пз. ПЗ 3. Реферат Предложено комплексное решение по модернизации административноофисного здания с применением тепловых солнечных коллекторов, насосов, приточновытяжных установок с рекуперацией тепла, капиллярных матов.
 Скачать 0.76 Mb.
|
|
2.3. Тепловой расчет отопительных приборов Проектом предусмотрены следующие отопительные приборы: Алюминиевые радиаторы отопления GOLFAL 500/80/80  Рис. 5 радиатор GOLFAL 500/80/80 Для выпуска воздуха из системы в верхних пробках приборов верхнего этажа с нижним расположением подающих и обратных магистралей устанавливается кран Маевского, в верхних уровнях магистрального трубопровод автоматическийвоздухоотводчик. Характеристики отопительных приборовGOLFAL 500/80/80 по данным производителя[10]: Коэффициент местного сопротивления при диаметре подводки 15 =0,8 Коэффициент местного сопротивления при диаметре подводки 20 =2,5 Таблица 3.2. Коэффициенты β1 иβ2
Таблица 3.3. Коэффициент β3
Таблица 3.4. Коэффициент b
Таблица 3.5. Коэффициент n, m, c, p.
Таблица 3.6. Коэффициент p (при направлении потока «снизу-вверх»).
- номинальный тепловой поток одной секции – Qп = 175 Вт Число элементов N в секционном приборе определяется по [8]:  (3.4)где: QПР – необходимая расчетная теплопередача прибора(Вт); QТ.П – тепловой поток единицы прибора (Вт); β3 - поправочный коэффициент, учитывающий число секций в приборе (принимается по таблице 3.3.); β4 - поправочный коэффициент, учитывающий способ установки прибора в помещении и определяемый по [8], для открытой установкипринимается равным 1. Округление дробного числа N до целого осуществляется, в большую сторону. Требуемая теплоотдача прибора рассчитывается с учетом теплоотдачи труб (стояков, ветвей, подводок) открыто проложенных в отапливаемом помещении (которая рассчитывается по[8]: QПР = QП – 0,9·QТР(Вт)(3.5) Трубопроводы в пределах помещений прокладываются открыто, поэтому теплоотдача их учитывается [8]: Qтр= qвlв+ qгlг,(Вт) (3.6) Где: qв, qг- теплоотдача 1 м. вертикальных и горизонтальных труб, Вт/м, определяется по [8] lв, lг –длина труб, проложенных горизонтально и вертикально в помещении. Расчетный тепловой поток радиатора определяется по формуле:  (Расчетный тепловой поток радиатора определяется исходя из рекомендаций производителя [10]) Где: QНУ — тепловой поток при нормативных условиях в Вт; ΔТ — расчетный температурный напор, определяемый как разница между средней температурой теплоносителя в радиаторе и температурой воздуха в помещении:  tн – начальная температура теплоносителя на входе в отопительный прибор, °С.  Где:  - понижение температуры воды в подающей магистрали и стояка.Так, как магистральный трубопровод прокладывается в теплоизоляции, то понижение температуры воды в подающей магистрали согласно данным из [8] составит: 0,4 оС на 10м. трубопровода. tк – конечная температура теплоносителя на выходе из отопительного прибора, °С. Так как в нашем случае принята двухтрубная схема стояков, то tк = 70°Сдля всех отопительных приборов; tп — расчётная температура помещения, принимаемая равной расчётной температуре воздуха в отапливаемом помещении tB ,°C; ΔТНУ— нормативный температурный напор равный 70ºС; n, m— эмпирические показатели степени, зависящие от марки радиатора (принимаются по таблице 3.5.); Gр — массный расход теплоносителя, определяемый в результате расчета теплопотерь помещения, кг/с; GНУ — нормативный массный расход теплоносителя (воды) равный 0,1кг/с; β1 — коэффициент номенклатурного ряда приборов, зависящий от марки (принимается по таблице 3.2.); β2 — коэффициент, учитывающий потери тепла зарадиаторнымучастком (принимается по таблице 3.2.); β3 - поправочный коэффициент, учитывающий число секций в приборе (принимается по таблице 3.3.); с — коэффициент, учитывающий схему движения теплоносителя (принимается по таблице 3.5.); b— коэффициент, учитывающий атмосферное давление (принимается по таблице 3.4.); p — коэффициент, учитывающий количество секций при движении теплоносителя «снизу-вверх» (принимается по таблице3.6.). При других схемах движения теплоносителя этот коэффициент равен 1. Подберем количество секций к первому по пути следования теплоносителя прибора отопления в помещении № 207 коридор. Теплопотери помещения составляют 950 Вт. Расходе теплоносителя в стояке: G= 62кг/ч tп=16 °С.    Теплоотдача от труб стояка и подводок при диаметре Dу15равна: Qтр ст. под.=70*1+ 53*0,7 = 107 Вт. Требуемая теплоотдача прибора: QПР = 950 – 0,9·107 = 860 Вт. Расход воды в приборе равен:   При присоединении прибора по схеме «сверху-вниз» коэффициенты будут равны: n= 0; m = 1,3; р = 1;с = 1 Действительная теплоотдача отопительного прибора составит:  Определяем количество секций радиатора:  Округляем дробное числа N до целого, в большую сторону. N= 6 Результаты расчета сводим в Приложение № 3 к Пояснительной записке - «Таблица расчета отопительных приборов». 3. ВЕНТИЛЯЦИЯ Приточно-вытяжные установки с роторной рекуперацией воздуха предназначены для комфортного вентилирования, в первую очередь, общественных помещений: официальных контор, банков, производственных помещений, школ, детсадов, больниц, магазинов, ресторанов, а также вилл, гаражей и т.п. В комбинации с угольным фильтром, приточно-вытяжная установка может быть использована также в зданиях с разными видами деятельности, где имеется риск смешивания воздуха. Но агрегат не может быть использован во влажных помещениях таких, как, например, бассейн. Приточно-вытяжная установка – это комплектный воздухоподготовительный агрегат с вентиляторами приточного и отработанного воздуха с непосредственным приводом, фильтрами приточного и отработанного воздуха, утилизатором тепла, а также встроенной системой автоматики, управляющей агрегатом с помощью дисплея. По принципу действия теплообменные аппараты могут быть разделены на рекуперативные, регенеративные и смесительные [20]. Рекуперативные теплообменные аппараты представляют собой устройства, в которых два теплоносителя с различными температурами текут в пространстве, разделенном твердой стенкой. Теплообмен происходит за счет конвекции и теплопроводности стенки, а если хоть один из теплоносителей является излучающим газом, то и за счет теплового излучения. В смесительных аппаратах теплопередача осуществляется при непосредственном контакте и смешении горячего и холодного теплоносителя. 20 Регенераторы – такие теплообменные аппараты, в которых одна и та же поверхность нагрева через определенные промежутки времени омывается то горячим, то холодным теплоносителем. Сначала поверхность регенератора отбирает теплоту от горячего теплоносителя и нагревается, затем поверхность регенератора отдает энергию холодному теплоносителю. Таким образом, в регенераторах теплообмен всегда происходит в нестационарных условиях, тогда как рекуперативные теплообменные аппараты большей частью работают в стационарном режиме. Так как в регенеративных и рекуперативных аппаратах процесс передачи теплоты неизбежно связан с поверхностью твердого тела, то их еще называют поверхностными. Приточно-вытяжная установка снабжена роторным регенератором тепла, температурный к.п.д. которого может достигать 85%. Для нагрева приточного воздуха утилизатор тепла использует избытки тепла помещения. Роторный регенератор в нормальных условиях не подвержен замерзанию и может быть с успехом использован в различных температурных зонах. Роторный рекуператор возвращает всего 2% запахов воздуха помещения. Угольный фильтр, размещенный на притоке после вентилятора, позволяет достичь абсолютной очистки воздуха, поступаемого в помещение. Преимуществом монтажа угольного фильтра на притоке является также полная очистка наружного воздуха от выхлопных газов и запахов и, кроме того, угольный фильтр несколько снижает уровень шума [41]. В рекуперационной секции установлен вращающийся теплообменник (ротор), который приводится в действие электромотором. Электромотор может иметь постоянную или переменную скорость вращения и работает на ременную передачу с понижающим или повышающим передаточным числом. Потребность в тепле регулируется автоматически путем плавного (бесшагового) изменения скорости вращения ротора. При вращении ротора, приточный и вытяжной воздух проходят сквозь него поочередно в противоположные направления. Максимальная допустимая рабочая температура составляет 75°С. В обычных условиях работы установки скорость воздушного потока сквозь ротор составляет 3 м/с. Ротор теплообменника изготовлен из гофрированного алюминиевого листа, благодаря чему через теплообменник проходит ламинарный поток. Регенератор снабжен сектором чистовой продувки, который предназначен для предотвращения перемещения вытяжного воздуха в сторону притока, а также для отделения грязи, приставшей к ротору. Ротор негигроскопического выполнения перемещает только теплоту, имеет высокий температурный к.п.д. и перемещает влагу лишь в случае, если вода конденсируется в роторе. Для возможности утилизации влажности и холода, надо использовать ротор в гигроскопическом выполнении. Гигроскопический ротор перемещает теплоту и влагу с одинаковым к.п.д. Такой ротор предназначен для объектов, где помимо высокого температурного к.п.д., требуется также эффективная передача влаги и охлаждающей мощности в летнее время, например, в больницах, лечебных учреждениях, конторских помещениях, текстильной промышленности и так далее. Уплотнения вращающегося теплообменника невозможно отрегулировать так, чтобы они были совершенно герметичными. В случае, когда перемещения вытяжного воздуха не допускается, вентиляторы необходимо расположить так, чтобы давление на стороне притока было выше давления стороны вытяжки на обеих сторонах теплообменника. При этом определенное количество приточного 21 воздуха протекает на сторону вытяжки и объемный поток вытяжного воздуха растет [40]. В системе энергоэффективной вентиляции могут применяться три вида рекуператоров. Пластинчатые. При применении такого рекуператора исходящий из здания воздух проходит через вентиляционный канал, отдает тепло пластинам теплообменника, а свежий воздух, поступающий с улицы, поглощает тепло этих пластин, нагревается и подается в помещения. Таким образом, накопленное тепло сохраняется и не выветривается, что позволяет практически полностью устранить температурные перепады. В таком рекуператоре можно задать разные схемы движения воздуха: противоточное, перекрестное и параллельное движение потоков. Наибольший КПД будет иметь перекрестная схема движения воздуха, так как в данном случае площадь теплообмена рекуператора будет наибольшей. Роторные. Такие рекуператоры представляют собой вращающийся барабан - ротор, который и выполняет функцию теплообменника. Вытягиваемый из помещения воздух нагревает ротор, который при своем вращении отдает тепло наружному воздуху. Так как воздушные потоки проходят через рекуператор по раздельным вентиляционным каналам, они не смешиваются, а теплообмен происходит исключительно через вращающийся барабан. С промежуточным теплоносителем. Эта система состоит из двух теплообменников, один из которых размещен в вентиляционном канале с потоком вытяжного воздуха, а второй - в канале с приточным воздухом. Вытяжной воздух, проходя через первый теплообменник, нагревает промежуточный теплоноситель, который через другой теплообменник отдает это тепло воздуху, поступающему с улицы. Такой вариант наименее эффективен [5]. Утилизация происходит в специальных теплообменных аппаратах и прочих утилизаторах теплоты. Такая вентиляция позволяет не только нагреть комнаты, но и охладить их, проветрить помещения, не допуская попадания загрязнений и неприятных запахов извне. Отвод воздуха происходит через санузлы и технические помещения. Для обеспечения воздухообмена необходимо иметь зазоры величиной не менее одного сантиметра между полом и дверьми [6]. Во всех основных помещениях предусмотрена приточная и вытяжная вентиляция. В холодный период подаваемый воздух подогревается в калорифере и очищается в воздушном фильтре. В теплый период приточный воздух только очищается от пыли. Воздухообмен помещений определен по санитарным нормам и нормам кратности подачи приточного воздуха, но не менее показателей санитарных норм. Санитарная норма - это минимальное количество наружного воздуха, которое необходимо подать на одного человека, находящегося в обслуживаемом помещении. Для расчетов принимается наибольшая из двух полученных величин. Как правило, такой величиной является санитарная норма наружного воздуха. Санитарная норма определяется по [5], и для общественных зданий административного назначения составляет: - Для проветриваемых кабинетов– 40м3/час - Для помещений с пребыванием людей не более двух часов - 20м3/час В связи с недостатком тепловой мощности в системе тепловых сетей принято, источником тепловой энергии для приточных установок считать электроэнергию. Помещения здания, расположенные на 1-ом и 2-ом этажах имеют коридоры, в которых есть наружные ограждения с окнами. Для предотвращения проникновения дыма через системы вентиляции на другие этажи применяем огнезадерживающие клапаны KOZK-2. Воздухораспределительные устройства – воздухораспределительные диффузоры с регулируемой воздухораздачей, и прямоугольные решетки с регуляторами расхода воздуха. Для возможности регулирования во время наладки и эксплуатации систем общеобменной вентиляции на ответвлениях воздуховодов установлены дроссель-клапаны. 3.1. Определение выделений теплоты, влаги и вредных выделений. Расчет выделений теплоты, влаги и вредных веществ производится для расчетного помещения № 218 Коференц. Зал. Общая площадь операционного зала № 1 составляет 46.27 м2. Количество людей на которое рассчитывается помещение -30 (20 мужчины, 10 женщины) человек. Вид работы: Легкая. Теплый период: tв = 28°С Холодный период: tв = 18°С Географическая широта здания 48о Ориентация по сторонам света рассчитываемого помещения: С-З Расчет теплопоступлений. При расчете выделений теплоты, влаги и вредных веществ используются справочные данные и методика: [8] Полные теплопоступления в помещения: ∑Qпост = Qл+Qосв+Qс.о.+Qс.р.+Qэ – Qинф(Вт)(4.1) Где: Qс.р. – теплопоступления от солнечной радиации.Вт Qосв – теплопоступления от искусственного освещения.Вт Qс.о. – теплопоступления от отопительных приборов.Вт Qл – теплопоступления от находящихся в помещении людей. Вт Qэ – теплопоступления от оборудования, установленного в помещениях. Qэ -теплопотери через ограждающие конструкции и затраты теплоты на нагреваниеинфильтрующегося воздуха. Теплопоступления в помещение от отопительных приборов предполагается не учитывать ввиду оснащения системы автоматическими терморегуляторами на подводках к приборам. Теплопотери через ограждающие конструкции и затраты теплоты нанагреваниеинфильтрующегося воздуха не учитываются, т.к. теплопотери компенсируются теплоотдачей отопительных приборов. Расчет будем вести для расчетного помещения Теплопоступления явные и скрытые от людей зависти от затраченной ими энергии и температуры воздуха в помещении. Для расчетов принимаем данные из [8] в которой приведены средние данные для мужчин. Принято считать, что женщины выделяют 85% теплоты и влаги, выделяемых мужчинами. Количество явной теплоты (Вт):  Количество полной теплоты (Вт):  Где  – Расчетное количество людей, (30 чел.) Количество поступлений явного и полного тепла,соответственно, от людей[8]Для теплого периода:  = 50 Вт/чел = 50*0,85 = 42,5 Вт/чел = 145 Вт/чел = 145*0,85 = 123,25 Вт/чел  Для холодногои переходного периода: = 108 Вт/чел = 108*0,85 = 91,8 Вт/чел = 154 Вт/чел = 154*0,85 = 130,9 Вт/чел  Количество теплоты, поступающее от источников искусственного освещения: Qосв =E·F ·qосв ·ηосв , Вт (4.4) Где: E –уровень общего освещения помещений, определяется по [15]принимаем для конференц-зала 200лк. F –площадь пола помещения,46,27 м2, qосв - удельные тепловыделения, Вт/м2, составляющий для люминесцентных ламп от 0,05 до 0,13. По проекту лампы люминесцентные, принято 0,1. ηосв –доля световой энергии, поступающей в помещение, равна 1, если светильники находятся непосредственно в помещении. Таким образом: Qосв = 200·46,27*0,1 = 925Вт. Количество теплоты, поступающей от солнечной радиации через заполнение световых проёмов: Среднесуточное поступление теплоты за счет солнечной радиации через световые проемы определяется по [8]: Qс.р.= qc.р.∙Fок ,Вт (4.5) где: qc.р. – поступления теплоты от солнечной радиации через вертикальные окна [8]:  Здесь  – количество теплоты от прямой и рассеянной солнечной радиации, поступающей в помещение через одинарное остекление [8]. В данном случае 3 окна на северо-запад. – расчетное направление – С-З;При астрономическом времени 16-17ч:    – коэффициент инсоляции через вертикальное остекление[8] Где Н = 1,8 – высота окна(м), В = 1,5 – ширина окна (м), α = с = 0 при отсутствии внешних солнцезащитных козырьков,  = = 0,1 – глубина установки окон от поверхности стены (м); β – угол между вертикалью и проекцией солнечного луча на вертикальную плоскость, перпендикулярную окну[8]. β= arctg(ctg h* cos Aco) (4.8) Высота стояния солнца h = 30o; Азимут солнца Ас = 87 принимается по [8] Солнечный азимут остекления Асо = 135 - Ас = 135 - 87 = 48 принимается по [8] β = arctg (ctg 300 * cos 480) = 49о  ; - Коэффициент облучения с достаточной точностью для расчетов можно принимать равным 1.  - Коэффициент относительного проникания солнечной радиации принимается по [8]  – учет затемнения окна переплетами принимается по [8] Следовательно:  Fок– Площадь световых проемов. (м2) Qс.р.= 220,6*1,5*1,8*3 = 1770Вт Теплопоступления в помещение сведены в таблицу 4.1 Таблица 4.1 Теплопоступления в помещение.
Определение влаговыделений в помещения Источниками влагопоступлений в помещение являются люди, технологическое оборудование, горячая пища и т.д. В некоторых помещениях (души, прачечные и пр.) влаговыделение происходит со смоченных поверхностей ограждающих конструкций и оборудования. Влаговыделения от людей:  (4.9)Где: m – количество влаги (кг/ч), [8] Теплый период года:    Холодный период и и переходный период:    Сводим все вредности в табл. 4.2, и рассчитываем луч процесса ε Таблица 4.2 Сводная таблица поступлений тепла и влаги.
3.2. Расчет воздухообмена в помещении в три периода года и построение процессов на i-d-диаграмме. Расчет и построение процессов для теплого периода года. 1. На i-d- диаграмму (прил.7) Наносим точку Н и изотерму внутреннего воздуха.  (4.10) 2. Через точку Н проводим луч процесса ε. На пересечении луча с изотермой  получаем точку В. Точка В совпадает с точкой У.3. Определяем воздухообмен По полной теплоте:    По влагосодержанию:    По санитарным нормам на одного человека. Санитарная норма определяется по [5], и составляет - 20м3/час для общественных зданий административного назначения с пребыванием людей не более 2 часов непрерывно.  4.2.2. Расчет и построение процессов для холодного периода года. 1. На i-d- диаграмму (прил.7) Наносим точку Н и изотерму внутреннего воздуха. 2. Принимаем температуру приточного воздуха по [5]   3. Из точки Н проводим линию d = const (нагрев воздуха в калорифере). На пересечении этой линии с изотермой  получаем точку К. Точка П совпадает с точкой К.4. Через точку П проводим луч процесса ε. На пересечении луча с изотермой получаем точку В. 5. Принимаем температуру удаляемого воздуха, в связи избытками тепловыделений равной максимальной из допустимых значений.  6. Через точку В проводим луч процесса ε. На пересечении луча с изотермой  получаем точку У. 7. Определяем воздухообмен По полной теплоте  :  По влагосодержанию  :  Расчет и построение процессов для переходного условного периода года. 1. На i-d- диаграмму (прил. 7) Наносим точку Н 2. Принимаем температуру воздуха в помещении равную температуре в помещении в ХП. 3. Задаем величину воздухообмена, равную воздухообмену в ХП, и определяем приращение влагосодержания в помещении:  4. Положение точки У находят на пересечении изотермы слинией постоянного влагосодержания.dу = dн +  (4.13) dу = 6.5 + 0.86 = 7,36  5. Через точку У проводим луч процесса ε. На пересечении луча с изотермой получаем точку В. 6. На пересечении луча процесса изменения состояния воздуха в помещении ε (для ХП), проведенного из точки В, с линией постоянного влагосодержания dн получаем точку П, совпадающую с точкой К. 7. Определяем воздухообмен: По полной теплоте :  По влагосодержанию : Сведение результатов расчета и выбор наибольший расход воздуха, как расчетный. Для дальнейших расчетов сведем расходы воздуха по периодам года и выберем расчетный для этого помещения. Результаты всех расходов воздуха указаны в табл. 4.3. Таблица 4.3 Расход воздуха, по периодам года, для расчетного помещения.
Расчетным воздухообменом будет являться наибольший расход воздуха по периодам года. Расчётный воздухообмен будет равен Lр=3275 м3/ч. 3.3Расчет воздухообмена по кратности Расчет по нормируемой кратности воздухообмена применяется для помещений, для которых поспециальной литературе (СП; Справочники;) можно определить кратности воздухообмена по притоку и по вытяжке:  Где:  – расчетный объем помещения,  ; – нормируемая кратность воздухообмена,  . Зависит от назначения помещения, принимается по [6; 16], где указана кратность воздухообмена по вытяжному и приточному воздуху. Для некоторых помещений дана величина нормативного воздухообмена  в расчете на 1 человека, санитарно-технический прибор и т.д. Расчетный воздухообмен при этом определяется как: Где: N–число расчетных единиц в помещении. После определения расчетных величин воздухообмена в помещении определяем суммарное количество приточного  и удаляемого  воздуха для помещений на одном этаже с общим коридором, холлом, шлюзом и т.д. Для соблюдения поэтажного баланса воздуха, рассчитываем дисбаланс воздуха:  При отрицательном дисбалансе: подается необходимое количество воздуха в общее помещение этажа. При положительном дисбалансе: удаляется необходимое количество воздуха из общего помещения этажа. Все данные расчетов воздухообменов помещений заносятся в таблицу Приложение № 4 «Расчет воздухообмена общественной вентиляции по кратности в помещениях» 3.4. Выбор схемы системы вентиляции. Вентиляция запроектирована принудительная, приточно-вытяжная. Приток и вытяжка в кабинетах осуществляются на первом этаже - системами П1,П2,В1,В2. на втором этаже - системами П3,П4,В3,В4. Источник теплоснабжения калориферов приточных установок - электроэнергия. В сан.узлах предусмотрена механическая вентиляция системой В5. Производительность каждой приточной и вытяжной системы равна суммарному воздухообмену соответственно по притоку или по вытяжке для всех помещений, обслуживаемых данной системой. Вытяжные системы обслуживают те же группы помещений, что и соответствующие приточные, за исключением отдельных помещений (санузлы, техн. помещения), из которых устраивается отдельная вытяжка. Магистральные воздуховоды приняты металлические из оцинкованной стали прямоугольного сечения с прокладкой в пространстве подвесного потолка, подводка к воздухораспределительным приборам осуществляется, как прямоугольными и круглыми воздуховодами, так и алюминиевыми, гибкими воздуховодами с полимерным покрытием. Загрязненный воздух, удаляемый из системы вентиляции, выбрасывается на высоте 0,7 м. над уровнем кровли, при помощи вытяжных шахт. На разветвлениях ветвей, устанавливаются дроссель-клапаны, для регулирования расхода воздуха и перепада давлений. Особенным условием при проектировании системы вентиляции является малое пространство для воздуховодов под потолком коридора из-за кабельных лотков. Схема монтажа воздуховодов совместно с кабельными лотками представлена на рис. 6.  Рис. 6. Схема монтажа воздуховодов совместно с кабельными лотками. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
