Промышленная вентеляция

Проектируемое здание деревообрабатывающего цеха расположено в г. Евпатория – 45ос.ш; Барометрическое давление: 1010 гПа; Категория работ, выполняемых в цехе: IIа (энергозатраты 175-232Вт); Климатические данные: Зимний период: температура наружного воздуха в зимний период tзн=-16оС, скорость наружного воздуха в зимний период vзн=7,1м/с, Летний период: температура наружного воздуха в летний период tлн=26,8оС, скорость наружного воздуха в летний период vлн=4м/с. Среднесуточная амплитуда: Аtв = 8,4 оС; Количество градусосуток отопительного периода: ГСОП = 2324; Температурная зона: IV Параметры внутреннего воздуха: температура внутреннего воздуха в зимний период tзв=19оС; температура внутреннего воздуха в летний период tлв=29оС; Пожаробезопасность: категория Д; Условия эксплуатации констрцкции: Б. 2. ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ. 2.1. Теплотехнический расчет стены. Конструкция стены 1-слой: Штукатурка цементно-пещаная g1=1600кг/м3 l1=0.17Вт/(м2*оС) d1=0.02м S1=3,06 Вт/(м2*оС) 2-слой: перлитобетон g2=800кг/м3 l2=0.38Вт/(м2*оС) d2=х м S2=5,32Вт/(м2*оС) 3-слой: известко-песчаный раствор g3=1800кг/м3 l3=0.93Вт/(м2*оС) d3=0.015м S3=11,09 Вт/(м2*оС) Нормативное термическое сопротивление: Rон = 0,7 м2*К/Вт. Толщина 2-го слоя: d2=*l2=<0,7–1/23-1/8,7–0,02/0,17-0,015/0,93>*0,38=0,30 м Фактическое термическое сопротивление: Rфст=Rн+Rв+d1/l1+d2ф/l2+d3/l3+d4/l4 =1/23+1/8,7+0,02/0,17+0,3/0,38+ 0,015/0,93=1,08 м2*К/Вт Rфст=1,08 Rон=0,7 м2*К/Вт. – условие выполняется. Коэффициент теплопередачи стены: кфст=1/Rфст = 1/1,08 = 0,92 Вт/м2*С. 2.2. Теплотехнический расчет покрытия. Конструкция покрытия (основные расчетные элементы) 1-слой: керамзитобетонная плита g1=1800кг/м3 l1=0.79Вт/(м2*оС) d1=0,02м S1=10,77 Вт/(м2*оС) 2-слой: гравий керамзитовый g2=800кг/м3 l2=0.18Вт/(м2*оС) d2=х м S2=1,51Вт/(м2*оС) 3-слой: цементно-песчаный раствор g3=1600кг/м3 l3=0.81Вт/(м2*оС) d3=0,02м S3=9,76Вт/(м2*оС) 4-слой: руберотд g4=600кг/м3 l4=0.17Вт/(м2*оС) d4=0,0045 м S4=0.3,53Вт/(м2*оС) Нормативное термическое сопротивление: Rон = 0.9м2*К/Вт. Толщина 3 слоя: d2=*l2=<0.9–1/23-1/8,7-0,02/0,79-0,02/0,81-0,0045/0,17>*0,18= 0,1629м. Принимаем фактическую толщину 3 слоя :d3ф = 0,17м. Фактическое термическое сопротивление: Rфпт=Rн+Rв+d1/l1+d2/l2+d3/l3+d4/l4=1/23+1/8,7+0,02/0,79+ 0,08/0,12+0,02/0,81+ 0,0045/0,17=1,18м2*К/ВтRон=0.9м2К/Вт. Коэффициент теплопередачи стены: кфпт=1/Rфпт = 1/1,18 = 0,85Вт/м2*К. 2.3. Теплотехнический расчет пола. Пол неутепленный на грунте: RcI =2,1 м С/Вт \К I =1/2,1=0,48 Вт/м С RcII =4,3 м С/Вт К II =1/4,3=0,23 Вт/м С RcIII =8,6 м С/Вт К III =1/8,6=0,116 Вт/м С RcIV =14,2м С/Вт К IV =1/14,2=0,07 Вт/м С 2.4. Термическое сопротивление дверей и окон. Согласно ГСОП=2324 определяем нормативное термическое сопротивление окон Rнок=0,32м2*К/Вт, принимаем окна с двойным остеклением в раздельных переплетах Rфок=0,44м2*К/ВтRнок=0,32м2*К/Вт. Костек=1/0,44-0,92=1,35Вт/м2*К. Также Rндвери,ворота=0,42м2*К/Вт Кдвери, ворота=1/0,42-0,35=1,03Вт/м2*К. 3. РАСЧЕТ ТЕПЛОВОЙ ИНЕРЦИИ. Тепловая инерция наружной стены определяется по формуле: D = R1s1 + R2s2 + R3s3 + R4s4 +R5S5 D = (0,02/0,17)3,06+(0,3/0,38)5,32+(0,015/0,93)*11,09=4,74>0,7 где R1, R2, R3, R4 – термическое сопротивление слоев наружной стены, м2 К/Вт; s1, s2, s3, s4 – расчетные коэффициенты теплоусвоения отдельных слоев наружной стены, Вт/(м2 К). Для покрытия: D = R1s1 + R2s2 + R3s3 + R4s4 D = (0,02/0,79)10,77+(0,17/0,18)1,51+(0,02/0,81)*9,76+(0,0045/0,17)3,53=4,74>0,9 . Следовательно, условие выполняется, а расчет выполнен правильно. В соответствии с требованиями допустимая санитарно-гигиеническая разность между температурой внутреннего воздуха в помещении приведенной температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции (t, 0С), не должна превышать для стен 7,00С, для покрытий 4,00С. Определяем действительное значение температурного перепада, использую данные теплотехнических расчетов ограждающих конструкций: t = (tв – tн)/(Rв) где tв – температура воздуха в помещении, 0С; tн - температура наружного воздуха, 0С. Наружная стена tст =(19-(-16))/(8,7*1,08)=3,72<7,00С. Покрытие tст =(19-(-16))/(8,7*1,18)=3,41<4,00С. Минимально допустимая температура внутренней поверхности окон, должна быть tmin не менее 40С. Определим указанное значение по зависимости tmin=tв-(tв-tн)/(Rокв)=19-(19-(-16))/(0,44*8,7)=9,86>4,00С. 4. ТЕПЛОУСТОЙЧИВОСТЬ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ. В районах со среднемесячной температурой июля 21°С амплитуда колебаний температуры внутренней поверхности ограждающих конструкций зданий, в которых соблюдаются оптимальные нормы или по условиям технологии температуры и относительной влажности воздуха в рабочей зоне, не должна быть более требуемой амплитуды. Для производственных помещений, в которых поддерживаются допустимые метеорологические условия, данные по теплоустойчивости ограждающих конструкций, используются при расчете солнечной радиации. При определении коэффициента теплоусвоения, Y, Вт/(м2 0С), для стен, покрытий и пола учитывается только один-два активных внутренних слоя конструкции ограждения: для стен Yс и покрытия Yпк с тепловой инерцией D1, принимается равным коэффициенту теплоусвоения s, материала этого слоя конструкции: для стены: Dкб=(і /і)si=(0,3/0,38)*5,32=4,2>1,0 м2К/Вт, Yс = s = 5,32 Вт/(м2 К), для покрытия: Dкг=(і /і)si=(0,17/0,18)*1,51=1,4>1,0 м2К/Вт, Yп = s = 1,51 Вт/(м2 К). для внутренних перегородок: Yпг = Rпгsпг2 , = 0,2175,28^2= 6,05 Вт/(м2 К). - где Rпг – термическое сопротивление части слоя, м, перегородки, разделенной по оси симметрии; sпг – коэффициент теплоусвоения материала слоя на границе разделения. Показатель теплоусвоения поверхности пола (если первый слой конструкции пола) имеет тепловую инерцию Dп 0,5, определяется по формуле: Тепловая инерция первого слоя пола: Dкг = (і /і)si = (0,05/1,92)*18,35 =0,51 > 0,5 м2К/Вт, Yп = 2s1 = 218,35 = 36,7 м2К/Вт где s1 – коэффициент теплоусвоения первого слоя пола, Вт/(м2 0С). Коэффициент теплоусвоения остекления определяется по формуле: Yос = 1/(Rос –1/в) = 1/(0,44 –1/8,7) = 3,08 м2К/Вт где Rос – термическое сопротивление остекления светового проема м2 0С/Вт; в – коэффициент теплоотдачи, равный 8,7 Вт/(м2 0С); Для оборудования, установленного в помещении: Yоб = 3,610-3Gобc , = 3,610-32000481,5 = 34,6 м2К/Вт где Gоб – масса оборудования, кг; с – удельная теплоемкость оборудования, Дж/(кг 0С), для металла 481,5 Дж/(кг 0С). 5. РАСЧЕТ ТЕПЛОПОТЕРЬ 5.1. Теплопотери через ограждающие конструкции. Расчетные теплопотери отопительных помещений Q1, Вт, рассчитываются по формуле: Q1 = Qa + Qв, где Qa – тепловой поток, Вт, через ограждающие конструкции; Qв - потери теплоты, Вт, на нагревание вентиляционного воздуха. Основные и дополнительные теплопотери определяют, подытоживая потери теплоты через отдельные ограждающие конструкции, Qа, Вт, с округлением до 10 Вт для помещений, по формуле: Qа = Fn(tв - tн)(1 + ) k, где F - расчетная площадь ограждающие конструкции, м2; k - коэффициент теплопередачи ограждающие конструкции, Вт/(м2 0С); tв - расчетная температура внутреннего воздуха, 0С, с учетом его повышения при высоте помещения более 4 м; tн – расчетная температура внешнего воздуха, 0С, для холодного периода года при расчете потерь теплоты через внешние ограждения, или температура сопредельного помещения, если его температура более чем на 30С отличается от температуры помещения , для которого рассчитываются теплопотери; - дополнительные теплопотери; n – коэффициент, который зависит от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху (для стен, покрытий n = 1,0). Расчет теплопотерь на нагрев вентиляционного воздуха. Потери теплоты на нагревание вентиляционного воздуха Qв, Вт, рассчитываются для каждого отопительного помещения, которое имеет одно ли большее количество окон или балконной двери в внешних стенах, исходя из необходимости обеспечения подогрева отопительными приборами наружного воздуха в объеме однократного воздухообмена в час по формуле Qв = 0,337Aп h (tв –tн), где Ап – площадь пола помещение, м2; h – высота помещения от пола к потолку, г, но не более 3,5 м. Расчет теплопотерь сведенный в табл. 5.1. Таблица 5.1.1 - Теплопотери механического цеха при tв=190С № назв.пом. огрождения К (tв-tн)*n 1+ Теплопотери, Вт вид размер, a/b F,м2 Qa Qв Qі 101 Цех, +19 НС-С3 36 4 144 0,92 35 1,005 4659 63438,228 99954 36 4,3 154,8 0,92 38 1,005 5438 4ДО 4,5 4 72 1,35 35 1,005 3398 Ворота 4,2 4 16,8 1,03 35 1,005 607 Пол 1,005 1 - - 72 0,48 35 1,005 1200 2 - - 72 0,23 35 1,005 586 3 - - 96 0,12 35 1,005 391 4 - - 408 0,07 35 1,005 1006 Покрытие 36 18 648 0,85 38 1,005 19231 102 Тех. Пом., +5 НС-С3 4 4 16 0,92 35 1,005 518 0 10524 4 4,3 17,2 0,92 38 1,005 604 НС-СВ 18 4 72 0,92 35 1,005 2330 18 4,3 77,4 0,92 38 1,005 2719 НС-НВ 4 4 16 0,92 35 1,005 518 4 4,3 17,2 0,92 38 1,005 604 Пол 1,005 1 - - 52 0,48 35 1,005 866,67 2 - - 28 0,23 35 1,005 227,91 Покрытие 4 18 72 0,85 38 1,005 2137 Расчетные температуры воздуха при определении теплопотерь через ограждающие конструкции дома, принимаются: а) для ограждений по высоте до 4 м от пола и для пола - температура в рабочей зоне; б) для кровли - температура воздуха под кровлей tв.с = tр.с + t (h - 2)=90+1*(8,3-2)=25,3 0С где t - температурный градиент, который показывает повышение температуры воздух по высоте помещения; t = (0,7...1,2)0С/м, принимаем t = 1, h - высота цеха, м; в) для стен и застекленных поверхностей ограждения, расположенных выше 4 м от пола - среднюю температуру воздуха в верхней зоне и в рабочей зоне. 5.2. Теплопотери на нагрев ввозимого материала. Для холодного периода: Qм=0,278*Gм*см*(tв – tн)*= 0,278*470*2,3*<19-(-16)>*0,4 = 4207Вт4,2 кВт.