Кондиционирование воздуха, вентиляция и отопление
СОДЕРЖАНИЕ: МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИИ И ДИЗАЙНАМИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО
ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ
ТЕХНОЛОГИИ И ДИЗАЙНА
Кафедра кондиционирования воздуха, вентиляции и охраны труда
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовому проекту на тему
«Кондиционирование воздуха, вентиляция и отопление»
Разработала /Стукалова Е. /
Группа /6-ТВ-4/
Руководитель / ./
Санкт – Петербург
1999
Исходные данные для расчета
Цех расположен в бесфонарном здании закрытого типа с техническим чердаком и сеткой колонн 18х12. Освещен люминесцентными светильниками, встроенными в перекрытие.
Наименование города |
Длина ,L м |
Размеры цеха Ширина,B м |
Высота,H м |
Удельные тепловые потери,q |
Ленинград | 18х8 | 12х6 | 4.8 | 0.1 |
Площадь цеха Fц= 18х8х12х6=10368 м2
Объем цеха Vц =10368х4.8=49766м3
Количество установленного оборудования nн =Fц /F1м
F1м =18 м2
nн =10386/18=576
Количество обслуживающего персонала nл =nн /Н
H=4 ед.обор.
m= 576/4=144
Расчетные параметры наружного воздуха
город |
Расчетное значение параметров |
Средняя Температура отопительного периода tср |
Продолжительность Отопительного периода mот ,сут. |
|||
теплый режим | холодный режим | |||||
температура tн | Теплосодержание iн | Температура tн |
Теплосодержание iн | |||
Ленинград |
24.8 |
51.5 |
-26 |
-25.3 |
-2,2 |
219 |
Расчетные параметры внутреннего воздуха цеха
Наимено Вание цеха |
Параметры воздуха |
Рабочие режимы | Нерабочий Режим темп. возд.для расч.деж.отопления |
|||
Теплый | Холодный | |||||
Тепмератур tв Т | Относ.влажнос. | ТепмератураtВ Х | Относ.влажнос. | |||
Трикотажный | Рекоменд. Принятые В расчете |
22-24 |
65 |
22-23 |
65 |
10 |
Тепловой баланс основного цеха
Теплопотери через наружные строительные ограждения здания,Вт
Определяются только для холодного расчетного периода
Qмн =q0 Vц.н (tв х -tн х ) ,где
q0 -удельная тепловая характеристика здания,Вт /(m3 x0 C )
Vцн -наружный обьем цеха в м3
tв х ,tн х внутренняя и наружная расчетные температуры воздуха для холодного расчетного периода
Qмн= 0.1x49766x(26-(-22))=238876,8
Теплопоступления от технологического оборудования, имеющего электродвигатели, Вт
Qмаш = 1000 N1эл nnспр nв , где
Nуст -установленная мощность электродвигателей единицы оборудования, кВт
n -кол-во оборудования данной марки
nспр - коэффициент спроса электроэнергии равный 0.8
nв -коэфф. Учитывающий фактическое поступление тепла в помещении=1
Qмаш =1000х2.2х576х0.8x1=1013760
Теплопоступления от искусственного освещения, Вт
Qосв = 1000 Nосв Fп b , где
Nосв -удельная электрическая мощность на освещении равная 0.05 кВт/м2
Fп -площадь пола цеха, м3
b -коэфф. Учитывающий фактическое поступление тепла от светильников в помещении равный 0.4
Qосв =1000x0.05x10368x0.4=207360
Тепловыделения от людей, Вт
Qл = q1 п m , где
q1 п -полное тепловыделение одним человеком принимается равным 222 Вт
m -число людей одновременно работающих в цехе в одной смене
Qл =222x144=31968
Теплопоступления через потолок с техническим потолком
Qтч = Ктч (tч -tв т ) Fпот в , где
Кч - коэффициент теплопередачи перекрытия технического чердака принимается равным 2.5 Вт/(м2 xC)
tч , -температура воздуха на техническом чердаке принимается равной на 5 градусов выше расчетной температуры наружного воздуха в теплый период
tв т - расчетная температура воздуха в цехе в теплый период
в-коэфф.учитывающий свободную площадь потолка за вычетом площади, занятой светильниками, воздухораздающими устройствами принимается равным 0.6
Qтч =2.5x(24.8+5-23)x10368x0.6=105753,6
Сводная таблица теплового баланса цеха
№ п. П. |
наименование величин, входящих в тепловой баланс |
Условное обозначение |
Размерность | Расчетный режим | |
Холодный | Теплый | ||||
1 | Теплопотери через наружные ограждения |
Qмн | Вт | ----- |
238876,8 |
2 | Теплопоступления от оборудования | Qмаш | Вт | 1013760 |
1013760 |
3 | Теплопоступления от иск. освещения | Qосв | Вт | 207360 |
207360 |
4 | Теплопоступления от людей | Qл | Вт | 31968 |
31968 |
5 | Тепло-я черезперек-тия с техн.чердака |
Qтч | Вт | 105753,6 |
------- |
Итого: Теплоизбытки в цехе | летом Qл изб зимой Qз изб |
Вт Вт |
1358841,6 1014211,2 |
Построение процессов изменения тепловлажностного состояния воздуха на i-d диаграмме для основного цеха.
Построение процессов на i-d диаграмме производиться для теплого и холодного периодов года.
Согласно нормам в вязальных цехах должны поддерживаться определенные климатические условия: температура воздуха для теплого периода в пределах 22-24 о , для холодного –22-23о , а относительная влажность воздуха при любом значении температуры в указанных выше пределах должна быть постоянной и равна 65%.
Cводная таблица изменения тепловлажностного состояния воздуха.
Летний расчетный режим
Состояние воздуха | Точка на диаграмме |
Параметры воздуха | |||
Со | % | КДж/кг | Г/кг | ||
Наружный | НТ | 24,8 | 55,2 | 51,5 | 42 |
Внутренний | ВТ | 23 | 65 | 52 | 45 |
После оросительной камеры | КТ | 17 | 95 | 46 | 45 |
Приточный (П) | П | 18 | 90 | 47,5 | 45 |
Зимний расчетный период
Состояние воздуха | Точка на диаграмме |
Параметры воздуха | |||
Со | % | КДж/кг | Г/кг | ||
Наружный | Н | -26 | 90 | -25,3 | 0,3 |
Внутренний | В | 22 | 65 | 51,2 | 45 |
После оросительной камеры | К | 18 | 90 | 47,5 | 45 |
Приточный | П | 19 | 85 | 48 | 45 |
Смесь наружного и рециркулярного | С | 21,5 | 66 | 47 | 39 |
1.Часовая производительность систем кондиционирования воздуха.
1.1Количество приточного воздуха, кг/час
Летний период Gп л = 3.6 Qизб л / (iв - iп )
Gп л =3.6x1358841,6/(52-47,5)=1087073,28
Зимний период Gп з = 3.6Qизб з / (iв – iп )
Gп з =3.6х1014211,2/(51,2-48)=1140987,6
,где Qизб л и Qизб з - суммарная величина теплоизбытков в цехе в теплый и холодный расчетный период;
iв ,iп - энтальпия внутреннего и приточного воздуха, кДж/кг
1.2.Обьемное количество приточного воздуха, м3 /ч
Летний период Lп л = Gп л /p
Lп л =1087073,28/1,2=905894,4
Зимний период Lп з = Gп з /p
Lп з =1140987,6/1,2=950823
Где p-объемный вес воздуха, КГ/М3 =1.2
1.3 Количество притяжного воздуха,кг/ч
Летний период Gвыт л =0,9х Gп л ; Lвыт л =0.9х Lп л
Gвыт л =0,9х1087073,28=978366 ; Lвыт л =0.9х905894,4=815305
Зимний период Gвыт з =0,9х Gп з ; Lвыт з =0.9х Lп з
Gвыт з =0,9х1140987,6=1026888,8 ; Lвыт з =0.9х950823=855740,7
2.КРАТНОСТЬ ВОЗДУХООБМЕНА ,1/ч
Летний период n л = L п л / V ц
nл =905894,4/49766=18,2
Зимний период n з = L п з / V ц
nз =950823/49766=19,1
3.КОЛИЧЕСТВО ВОДЫ, РАСПЫЛЯЕМОЕ В ОРОСИТЕЛЬНЫХ КАМЕРАХ КОНДИЦИОНЕРОВ.
3.1.Часовой расход воды на увлажнение воздуха
Летний период Wк л =м*Gп л ,кг/ч
Wк л =0,7х1087073,28=760951,3
Зимний период Wк з =м*Gп з ,кг/ч
Wк з =0,7х1140987,6=798691,32
Где м-коэффициент орошения=0.7
3.2.Годовой расход воды на увлажнение воздуха.
Принимаются следующие обозначения:
mгод -общее число суток в году;
nгод -общее число рабочих часов в году=4151;
mот -число суток в отопительном периоде=220;
nот -число часов в отопительном периоде=5280;
число рабочих часов:
в зимний период nз =2534
в летний период nз =1620
Годовой расход воды на увлажнение воздуха в оросительной камере определяется по формуле: Wк год =(Wк л *nл + Wк з *nз )*10-3 м3 /год
Wк год =(760951,3*1620+798691,32*2534)*10-3 =3256625
4.РАСХОДЫ ХОЛОДА.
4.1.Максимальный часовой расход холода, кВт
Qхол м ax =(iн -iк )Gп л *10-3 *0,278
Qхол м ax =(51,5-46) 1087073,28*10-3 *0,278=1662,14
4.2.Годовой расход холода, МВт ч/год
Qхол год =(iн -iк )[0.5(iн -iк )*Д+200] Gп л *10-6 *0,278
Qхол год =5,5*[0.5*5.5*135+200] 1087073,28*10-6 *0.278=949.5
где Д-коэффициент, характеризующий длительность стояния теплосодержания наружного воздуха=135
5.РАСХОДЫ ТЕПЛА НА ОТОПЛЕНИЕ ПОМЕЩЕНИЙ.
5.1.Максимальный часовой расход тепла на отопление.
Qот max =qо *Vц *(tот -tн 3 )*10-3
Qот max =0,1*49766(5+26)*10-3 =154,27
где qо -удельная тепловая характеристика здания,Вт/(м3 град);
tот =5о ;
5.2.Средний часовой расход тепла на отопление.
Qср от =qo *Vц *(tот -tср.от 3 )*10-3 ,КВт
Qср от =0,1*49766*(5+2,2)*10-3 =35,83
5.3.Годовой расход тепла на постоянное отопление.
Qот.п год = Qср от *nот *10-3 , МВтч/год
Qот.п год =35,83*5280*10-3 =189,2
5.4.Годовой расход тепла на дежурное отопление.
Qот.д год = Qср от *(nнр +кот *nз )*10-3 , МВтч/год
Qот.д год = 35,83*(986+0,33*2534)*10-3 =65,3
где nнр - количество нерабочих суток в отопительном периоде=3520-2534=986;
кот -коэффициент, учитывающий число часов работы дежурного отопления в рабочие сутки отопительного периода=0,33
6.МОЩНОСТЬ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ СИСТЕМЫ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА.
6.1.Мощость электродвигателей приточных и вытяжных вентиляторов.
Приточные вентиляторы Nвп =(Lп л *Нвп )/1000*3600*hв * hпер ,КВт
Nвп =(905894,4*1000)/ (1000*3600*0,7*0,92)=390,74
Вытяжные вентиляторы Nв.выт =(Lвыт л *Нв.выт )/1000*3600* hв * hпер , КВТ
Nв.выт =(815305*500)/ (1000*3600*0,7*0,92)=175,8
6.2.Мощность электродвигателей насосов кондиционера.
Летний период Nнас л =(Wк л *Рнас )/1000*3600*hнас ,КВт
Nнас л =(760951,3*230)/1000*3600*0,5=97,23
Зимний период Nнас з =(Wк з *Рнас )/1000*3600*hнас ,
Nнас з =(798691,32*230)/1000*3600*0,5=102
6.3.Мощность электродвигателей компрессоров холодильной станции.
_
Nхол =Qхол max *Nхол ,КВт
Nхол =1662,14*0,25=415,5
Суммарная мощность электродвигателей системы кондиционирования воздуха
Летний период N л = N вп + N вв + N нас л + N хол
Nл =390,74+175,8+97,23+415,5=1079,27
Зимний период N х = N вп + N вв + N нас з
Nх =390,74+175,8+102=668,54
7.ГОДОВЫЕ РАСХОДЫ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ НА СИСТЕМЫ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА.
7.1.Годовой расход электроэнергии на приточные и вытяжные вентиляторы
Приточные вентиляторы Nвп год =Nвп *nгод *10-3 ,МВтч/год
Nвп год =390,74*4154*10-3 =1623,13
Вытяжные вентиляторы Nвв год =Nвв *nгод *10-3 , МВтч/год
Nвв год =175,8*4154*10-3 =730,3
7.2.Годовой расход электроэнергии на насосы кондиционеров.
Nнас год =(Nнас л *nл +Nнас з *nз )10-3 , МВтч/год
Nнас год =(97,23*1620+102*2534)10-3 =416
7.3.Годовой расход электроэнергии на электродвигатели компрессоров холодильной станции.
_
Nхол год =Qхол год *Nхол , Мвтч/год
Nхол год =949.5*0,25=237,4
Суммарный расход электроэнергии в год
Nгод = Nвп год+ + Nвв год + Nнас год + Nхол год , Мвтч/год
Nгод =1623,13+730,3+416+237,4=3006,8
8.ОСНОВНЫЕ ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ СИСТЕМ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА И ОТОПЛЕНИЯ ДЛЯ ОСНОВНОГО ЦЕХА.
8.1.Капитальные затраты на сооружение систем кондиционирования воздуха и отопления.
8.1.1.Капитальные затраты на воздушную часть систем кондиционирования воздуха.
Ккв =ккв *Lп л *10-3 ,руб
Ккв =400*905894,4*10-3 =362357,76
8.1.2.Капитальные затраты на систему холодоснабжения.
Кхол =кхол *Qхол max ,руб
Кхол =75*1662,14=124680,75
8.1.3.Капитальные затраты на отопление.
Кот =кот *Qот max ,руб
Кот =13*154=2002
Суммарные капитальные затраты
К= Ккв + Кхол + Кот ,руб
К=362357,76+124680,75+2002=489040,51
8.2.Годовые эксплуатационные расходы на системы кондиционирования воздуха и отопления.
8.2.1.Эксплуатационные расходы на воздушную часть систем кондиционирования воздуха.
Экв =экв *Lп л *10-3 ,руб/год
Экв =150*905894,4*10-3 =135884,16
8.2.2.Эксплуатационные расходы на систему холодоснабжения.
Эхол =э хол * Qхол год ,руб/год
Эхол =20*949.5=18990
8.2.3.Эксплуатационные расходы на отопление.
Эот=эот *Qот год ,руб/год
Эот=6,8*189,2=1286,6
Суммарные годовые эксплуатационные расходы на системы КВ и отопления составляют
Э=1,25(Экв + Эхол + Эот ),руб/год
Э=1,25(135884,16+18990+1286,6)=156160,72
Сводная таблица технико-экономических показателей систем кондиционирования воздуха вентиляции и отопления
№ п/п |
Название величин |
Обозначения |
Един.измерения | Наименование Трикотажный цех |
Всего По предприятию |
|
1 | Внутренний объем цеха | Vц | м3 | 49766 | ||
2 | Общая мощность электродвигателей технического оборудования | Nмаш |
КВт |
|||
3 | Производительность приточных сис-м в летний и зимний периоды 1.Кондиционирования воздуха |
Lп.кв л Lп.кв з |
м3 /ч м3 /ч |
905894.4 950823 |
||
4 | Производительность вытяжных систем в летний и зимний периоды 1. Кондиционирования воздуха |
Lвыт л Lвыт з |
м3 /ч м3 /ч |
815305 855740.7 |
||
5 | Кратность воздухообмена в цехе | nл nз |
1/ч | 18.2 19.1 |
||
ЧАСОВЫЕ И ГОДОВЫЕ РАСХОДЫ | ||||||
6 | Часовая произ-ость насосов кондиционеров 1.Летний период |
Wк л |
Кг/ч |
760951.3 |
||
2.Зимний период | Wк з | Кг/ч | 798691.32 | |||
7 | Годовой расход воды в оросительных камерах кондиционеров | Wк год | м3 /год | 3256625 | ||
8 | Максимальный часовой расход холода на охлаждение воздуха | Qхол max | КВт | 1662.14 | ||
9 | Годовой расход холода на охл-ие воздуха | Qхол год | МВтч/год | 949.5 | ||
10 | Максимальный часовой расход тепла На отопление: постоянное Дежурное |
Qот.д max Qот.д max |
КВт КВт |
154.27 35.83 |
||
11 | Годовой расход тепла На отопление: постоянное дежурное |
Qот.п год Qот.д год |
МВтч/год МВтч/год |
281.12 65.3 |
||
12 | Общая мощность электродв-лей систем КВ и В 1.Приточных вентиляторов конд-ов |
Nв.пр |
КВт |
390.74 |
||
2.Вытяжных вентиляторов конд-ов | Nв.выт | КВт | 175.8 | |||
3.Насосов конд-ов для летнего и зимнего периодов | Nнас л Nнас з |
КВт КВт |
97.23 102 |
|||
4.Компрессоров холод.станции | Nхол | КВт | 415.5 | |||
ИТОГО: летний период….. | Nл | КВт | 1079.27 | |||
Зимний период…. | Nз | КВт | 668.54 | |||
14 | Годовой расход электроэнергии на оборудование: 1.Приточные вент-ры конд-ров |
Nв.пр год |
МВтч/год |
1623.13 |
||
2.Вытяжные вент-ры кондиц-ров | Nвв год | МВтч/год | 730.3 | |||
3.Насосы кондиционеров | Nнас год | МВтч/год | 416 | |||
4.Компрессора холодил.станции | Nхол год | МВтч/год | 237.4 | |||
ИТОГО: ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ |
Nгод | МВтч/год | 3006.8 | |||
15 | Капитальные затраты на сооружение систем: 1.Кондиц-рования воздуха |
Ккв |
руб |
362357.76 |
||
2.Холодоснабжения | Кх | руб | 124680.75 | |||
3.Отопления. | Ко | руб | 2002 | |||
ИТОГО: | К | руб | 489040.51 | |||
16 | Годовые эксплуатационные расходы на системы: 1.Кондиц-рования воздуха |
Экв |
Руб/год |
135884.16 |
||
2.Холодоснабжения | Эх | Руб/год | 18990 | |||
3.Отопления. | Эо | Руб/год | 1286.6 | |||
ИТОГО: | Э | Руб/год | 156160.72 | |||
17 | ПРИВЕДЕННЫЕ ЗАТРАТЫ на системы КВ, В и О: 1.Абсолютные |
Па |
Руб/год |
237667.47 |
||
2.Относительные | По | % | 2376.68 |