ВЫБОР СИСТЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ МИКРОКЛИМАТА

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ........................................................................
.................................................................... 5

1. ВЫБОР СИСТЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ МИКРОКЛИМАТА........................................................ 6

2. ВЫБОР РАСЧЕТНЫХ ПАРАМЕТРОВ ВОЗДУХА В РАБОЧЕЙ ЗОНЕ И НАРУЖНОГО ВОЗДУХА.........................................................................
.................................................................................
....... 7

2.1 РАСЧЁТНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ВОЗДУХА В РАБОЧЕЙ ЗОНЕ.............................................. 7

2.2 РАСЧЁТНЫЕ ПАРАМЕТРЫ НАРУЖНОГО ВОЗДУХА...................................................... 8

3. СОСТАВЛЕНИЕ БАЛАНСОВ ПО ВРЕДНОСТЯМ (ТЕПЛОТЕ, ВЛАГЕ, ПАРУ, ГАЗАМ, ПЫЛИ) ДЛЯ ТЕПЛОГО И ХОЛОДНОГО ПЕРИОДОВ ГОДА............................................................................
. 9

3.1 РЕКОНСТРУКЦИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ЗДАНИЯ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЕГО ПАРАМЕТРОВ.... 9

3.2 ТЕПЛОВЫДЕЛЕНИЯ..................................................................
............................................ 16

3.2.1 Оборудование с электроприводом.................................................................
.................. 16

3.2.2 Обслуживающий персонал........................................................................
........................ 16

3.2.3 Искусственное освещение.......................................................................
.......................... 16

3.2.4 Солнечная радиация........................................................................
................................... 17

3.2.5 Прочие..........................................................................
....................................................... 20

3.3 ТЕПЛОПОТЕРИ.....................................................................
................................................... 20

3.3.1 Теплопотери через ограждающие конструкции.............................................................. 20

3.3.2 Прочие..........................................................................
....................................................... 21

3.4 СОСТАВЛЕНИЕ БАЛАНСОВ ПО ВРЕДНОСТЯМ............................................................ 22

3.4.1 Баланс по теплоте.........................................................................
...................................... 22

3.4.2 Баланс по влаге...........................................................................
........................................ 23

3.4.3 Баланс по газам и пыли............................................................................
.......................... 23

4. ВЫБОР СХЕМЫ ОРГАНИЗАЦИИ ВОЗДУХООБМЕНА И РЕЖИМА РАБОТЫ СИСТЕМЫ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ДЛЯ РАСЧЕТНЫХ ПЕРИОДОВ ГОДА........................................ 27

5. РАСЧЕТ ВОЗДУХООБМЕНОВ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПРИТОЧНОГО ВОЗДУХА     28

5.1РАСЧЕТ ВОЗДУХООБМЕНА В ТЕПЛЫЙ ПЕРИОД ГОДА............................................. 28

5.2 РАСЧЁТ ВОЗДУХООБМЕНА В ТЁПЛЫЙ ПЕРИОД ГОДА В НЕРАБОЧЕЕ ВРЕМЯ.. 28

5.3 РАСЧЁТ ВОЗДУХООБМЕНА В ХОЛОДНЫЙ ПЕРИОД ГОДА В РАБОЧЕЕ ВРЕМЯ. 32

5.4 РАСЧЁТ ВОЗДУХООБМЕНА В ХОЛОДНЫЙ ПЕРИОД ГОДА В НЕРАБОЧЕЕ ВРЕМЯ 32

5.5 ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАГРУЗОК ПО ВОЗДУХУ, ТЕПЛОТЕ И ХОЛОДУ............................ 34

6. ПОСТРОЕНИЕ ПРОЦЕССОВ ОБРАБОТКИ ВОЗДУХА В H-D ДИАГРАММЕ.................. 35

6.1 ТЁПЛЫЙ ПЕРИОД ГОДА............................................................................
........................... 35

6.2 ХОЛОДНЫЙ ПЕРИОД ГОДА, РАБОЧЕЕ ВРЕМЯ............................................................. 35

6.3 ХОЛОДНЫЙ ПЕРИОД ГОДА, НЕРАБОЧЕЕ ВРЕМЯ........................................................ 36

7. ВЫБОР ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ КОНДИЦИОНЕРА................................................................... 38

7.1 СХЕМА КОНДИЦИОНЕРА....................................................................
............................... 38

7.2 ПРИЁМНЫЕ БЛОКИ БПЭ-3 И БСЭ1-3...............................................................................
.. 38

7.3 ВОЗДУШНЫЙ ФИЛЬТР ФР2-3...............................................................................
............... 39

7.4 КАМЕРА ОБСЛУЖИВАНИЯ КО-3...............................................................................
........ 40

7.5 ВОЗДУШНЫЙ ПОДОГРЕВАТЕЛЬ ВНО2-3........................................................................ 41

7. 6 КАМЕРА ОРАШЕНИЯ ОКФ-3...............................................................................
............... 41

7.7 БЛОК ПРИСОЕДИНИТЕЛЬНЫЙ БП1-3............................................................................... 43

7.8 ВЕНТИЛЯТОРНЫЙ АГРЕГАТ ВКЭ1-3...............................................................................
. 43

7.9 ГАБАРИТЫ, МАССА И АЭРОДИНАМИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ КОНДИЦИОНЕРА      44

ЗАКЛЮЧЕНИЕ......................................................................
............................................................. 46

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК..........................................................................
..................... 47

ВВЕДЕНИЕ

Успешное разрешение задач охраны условий труда, в значительной мере зависит от состояния воздушной среды производственных, жилых и общественных помещений. Физические параметры воздуха: температура, влажность, подвижность, и чистота – влияют на самочувствие человека и его работоспособность. Большое значение имеют параметры воздуха и для ведения технологических процессов.

Создание необходимых условий можно осуществить путем подвода или отвода теплоты и влаги и замены загрязненного воздуха свежим. Комплекс технических средств, обеспечивающий заданные параметры воздуха в помещении, называются системой кондиционирования воздуха. Она обеспечивает создание и автоматическое поддержание заданных параметров воздуха в помещении независимо от меняющихся наружных метеорологических условий и переменных во времени выделений в помещениях.

Придание воздуху помещения необходимых свойств осуществляется при помощи отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Комплексы технических средств, обеспечивающих заданные параметры воздуха в помещении, называются системами отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

Системы отопления предназначены для возмещения потерь теплоты через строительные ограждения помещений в холодный период года и поддержания в помещении необходимой температуры. В этом случае поддерживается всего одна величина – температура.

Приточно-вытяжная система вентиляции обеспечивает удаление от помещения пыли, образующейся при производственном процессе от машин, а также теплоты и влаги, выделяющейся с поверхности тела людей, избыточной теплоты, исходящей от оборудования, освещения.

Система кондиционирования воздуха обеспечивает создание и автоматическое поддержание заданных параметров воздуха в помещении независимо от меняющихся наружных метеорологических условий и переменных во времени вредных выделений в помещениях.

Системы кондиционирования и вентиляции состоят из устройств, для термовлажностной обработки воздуха, очистки его от пыли, биологических загрязнений и запахов, перемещения и распространения воздуха в помещении, автоматического управления аппаратурой и процессами.

В данной курсовой работе рассчитывается система кондиционирования для прядильного цеха. План цеха с указанием расположения станков и их типом изображен на рисунке 1.

 

1. ВЫБОР СИСТЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ МИКРОКЛИМАТА

В данной курсовой работе предложено выбрать систему обеспечение микроклимата для помещения прядильного цеха, расположенного на втором этаже двухэтажного здания в Иркутске. В цехе установлено 36 станков ППМ-120-МС. На каждые 5 станков необходимо присутствие одного работника, в цехе также постоянно находится 1 мастер, 2 ученика, 2 съемщицы. Таким образом, в проектируемом помещении численность обслуживающего персонала составляет 13 человек. Источниками тепловыделений в помещении являются станки, обслуживающий персонал, солнечная радиация, поступающая через светопрозрачные ограждения (окна) и источники искусственного освещения. Влага выделяется только от обслуживающего персонала.

Обеспечение микроклимата предполагает поддержание метеорологических параметров (таких как температура воздуха, влажность воздуха и скорость перемещения воздуха в помещении) на оптимальном или допустимом уровне. Метеорологические параметры считаются оптимальными, если система терморегуляции человека не испытывает напряжение. Допустимые параметры – если в отдельные моменты времени система терморегуляции человека испытывает напряжение, не приводящее к потере трудоспособности. Параметры считаются технологически оптимальными, если создаются наилучшие условия для протекания технологического процесса.

В проектируемом прядильном цехе приоритет при выборе метеорологических параметров имеют технологии. Это связано с тем, что производственный процесс неразрывно с этими параметрами связан и очень чувствителен к их изменениям.

То есть необходимо обеспечить оптимальный микроклимат для технологий и оптимальный или допустимый для людей. Для этих целей предназначены системы кондиционирования.

2. ВЫБОР РАСЧЕТНЫХ ПАРАМЕТРОВ ВОЗДУХА В РАБОЧЕЙ ЗОНЕ И НАРУЖНОГО ВОЗДУХА

2.1 РАСЧЁТНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ВОЗДУХА В РАБОЧЕЙ ЗОНЕ

Для определения расчетных параметров воздуха в рабочей зоне производится сравнение параметров микроклимата оптимальные для техники [1] с оптимальными и допустимыми комфортными параметрами для обслуживающего персонала [1]. Для этого необходимо уточнить некоторые параметры помещения, в котором проектируется СКВ:

Категория работ. Работа средней тяжести IIа, так как проектируется прядильный цех, работы по которому заключаются в обходе станков и переносе тяжестей массой не более 1 кг.

Характер рабочего места. Постоянное, так как работник обязан присутствовать на нём фактически 100% рабочего времени, а рабочая смена длиться более 2 часов.

Цех или участок. По заданию СКВ проектируется для прядильного цеха.

Для удобства сравнения, данные по параметрам микроклимата сведены в таблицы 2.1, 2.2 и 2.3.

Видно, что температурные диапазоны оптимальных комфортных параметров для персонала не входят в диапазон с оптимальными параметрами для технологий, поэтому расчётные величины принимаем по оптимальным для технологий и допустимым для персонала из соображений экономической целесообразности, которая заключается в следующем:

·         расчётным параметром для тёплого периода берется верхняя граница диапазона. Таким образом снижается нагрузка на СКВ по холоду и сушке.

·      для  холодного периода – нижняя граница. Снижается нагрузка по теплоте и увлажнению.

Принятые значения величин представлены в таблице 2.4.

2.2 РАСЧЁТНЫЕ ПАРАМЕТРЫ НАРУЖНОГО ВОЗДУХА

Проектируемая СКВ предполагает использование параметров группы Б. Источником информации для определения параметров наружного воздуха является [2]. Данные сведены в таблицу 2.5.

3. СОСТАВЛЕНИЕ БАЛАНСОВ ПО ВРЕДНОСТЯМ (ТЕПЛОТЕ, ВЛАГЕ, ПАРУ, ГАЗАМ, ПЫЛИ) ДЛЯ ТЕПЛОГО И ХОЛОДНОГО ПЕРИОДОВ ГОДА

3.1 РЕКОНСТРУКЦИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ЗДАНИЯ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕДОСТАЮЩИХ ПАРАМЕТРОВ.

Для составления балансов по вредностям необходимо рассчитать статьи потерь и выделений, что в свою очередь требует принятия (или вычисления) ряда параметров помещения.

Последовательно рассмотрим конструкцию всех элементов помещения. В случае необходимости перестроим или дополним соответствующий элемент. В процессе рассмотрения, определим все параметры, необходимые для дальнейших расчётов

Стены. По заданию стены несущие. Разрушим здание и установим стены самонесущие. Принимаем стандартную сетку колонн (расстояние между колоннами равно 6 метрам). Материалом для стен служит силикатный кирпич (кладка в 2 кирпича), с внутренней стороны на стены наносится 1,5 сантиметра штукатурки, а с наружной стороны выполним “Липецкую” кладку. В качестве штукатурки принимается песчано-цементный раствор. Формула для определения термического сопротивления стены:

R_ст = ,                                                                               
                 (3.1)

где  – коэффициент теплоотдачи воздуха внутренней поверхности ограждающей конструкции (к штукатурке),  по [3], таблица 7:  = 8,7 Вт/(м²·К);

      – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции воздуху,  по [3]: = 23 Вт/(м²·К);

      – толщина кирпичной кладки в 2,5 кирпича, согласно [4]  = 0,64 м;

      – толщина штукатурки, принимаем  = 0,02 м;

      – коэффициент теплопроводности кирпичной кладки. Для его определения необходимо знать условия эксплуатации здания. По [3] приложение В зона влажности для Иркутска - сухая, по таблице 1 влажностный режим помещения здания – нормальный, значит по таблице 2 условия эксплуатации – А:  = 0,7 Вт/(м·К);

      – коэффициент теплопроводности цементно-песчаного раствора, по [5] при тех же условиях эксплуатации:  = 0,76 Вт/(м·К);

R_ст =  = 1,099(м²·К)/Вт.

Теперь необходимо определить , отвечающее санитарно-гигиеническим и комфортным условиям, а также условиям энергосбережения, согласно с требованиями [3]. Формула для расчёта :

,                                                                               
                                          (3.2)

где  – расчётная температура внутреннего воздуха в холодный период года,  = 22 ºС;

        – расчётная температура наружного воздуха в холодный период года,  = –23 ºС;

        – нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, по [3], таблица 5:

 =  – t_р, где t_р – температура точки росы, определяется по  и с использованием Н-d диаграммы = 18ºС. Тогда  = 22 –18= 4 ºС.

         – принималось ранее,  = 8,4 Вт/(м²·К);

         n – коэффициент, учитывающий положение наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху, по [3], таблица 6: n = 1;

 =  = 1,667 (м²·К)/Вт.

Допустимое термическое сопротивление по условиям энергосбережения   принимается по [3], таблица 4. Для этого необходимо определить градусо-сутки отопительного периода (Dd):

Dd= (t_int – t_ht.)·Z_ht,                                                                                
                                                                                (3.3)

где t_int =  22 ºС;

       t_ht – средняя температура в период, когда среднесуточная температура воздуха была ниже или равна 8 ºС, по [2] таблица 1, t_ht = -7,3 ºС;

       Z_ht – продолжительность периода со среднесуточной температурой воздуха ниже или равной 10 ºС, также по [2], Z_ht = 258 сут.;

Dd = (22 + 7,3)·258 = 7559,4 ºС·сут, значит

= а·Dd+b,

где а,b – коэффициенты.

=0,0002·7559,4+1=2,512 (м²·К)/Вт.

Результаты расчёта  сведены в таблицу  3.1.

Имеющееся термическое сопротивление не удовлетворяет условиям энергосбережения. Следовательно, необходимо наложить слой изоляции, который расположим между слоями кирпичной кладки во избежание износа слоя изоляции. В качестве материала изоляции примем пенополистирол. Толщина слоя изоляции рассчитывается по следующему уравнению:

 = R_ст = ,                                                                        (3.4)

где неизвестным является .   = 0,038 Вт/(м·К). Тогда  = 0,055 м. Примем   = 5,5 см. Тогда R_ст = 2,5464 (м²·К)/Вт. Сечение стены с обозначением составляющих материалов приведено на рисунке 3.1.

1 – кирпичная кладка утеплитель; 2 -  утеплитель; 3 – штукатурка.

Рисунок 3.1 – Сечение стены

    Покрытие. Заданная высота потолков Н = 5,6 м. превышает оптимальную для помещений текстильной промышленности Н_опт = 4,2 м., поэтому помещение дополняется подвесным потолком на уровне Н_опт, в который будут встроены источники искусственного освещения (люминесцентные лампы). Схема показана на рисунке 3.2.

                                                         

     Пространство между покрытием и навесным потолком можно будет использовать для прокладки различных коммуникаций. Чтобы в этой «прослойке» не создавались неблагоприятные для материалов условия (влажность, пыльность, наличие микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности), этого пространство соединяется с основным объёмом цеха (отверстия, вытяжки, люки).

 Поскольку рассчитываемый цех находится на втором этаже, а здание двухэтажное, то для учёта потерь через крышу следует принять конструкцию покрытия, то есть материалы, их расположение и толщину. Воспользуемся [4]. Покрытие примем тёплое (поскольку микроклимат обеспечивать будет только СКВ) и плоскостное (размеры помещении невелики и напряжения на прогиб будут в пределах допустимого). Кровлю соорудим скатную с уклоном 10% (чтобы не возникло необходимости создавать систему внутренних водостоков). Параметры материалов возьмём из [3], приложение 3*.Слои, снизу вверх:

Железо - бетонная плита.  = 2,04 Вт/(м·К),  = 0,03 м;

Теплоизоляция. Теплоизоляционный материал выполним из пенополистирола по [6].

 = 0,038 Вт/(м·К).

Стяжка. Цементно-песчаный раствор.  = 0,76 Вт/(м·К),  = 0,02 м;

Гидроизоляция (кровля). Три слоя рубероида по [7].  = 0,17 Вт/(м·К),  = 0,009 м и три слоя битумной мастики  Вт/(м·К),  м.

Термическое сопротивление крыши:

R_кр =  ,                                                                              
         (3.5)

Требуемое термическое сопротивление  должно удовлетворять условиям энергосбережения и санитарно-гигиеническим нормам:

= 1,667 < R_кр – санитарно-гигиенические нормы выполняются;

= 2,512 > R_кр – несоответствие.

 Принимаем R_кр = и найдём требуемую толщину изоляции:

R_тр =2,512= =>  = 0,12 м.

 Примем  = 0,12 м, тогда расчётное значение R_кр = 2,512(м²·К)/Вт;

Схему принятого покрытия приведём на рисунке 3.3.

                         

1 – гидроизоляция; 2 – стяжка; 3 – теплоизоляция; 4 – железобетонная плита; 5-пароизоляция.

Рисунок 3.3 – Фрагмент покрытия.

Толщина покрытия h_покр = 0,187 м. Значит рабочий объём помещения V = 5630,04м³.

Светопрозрачные ограждения (окно). Окна нормируются по двум параметрам  – термическому сопротивлению и площади. Требуемое термическое сопротивление по условиям энергосбережения по [3]. R_req = 0,302 (м²·К)/Вт.

Фактическое термическое сопротивление окон зависит от того материала, из которого выполнены переплеты и количества стёкол в переплете. Выбираем окна с двойным остеклением в деревянном раздельном переплете. Тогда R_окна= 0,44 (м²·К)/Вт>R_req. Условие энергосбережения выполнено.

Площадь окон принимается по санитарно-гигиеническим нормам. Ориентировочная площадь окон определяется по формуле: А_окна = ,                                                                                  (3.6)

где А_пол – площадь пола.

  А_пол = 36·30 = 1080 м².

Тогда: А_окна =  90 м².

Окна расположены по длинным сторонам стен. Тип оконного проёма – точечный.

Однако, с точки зрения экономии теплоты, затрачиваемой системой кондиционирования воздуха на поддержание принятого микроклимата, площадь жилых зданиях, занимаемая окнами, по отношению к суммарной площади светопрозрачных и непрозрачных ограждающих конструкций стен должна быть не более 18 % по [3], а для общественных — не более 26 %, если приведенное сопротивление теплопередаче окон (кроме мансардных) меньше 0,56 м²·°С/Вт при градусо-сутках выше 3500 до 5200. Принимаем – 26%.

,                                                                                 
                                    (3.7)

м².

Необходимость в выборе глухих окон в том, что в помещение, где создается оптимальный микроклимат с помощью СКВ, должно исключать прямое попадание наружного воздуха. Примем оконные проёмы размерами 4,5×1,8 м и разместим их по 6 с каждой стороны (подоконник не менее 1,2 м). Общая площадь окон в этом случае составит:

  =2·6·4,5·1,8=97,2  м².

     Для уменьшения притока солнечной радиации окна оборудуются светлоокрашенными жалюзи с внутренней стороны.

Утрированный фрагмент стены с окнами такого формата приводим на рисунке 3.4.

Рисунок 3.4 – Фрагмент стены с оконными проемами

Станки. Станки на участке расположены неверно с точки зрения равномерности естественного освещения. Развернём их на 90º. При этом придётся убрать внутренние перегородки, чтобы не мешать конвекции воздуха и освободить площади. Между станками предусмотрим расстояние в 0,8 м., для свободного перемещения персонала. В середине помещения и у боковой стены оставим сквозную свободную зону шириной соответственно в 1,1 м и 2 м для удаления готовой продукции механизированным способом и свободного прохода персонала к лестницам в случае опасности.

Двери. Выбираем двери стальные, двухстворчатые, глухие по [12]. Ширина полотен 1515 мм и высота 2350мм. Фрагмент двери представлен на рисунке 3.5.

                                                       

Рисунок 3.5 – Фрагмент двери

Кондиционер.   Кондиционер необходимо установить к внутренним стенам проектируемого цеха, в отдельном помещении. Необходимость данного  решения в том, чтобы создать более благоприятный микроклимат. Размеры помещения выберем с учетом габаритов кондиционера (ширина кондиционера не одинакова по его длине и определяется габаритными размерами (по ширине) входящего в его состав оборудования), а также с учетом свободного прохода персонала по периметру.

Прочее. После оборудования цеха СКВ отпадёт необходимость использования вентиляционных шахт (позиции 9-10 и 18 - 19), поэтому их следует удалить. Реконструкции завершены. Схема реконструированного цеха приведена на рисунке 3.6.

3.2 ТЕПЛОВЫДЕЛЕНИЯ

Расчёт проводится для тёплого и холодного периодов года, в рабочее и нерабочее время.

3.2.1 Оборудование с электроприводом

Q_тв1 = ,                                                                               
                            (3.8)

где N_у – установленная мощность оборудования;

     к_исп – коэффициент использования привода;

     к_т – коэффициент тепловыделения оборудования (показывает, какая часть электрической энергии переходит в теплоту);

В цехе установлено 36 станков ППМ – 120 - МС с N_у = 32,4 кВт. По [1] принимаем

 к_исп = 0,88, к_т = 0,7. Тогда

 Q_тв1 36·32,4·0,88·0,7 =718,5 кВт.

Таблица 3.2 – Тепловыделения от оборудования с электрическим приводом

3.2.2 Обслуживающий персонал

Q_тв2 = n·q·ψ,                                                                          
                                                       (3.9)

где n – количество работников. На каждые пять станков необходимо присутствие одного работника. Плюс цеховой мастер-наладчик, инструктор, 2 ученика, 2 съемщицы. Итого n =13 чел .

     q – количество теплоты выделяемое взрослым мужчиной при расчётных условиях, по [8]: q = 200 Вт ;

     ψ – коэффициент, учитывающий возрастной и половой состав персонала. Текстильная промышленность «женская отрасль», поэтому можно с очень большой вероятностью предположить, что среди работников преобладают женщины, т.е. ψ = 0,85.

 = 13·200·0,85·10^-3 = 2,21 кВт;   

Таблица 3.3 – Тепловыделения от обслуживающего персонала

3.2.3 Искусственное освещение. Так как неизвестно количество люминесцентных ламп (а именно они используются в проектируемом прядильном цехе для освещения), то для нахождения требуемой суммарной мощности ламп используются нормы освещённости по [1]. Расчёт ведется по формуле:

Q_ламп = n_осв·А_пол,                                                                               
                                          (3.10)

где n_осв – норма освещённости, то есть мощность ламп, приходящаяся на 1 м²  площади пола, по [9] n_осв = 55 Вт/м²;

     А_пол – площадь пола,  А_пол = 1080 м²;

Q_ламп = 55·1080·10^-3 = 59,4 кВт. Тепловыделения от ламп будет одинаково для обоих периодов:

Q_тв3 = Q_ламп·ψ, где ψ – коэффициент тепловыделений, зависит от способа крепления ламп к потолку, у нас они вделаны, поэтому ψ = 0,4;

Q_тв3 = 59,4·0,4 = 23,76 кВт.

Таблица 3.4 – Тепловыделения от искусственного освещения

3.2.4 Солнечная радиация.

Учёт ведется и по тёплому, и по холодному периоду года. 

Теплый период.

Теплопоступления от солнечной радиации определяются в соответствии с [10] по следующей формуле:

Q_тв4^т = ,                                                              (3.11)

где А_окна – площадь светопрозрачных ограждений (окон), А_ок = 97,2 м²;

     R_окна – термическое сопротивление окон, R_окна = 0,44 (м²·К)/Вт;

      – средняя температура за июнь, по [2] таблица 3,  = 25,3 ºС;

      – расчётная температура в помещении,  = 25 ºС;

      k_F, τ_F – коэффициенты, определяемые по [5], k_F = 0,85, τ_F = 0,6.

      q^п, q^р – удельные потоки прямого и рассеянного излучения, Вт/м².

Поскольку ориентация помещения относительно сторон света не задана, то необходимо её выбрать. Это делается на основании данных таблицы 1 из [10]. Теплопоступления от солнца по часам приведены во вспомогательной таблице 3.5. В таблице приведен суммарный поток радиации.

 

По данным вспомогательной таблицы видно, что поток радиации будет минимальным при ориентации здания по оси Север - Юг. В качестве расчетного принимаем час с максимальным приходом солнечной радиации по выбранным направлениям. В данной работе расчетный час 12 – 13 ч. Ориентация здания представлена на рисунке 3.7.

Рисунок 3.7 – Ориентация здания

В расчетный час теплопоступления от солнечной радиации на Севере и Юге:

q_сев^п = 0; q_сев^р = 59 Вт/м²; q_юг^п = 344 Вт/м²; q_юг^р = 91 Вт/м².

Теплопоступления от солнечной радиации с двух направлений:

Q_тв4^т =  = 8,77 кВт.

Холодный период.

Теплопоступления через окна от солнечной радиации в течение отопительного периода Q_{тв 4}^х, согласно [3],  для двух фасадов зданий следует определять по формуле:

        Q_{тв 4}^х = t_F k_F (А_F1I₁ + A_F2I₂),                                                                              
                      (3.12)

где tF - коэффициент, учитывающий затенение светового проема;

kF - коэффициент относительного проникания солнечной радиации;

АF1, АF2 - площадь световых проемов фасадов здания, ориентированных по двум направлениям, м2;

Ascy —площадь световых проемов зенитных фонарей здания, м2;

I1, I2 - средняя за отопительный период величина солнечной радиации на вертикальные поверхности.

      Коэффициенты t_F,  k_F  определяются по [7], таблица В1. Для двойного остекления в раздельных деревянных переплетах следует принять  τ_F = 0,6, k_F = 0,85.

      Для определения средней за отопительный период величины солнечной радиации на вертикальные поверхности необходимо определить продолжительность отопительного периода, и на какие месяцы он приходится. Согласно [2] продолжительность отопительного периода составляет 258 суток. По тому же источнику находятся месяцы, на которые приходится отопительный период. Продолжительность отопительного периода определяется меньшей или равной   температурой наружного воздуха.

По таблице 3 [2] определяются месяцы отопительного периода:

      Таблица 3.6 – Средняя температура воздуха

Месяцы	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII	год
Иркутск	-20,6	-18,1	-9,4	1	8,5	14,8	17,6	15	8,2	0,5	-10,4	-18,4	-0,9

      Из таблицы видно, что в отопительный период входят следующие месяцы: январь, февраль, март, апрель,май,август,сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь. Количество дней в этих месяцах:

      Так как продолжительность отопительного периода составляет 258 суток т.е. на 4 дня меньше, то при подсчете величины солнечной радиации от данных месяцев отнимается 4 дня из месяца с наибольшей температурой (т.е. август).

      Средняя за отопительный период величина солнечной радиации на вертикальные поверхности принимается по [2]:

      Таблица 3.7 – Суммарная солнечная радиация на вертикальную поверхность, МДж/м².

   Суммарный поток солнечной радиации на южный фасад здания за отопительный период:

              (3.13)

      Суммарный поток солнечной радиации на северный фасад здания за отопительный период:

                                                                (3.14)

      Теплопоступления с солнечной радиацией за отопительный период года:

      Q_{тв 4}^х = 0,51·0,85·(48,6·218+48,6·9) = 4,8 кВт.

Таблица 3.8 – Теплопоступления от солнечной радиации

3.2.5 Прочие. Такие статьи теплопоступлений как:

Ø  с воздухом инфильтрации – не учитываем, поскольку проектируем оптимальный микроклимат;

Ø  через наружные ограждения конвекцией и теплопроводностью – незначительны;

Ø  с оборудованием или материалами – их в проектируемое помещение не поступает.

3.3 ТЕПЛОПОТЕРИ

Расчёт ведём для холодного периода года.

Q_тп1 = ,                                                                        (3.15)

где А_огр. – расчётная площадь поверхности ограждающей конструкции, м²;

     R­_огр. – термическое сопротивление ограждающей конструкции, (м²·К)/Вт;

     n – коэффициент, учитывающий ориентацию ограждающей конструкции относительно наружного воздуха;

     ,  - расчетные температуры воздуха в помещении и наружного воздуха соответственно,  = 22ºС,  = -23 ºС;

     – поправочные коэффициенты (надбавки):

  – на ориентацию по странам света, Север –  = 0,1, Юг –  = 0;

  – на наличие 2-х и более наружных стен, Север –  = 0,05, Юг –  = 0,05.

Поправки , ,  ,  – в рассматриваемом случае не имеют силы.

3.3.1 Теплопотери через стены

Площадь одной наружной стены без окон:

А_ст = 148,85м².

Термическое сопротивление стен R_ст = 2,5464 (м²·К)/Вт.

n = 1.

Величина теплопотерь через наружные стены по двум направлениям:

Q_{тп 1}^юг =  кВт;

Q_{тп 1}^с =  кВт.

Для холодного периода года суммарные теплопотери через стены:

Q_{тп 1} = Q_{тп 1}^юг + Q_{тп 1}^с = 2,76 + 3,025 = 5,79 кВт.

Таблица 3.9 – Теплопотери через наружные стены

3.3.2 Теплопотери через окна

Площадь окон на одной стене: А_ок = 48,6 м².

Термическое сопротивление окон: R_ок = 0,44 (м²·К)/Вт.

n = 1.

Величина теплопотерь через окна по двум направлениям:

Q_{тп 2}^юг =  кВт;

Q_{тп 2}^с =  кВт.

Для холодного периода года суммарные теплопотери через окна:

Q_{тп 2} = Q_{тп 2}^юг + Q_{тп 2}^с = 5,22 + 5,72 = 10,94 кВт.

Таблица 3.10 – Теплопотери через окна

3.3.3 Теплопотери через покрытие

Площадь покрытия: А_покр =1080 м².

Термическое сопротивление покрытия: R_покр = 3,49 (м²·К)/Вт.

n = 1.

Для холодного периода теплопотери через покрытие:

Q_{тп 3} =  кВт.

Таблица 3.11 – Теплопотери через покрытие

3.3.4 Прочие. Такие как:

Ø  нагрев воздуха инфильтрации;

Ø  нагрев материалов и транспорта.

По причинам, упомянутым в 5-ом разделе тепловыделений, эти теплопотери не рассчитываются.

3.4 СОСТАВЛЕНИЕ БАЛАНСОВ ПО ВРЕДНОСТЯМ

Баланс представляет собой разницу всех выделений и всех потерь какой-либо одной вредности:

,                                                                               
                                     (3.16)

где  – сумма выделений;

        – сумма потерь.

3.4.1 Баланс по теплоте

                                                                                
                               (3.17)

Тёплый период года, рабочее время:            

ΔQ_т.р. = Q_тв1 + Q_тв2 + Q_тв3 + Q_тв4 = 718,5 + 2,21 + 23,76 + 8,77 = 753,24 кВт;

Тёплый период года, нерабочее время: ΔQ_т.н. = 0;

Холодный период года, рабочее время:       

ΔQ_х.р. = Q_тв1 + Q_тв2 + Q_тв3 + Q_{тв 4}– Q_тп1 – Q_{тп 2} -  Q_{тп 3} = 718,5 + 2,21 + 23,76 + 4,78 – 29,26=719,99кВт;

Холодный период года, нерабочее время:   

ΔQ_х.н. = - Q_тп1 – Q_{тп 2} -  Q_{тп 3} =  - 5,79 – 10,94 – 12,54 = - 29,26 кВт;

Сведём значение баланса по периодам в таблицу 3.12.

3.4.2 Баланс по влаге

В рассматриваемом цехе источником выделений влаги являются работающие люди. Влагопотерь нет. Количество влаги, выделяющееся с поверхности кожного покрова людей, определяем по [1]:

,                                                                               
                                                  (3.19)

где n – количество людей в цехе, n = 13 чел.;

       q – влага, испаряющаяся с одного человека за час, г/час. Согласно с [1] зависит от тяжести выполняемой работы и температуры воздуха в рабочей зоне. Для  = 26 ºС  q = 185 г/час = 5,14·10^-5 кг/с, а для  = 22 ºС  q = 158 г/час = 4,39·10^-5 кг/с;

       ψ – коэффициент, учитывающий то, что работают женщины, ψ = 0,85.

 5,6797·10^-4 кг/c;

 4,851·10^-4 кг/c;

3.4.3 Баланс по газам и пыли

     Опасные газы в нашем цеху не выделяются, так как используется хлопчатобумажное волокно. Установленные прядильные станки ППМ-120-МС выделяют лишь пыль. В процессе эксплуатации было установлено, что для снижения концентрации этой пыли до предельно допустимой с каждой машины необходимо забирать

 м³/ч  воздуха.

То есть:          , где k – количество станков, k = 36 шт.

 262 800 м³/ч = 73 м³/с – это очень большой расход воздуха, поэтому, не начиная ещё расчёт воздухообмена, проверим помещение на кратность воздухообмена. Для этого определим приточный расход воздуха:

м³/ч;

ч^-1.

Отраслевыми нормативными документами установлена кратность n_доп = 28 час^-1[1]. Значит, необходимы радикальные меры, а именно – удаление нескольких станков. Сколько именно станков необходимо удалить из помещения узнаем, приняв за расчётную кратность n_расч = 28 и разрешив предыдущую формулу относительно L_пыль^пр. При создании микроклимата СКВ следует обеспечивать преобладание расхода приточного воздуха над расходом вытяжного на величину однократного воздухообмена:

L^пр = n_расч·V = 28·5834,16 = 163356,48 м³/ч,

м³/ч,

 то есть  =  =  = 21,58 станков. Получаем, что в помещении возможно оставить лишь 21 станков. Удалим 15 станков. Тогда вытяжка по пыли будет следующей:

 153300 м³/ч = 42,58 м³/с, соответственно приточный расход по пыли:

 159134,16 м³/ч = 44,2 м³/с.

    Придётся пересчитать статьи тепловыделения, реконфигурировать план цеха и заново свести баланс по теплу и влаге. Посвятим этому следующие подпункты расчёта, причём условимся, что если статья не упоминается, значит, она не изменила своё значение. План цеха приведём на рисунке 3.8:

 

3.5 ПЕРЕСЧЁТ ТЕПЛОВЫДЕЛЕНИЙ

1. Оборудование с электроприводом.

Q_тв1 = 21·32,4·0,7·0,88 = 419,13 кВт;

Таблица 3.14 – Тепловыделения от оборудования с электрическим приводом (пересчет)

2. Обслуживающий персонал. В связи с уменьшением количества станков убавим работников. 21/5 = 4 Примем 5 человек, 2 ученика, 2 съемщицы, плюс цеховой мастер-наладчик. Всего десять. Тогда:

 = 10·200·0,85·10^-3=1,7 кВт;  

Таблица 3.15 – Тепловыделения от обслуживающего персонала (пересчет)

3.5.1 Пересчет баланса по теплоте

Как и ранее сведём в таблицу:

3.5.2 Пересчет баланса по влаге

 4,369·10^-4 кг/c;

 3,732·10^-4 кг/c;

4. ВЫБОР СХЕМЫ ОРГАНИЗАЦИИ ВОЗДУХООБМЕНА И РЕЖИМА РАБОТЫ СИСТЕМЫ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ДЛЯ РАСЧЕТНЫХ ПЕРИОДОВ ГОДА

Выбрать схему организации воздухообмена означает выбрать способ подачи приточного воздуха и способ удаления отработанного.  При осуществлении выбора принимаются во внимание следующие соображения:

·   приточный воздух должен полностью поглощать выделяемые вредности;

·   удаляемый воздух желательно забирать в месте скопления вредностей или в месте их выделения;

·   воздухораспределители необходимо установить так, чтобы воздух на входе в рабочую зону имел заданные параметры

По итогам балансов видно, что воздухообмен необходимо ориентировать на борьбу с теплотой. Схема воздухообмена зависит от положения воздухораспределителей и воздухосборников. Последние целесообразно вывести под станки в целях избежания помех для персонала, создаваемых достаточно громоздким трубопроводом. Положение же воздухораспределителей необходимо определить. При больших количествах теплоты рекомендуется использовать схему «сверху – вниз». Рациональность этого предположения можно проверить расчётом. Таким образом, предварительно воздухораспределители размещаются в рабочей зоне, а в процессе расчёта воздухообмена (пункт 5 пояснительной записки) их положение определится окончательно.

В зимний период времени СКВ использоваться круглосуточно. В летний период – только в рабочее время.

5. РАСЧЕТ ВОЗДУХООБМЕНОВ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПРИТОЧНОГО ВОЗДУХА

5.1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

  При создании микроклимата используется качественный способ регулирования параметров воздуха в рабочей зоне. Наибольший небаланс по теплоте в рассматриваемой работе имеется в тёплый период года, в рабочее время. С него и необходимо начать расчёт, чтобы получить максимальное значение подачи воздуха (воздухообмена L) и согласовать его с нормативными требованиями. Полученное значение воздухообмена далее принимается как данное для всех остальных расчётных периодов. Необходимые для расчёта параметры воздуха определяются по h-d диаграмме.

Плотность воздуха в рабочем диапазоне температур меняется незначительно, поэтому ее можно принять постоянной ρ = 1,2 кг/м³.

5.2. РАСЧЁТ ВОЗДУХООБМЕНА В ТЁПЛЫЙ ПЕРИОД ГОДА В РАБОЧЕЕ ВРЕМЯ

Вначале рассмотрим схему воздухообмена «снизу-вниз», так как подача воздуха в рабочую зону является оптимальным решением для обслуживающего персонала.

     Угловой коэффициент процесса:

                                                                                
          (5.1)

Значение ε очень велико, поэтому примем ε = +∞. То есть в h-d диаграмме процесс поглощения вредностей пойдёт вертикально вверх.

Точка В^т – расчетные параметры воздуха в рабочей зоне в теплый период года:

 = 25 ºС;           = 65%;              = 57,5 кДж/кг_с.в.;         = 12,8 г/кг_с.в.;

Необходимо провести оценку воздухообмена при подаче воздуха в рабочую зону (как это было принято предварительно в пункте 4). Для этого случая по [1], приложение 7 допустимая разность температур Δt_доп = 2 ºC. Значит параметры точки О^т следующие:

 = 23 ºС;           = 73%;              = 54,5 кДж/кг_с.в.;         = 12,8 г/кг_с.в.;

Воздухообмен при таких параметрах приточного воздуха определяется по формуле:

 м³/с.                                                                  (5.2)

Тогда кратность воздухообмена в помещении:

n , 81> 28.                                                                             
               (5.3)

Придётся увеличивать разницу , это в конечном итоге приведёт к понижению температуры подаваемого воздуха, что в свою очередь невозможно без выноса воздухораспределителей за пределы рабочей зоны, то есть вверх. Схемы воздухообмена – «сверху – вниз» изображена на рисунке 5.1.

1 – станки; 2 – источники искусственного света (лампы); 3 – воздухораспределители; 4 – воздухосборники; 5 – технический этаж; 6 – подвесной потолок (высота 4,2 м); 7 – рабочая зона (высота 2 м); 8 – технический этаж или околопотолочное пространство нижнего этажа.

       Рисунок 5.1 – Схема воздухообмена

   Будет экономично, технически грамотно и визуально комфортно, если воздухораспределители вмонтировать в подвесной потолок. Такая высота расположения является одновременно и самой большой для нашего цеха, то есть мы можем получить максимальную разность .

    Для распределения воздуха в цехах по [12] выбираем плафоны, регулируемые многодиффузорные типа 5.904-39 ПРМ_П1 с прямоугольным воздухоотводом.

     Масса – 1,6 кг;

    Размеры канала (b₀×l₀) – 0,25×0,25 м;

    Площадь канала (A₀) – 0,06 м²;

    Диапазон  расходов – 430 - 18000 м³/ч;

    Cкорость (v₀) – 2 - 20 м/с.

Уточняем допустимую разность температур по формуле Абрамовича:

,                                                                               
           (5.4)

где  – допустимая разность температур воздуха поступившего в рабочую зону и воздуха рабочей зоны,  = 2 ºС;

      n – коэффициент затухания температуры, принимаем по [11], n = 1,35;

     А₀ – площадь канала, А₀ = 0,06 м²;

     х – расстояние от выходного сечения воздухораспределителя до рабочей зоны. Определяется как разница между высотой помещения и высотой рабочей зоны: х = H_п. – H_р.з. = 4,2 – 2 = 2,2 м;

    k_с – коэффициент стеснения, k_с = 1;

    k_в – коэффициент взаимодействия, k_в = 1;

    k_н – коэффициент неизотермичности, k_н = 1.

 13,3 ºС.

   Технологически возможно снизить влажность воздуха до значений лежащих в следующем диапазоне  = 90…97%, примем  = 95%. Тогда параметры точки О^т" (вынос воздухораспределителей вверх):

 = 18,6 ºС;          = 95%;      = 51 кДж/кг_с.в.;    = 12,8 г/кг_с.в.;

Воздухообмен при таких параметрах приточного воздуха:

 58,19 м³/с.       

Тогда кратность воздухообмена в помещении:

n  35,91 > 28 ч^-1.

Так как кратность воздухообмена больше допустимых значений, в проектируемом цехе необходимо применять доувлажнение. Примем кратность воздухообмена равной 28 ч^-1. Тогда воздухообмен будет равен:

 м³/с.                                                                              
                                      

Следовательно:

 кДж/кг.

Параметры точки О_доувл определяем по h-d диаграмме:

t_o^доувл = 18,5°С; d_o^доувл = 12 г/кг_с.в.; h_o^доувл = 49,2 кДж/кг; j_о^доувл = 85%.

Определим разность влагосодержаний точек В^т и О^доувл:

 г/кг_{с. в.}                                                                              
                                             (5.5)

Изменение влагосодержания находится в пределах допустимых значений для поддержания надежности работы системы доувлажнения.

Сравнивая воздухообмен по пыли с воздухообменом по теплоте:

< .

За расчетный воздухообмен принимаем больший  м³/с.

Рассмотрим выбранные воздухораспределители. Для этого необходимо сделать следующее:

1.      проверить на соответствие норме скорость воздуха в струе;

2.      выбрать количество плафонов;

3.      определится с расположением плафонов в помещении.

Согласно [1] максимальная скорость рассчитывается по следующей формуле:

,                                                                               
                                            (5.6)

где k – коэффициент перехода, принимаем по [1], приложение 6: k = 1,8;

     – нормируемая скорость воздуха. Минимальная скорость требуется в холодный период времени  ≤ 0,3 м/с, примем  = 0,3 м/с;

 0,54 м/с – то есть на входе в рабочую зону скорость струи не должна превышать 0,54 м/с. Скорость, которую может иметь поток воздуха на выходе из плафона, определяется по формуле Абрамовича:

,                                                                               
                        (5.7)

 где А₀ – площадь канала, А₀ = 0,06 м²;

       m – коэффициент затухания скорости струи, принимаем по [12], m = 1,3

 х – расстояние от выходного сечения воздухораспределителя до рабочей зоны, х = 2,2 м;

 k_с – коэффициент стеснения, k_с = 1;

 k_в – коэффициент взаимодействия, k_в = 1;

 k_н – коэффициент неизотермичности, k_н = 1.

 3,73 м/с;

Определим коэффициенты m и n интерполяцией:

Расход через один плафон определяется по уравнению неразрывности:

L_пл. = ·А₀ = 3,73·0,06 = 0,224 м³/с = 805,7 м³/ч.                                                                   (5.8)

805,7 м³/ч входит в рабочий диапазон расходов плафона. Тогда количество плафонов:

N =  196 штук.                                                                                                    (5.9)

Оптимальное расстояние между плафонами определим по формуле:

 0,94 м;                                                                              
                     (5.10)

Принятые воздухораспределители нам подходят. Примерную схему расположения плафонов и подающих трубопроводов с кондиционерами приведём на рисунке 7.8 (пункт 7), а сам плафон на рисунке 5.2.

                                

Рисунок 5.2 – Плафон регулируемый многодиффузорный

Параметры наружного и внутреннего воздуха в тёплый период года таковы, что применять рециркуляцию будет нецелесообразно, так как это приведет к увеличению затрат холода

5.3. РАСЧЁТ ВОЗДУХООБМЕНА В ТЁПЛЫЙ ПЕРИОД ГОДА В НЕРАБОЧЕЕ ВРЕМЯ

Баланс по вредностям равен нулю, значит – нет необходимости использовать СКВ.

5.4. РАСЧЁТ ВОЗДУХООБМЕНА В ХОЛОДНЫЙ ПЕРИОД ГОДА В РАБОЧЕЕ ВРЕМЯ

Поскольку используем качественный способ регулирования микроклимата, то полученный в подпункте 5.1 максимальный требуемый воздухообмен  = , уточняем параметры приточного воздуха при угловом коэффициенте процесса:

 1252591 – как и в тёплый период примем ε = +∞.

Точка В^х – расчетные параметры воздуха в рабочей зоне в холодный период года:

 = 22 ºС;           = 55%;             = 45,2 кДж/кг_с.в.;         = 9,2 г/кг_с.в.;

    Принимаем в холодный период года доувлажнение, равное доувлажнению в теплом периоде года:  г/кг_с.в. Тогда влагосодержание точки приточного воздуха:

 г/кг_с.в

 37,48 кДж/кг_с.в.

На пересечении адиабаты  и  находим точку О^х.

 Сводка параметров О^х:

 = 16,2 ºС;        = 74%;             = 37,48 кДж/кг_с.в.;       = 8,4 г/кг_с.в.;

Параметры точки наружного воздуха H^х:

 = -36 ºС;          = 30 %;            = -35,5 кДж/кг_с.в.;       = 0,2 г/кг_с.в.;

Для снижения затрат по теплоте в подогревателе первой ступени применяем рециркуляцию воздуха из рабочей зоны. Для этого соединяем в h-s диаграмме точки и. Точка на выходе из камеры орошения имеет , а влагосодержание у нее будет равно влагосодержанию т. О^Х: . Строим т.  и проводим линию  до пересечения с отрезком  и ставим точку . Это точка смеси. Следовательно камера орошения в холодный период года будет ’’адиабатной’’, то есть затрат теплоты и холода не будет.

Найдем долю “свежего” воздуха

Имеем систему уравнений:  

Решая эту систему методом подстановки, находим , .

Степень рециркуляции:

 ч^-1<28 ч^-1.

Минимальное количество наружного воздуха в общем воздухообмене определяется по формуле:

,                                                                                 
                                      (5.11)

     где  - минимальное количество наружного воздуха, приходящегося на одного человека. м³/ч; [13]

     n – количество людей в помещении, n=10 чел.

60·10=600 м³/ч = 0,167 м³/с

Так как  , то норма подачи наружного воздуха выполняется

Расчёт воздухообмена в данный период закончен.

5.5 РАСЧЁТ ВОЗДУХООБМЕНА В ХОЛОДНЫЙ ПЕРИОД ГОДА В НЕРАБОЧЕЕ ВРЕМЯ

Воздухообмен не меняется  =  = 45,38 м³/с. Угловой коэффициент процесса ассимиляции вредностей ε = -∞, поскольку влага в этот период не выделяется.

Расчётные параметры воздуха в помещении не меняем, В^х:

 = 22 ºС;           = 55%;             = 45,2 кДж/кг_с.в.;         = 9,2 г/кг_с.в.;

Находим энтальпию приточного воздуха :

 45,74 кДж/кг_с.в..

     Сводка параметров :

 = 21,7 ºС;     = 56%;           = 45,74 кДж/кг_с.в.;    = 9,2 г/кг_с.в.;

В целях экономии тепла применяем полную рециркуляцию. На этом расчёт воздухообмена завершён.

5.6 ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАГРУЗОК ПО ВОЗДУХУ, ТЕПЛОТЕ И ХОЛОДУ

Нагрузки по воздуху:

Полные расходы воздуха в тёплый и холодный периоды совпадают:  =  = 163368 м³/ч;

Рециркуляция в холодный период года в нерабочее время:  = 163368 м³/ч;

Рециркуляция в холодный период года в рабочее время:  = 138672 м³/ч;

Нагрузки по холоду:

Камера орошения в тёплый период года:

 190,6 кВт;

Нагрузки по теплоте:

    Второй подогреватель в холодный период года в рабочее время:

     243,96 кВт;

    Второй подогреватель в холодный период года в нерабочее время. Затраты теплоты будут равны небалансу по теплоте в этот период:

 29,4 кВт;

6. ПОСТРОЕНИЕ ПРОЦЕССОВ ОБРАБОТКИ ВОЗДУХА В H-D ДИАГРАММЕ

6.1 ТЁПЛЫЙ ПЕРИОД ГОДА

Процессы изображены на h-d диаграмме.

Точка Н^Т характеризует параметры наружного воздуха в теплый период года:

        = 32,1 ºС;       = 55%;             = 74 кДж/кг_с.в.;            = 16,35 г/кг_с.в.;

Точка  характеризует параметры приточного воздуха в теплый период года (после камеры орошения):

 = 18,5 ºС;      = 85%;            =49,2 кДж/кг_с.в.         = 12 г/кг_с.в.;

    Точка В^Т характеризует параметры воздуха в рабочей зоне в теплый период года:

 = 25 ºС;           = 65%;              = 57,5 кДж/кг_с.в.;         = 12,8 г/кг_с.в.;

Процессы обработки воздуха:

    Н^т О^т – процесс обработки воздуха в камере орошения

   -В^Т – процесс доувлажнения воздуха. 

6.2 ХОЛОДНЫЙ ПЕРИОД ГОДА, РАБОЧЕЕ ВРЕМЯ

Процессы изображены на h-d диаграмме.

Точка Н^Х характеризует параметры наружного воздуха в холодный период года:

 = -36 ºС;          = 30%;             = -35,5 кДж/кг_с.в.;       = 0,2 г/кг_с.в.;

Точка характеризует параметры воздуха после рециркуляции:

 = 13,6 ºС;        = 77%;             = 33 кДж/кг_с.в.;            = 7,6 г/кг_с.в.;

Точка  характеризует параметры на выходе из камеры орошения холодный период  года.

      = 12 ºС;           = 93%;             = 33 кДж/кг_с.в.;            = 8,4г/кг_с.в.;

Точка О^Х характеризует параметры воздуха после второго воздухоподогревателя:

 = 16 ºС;             = 74%;          = 37,48 кДж/кг_с.в.;         = 8,4 г/кг_с.в.;

Точка В^Х характеризует параметры воздуха в рабочей зоне в холодный период года:

 = 22 ºС;           = 55%;             = 45,2 кДж/кг_с.в.;         = 9,2 г/кг_с.в.;

Процессы обработки воздуха:

– процесс Н^Х-С^Х  – смешение наружного и рециркуляционного воздуха в приёмной камере;

– процесс С^Х-К^Х  – адиабатный процесс обработки воздуха в камере орошения;

     – процесс К^Х-О^Х   – процесс нагрева воздуха в подогревателе второй ступени;

–        процесс О^Х-В^Х – процесс ассимиляции воздухом вредностей в помещении.

6.3 ХОЛОДНЫЙ ПЕРИОД ГОДА, НЕРАБОЧЕЕ ВРЕМЯ

Процессы изображены на h-d диаграмме.

Точка характеризует параметры приточного воздуха в холодный период года:

 = 21,7 ºС;     = 56%;           = 45,74 кДж/кг_с.в.;    = 9,2 г/кг_с.в.;

Точка В^Х характеризует параметры воздуха в рабочей зоне в холодный период года:

 = 22 ºС;           = 55%;             = 45,2 кДж/кг_с.в.;         = 9,2 г/кг_с.в.;

Процесс обработки воздуха:

    В^х – процесс ассимиляции вредностей в помещении.

Построение процессов кондиционирования завершено.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате расчёта СКВ для прядильного цеха, мы получили следующие результаты (или совершили следующие действия):

·         Определили климатические параметры заданного населенного пункта, определили допустимые и оптимальные параметры для оборудования и персонала.

·         Провели реконструкцию здания, а именно:

1.      Изменили сетку колонн, сделав ее кратной шести метрам.

2.      Выбрали конструкцию и материалы ограждающих элементов здания, таким образом, чтобы выбранные материалы и конструктивные решения соответствовали  как санитарно-гигиеническим нормам, так и нормам энергосбережения.

3.      Выбрали конструкцию и размеры светопрозрачных ограждений.

4.      Определились с типом покрытия, выбрав его теплым и соорудив скатную крышу для использования более простые системы водостоков.

5.      Применили в реконструируемом цехе навесной потолок который не только позволил создать «технический этаж» (для размещения воздуховодов, воздухораспределителей, проводки и креплений навесных светильников), но и сделал внутренний облик цеха визуально более комфортным.

6.      Развернули часть станков, создав им более равномерное освещение, и удалили две перегородки, улучшив конвекцию воздуха внутри помещения.

·         Свели баланс по вредностям для заданного производства, следствием чего стало удаление 16 станков из помещения. Оставшиеся станки были размещены более экономично.

·         Приняли, что СКВ не работает в теплый период года в нерабочее время и рассчитали режимы его работы в остальные периоды.

·         Определили тип и количество оборудования необходимого для создания в данном помещении рассчитанного микроклимата.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.      Вентиляция, отопление, кондиционирование воздуха на текстильных предприятиях: Учебное пособие для ВУЗов / Под ред. В.Н. Талиева. – М.: Легпромбытиздат, 1985–256 с.

2.      СНиП 23 - 01 - 99. Строительная климатология и геофизика / Госстрой России. -М.: ГУП ЦПП, 2000. - 51 с.

3.      СНиП 23-02-2003. Тепловая защита зданий / Госстрой России. – М.: Стройиздат, 2003.–29 с.

4.      Проектирование ограждающих конструкций зданий. Методические указания к курсовому и дипломному проектированию по дисциплине «Системы кондиционирования и вентиляции воздуха». Пыжов В. К., Сенников В. В., Тимошин Л. И. -Иваново: 1997. - 20с.

5.      СП 23-101-2000. Проектирование тепловой защиты зданий. / Госстрой России. – М.: Стройиздат, 2001. – 86 с.

6.      ГОСТ 15588 – 86. Плиты пенополистирольные. Технические условия. – М.: Издательство стандартов, 1987. – 8 с.

7.      ГОСТ 10923 – 93. Рубероид. Технические условия. / Госстрой России. – М.: Издательство стандартов, 2001. – 6 с.

8.      ГОСТ 12.1.005-88(2001) Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны / Минздрав России. –М.: ГП ЦПП, 2001. – 51 с.

9.      СНиП 41-01-2003. Отопление, вентиляция и кондиционирование. / Госстрой России. – М.: Стройиздат, 2003. – 58 с.

10.  Пособие 2.91 к СНиП 2.04.05 - 91** Расчет поступления теплоты солнечной радиации в помещения / АО «Промстройпроект». -М.: Промстройпроект, 1993. - 32 с.

11.  Рекомендация по выбору способов подачи и типов воздухораспределительных устройств в промышленных зданиях А3 – 516. – М.: Госстрой СССР, 1987. – 16 с.

12.  Рекомендация по выбору способов подачи и типов воздухораспределительных устройств в промышленных зданиях А3 – 960. – М.: Госстрой СССР, 1987. – 16 с.

13.  СНиП 2.04.05 - 91** Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха / Минстрой России. -М.: ГП ЦПП, 1998. - 66 с.

14.  Руководящие материалы по кондиционерам (центральным) и кондиционерам-утилизаторам КТЦ 3,  (ч. 1) – М.: Союзкондиционер, 1987. – 234 с.