6.1 Выбор параметров воздуха внутри пошивочного цеха

6 Отопление и вентиляция

6.1 Выбор параметров воздуха внутри пошивочного цеха

Наружные параметры воздуха для города Кобрина выбираем из СНиП 33 – 35

Таблица 6.1 – Наружные параметры воздуха

Пункт строительства фабрики	Параметры
Теплый период	Холодный период
г. Кобрин	TH, C^0	IH, кДж/кг	tH, C^0	IH, кДж/кг
25,7	53,2	-26	-25

Расчетные параметры воздуха внутри проектируемого помещения выбираемого помещения выбираются с учетом требований технологического процесса и санитарных норм СН 245-71

Таблица 6.2 – Параметры воздуха внутри помещения

Проектируемое помещение	Принятые параметры
Теплый период	Холодный период
Пошивочный цех	tв,^0С	jв,%	tв,^0С	jв,%

6.2 Составление теплового баланса в проектируемом помещении

Тепловой баланс состоит из двух частей – потерь тепла в холодный период через наружные ограждения (стены, двери, полы потолки) и поступлений тепла от технологического и прочего оборудования, от людей, от нагретых поверхностей тепловых агрегатов, от нагретого материала, от солнечной радиации через остекленные поверхности и тепловые поверхности (потолки)

Основные теплопотери через ограждение определяются суммированием через отдельные ограждения зданий по формуле:

Q_i= K_i · F_i(t_в – t_H) · n_i ·B_i (6.1)

где Q_i – потери тепла через ограждения, кДж/r;

K_i – коэффециент теплопередачи ограждения, кДж/r;

F_i – площадь ограждающей конструкции, м²;

t_в – расчетная температура внутреннего воздуха для холодного периода, С⁰;

t_H – расчетная температура наружного воздуха для холодного периода, С⁰;

n_i – коэффициент зависящий от положения наружной поверхности ограждения и учитывающий фактическое понижение расчетной разности температур, для наружных стекол и окон n_i = 1;

B_i – коэффициент, учитывающий надбавки к потерям тепла на ориентации ограждений по сторонам света, B_i = 1.

Результаты расчета потерь тепла через наружные ограждения приведены в таблице 6.3.

Таблица 6.3 – Теплопотери через ограждения здания

Обозначение ограждения	Кол-во и размер ограждений, м	Площадь ограждений, F, м^2	Температурный перепад Dt, ^0С	Коэффициент теплопередачи, К, кДж/м^2·r ·^0C	Надбавки к потерям	Коэффициент, учитывающий надбавки к потерям тепла	Суммарные потери тепла при Dt =1 ^0С SQт.п., кДж/r	Cуммарные потери тепла SQ^D^t т.п., кДж/r
на стороны света	на обдувание
НС/С	1/36х4,4			5,4			1,15
НС/Ю	1/36х4,4			5,4	-	-	-	1425,6	68428,8
ДРО/С	6/4х2,4	57,6		4,12			1,15
ДРО/Ю	6/4х2,4	57,6		4,12	-	-	-
	Итого:	3574,6	171580,8

6.3 Определение удельной тепловой характеристики здания

Удельная тепловая характеристика здания показывает, какое количество тепла теряется 1 м³ здания в течении часа при разности температур внутри и снаружи помещения в 1⁰С

q_т.х = (6.2)

где q_т.х - удельная тепловая характеристика здания, кДж/м³ · r · ⁰С;

SQ_т.п. – потери тепла ограждениями здания, кДж/r;

V_ц – объем цеха, м³;

q_т.х =

6.4 Теплопоступления в рабочие помещения]

Технологические процессы в цехах обувных фабрик сопровождаются выделением значительного качества тепла в рабочие помещения.

При расчетах используются суммарные поступления от постоянно- и переменно действующих источников.

6.4.1 Теплопоступление от машин

Q_M = N_эл× n × 3600 × _спр × n_в, (6.3)

где Q_M – количество поступающего тепла от машин, кДж;

N_эл – суммарная мощность электродвигателей единицы оборудования, Квт;

n – число машин одного типа;

_спр – коэффициент спроса энергии, равный 0,65

n_в – коэффициент выделения тепла в помещение, K_b=1

Q_M= 80 × 3600 × 0,65 × 1 = 187200 кДж/ч.

6.4.2 Теплопоступление от людей

Q_Л=q_л × n, (6.4)

где Q_Л – поступающее тепло от людей, кДж/r;

q_л –тепловыделения одним человеком в час в зависимости от категории выполняемой работы, кДж;

n – количество работающих в максимальной смене цеха;

Q_Л = 650 × 128 =83200 кДж/ч

6.4.3 Поступления тепла от электронагревательных устройств

Q_эл = N_наг × n × 3600 × K_cnp × K_t, кДж/ч (6.5)

где Q_эл – поступающее тепло от электроустройств,

N_наг – мощность эектронагревательного устройства, Вт,

n – число нагревательных устройств;

K_cnp – коэффициент спроса электроэнергии;

K_t – коэффициент выделения тепла в помещение.

Q_эл = 6 × 3600 ×0,65 ×1 = 14040 кДж/ч

6.4.4 Поступление от искусственного электрического освещения

Q_осв = 3600 × q_осв × F × K_осв, кДж/ч (6.6)

где q_осв – удельный расход электроэнергии на освещение 1м² площади поме- щения, кВт/м²;

F – площадь помещения, м²;

K_осв – коэффициент, учитывающий фактическое поступление тепла в цех равное 0,4;

6.4.5 Теплопоступление от солнечной радиации через остекленные поверхности

(6.7)

где q_ост – удельная величина солнечной радиации через остекленные поверхности, кДж/м² × ч, зависящая от ориентации окон по сторонам света;

и широты пункта строительства фабрики

F – поверхность остекления по размерам проемов, м²;

А_ост – коэффициент, учитывающий конструкцию остекления и степень его загрязнения;

Q_ост =523 ×57,6 ×0,8 = 24099,8 кДж/ч

Все полученные данные по потерям и поступлениям тепла заносим в таблицу 6.4, характеризующую тепловой баланс проектируемого цеха.

Таблица 6.4 – Сводная таблица теплового баланса

Составляющие теплового баланса	Условные обозначения	Значения величин, кДж/ч
теплый период	холодный период
Потери тепла	Qпт	-	171580,8
Поступление тепла от оборудования	QM
Теплопоступление от людей	QЛ
Теплопоступление от электронагреватлеьных устройств	QЭЛ
Теплопоступление от искусственного электроосвещения	Qосв.	63452,2
Теплопоступления от солнечной радиации через остекленные поверхности		24099,8	-
Теплоизбытки	SQизб.
	Итого:		210851,2

6.5 Определение удельной тепловой нагрузки проектируемого помещения

(6.8)

где g_т.н. – удельная тепловая нагрузка, кДж/м³ × ч;

SQ_т.н.– количество избыточного тепла, кДж/ч;

V_ц – внутренний объем цеха, м³;

6.6 Расчет системы кондиционирования воздуха в теплый период года

В процессе производства обуви в рабочее помещение выделяется большое количество тепла, влаги, пыли и ядовитых веществ. Эти вредности необходимо удалить из помещения, для поддержания заданных параметров в цеха необходимо подавать обратный, т. е. кондиционированный воздух

Построение схемы процесса обработки воздуха в i-d-диаграмме с применением политропного охлаждения

Этот способ применяется для кондиционирования воздуха в том случае, когда энтальпия наружного воздуха выше энтальпии внутреннего, а также для сокращения кратности воздухообмена.

На id-диаграмме по t_н и i_н и t_в и j_в наносим точки Н и В. Необходимое состояние обработанного воздуха после политропного охлаждения в камере орошения характеризуется точкой О при j = 95%, а луч НО характеризует процесс изменения тепловлажностного состояния воздуха в камере орошения кондиционера. Точка К характеризует подогрев воздуха в вентиляторе и воздуховодах при увеличении энтальпии на 0,8 кДж/кг. С этими параметрами обработанный воздух поступает в кондиционируемое помещение, где смешивается воздуховодом помещения, в результате чего и получается действительные параметры внутри помещения, которые характеризуются точкой В.

Для охлаждения воздуха можно использовать холодную воду из артезианских скважин или от специальных холодильных установок, которыми оборудованы современные УКВ.

Необходимое количество холода для охлаждения воды определяем из выражения

Q_хол = - Di_x × G, (6.9)

где Q_хол – производительность холодильной установки, кДж/ч;

Di_x= i₀ - i_x – изменение энтальпии воздуха в оросительной камере кондиционера, кДж/кг;

G – массовая производительность кондиционера, кг/ч.

Регулирование охлаждения воздуха в камере орошения происходит за счет изменения соотношения смеси рециркуляционной водой.

6.6.1 Определение приращения энтальпии поступающего воздуха в помещение

Эта величина определяется энтальпией в точках В^΄ и К^΄

Δi = i_В^΄ - i_К^΄ (6.10)

Δi = 48-38,6 = 9,4 кДж/кг.

6.6.2 Определение массовой производительности кондиционера

G_M= м/ч (6.11)

где G_M – массовый производитель кондиционера

К_эф – коэффициент эффективности воздухообмена, зависящий от способа подачи воздуха в цех и равный 1.

G_M = кг/ч.

6.6.3 Определение объемной производительности кондиционера

(6.12)

где G_M – массовый производитель УКВ, кг/ч;

r – плотность воздуха, r = 1,29 кг/м³;

1,05…1,15 – коэффициент, учитывающий увеличение объема производства

По объемной производительности, учитывая, что один кондиционер обслуживает помещение до 50 м, выбираем кондиционер типа КТЦ- 331.5.

Таблица 6.5 – Характеристика кондиционера

Тип команды	Номинальнаый расход тыс. м^2	Размеры помещений, м	Высота, м	Место расположен. в здании	Сечение прохода воздуха ФК, м^2	Количество форсунок
последовательность располож. КТЦ и форсуночной камеры	параллельн. располож. КТЦ и форсуночной камеры
длина	ширина	длина	ширина
КТЦ-331.5	31,5					4,8	любой этаж	3,31

6.6.4 Определение изменения влагосодержания в теплое время года при кондиционировании воздуха

Δd = d_O- d_H, (6.13)

где d_O и d_H – влагосодержание в соответствующих точках,

Δd = 10,8 – 9,5 = 1,3 ч/кг.

6.6.5 Определение количества уносимой влаги из камеры орошения в цех

W_y = (6.14)

где – массовая производительность в теплый период, к г/ч

W_y = кг/ч

6.6.6 Определение количества действительно распыляемой влаги в оросительной камере кондиционера

W_д = V × G_M, кг/ч. (6.15)

где V – коэффициент орошения воздуха водой,

_д = 1,8 × 40071,5 = 72128,7 кг/ч

6.6.7 Определение производительности одной форсунки

q_ф = (6.16)

где m_k – количество кондиционеров;

n_ф - общее количество форсунок;

1,1 – коэффициент, учитывающий засорение форсунок;

q_ф =

6.6.8 Подбор центробежного насоса для подачи воды в оросительную камеру кондиционера

Определение избыточного давления центробежного насоса

Р_изб = Р₁ + Р₂ + Р₃, кПа (6.17)

где Р₁ – давление воды перед наиболее высоко расположенными форсунками, равное 70 кПа;

Р₂ – давление, необходимое для поднятия воды до верхнего ряда форсунок, равное 30 кПа;

Р₃ – потери давления в сети трубопроводов, равные 7 кПа;

Р_изб = 70+30+7=107 кПа

По известной производительности насоса (W ) и избыточному давлению подбирается центробежный насос 4К – 8У, основные характеристики которого приводятся в таблице 6.6

Таблица 6.6 – Основные характеристики центробежного насоса

Тип насоса	Производительность тыс. кг/ч.	Напор Р, кПа	КПД, h
К 45/30	33…….62	310 - 270	0,62…….0,72

Таблица 6.7 – Центробежный насос к типовому кондиционеру

Тип кондиционера	Коэффициент оршения, V	Тип насоса	Электродвигатель
тип	мощность, кВТ	частота вращения, об/мин.
КТЦ-331.5	1,8	К 45/30	4А112М2	4,5

6.6.9 Определение мощности движения, потребляемой центробежным насосом

Для проверки правильности выбора эл/двигателя определяется мощность на валу центробежного насоса:

N_M = (6.18)

где К_з – коэффициент запаса,

Р_изб – давление, создаваемое насосом, кВт

h – коэффициент полезного действия насоса,

N_M =

Принимаем N_M = 4,5 кВт

6.6.10 Подбор центробежного вентилятора

Производится по объемной производительности кондиционера в теплый период к полному давлению с коэффициентам полезного действие не ниже 0,9.

Таблица 6.8 – Характеристики вентиляционных установок

Тип кондиционера	Вентилятор	Электродвигатель
Тип и номер	Полное давление, Р, кПа	Номинальная производительность, тыс. м^3/ч	Частота вращения ротора, об/мин	Тип	Частота вращения, об/мин.	Мощность N, кВт
КТЦ-331.5	ВЦ4-76 №8				4А160S4

6.7 Воздуховоды и их расчет

Воздуховоды применяются для перемещения воздуха в системах кондиционирования и механической вентиляции.

6.7.1 Определение площади поперечного сечения магистрального приточного воздуховода

F_k = (3.19)

где m_K – число кондиционеров,

V_K – предельно допустимая скорость воздуха, допускается 8,0 – 10,0 м/с,

F_K =

6.7.2 Определение площади сечения раздаточных воздуховодов

Раздаточные воздуховоды выполняются переменною сечения. Начальное сечение раздаточного воздуховода определяется так:

F (6.20)

где m_K – число УКВ

n_B – число раздаточных воздуховодов для 1-й УКВ,

V_Р – предельная скорость воздуха в раздающем воздуховоде (6….8 м/с)

6.7.3 Определение конечного сечения раздающего воздуховода

0,4· 0,68 = 0,27 м²

Высота боковой стенки воздуховода определяетсяя в зависимости от размера выпускной щели h_щ и принимается не более 0,7 м.

6.7.4 Определение габаритов начального раздающего воздуховода

Габариты этого воздуховода определяем

(6.21)

где b = 2h – ширина воздуховода в начальном сечении, м;

h = h_щ – высота воздуховода, м;

h_щ – высота щелевого выпуска, м,

h =0,7 м, b =1,4 м;

6.7.5 Определение площади поперечного сечения конечного раздающего воздуховода

²

6.7.6 Определение количества щелевых выпусков с одной стороны раздающего воздуховода

Приближенно эту величину можно определить

n_щ = (6.22)

где n_щ – число щелевых выпусков на одной стороне раздающего воздуховода;

L_p – длина раздающего воздуховода, м,

L_щ – расстояние между щелями (2-3 м.)

n_щ =

6.7.7 Определение расхода воздуха через один щелевой выпуск

Расход воздуха через одну раздаточную щель:

L_щ = (6.23)

где – объемная производительность УКВ, м³/ч;

m_k – число УКВ;

n_B – число воздуховодов для 1-го УКВ;

n_щ – число щелевых выпусков с одной стороны раздающего воздуховода;

L_щ = .

6.7.8 Определение площади поперечного сечения выпускной щели

F_щ = (6.24)

где L_щ – расход воздуха через щелевой выпуск, м³/ч;

V_щ – скорость воздуха на выходе из щелевого выпуска;

F_щ =

6.7.9 Определение удаляемого воздуха из проектируемого цеха

Баланс воздуха в цехе может быть или нейтральным, или слабоположительным. Поэтому качество удаляемого воздуха равно:

L_y = 1,1 L_oб, м³/ч. (6.25)

L_y = 1,1 × 34169,5 = 37586,5 м³/ч.

6.8 Расчет системы кондиционирования в холодный период года

Так как в проектируемом цехе и в зимний период имеется избыточное тепло, то требование по тепловлажностной обработке воздуха в УКВ остаются такими же, что и в теплый период года.

Построение схемы процесса обработки воздуха в id- диаграмме без использования рециркуляции

Наносим на id- диаграмме точки наружного воздуха Н и внутреннего воздуха В. Из точки В по d = const построение ведем до точки О при j = 95%. Затем из точки О по i = const, а из точки Н по d = const находим пересечение этих лучей в точке П.

Линия НП – подогрев наружного воздуха в оросительной камере кондиционера. Луч ОВ – подача воздуха потребителю.

На линии в точке К откладываем 0,8 кДж/кг на нагрев в вентиляторе и воздуховодах воздуха.

6.8.1 Определение энтальпии поступающего в цех воздуха в холодный период года

Di = i_B - i_k (6.26)

Di = 43- 35 = 8 кДж/ч.

6.8.2 Определение количества кондиционируемого воздуха для ассимиляции теплоизбытков в холодный период

(6.27)

где – количество избыточного тепла, поступающего в цех, кДж/ч;

К_э – коэффициент воздухообмена, К_э = 1

6.8.3 Определение объема производительности кондиционера

(6.28)

где r – плотность воздуха, r = 1,29 кг/м³;

6.8.4 Определение количества уносимой влаги из оросительной камеры в цех

W_y = (6.29)

где Dd – приращение влагосодержания, ч/кг;

G – массовая производительность УКВ, кг/ч.

W_y = .

6.8.5 Определение изменения влагосодержания

Dd = d_o – d_H, ч/кг (6.30)

Dd = 8,5 – 0,3 = 8,2 ч/кг

6.8.6 Определение количества действительно распыляемой влаги

W_g = V × G, кг/ч (6.31)

где V – коэффициент орашения,

G – массовая призводительность УКВ, м/ч.

W_g = 1,8 × 26356,4 = 47441,5 кг/ч.

6.8.7 Определение количества воздухообменов

> 5 обм/ч, (6.32)

где L_o – объемная производительность УКВ, м³/ч;

V_ц – объем цеха, м³.

> 5 обм/ч.

6.8.8 Определение приращения энтальпии подогреваемого наружного воздуха

Di_Н = i_n – i_H, (6.33)

Di_Н = 33,0-(-25) = 58 кДж/кг.

6.8.9 Определение максимального расхода тепла на подогрев наружного воздуха

Q_H = Di_Н × G_n, кДж/ч (6.34)

где G_n – количество подогреваемого воздуха. кг/ч;

Q_H = 58 × 26356,4 = 1528671,2 кДж/ч.

Дата добавления: 2015-10-21