Система кондиционирования воздуха в производственном помещении (стр. 2 из 5)
Рис.2.Общий вид здания.
Целью задания является разработка системы кондиционирования воздуха, обеспечивающей санитарно-гигиенические условия для обслуживающего персонала цеха и оптимальные условия для технологического процесса.
При выполнении указанного задания необходимо решить ряд частных задач, а именно:
1.Произвести выбор расчетных параметров наружного и внутреннего воздуха для теплого и холодного периодов года.
2.Выполнить расчет тепловыделений в помещение в теплый и холодный периоды года.
3.Выполнить расчет тепловых потерь помещением в теплый и холодный периоды года.
4.Рассчитать количество избыточной теплоты в помещении для теплого и холодного периодов года на основе теплового баланса помещения.
5.Осуществить построение на I-d диаграмме процессов обработки воздуха в тёплый и холодный периоды года.
6.Определить расход кондиционируемого воздуха, кратность воздухообмена в помещении, холодопроизводительности кондиционеров.
7.Выбрать тип, производительность и количество вентиляторов, мощность электродвигателей для их привода, кондиционеры и холодильные машины.
8.Составить схему воздухораспределения в помещении и выполнить ее аэродинамический расчет.
Результаты работы оформляются в виде пояснительной записки и графического материала на двух листах. На одном листе изображаются графические построения процессов обработки воздуха в I-dдиаграмме для теплого и холодного времени года, на другом – принципиальные схемы кондиционирования воздуха и системы воздухораспределения в помещении.
2. Тепловой баланс помещения
2.1 Выбор расчётных параметров наружного и внутреннего воздуха
Расчетная температура наружного воздуха принимается в зависимости от назначения системы вентиляции или кондиционирования и климатических условий местности.
Установки для систем кондиционирования и вентиляции по степени обеспечения заданного микроклимата в помещении согласно СниП подразделяются в зависимости от расчетных параметров наружного воздуха на три группы: А, Б, В.
Для теплого периода расчетной температурой наружного воздуха являются: для группы A– средняя температура самого жаркого месяца в полдень; для группы В – максимальное значение температуры, которое было зарегистрировано за весь период наблюдений в данном географическом пункте; для группы Б - среднее значение из указанных выше температур.
Для холодного периода расчетной температурой наружного воздуха являются: для группы A– средняя температура самого холодного месяца в полдень; для группы Б – расчетная температура для проектирования отопления (средняя температура за пять наиболее холодных суток подряд); для группы В – минимальное значение температуры, которое зарегистрировано за весь период в данном географическом пункте.
Расчет систем кондиционирования воздуха для основной категории жилых и производственных помещений, в том числе и для рассматриваемой задачи, производится на расчетную температуру по группе Б, обеспечивающую «нормальное» состояние воздушной среды в помещении с отклонениями в экстремальных летних и зимних условиях.
Численные значения расчетных параметров наружного воздуха для г. Астрахань принимаются по климатологическим данным в соответствии со СНиП:
тёплый период:
холодный период:
Расчетная температура внутреннего воздуха в рабочей зоне помещения выбирается в зависимости от характеристики помещения и категории выполняемых работ.
Рабочей зоной считается пространство высотой до двух метров над уровнем пола или площадкой обслуживания, на котором находится рабочее место. Постоянным рабочим местом считается то место, где работающий находится большую часть (более 50% или более двух часов непрерывно) своего рабочего времени.
При определении расчетных метеорологических условий в помещении учитываются способность человеческого организма к акклиматизации в разное время года, интенсивность производимой работы и характер тепловыделений в рабочем помещении.
Параметры воздуха нормируются в зависимости от периода года. Различают три периода года: холодный, теплый и переходный. Переходным считается период, когда средняя температура наружного воздуха составляет +8 °С.
При учёте интенсивности труда все виды работ делятся на три категории: легкие, средней тяжести и тяжелые. По условиям рассматриваемого задания категория работ в производственном помещении относится к группе IIа.
Численные значения основных параметров воздуха в помещении регламентируются СНиП для категории IIа:
тёплый период:
температура –
относительная влажность –
скорость воздуха не более –
холодный и переходный период:
температура –
относительная влажность –
скорость воздуха не более –
2.2 Расчёт теплопоступлений в помещение
Тепловыделения от работающего оборудования с электрическим приводом за счет перехода механической энергии в тепловую определяется по выражению
,где Nуст - установленная мощность привода электродвигателя в расчёте на единицу оборудования, кВт, определяется заданием; kисп - коэффициент использования мощности электродвигателя, обычно рекомендуется принимать 0,8; kв - коэффициент одновременности работы оборудования, определяемый заданием, можно принять равным 1. Величина Qоб от периода года не зависит.
Теплопоступления от освещения для теплого и холодного периода года рассчитываются
,где F=2280м2 - поверхность пола в помещении;
qoc = 40 Вт/м2- норма освещенности 1 м2 в соответствий со СНиП;
kв - коэффициент одновременности работы осветительных установок: в холодный период можно принимать kв =1,0, в тёплый период kв = 0,5 - 0,6.
Теплопоступления от обслуживающего персонала для холодного и теплого периодов года рассчитываются по выражению
,где m – число работников; Qявн - явные тепловыделения от одного человека, кДж/ч; r = 2250 кДж/кг - скрытая теплота парообразования; Wп – влаговыделения от одного человека, г/ч.
Теплопоступления от солнечной радиации через световые (оконные) проемы рассчитываются только для теплого периода года
,где Focт - суммарная поверхность остекления, м2; qocт - плотность теплового потока, передаваемого за счет солнечной радиации, зависящая от ориентации световых проемов по сторонам света; Аост - эмпирический коэффициент, зависящий от вида остекления; k – эмпирический коэффициент зависящий, от прозрачности стекол.
Теплопоступления через внешние ограждения извне за счет более высокой температуры наружного воздуха при проектировании систем кондиционирования рассчитываются для теплого периода в том случае, если расчетная температура наружного воздуха превышает расчетную температуру воздуха внутри помещения на 5°С и более, т.е. tнт – tвт > 5 °С
где Foгp - поверхность внешнего ограждения за вычетом поверхности остекления, м2; koгp - коэффициент теплопередачи через ограждения, Вт/(м2*0С);tнт и tвт - соответственно расчетная температура наружного воздуха и воздуха внутри помещения, 0С; в и н - соответственно коэффициент теплоотдачи от воздуха внутри помещения к стене и от наружной поверхности стены к наружному воздуху, Вт/(м2*0С); i - толщина отдельных слоев, составляющих стену, м; i - коэффициент теплопроводности материалов, из которых выполнена стена, Вт/(м*0С).
Суммарные теплопоступления в помещение для теплого периода года в общем случае составляют
,для холодного периода года
2.3 Расчёт тепловых потерь помещением
Тепловые потери рассчитываются только для холодного периода года.
Тепловые потери через остеклённые оконные световые проёмы определяются по выражению
,где Focт - суммарная поверхность остекления, м2; k - коэффициент теплопередачи через оконные проемы, Вт/(м2 0С); tвх и tнх - соответственно расчетные температуры воздуха внутри помещения и наружного воздуха для холодного периода года, 0С.