб 𝑐∙(𝑡ух −𝑡пр ) (2.3.1) где Qяизб – избыточное явное количество теплоты в помещении, [Вт]; C – теплоемкость воздуха, равная 1,005, [кДж/кг⁰С]; tyх - температура воздуха, удаляемого из помещения, [⁰С]; tпр – температура воздуха, подаваемого в помещение, [⁰С]; б) по избыткам полной теплоты: Lппр = п 3,6 ∑ 𝑄изб (𝑖ух −𝑖пр ) (2.3.2) где Qпизб – избыточное полное количество теплоты в помещении, [Вт]; iyх - удельная энтальпия воздуха, удаляемого из помещения, [кДж/кг]; iпр – удельная энтальпия воздуха, подаваемого в помещение, [кДж/кг]; в) по избыткам влаги (водяного пара): Lw пр = W (𝒅ух −𝒅пр ) (2.3.3) 35
где W – избытки влаги в помещении, [г/ч]; dyх - влагосодержание воздуха, удаляемого из помещения, [кДж/кг]; dпр – влагосодержание воздуха, подаваемого в помещение, [кДж/кг]; Построение процессов обработки воздуха на I-d диаграмме I-d-диаграмма влажного воздуха графически связывает все параметры, определяющие тепловлажностное состояние воздуха: энтальпию, влагосодержание, температуру, относительную влажность, парциальное давление водяных паров. Исходными данными для построения процесса тепловлажностной обработки воздуха являются расчетные параметры наружного воздуха – tн, ⁰С, и iн, кДж/кг, (точка Н), заданные параметры внутреннего воздуха – tв, ⁰С, и iв, кДж/кг, (точка В). Температуру приточного воздуха t п, ⁰С, следует определять в зависимости от схемы воздухораспределения. Так как высота кафе 2,9 м, приточный воздух подается непосредственно в рабочую зону, следовательно, перепад температур ∆t составляет 8 ⁰С. Диаграммы построены по методике[7] и приведены в графической части работы в приложении Б. Независимо от заданной схемы обработки воздуха в кондиционере определяется величина углового коэффициента луча процесса ε: П 3,6 Qизб Е 10 3 , кДж/кг М вл (2.3.4) 36
Таблица 2.3.2 – Определение углового коэффициента луча процесса Величина ТП ХП Qя. изб 11130,5 7278,5 Mвл, кг 1,97 1,97 Е, кДж/кг 22876,37 15838,4 2.4 Подбор воздухораспределителей 2.4.1 Подбор воздухораспределителей для подачи воздуха В качестве устройств для подачи воздуха в кафе используются прямоугольные воздухораспределители 4АПН. [11] Воздухораспределители 4АПН предназначены для подачи воздуха в жилых, административных, общественных и производственных помещениях. Диффузоры 4АПН состоят из прямоугольного корпуса, в который при помощи пружин устанавливается блок из направляющих пластин. Данные воздухораспределители изготавливаются из алюминия (Рисунок 2.4.1.1). Наружные и внутренние поверхности 4АПН окрашиваются методом порошкового напыления в белый цвет. Рисунок 2.4.1.1- Воздухораспределитель 1ВНП 37
Расчет воздухораспределителей осуществляется по схеме Д – подача воздуха сверху вниз застилающимися на потолок веерными струями [11] (Рисунок 2.4.1.2). Рисунок 2.4.1.2 – Подача воздуха в обслуживаемую зону по схеме Д Расчет воздухораспределителя Исходные данные: Площадь помещения 73,87м2, высота hпом=2,9м, hо.з.=1,5м. Воздухообмен круглогодично L0=4983,8м3/ч, ∆t0=8⁰C, Vнорм.=0,18 м/с, ∆tнорм.=1,5⁰C Определить: Vx, ∆tx на расстоянии 1 м. Решение: По архитектурно-планировочным решениям целесообразно установить 4 воздухораспределителей 4АПН по всему помещению, а удаление воздуха организовать из верхней зоны правой части помещения. Необходимый расход воздуха на 1 воздухораспределитель L0=1246 м3/ч. По таблице для 4АПН находим значение коэффициентов m=2,2, n=1,6. По формуле (2.4.1.1) определяем значение расчетной скорости на выходе из воздухораспределителя: 38
𝑉0 = 𝑉0 = 𝐿0 3600 ∙ 𝐹0 1246 3600∙0,192 (2.4.1.1) =1,8 м/с. По формуле (2.4.1.1) находим расчетную длину струи х: 𝑥 = 0,5 ∙ √𝐹о.з. ∙ ℎпом ∙ ℎо.з. (2.4.1.2) 𝑥 = 0,5 ∙ √18,6 ∙ 3 ∙ 1,5 = 3,7м Вычисляем максимальную скорость Vx и 𝛥𝑡𝑥𝑚𝑎𝑥 𝑉𝑥𝑚𝑎𝑥 = 𝑉𝑥 ∗ 𝐾𝑜 ∗ 𝐾н (2.4.1.3) 𝑉𝑥𝑚𝑎𝑥 = 0,25 ∗ 0,6 ∗ 1 = 0,15 𝛥𝑡𝑥𝑚𝑎𝑥 = 𝛥𝑡𝑥𝑚𝑎𝑥 = 𝛥𝑡𝑥 (2.4.1.4) 𝐾𝑐∗𝐾н 1,75 1,25∗1 = 2,92 Полученные значения 𝑉𝑥𝑚𝑎𝑥 и 𝛥𝑡𝑥𝑚𝑎𝑥 сопоставляем с нормируемым: 𝑉𝑥𝑚𝑎𝑥 =0,15<0,18 и 𝛥𝑡𝑥𝑚𝑎𝑥 =2,92<8 Полученные значения Vxmax и ∆𝑡𝑥𝑚𝑎𝑥 удовлетворяют заданным условиям, на этом расчет заканчивается. 2.4.2 Подбор воздухораспределителей для удаления воздуха В качестве устройств удаления воздуха в кафе используются односторонние потолочные диффузоры 1АПН. [11] Потолочные диффузоры 1АПН предназначены для удаления воздуха в жилых, административных, общественных и производственных помещениях. Односторонние диффузоры состоят из прямоугольного корпуса, в которой при помощи пружин устанавливается блок внутренних квадратных диффузоров с сотовой вставкой (Рисунок 2.4.2.1). 39
Рисунок 2.4.2.1 – Воздухораспределитель 1АПН Диффузоры изготавливаются из алюминия и окрашиваются методом порошкового напыления. Количество диффузоров определяется по формуле: 𝑛= 𝐿воздуха 𝐿диф (2.4.2.1) где Lвоздуха – расход приточного или вытяжного воздуха, м3/час; Lдиф – расход на один диффузор, м3/час; Скорость воздуха в диффузоре v, м/с, определяется по формуле: 𝑣= 𝐿воздуха 𝑛·𝐹·3600 (2.4.2.2) где F – площадь сечения диффузора, м2; По каталогу «Арктика 2008» подбираем диффузоры 1АПН 675х675, ∆Р=9 Па: n=4 шт; v=20320,48/(24·0,119·3600)=1,31 м/с; 40
2.5 Аэродинамический расчет СКВ кафе Распределение воздуха в системах кондиционирования и вентиляции осуществляется по более или менее сложной системе воздуховодов. Воздухораспределительная сеть должна отвечать определенным требованиям: - обеспечивать производительность по воздуху; - иметь минимальные потери напора; - иметь скорость потока воздуха, удовлетворяющую требованиям санитарных норм; - иметь уровень шумов, не превышающий допустимый по санитарным нормам; - быть герметичной; - пространство, занимаемое воздуховодами, должно быть минимальным. Системы воздушных коммуникаций классифицируются по скорости потока воздуха и рабочему давлению. Расчет сети воздуховодов в общем виде сводится к определению потерь давления в воздуховодах при данном расходе воздуха. Задаются сечением или диаметром воздуховодов и определяют скорость воздуха при проектируемом расходе и соответствующие потери давления в воздуховоде на 1 м длины. Суммарные потери давления в воздуховодах ∆Р, Па, определяются по формуле ∆Р=R·l+z (2.5.1) где R — потери давления на трение, Па/м воздуховода; l — длина воздуховода, м; z — потери давления на местные сопротивления, Па. 41
При температуре воздушного потока, отличающейся от 20 ⁰С, на потери давления, подсчитанные по формуле, следует вводить поправочные коэффициенты, соответственно, на трение и на местные сопротивления. Потери давления на трение в воздуховодах можно определить по формуле Рд=1,2·v2/2 (2.5.2) где v — скорость воздуха, м/с; Для воздуховодов прямоугольного сечения за расчетную величину диаметра d принимается эквивалентный диаметр dэкв, который определяется по формуле: dэкв=2·A·B/(A+B) (2.5.3) где А и В — размеры сторон прямоугольного воздуховода, м. Потери давления на местные сопротивления z, Па, определяются по формуле: Z=∑ζ·Pд (2.5.4) где ∑ 𝜉 — сумма коэффициентов местных сопротивлений на расчетном участке воздуховода. Порядок расчета: 1) Вычерчивается аксонометрическая схема системы воздуховодов. На схеме указывается порядковый номер каждого расчетного участка, количество воздуха L, м3/ч, и длина каждого участка воздуховода, м. Сначала просчитывается самый удаленный от вентилятора и наиболее нагруженный участок сети. 2) По номограммам, задаваясь скоростью движения воздуха, согласно требованиям для данного помещения, и зная количество воздуха L, проходящего по данному участку, выбирается диаметр каждого участка воздуховода d. 42
3) По табличным данным (из справочной литературы) определяется сумма коэффициентов местных сопротивлений[10]. 4) Рассчитывается сумма потерь давлений на участках сети до заданного ответвления. 5) Увязываются все ветви сети воздуховодов - то есть приравнивается сопротивление каждой ветви к сопротивлению наиболее нагруженной ветви. Расход воздуха на приточную систему составил 4983,8 м3/ч, на вытяжную 4983,8 м3/ч. Результаты расчетов вытяжной и приточной системы для кафе приведены в приложении В в таблицах В1 и В2. 2.6 Подбор установки кондиционирования воздуха Центральные кондиционеры имеют модульную структуру и набираются из функциональных блоков различного назначения. Подбор оборудования и компоновка кондиционера осуществляются в зависимости от количества обрабатываемого воздуха и принятой схемы обработки. В данной работе принята прямоточная схема с использованием второго подогрева (Рисунок 2.6.1).[7] Подбор оборудования осуществлен по соответствующей программе, результаты в приложении Г. 43
Рисунок 2.6.1 – Прямоточная схема обработки воздуха с использованием второго подогрева (1-клапан;2-фильтр;3-воздухоподогреватель первого подогрева; 4воздухоохладитель; 5- камера орошения (увлажнитель); 6- воздухоподогреватель второго подогрева; 7- вентилятор) Глава 3. Проектирование системы вентиляции для административного корпуса 3.1 Расчетные параметры наружного и внутреннего воздуха Расчетные параметры наружного воздуха при проектировании системы вентиляции данного общественного здания, расположенного в городе Владивосток (географическая широта – 45º), взяты по параметрам А и Б, и приняты в соответствии с СП 131.133300.2012 «Строительная климатология»[44] и сведены в таблицу 3.1.1. Таблица 3.1.1- Расчетные параметры наружного воздуха Период года Холодный Теплый Температура t, ⁰С -24 24,5 Относительная влажность ϕ,% 52 80 Скорость воздуха v, м/с 7,3 4,2 Удельная энтальпия I, кДж/кг -20,8 49,6 44
3.2 Расчет воздухообмена по нормативной кратности Воздухообмен по кратности: G K р Vп ; где (3.2.1) Кр – расчетная кратность воздухообмена; Vр – объем помещений по внутреннему обмеру, м 3. Недостающий приток подается в рекреации (тамбуры, вестибюли, холлы, коридоры). Расчет сведен в таблицу 3.2.1 Таблица 3.2.1 – Воздухообмен по нормативной кратности наименование помещения № 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 117 Склад Техническое помещение коридор бельевая бельевая коридор жилая комната жилая комната жилая комната жилая комната жилая комната туалет хол жилая комната жилая комната тепловой узел Приток Вытяжка площадь объём Кратность Значение Кратность Значение м3 м3 28,36 82,244 1 42,57 123,453 1 40,1 116,29 8,8 25,52 1 0,5 12,76 8,4 24,36 1 0,5 12,18 31,32 90,828 27,55 79,895 30м3/мест 30м3/мест 60 17,84 51,736 30м3/мест 30м3/мест 60 18,5 53,65 30м3/мест 30м3/мест 60 18,57 53,853 30м3/мест 30м3/мест 60 19,57 56,753 30м3/мест 30м3/мест 60 10,38 30,102 на унитаз 50 48,85 141,665 8,54 24,766 30м3/мест 30м3/мест 60 12,93 37,497 30м3/мест 30м3/мест 60 4,66 13,514 1 1 3.3 Подбор решеток По известному воздухообмену в соответствии с рекомендуемыми скоростями на входе и на выходе из решеток выбирается тип решеток (геометрические размеры и живое сечение) и определяется требуемая площадь: 45
Lр F тр = 3600 рек (3.6.1) где L р – расчетный воздухообмен по притоку или вытяжке. рек – рекомендуемая скорость, м/с. По найденным значениям F тр определяем требуемое количество решеток: n тр = где Fтр (3.6.2) fр f р – площадь живого сечения решетки, м². n тр - округляем до целого и получаем расчетное (фактическое) количество решеток (nф); Находим расчетную (фактическую) площадь живого сечения решеток: Fф= nф· fр (3.6.3) Затем находим расчетную скорость на входе или на выходе из решеток. 𝑣ф = 𝐿р (3.6.4) 3600·𝐹ф В качестве воздухораспределителей для подачи и удаления воздуха были выбраны решетки АМР (Рисунок 3.6.1) Решетки АМР предназначены для подачи и удаления воздуха в помещениях и оснащены регуляторами расхода воздуха. Настенный монтаж осуществляется с помощью пружинных фиксаторов, а потолочный рекомендуется производить с помощью самонарезающих винтов. Решетки окрашиваются методом порошкового напыления в белый цвет. [11] 46
Рисунок 3.6.1 – Конструктивная схема решетки АМР Результаты подбора приточных и вытяжных воздухораспределителей для системы вентиляции приведены в приложении Д в таблицах Д1 и Д2. 3.4 Аэродинамический расчет системы вентиляции воздуха Аэродинамический расчет выполнен согласно пункту 2.5, результаты расчетов приведены в приложении Е в таблицах Е1, Е2. Система ПВ1, с расходом приточного воздуха 499,2 м3/ч, потерями давления 493 Па и расходом вытяжного воздуха 444,9 м3/ч, потерями давления 380,33 Па, осуществляет подачу воздуха в коридор и удаление из бельевых и жилых комнат с помощью приточно-вытяжной установки Topvex FC04 EL-L. Результаты подбора оборудования приведены в приложении Ж . 47
3.5 Аэродинамический расчет естественной системы вентиляции Особенностью расчета вытяжных систем с естественным побуждением является то, что вначале определяется располагаемое естественное давление Р.гр, и лишь затем производится расчет и подбор сечения каналов так, чтобы потери в системе не превышали располагаемого давления. Для аэродинамического расчета систем с естественным побуждением должно соблюдаться условие PГР P , где PГР - располагаемое гравитационное давление (формула 3.7.2.1) Ргр = 𝑔 ∙ ℎ ∙ (𝜌н − 𝜌в ) (3.7.2.1) где Н - плотность наружного воздуха, для 50С равна 1,26 м3/кг g – ускорение свободного падения, 9,81 м/с2 h– высота вытяжного канала от точки входа воздуха до точки выхода, м; В - плотность внутреннего воздуха, принимаем равной 1,2 м3/кг Расчет естественного гравитационного давления ведется на наружную температуру 5 оС, так как при более высоких температурах допускается осуществлять естественного проветривание помещений путем открытия окон и форточек. Ргр = 5,48 Па. Результаты аэродинамического расчета приведены в таблице 3.7.2.1. Таблица 3.7.2.1 – Аэродинамический расчет естественной системы вентиляции №уч dэ, мм Fж.с, м2 G, м3/ч V, м/с Ргр, Па H, м tвн, 2-1 150 0,018 50 0,78635 5,48 8,6 20 1-0 200 0,031 100 0,88464 5,48 8,6 20 Ргр, Па 5,48 tн, R, Па/м ξ Pд, Па 5 0,08 1,6 0,371 5 0,07 4,5 0,4696 ∆Hобщ, Па ∆H, Па L, м 0,654 0,775 2,748 9,512 3,402 48
Система ВЕ1: Ргр (=5,48 Па) > ΔР (=3,402 Па) – потери давления в системе не превышают располагаемое давление. Для системы подобраны Решетки АМР 100х200. Так как шахта проходит через жилые комнаты на 2 и 3 этаже, во избежание попадания запахов в помещение, когда статическое давление падает в связи с погодными условиями, на кровле установлен статический дефлектор с осевым эжектирующим вентилятором (Рисунок 3.5.1). При благоприятных климатических условиях система работает как обычная система естественной вентиляции с ветровым побуждением. При снижении термического и ветрового давлений включается осевой вентилятор, который восстанавливает требуемую тягу. Рисунок 3.5.1 - статический дефлектор с осевым эжектирующим вентилятором На конце вентиляционного канала на кровле установлен статические дефлектор ДС200 (Рисунок 3.5.2), а непосредственно под ними внутри вентиляционного канала смонтирован осевой вентилятор AW 250 EC sileo Axial fan, включаемый в работу по датчику давления только при малой величине гравитационного давления. 49
Рисунок 3.5.2 – Статический дифлектор ДС200 Глава 4. Подбор и расчет традиционного и нетрадиционного источника холода для системы кондиционирования 4.1 Подбор традиционного источника В качестве традиционного источника холода используется холодильная установка (чиллер). Для подбора оборудования на основе построения диаграмм (п. 2.3) вычисляют фактический расход холода Qx, [Вт], на охлаждение наружного воздуха в поверхностном воздухоохладителе по формуле 4.1.1. 𝑄𝑥 = 0,278 ∙ 𝐺п ∙ (𝑖н − 𝑖𝑜 ) (4.1.1) Qx=20921,02 [Вт]=20,9 [кВт]. Необходимая поддерживаемая температура жидкости 10⁰С. Была подобрана холодильная установка ВМТ-Ксирон-20 согласно рассчитанным параметрам. Характеристика оборудования в Приложении З. 50
4.2 Подбор нетрадиционного источника В качестве нетрадиционного источника холода выбрано холодо- хранилище. Конструкция которого позволяет охлаждать холодоноситель до требуемых параметров. Это решение позволит снизить неравномерности работы холодильного оборудования и потребление электрической энергии в часы пиковых нагрузок. 4.2.1 Расчет годового расхода холода Расчет годового расхода холода для СКВ кафе, работающего 7 дней в неделю по 3 часов в сутки в городе Владивосток, выполнен согласно [25]. Расход воздуха 4980кг/ч. Средняя энтальпия воздуха в теплый период Iср,т=51,7 кДж/кг, энтальпия воздуха на выходе из воздухоохладителя в теплый период Iф,т=41 Годовой расход холода прямоточной СКВ, [кДж/г]: Q=0,143·n·m·Lп ·∆Iт·М3·К3·К4, (4.2.1.1) где n - число рабочих дней в неделе; m - продолжительность смены, [ч]; Lп – расход приточного воздуха, кг/ч; К3 и К4 - коэффициенты, определяемые по таблице 3 в зависимости от длительности периода потребления теплоты; К3=0,91 и К4=0,65; ∆Iт – определяется по формуле 4.2.1.2: ∆Iт=Iт-Iф,т, (4.2.1.2) где Iф,т энтальпия воздуха на выходе из воздухоохладителя в теплый период года; 51
Iт – энтальпия наружного воздуха самого жаркого месяца, [кДж/кг], определяемая по формуле (4.2.1.3); Iт=Iср,т+Aт·K1· K2, (4.2.1.3) где Iср,т - средняя энтальпия самого жаркого месяца года, определяемая по таблице 1; Aт - средняя амплитуда температуры, [°С], самого жаркого месяца в году, определяемая по [2]; Aт=3,8 °С; K1 - коэффициент, определяемый по таблице 2 в зависимости от продолжительности работы систем в течение суток; K2 - коэффициент, определяемый по таблице 2 в зависимости от времени, приходящегося на середину суточного периода работы системы; К1=0,64 и К2=0,71 Iт=51,7+3,8·0,64·0,71=53,426, [кДж/кг]; ∆Iт=53,426-49=4,4267, [кДж/кг]; M3 - длительность периода потребления холода за год, [сут.]: M3=182,5·(∆Iт/∆Iт,г)0,5 (4.2.1.5) где ∆Iт - по формуле (4.2.1.3); ∆Iт,г – определяется по формуле 4.2.1.6: ∆Iт,г=Iт-Iг (4.2.1.6) где Iт - энтальпия воздуха самого жаркого месяца, определяемая по формуле (4.2.1.4); Iг - среднегодовая энтальпия наружного воздуха, определяемая по формуле (4.2.1.7). Iг=Iср,г+0,5·(Aэ,т+Aэ,х)·K1·K2 (4.2.1.7) где Iср,г - среднегодовая энтальпия, определяемая по таблице 1; Aэ,т, Aэ,х -амплитуды энтальпии, определяемые по п.п. "а"; Iср,г=17,1 [кДж/кг]; Aэ,т=3,8 [кДж/кг]; 52
Aэ,х=3,2 [кДж/кг]; Iг=17,1+0,5·(3,8+3,2)·0,95 ·0,97=13,87, [кДж/кг]; ∆Iт,г=48,19-13,87=34,32, [кДж/кг]; M3=182,5·(7,19/34,32)0,5=84, [сут]; Q=(0,143·7*3·5999,5·7,198·84·0,91·0,65)/106=6,41, [ГДж/г]; Годовой расход холода для системы охлаждения воздуха составил 6,41гДж/г. Расчет сведен в таблицу в Приложении И 4.2.2 Расчет холодохранилища Холодохранилище рассчитано согласно [22] Задаемся коэффициентом эффективности теплоизоляции – η. η = 0,7; Определяется годовой запас холода, кДж: год 𝑄 общ = год 𝑄 общ = год 𝑄пол (4.2.2.1) 𝜂 6,41 = 9,16 [гДж] 0,7 Определяем требуемую массу аккумуляции снега, кг: 𝑚𝑥 = 𝑄общ (4.2.2.2) спл где спл – удельная теплота плавления льда, равная 330 кДж/кг; 𝑚𝑥 = 9,16 330 ∗ 106 = 27754,1, [кг]; Исходя из требуемой массы аккумулированного снега mx, задаемся размерами и конфигурацией холодохранилища. Толщина, материал теплоизоляции первоначально задаются без предварительного расчета. Объем холодохранилища определяется как: 𝑉хр = 𝑚сн н 𝜌сн (4.2.2.3) 53
н Где 𝑚сн – требуемая масса снега, кг; 𝜌сн – начальная плотность снега (при загрузке и утрамбовке снега), 400 кг/м3. Минимальный объем холодохранилища составил 30,28 м3 льда. Холодохранилище представляет собой 40фут контейнер внутри которого установлены баки для хранения льда. Размеры хранилища: ширина – 2,4 м, длиной - 12,2 м, высота – 2,9 м. Итоговый объем хранилища 84,9 м3. Для теплоизоляции хранилища используется утеплитель «Технониколь», толщиной 0,6 м, с коэффициентом теплопроводности 0,032 Вт/м⁰С. Принято, что в холодохранилище установлен теплообменник VBR 100-50-3 Water heating bat, осевой вентилятор AXCBF 400D2-22 IE2 и насос TP 32-60/2 B AF-Z-BQBE для циркуляция охлажденной жидкости. Холодоноситель циркулирует по трубопроводам и поступает в охладитель установки кондиционирования. Характеристики оборудования для холодохранилища приведен в Приложении К. Глава 5. Технико-экономический расчет системы кондиционирования воздуха в кафе 5.1 Расчет капиталовложений 5.1.1 Расчет капиталовложений для традиционной системы Капиталовложения для системы кондиционирования с традиционным источником холода определяются из стоимости оборудования и монтажа. Для СКВ кафе была подобрана холодильная установка ВМТ-Ксирон-20, стоимость которой составляет 1007500 рублей. (Приложение Ж). Сложив стоимость чиллера и его монтажа , мы получили капиталовложения данного варианта, которые составили 1511250 рублей. 54
5.1.2 Расчет капиталовложений для нетрадиционной системы Капиталовложения для СКВ со снегохранилищем складываются из стоимости: - помещения для аккумуляции холода - теплоизоляционного материала - теплообменника - строительно-монтажных работ -баки для хранения льда -насосное оборудование -осевой вентилятор -облицовочный материал Примерная стоимость и количество материала указаны в таблице 5.1.2.1. Таблица 5.1.2.1 – Затраты на основное оборудование № 1 2 3 4 4 5 6 стоимость оборудования наименование кол-во марка стоимость руб. Контейнер 40 фут 1 Hight Cube 265000 ТЕХНОНИКОЛЬ CARBON PROF 300 RF Теплоизоляция 9 1611 1180х580х60 мм Теплообменник 1 VBR 100-50-3 Water heating bat 67634 Ванна для льда 286 ВМ-1-0,2-0,53/1,01 8041 Насос 1 TP 32-60/2 B A-F-Z-BQBE 128218 Осевой вентилятор 1 AXCBF 400D2-22 IE2 282200 Облицовачный материал Профнастил оцинкованный 18772 Итого итог 265000 14500 67634 1775202 128218 282200 18772 2551526 55
5.2 Расчет технико-экономических показателей Технико-экономические сравнение систем охлаждения для кафе было произведено согласно[17], [18], [21]. Ежегодные эксплуатационные затраты, Эi, руб./год: Эi=Эа+Эо+ЭТ (5.2.1) где Эа – амортизационные отчисления, руб./год; Эо – затраты на ремонт и обслуживание технических средств, руб./год; ЭТ – затраты на потребление энергоресурсов, руб./год; Амортизационные отчисления: Эа=Косн/Тосн (5.2.2) где Косн – стоимость основного оборудования, Тосн – срок службы основного оборудования, в расчете принят 15 лет. Затраты на ремонт и обслуживание технических средств Эо=0,01·(Но·Косн) (5.2.3) где Но – норма годовых затрат на ремонт оборудования, %. На стадии технико-экономического обоснования Но принимается от 2 до 3 %, для расчетов принято 2,5 %. Дисконтированные затраты, при условии постоянства текущих издержек по годам расчётного периода: ДЗi=Кi+Эпрi где Эпрi – приведенные эксплуатационные (5.2.4) затраты, т. руб. (эксплуатационные затраты в сравниваемых вариантах приняты без учета их изменения по вариантам за счет налогов на имущество и на прибыль): Эпрi=∑ Эi(1+РД)Т-1 (5.2.5) где РД – средний темп увеличения ежегодных затрат, принят 10%; Т – расчетный срок, лет. 56
При расчете эксплуатационных затрат стоимость электроэнергии принималась согласно тарифов на 2018 г. 1кВт/ч – 3,54 руб. В таблице 5.2.1 представлены технико-экономические показатели систем охлаждения помещений. Таблица 5.2.1 - Технико-экономические показатели систем охлаждения помещений № 1 2 3 4 5 Наименование ед.изм Чиллер Капиталовложения Осн. Оборудование руб. 1007500 Всего руб. 1511250 Эксплуатационные затраты Затраты на ремонт и руб. 25187,5 обслуживание Амартизационные руб. 67166,7 отчисления Затраты электроэнергии руб. 159970,5 Всего руб. 252324,7 Дисконтированные затраты Хранилище 478052 2551526 11951,3 31870,1 29056,3 72877,8 руб. 4078304,23 1888279,4 6 Приведенные эксплуатационные затраты на 15 лет 7 Дисконтированные затраты на 15 лет руб. 5589554,23 4439805,4 Капиталовложения, эксплуатационные затраты и дисконтированные затраты за 15 лет службы для сравниваемых вариантов систем охлаждения помещения приведены на Рисунках 5.2.1, 5.2.2 и 5.2.3. 57
Капиталовложения 3000000 2500000 2000000 1500000 1000000 500000 0 Система с чиллером Система с хранилищем Рисунок 5.2.1 – Капиталовложения, руб Капиталовложения для СКВ с использованием аккумуляции естественного холода на 41 % больше, чем для системы кондиционирования с использованием чиллера. Эксплутационные затраты за первый год 300000 250000 200000 150000 100000 50000 0 Чиллер Хранилище Рисунок 5.2.2 - Эксплуатационные затраты за первый год работы систем, руб. Эксплуатационные затраты за кондиционирования помещений первый год работы для системы с использованием аккумуляции естественного холода на 71% меньше по сравнению с традиционной системой. 58
Дисконтированные затраты за 15 лет 6000000 5000000 4000000 3000000 2000000 1000000 0 Чиллер Хранилище Рисунок 5.2.2 - Дисконтированные затраты за 15 лет эксплуатации систем, т.руб. Дисконтированные затраты за 15 лет эксплуатации систем являются наименьшими для СКВ с использованием аккумуляции естественного холода. Разница составляет 21%. На основании произведенных технико-экономических расчетов можно сделать вывод о дальнейшей экономии при использовании системы кондиционирования воздуха с сезонным аккумулятором естественного холода для помещения кафе. 59
Заключение В выпускной квалификационной работе представлен проект системы кондиционирования и вентиляции воздуха санатория-профилактория, расположенного в городе Владивосток. В первой главе выполнен обзор нетрадиционной системы кондиционирования воздуха. Представлен обзор наладки оборудования экспериментальной установке для аккумуляции холода. Во второй главе выполнен расчет системы кондиционирования воздуха для помещения кафе. Для этого выполнен расчет выделений вредностей и расчет воздухообмена для СКВ, построены процессы обработки воздуха на Id диаграмме, подобрана установка кондиционирования воздуха, выполнен аэродинамический расчет системы кондиционирования и осуществлен подбор воздухораспределителей. Кондиционирование обеденного зала осуществляется с помощью центрального кондиционера ККЦМ-1008-18-3806-П1, по прямоточной схеме с использованием воздухоподогревателя второго подогрева. Воздух подается в помещение в рабочую зону квадратными воздухораспределителями 4АПН, и удаляется через потолочные диффузоры 1АПН. В третьей главе выполнен расчет системы вентиляции административноприемного корпуса. Расчет воздухообмена помещений произведен по нормативной вентиляция кратности. с В сан механическим узлах запроектирована побуждением, которую естественная обеспечивает статический дефлектор с осевым эжектирующим вентилятором. Работа системы вентиляции обеспечивается приточно-вытяжной установкой Topvex FC04 EL-L. В четвертой главе подобраны и рассчитаны варианты источников холода. 60
В качестве традиционного источника холода подобрана холодильная установка (чиллер) ВМТ-Ксирон-20, холодопроизводительностью 21.8 кВт, при температуре жидкости Т = +11 ⁰С, электрической мощностью 8,45 кВт. Для определения подбора нетрадиционного источника холода выполнены расчеты годового расхода холода. Годовой расход холода составил 6.4 гДж/год. Объем холодохранилища составил 30,28 м3 льда. Размеры хранилища: ширина – 2,4 м, длина - 12,2 м, высота – 2,9 м. В качестве помещения для холодохранилища подобран 40фут контейнер. В котором установлен осевой вентилятор и охладитель для жидкости VBR 100-50-3 Water heating bat. В пятой главе произведен технико-экономический анализ использования естественного источника холода для системы кондиционирования воздуха и сравнен с традиционным источником. Капиталовложения для системы с холодохранилищем на 41% больше, чем для системы с чиллером. Эксплуатационные затраты на 71% меньше чем у традиционной системы. По итогам можно сделать вывод о предпочтительности установки системы с нетрадиционным источником холода. 61
Список использованных источников 1. Свод правил: СП 60.13330.2012 Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Актуализированная редакция СНиП 41-01-2003. Минрегионразвития РФ 2012 г. 2. ГОСТ 30494-96 Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях. – Введ. 1999 г. 3. ГОСТ 12.1.005-88 Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху в рабочей зоне. - Взамен ГОСТ 12.1.005-76; введ 29.09.88. 4. Свод правил: СП 131.13330.2012 Строительная климатология. Актуализированная редакция СНиП 23-01-99*. Минрегионразвития РФ 2012 г. 5. Пособие 2.91 к СНиП 2.04.05-91 Расчет поступления теплоты солнечной радиации в помещения: Ордена трудового красного знамени арендное предприятие промстройпроект. - М. – 1993 6. Стомахина Г.И. ред. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха: справочное пособие/ Стомахина Г.И., Бобровицкий И.И., Малявина Е.Г., Плотникова Л.В. — М.: Пантори, 2003г. 308с. 7. Белова Е.М. Центральные системы кондиционирования воздуха в зданиях. – М.: Евроклимат, 2006. – 640с.: ил. – (Библиотека климатехника). 8. Краснов Ю.С., Борисоглебская А.П., Антипов А.В. Системы вентиляции и кондиционирования. Рекомендации по проектированию, испытаниям и наладке. Москва ТермоКул 2004. 9. Белова Е.М. Системы кондиционирования воздуха с чиллерами и фанкойлами Москва, Евроклимат, 2003, 400 с. 10. Справочник по теплоснабжению и вентиляции. Книга вторая. Вентиляция и кондиционирование воздуха / Р. В. Щекин и др. - 4-е изд 11. Каталог оборудования для систем вентиляции воздуха, Арктика 2008 г. 12. СНиП 31-05-2003. Общественные здания административного назначения / - М.: Госстрой России, 2004. 13. Статья «Естественная вентиляция с побуждением», АВОК 62
14. Программа для подбора оборудования «SystemairCAD». 15. Подбор насоса [Электронный ресурс] / Общество с Ограниченной Ответственностью «grundfos». – Режим доступа: https://ru.grundfos.com/ 16. Подбор чиллера [Электронный ресурс] / Общество с Ограниченной Ответственностью «Ксирон-холод»-Режим доступа: http://www.xiron.ru/prog/chiller.php 17. Симонова, А.А. Экономика систем инженерного оборудования / А.А.Симонова. – М.: Строиздат, 1990. – 344 с. 18. Рекомендации по оценке экономической эффективности инвестиционного проекта теплоснабжения. Общие положения:Р НП «АВОК» 5-2006. - М.: ООО ИИП АВОК-ПРЕСС,- 2006. – 24 с. 19. Подбор вентиляторов [Электронный ресурс] Режим доступа: https://www.systemair.com/ru 20. Программа подбора центральных кондиционеров ККЦМ – подбор 21. Богуславский, А.Д. Экономика теплогазоснабжения и вентиляции / А.Д. Богуславский, А.А. Симонова, М.Ф. Митин. - М.: Стройиздат, 1988. – 351 с. 22. Тарасова, Е. В. Системы кондиционирования воздуха с сезонными аккумуляторами естественного холода: Дис... канд. техн. наук: Тюмень, [Место защиты: Тюменский государственный архитектурно-строительный университет]. – Тюмень, 2013. – 151с. 23. О.Д. Волков - Проектирование вентиляции промышленного здания 1989г. 24. Подбор материалов для хранилища [Электронный ресурс] Режим доступа: https://www.tn.ru/ 25. Пособие 9.91 к СНиП 2.04.05-91 Годовой расход энергии системами отопления, вентиляции и кондиционирования: Ордена трудового красного знамени арендное предприятие промстройпроект - М.: Промстройпроект, 1993. 63
ПРИЛОЖЕНИЕ А Расчет теплопоступлений от солнечной радиации Северо-западная ориентация qвп qвр h Ac Ao Aco β Sв Dв β2 Кинс.в. Кобл qпр tн.усл qпт qпт+qпт Qост 8-9 9-10 10-11 11-12 12-13 13-14 0 60 40 78 135 57 33 0 81 -0,13 0,4879 0,8808 10 23,0371 -12 -2 -4 0 62 50 64 135 71 15 0 84 0,13 0,1189 0,8808 10 24,9881 0 10 25 0 64 58 44 135 91 -1 0 86 0,38 153,43 0,8808 11 26,8502 11 21 52 0 65 64 18 135 117 -13 0 87 0,6 2,5822 0,8808 11 28,4794 20 31 76 0 67 64 18 135 117 -13 0 91 0,79 2,5822 0,8808 11 29,9251 29 40 98 2 71 58 44 135 91 -1 34 96 0,92 153,43 0,8808 55 103,345 461 516 1256 14-15 15-16 16-17 17-18 77 247 355 374 81 101 109 98 50 40 29 19 64 78 89 100 135 135 135 135 71 57 46 35 15 33 51 67 163 320 423 424 108 136 147 133 0,99 0,99 0,92 0,79 0,1189 0,4879 0,678 0,7942 0,8808 0,8808 0,8808 0,8808 15 39 63 72 31,88 34,1315 35,5744 35,1423 40 54 62 60 56 93 125 132 135 226 305 320 Юго-западная ориентация qвп qвр h Ac Ao Aco β Sв Dв β2 Кинс.в. Кобл qпр tн.усл qпт qпт+qпт Qост 8-9 9-10 10-11 0 60 40 78 45 123 -33 0 81 -0,13 1,6937 0,8808 10 23,04 -12 -2 -4 0 64 50 64 45 109 -15 0 86 0,13 2,6921 0,8808 10 25,0097 0 11 26 0 68 58 44 45 89 1 24 92 0,38 106,326 0,8808 11 62,9984 224 235 572 11-12 12-13 13-14 14-15 15-16 16-17 17-18 80 225 397 320 406 340 215 77 80 103 88 109 109 86 64 64 58 50 40 29 19 18 18 44 64 78 89 100 45 45 45 45 45 45 45 63 27 1 19 33 44 55 13 23 32 39 45 52 89 160 306 394 469 475 403 264 104 109 120 138 147 148 116 0,6 0,79 0,92 0,99 0,99 0,92 0,79 0,067 0,4863 0,6739 0,7028 0,7023 0,6895 0,6437 0,8808 0,8808 0,8808 0,8808 0,8808 0,8808 0,8808 14 34 67 57 72 62 40 28,842 32,2226 34,9326 36,5709 36,7584 35,4611 32,5996 23 42 58 68 69 62 45 36 76 126 125 141 124 85 89 186 306 304 343 301 207 64
ПРИЛОЖЕНИЕ Б I-d – диаграммы для теплого и холодного периодов года помещения кафе B H П П' О f fmax 65
H B П П' О f 66
ПРИЛОЖЕНИЕ В Аэродинамический расчет приточной и вытяжной систем кафе Таблица В.1 – Аэродинамический расчет приточной системы вентиляции помещения кафе №уч 1-2 2-3 1'-2' 2'-3 3-4 L, м3/ч l, м 1245 3,64 2490 5,47 1245 3,64 2490 1,54 4980 21,39 a b 700 750 700 700 1200 150 150 150 150 150 ΔPl Pξ Pd ΔP dэ V R m Σξ δ 365,73 3,29 0,05 1,47 0,18 1,89 1,26 0,67 10,13 378,57 6,15 0,10 1,47 0,54 1,58 3,70 2,34 91,88 102,01 8% 365,73 3,29 0,03 1,47 0,12 1,89 1,27 0,67 9,68 365,73 6,59 0,12 1,47 0,18 1,18 3,13 2,65 84,66 94,34 478,85 7,69 0,11 1,80 2,37 1,36 4,91 3,61 201,24 201,24 ΣΔ P 295,58 Таблица В.2 – Аэродинамический расчет вытяжной системы вентиляции помещения кафе №уч 1-2 2-3 3-4 4-5 L, м3/ч l, м a b dэ V R m ΔPl Σξ Pξ Pd ΔP ΣΔP 1245 1,7 1200 150 478,85 1,92 0,01 1,13 0,02 1,39 0,30 0,2 0,84 2490 1,4 1200 150 478,85 3,84 0,03 1,13 0,04 0,30 0,26 0,9 2,75 288,69 3735 1,2 1200 150 478,85 5,76 0,07 1,13 0,08 0,25 0,50 1,99 10,66 4980 18,8 1200 150 478,85 7,69 0,11 1,13 2,08 1,93 6,99 3,63 274,44
ПРИЛОЖЕНИЕ Г Подбор блоков оборудования для центрального кондиционера 69
70
71
72
73
ПРИЛОЖЕНИЕ Д Подбор решеток для системы вентиляции Таблица Д.1 – Подбор приточных и вытяжных решеток для системы вентиляции № Наименование помещения 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 бельевая бельевая коридор жилая комната жилая комната жилая комната жилая комната жилая комната туалет хол жилая комната жилая комната площад ь 8,8 8,4 31,32 27,55 17,84 18,5 18,57 19,57 10,38 48,85 8,54 12,93 объём 25,52 24,36 90,828 79,895 51,736 53,65 53,853 56,753 30,102 141,665 24,766 37,497 Тип решетки АМР АМР АМР АМР АМР АМР АМР АМР АМР АМР АМР АМР Размер ы 400х100 200х100 200х100 400х100 400х100 400х100 400х100 400х100 200х100 400х100 400х100 400х100 F ж.с. 0,036 0,018 0,018 0,036 0,036 0,036 0,036 0,036 0,018 0,036 0,036 0,036 74
ПРИЛОЖЕНИЕ Е Таблица Е.1- Аэродинамический расчет системы П2 №уч 4-3 3-2 2-1 1-0 L, м3/ч l, м a 157,5 11,11 315 4,76 407,1 12,25 499,2 2,3 b 100 100 150 200 150 150 150 150 ΔPl Pξ Pd ΔP ΣΔ P dэ V R m Σξ 138,23 2,92 0,10 1,15 1,14 0,77 0,40 0,52 13,45 138,23 5,83 0,31 1,15 1,50 6,56 13,58 2,07 296,10 169,30 5,03 0,19 1,14 2,27 4,66 7,23 1,55 134,75 492,99 195,49 4,62 0,13 1,16 0,31 2,70 3,51 1,30 48,69 Таблица Е.2- Аэродинамический расчет системы В2 №уч 7-6 6-5 5-4 4-3 3-2 2-1 3'-2' 2'-1' 1'-1 1-0 L, м3/ч l, м 60 3,34 120 0,89 180 3,00 240 3,19 300 14,96 312,76 1,83 60,00 2,40 120,00 2,85 132,18 1,63 444,94 1,80 a b 100 100 100 100 100 100 100 100 100 200 150 150 150 150 150 150 100 100 100 150 ΔPl Pξ Pd ΔP ΣΔ P dэ V R m Σξ 138,23 1,11 0,02 1,15 0,06 1,54 0,11 0,07 0,69 138,23 2,22 0,06 1,15 0,06 1,20 0,35 0,30 1,61 138,23 3,33 0,13 1,15 0,39 1,30 0,86 0,67 9,65 352,20 138,23 4,44 0,22 1,15 0,70 1,40 1,65 1,18 26,50 138,23 5,56 0,33 1,15 4,94 4,58 8,56 1,87 209,57 138,23 5,79 0,36 1,15 0,65 2,37 4,81 2,03 104,17 100,00 2,12 0,08 1,00 0,18 1,10 0,33 0,30 2,78 100,00 4,25 0,26 0,75 3,40 3,74 1,10 48,64 356,97 100,00 4,68 0,31 0,51 17,78 23,11 1,30 305,55 195,49 4,12 0,13 1,22 0,24 1,8 1,94 1,08 23,36 380,33 δ 1%
ПРИЛОЖЕНИЕ Ж Характеристика приточно-вытяжной установки Topvex FC04 EL-L Агрегат Напряжение 400 Частота 50 Фазность 3 Вес 510 Предохранитель 3 x 10 Класс защиты IP23 корпуса Диапазон расходов 1044-3492 Нагреватель В Гц ~ кг A м³/ч Тип нагревателя Вентилятор, приточный Напряжение Фазность 400 В 3 ~ Входная мощность (P1) 2567 Вт Вентилятор вытяжной Напряжение 400 В Фазность 3 ~ Входная мощность 2567 Вт (P1) Фильтр, приточный воздух Фильтр, приточный воздух F7 Фильтр, вытяжной воздух Фильтр, вытяжной воздух Теплообменник Тип теплообменника Тип монтажа Сторона притока M5 Противоточный Другое Агрегаты для подвесных потолков Левое
ПРИЛОЖЕНИЕ З Характеристика холодильной машины ВМТ-Ксирон-20 Установка ВМТ-Ксирон-20 Температура жидкости Окружающая температура Q, кВт 30 12.4 25 13.4 30 15.9 25 17.1 30 20 25 21.4 30 21.8 25 23.3 30 24.6 25 26.4 Q, кВт при Твых= 0 °С Q, кВт при Твых= +5 °С Q, кВт при Твых= +10 °С Q, кВт при Твых= +12 °С Q, кВт при Твых= +15 °С Nпотр, кВт 8.8 Длина установки, мм 2025 Ширина установки, мм 960 Высота установки, мм 1800 Масса установки, кг 378 Объем емкости, л 220 Выделяемое тепло, кВт 27.8 Количество вентиляторов, шт. 2 Расход воздуха, м3/ч 13365 Уровень шума, Дб 61 Количество компрессоров, шт 1 Объем масла, л 1.8 Объем заправки фреоном, кг ~22 Производительность подающего насоса, м3/час 4.8 Давление воды подающего насоса, бар 3 Присоединительные размеры вход/выход G 1 1/4" 77
График зависимости холодопроизводительности от температуры воды на выходе из чиллера ВМТ-20 График рабочих характеристик подающего насоса ВМТ-20 78
ПРИЛОЖЕНИЕ И Таблица И1- Годовой расход холода для системы охлаждения воздуха Название Средняя Энтальпия воздуха Средняя Расход амплитуда на выходе из энтальпи приточн энтальпии форсуночной К4 я самого K1 K2 ого самого камеры или жаркого воздуха жаркого воздухоохлодител месяца месяца я в тп m c K3 K4 Gп Jср.т. Аэ.т. Jф.т. ч кДж/кгС кг/ч Кдж/кг Кдж/кг КДж/кг 3 1,005 0,91 0,65 5999,532 51,7 3,8 0,95 -0,97 41 кол-во Удельная Продол раб. теплоем жит. К3 Дней в кость смены неделе воздуха Обозначение n Ед. измерения дней Значение 7 Длитель ность периода DJт.г потребл ения холода Jт Jг Jср.г Аэ.х. DJт DJт.г. М3 КДж/кг КДж/кг КДж/кг КДж/кг сут 48,1983 13,87475 17,1 3,2 7,1983 34,324 84 Энтальпи Среднего Средняя Средне я воздуха довая амплиту годовая самого энтальпия да DJт энтальп жаркого нар. энтальпи ия месяца Воздуха и Число часов потребл ения холода за год N3 час 228,3907 Годовой Годовой расход запас холода холода СКВ Запас льда Q Qгод.общ гДж/год гДж кг 6,411197 9,158853 27754,1 79
ПРИЛОЖЕНИЕ К Характеристики оборудования для холодохранилища 1. Водяной воздухонагреватель VBR 100-50-3 Water heating bat Максимальная рабочая температура 150 °C Макс. рабочее давление при темп. воды 100ºC 1600000 (16bar) Па Макс. рабочее давление при темп. воды 150°C 1000000 (10bar) Па
2. Осевой Вентилятор AXCBF 400D2-22 IE2 Номинальные параметры Напряжение 400 В Частота 50 Гц Фазность 3 ~ Подключение двигателя D/Y Входная мощность (P1) 339 Вт Ток 1,8 A Макс. расход воздуха 1775 м³/ч Частота вращения 2929 1/мин Вес 25,2 кг Температурные параметры Максимальная температура перемещаемого воздуха 200 °C Акустические параметры Уровень звукового давления на расстоянии 1м дБ(А) 83 Защита / Классификация Класс изоляции Класс защиты двигателя F IP55 Номинальные параметры Номинальная мощность на валу (P2) Диапазон рабочих температур 370 Вт 55 °C 81
3. Циркуляционный насос TP 32-60/2 B A-F-Z-BQBE 82
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Дальневосточный федеральный университет» ИНЖЕНЕРНАЯ ШКОЛА Кафедра инженерных систем зданий и сооружений УТВЕРЖДЕНО Руководитель ОП, канд.техн.наук, профессор (ученая степень, должность) _____________ Черненков В. П. (подпись) (ФИО) «____» __________ 201_ г. Заведующий кафедрой, канд.техн.наук, доцент (ученая степень, звание) __________________ (подпись) Кобзарь А. В. (ФИО) «____» _________ 201_ г. ЗАДАНИЕ на выпускную квалификационную работу Студенту (ке) Беляеву Артему Сергеевичу (Фамилия, Имя, Отчество) Группа Б3431Д (номер группы) Наименование Разработка проекта кондиционирования кафе и вентиляции административноприемного корпуса санатория-профилактория «Белый лебедь» в городе Владивостоке. 2. Основания дляПриказ о закреплении темы ВКР от разработки СП, пособия к СП, технические 3. Источники регламенты, разработки методические указания по выполнению разделов проекта, СанПиНы. 1. темы 83
4. Технические (параметры) требования 5. Дополнительные требования 6. Перечень разработанных Сбор общих данных объекта проектирования, вопросов проектирование системы кондиционирования, проектирование системы вентиляции, подбор и расчет традиционного и не традиционного источника холода. 7. Перечень графического материала (с точным указанием обязательных плакатов) Планы этажей с разводкой систем вентиляции и кондиционирования, планы и разрезы вентиляционной камеры, аксонометрические схемы систем, план-схема нетрадиционного источника холода, экономический расчет холодохранилища. КАЛЕНДАРНЫЙ ГРАФИК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ Наименование этапов дипломного проекта (работы) Срок выполнения Примечание 1 Исследование движения воздуха в экспериментальной установке До 01 февраля Выполнено 2 Проектирование системы кондиционирования воздуха для кафе До 25 февраля Выполнено 3 Проектирование системы вентиляции для административно корпуса До 5 апреля Выполнено До 10 мая Выполнено До 5 июня Выполнено № п/п 4 5 Дата Подбор и расчет традиционного и не традиционного источника холода Технико-экономический расчет системы кондиционирования воздуха в кафе выдачи 84
задания Срок представления к защите Руководитель Тарасова Е.В. ВКР Студент Кобзарь А.В. (подпись) (ФИО) (подпись) (ФИО) 85
86
87
Студент и 2>$' » ОА подпись Руководитель ВКР канд.техн.наук (должность, ученое звание) 20 /(^ г. Тарасова Е.В. (ФИО) Кобзарь А.В. (ФИО) 20 / # г . «Допустить'к защите» Руководитель ОП канд.техн.наук, доцент ( ученое звание) (пог(пись) « ^ -3 » В.П. Черненков (и. о.ф) 06 Зав. кафедрой канд.техн.наук, доцент (ученое звание) «2^" (поопись)/ » А.В. Кобзарь (и. о.ф) 20/с^ г ^ Защищена в ГЭК с оценкой ^^///-^/У^ Секретарь, И.О.Фамилия 20 г. УТВЕРЖДАЮ Директор Инженерной школы Ф.И.О. 201 г. В материалах данной выпускной квалификаииомной работы не содержатся сведения, составляющие государстве:;ную тайну, и сведения, подлежащие экспортному контролю. Уполномоченный по экспортному контролю Ф.И.О. I Подпись /« » 201 г. '1
Отзывы:
Авторизуйтесь, чтобы оставить отзыв