Кондиционирование воздуха, вентиляция и отопление
МИНИСТЕРСТВО 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 F>ц=>18х8х12х6=10368 м2
Объем цеха V>ц>=10368х4.8=49766м3
Количество установленного оборудования n>н>=F>ц>/F>1м>
F>1м>=18 м2
n>н>=10386/18=576
Количество обслуживающего персонала n>л>=n>н>/Н
H=4 ед.обор.
m>=>576/4=144
Расчетные параметры наружного воздуха
|
город |
Расчетное значение параметров |
Средняя Температура отопительного периода t>ср> |
Продолжительность Отопительного периода m>от>,сут. |
|||
|
теплый режим |
холодный режим |
|||||
|
температура t>н> |
Теплосодержание i>н> |
Температура t>н> |
Теплосодержание i>н> |
|||
|
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 t>в>Т |
Относ.влажнос. |
Тепмератураt>В>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
Q>мн>=q>0> V>ц.н> (t>в>х-t>н>х) ,где
q>0>-удельная тепловая характеристика здания,Вт /(m3 x 0C )
V>цн>-наружный обьем цеха в м3
t>в>х ,t>н>х внутренняя и наружная расчетные температуры воздуха для холодного расчетного периода
Q>мн=>0.1x49766x(26-(-22))=238876,8
Теплопоступления от технологического оборудования, имеющего электродвигатели, Вт
Q>маш>= 1000 N>1эл>n n>спр>n>в>, где
N >уст> -установленная мощность электродвигателей единицы оборудования, кВт
n -кол-во оборудования данной марки
n>спр>- коэффициент спроса электроэнергии равный 0.8
n>в> -коэфф. Учитывающий фактическое поступление тепла в помещении=1
Q>маш> =1000х2.2х576х0.8x1=1013760
Теплопоступления от искусственного освещения, Вт
Q>осв>= 1000 N>осв> F>п> b , где
N>осв> -удельная электрическая мощность на освещении равная 0.05 кВт/м2
F>п>-площадь пола цеха, м3
b -коэфф. Учитывающий фактическое поступление тепла от светильников в помещении равный 0.4
Q>осв>=1000x0.05x10368x0.4=207360
Тепловыделения от людей, Вт
Q>л>= q>1>п m , где
q>1>п -полное тепловыделение одним человеком принимается равным 222 Вт
m -число людей одновременно работающих в цехе в одной смене
Q>л>=222x144=31968
Теплопоступления через потолок с техническим потолком
Q>тч>= К>тч> (t>ч>-t>в>т) F>пот> в , где
К>ч> - коэффициент теплопередачи перекрытия технического чердака принимается равным 2.5 Вт/(м2 x C)
t>ч>, -температура воздуха на техническом чердаке принимается равной на 5 градусов выше расчетной температуры наружного воздуха в теплый период
t>в>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
Q>тч>=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 |
Q>мн> |
Вт |
----- |
238876,8 |
|
2 |
Теплопоступления от оборудования |
Q>маш> |
Вт |
1013760 |
1013760 |
|
3 |
Теплопоступления от иск. освещения |
Q>осв> |
Вт |
207360 |
207360 |
|
4 |
Теплопоступления от людей |
Q>л> |
Вт |
31968 |
31968 |
|
5 |
Тепло-я черезперек-тия с техн.чердака |
Q>тч> |
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 G>п>л= 3.6 Q>изб>л/ (i>в> - i>п>)
G>п>л=3.6x1358841,6/(52-47,5)=1087073,28
Зимний период G>п>з= 3.6Q>изб>з/ (i>в> – i>п>)
G>п>з=3.6х1014211,2/(51,2-48)=1140987,6
,где Q>изб>л и Q>изб>з- суммарная величина теплоизбытков в цехе в теплый и холодный расчетный период;
i>в> ,i>п>- энтальпия внутреннего и приточного воздуха, кДж/кг
1.2.Обьемное количество приточного воздуха, м3/ч
Летний период L>п>л= G>п>л/p
L>п>л=1087073,28/1,2=905894,4
Зимний период L>п>з= G>п>з/p
L>п>з=1140987,6/1,2=950823
Где p-объемный вес воздуха, КГ/М3 =1.2
1.3 Количество притяжного воздуха,кг/ч
Летний период G>выт>л=0,9х G>п>л ; L>выт>л=0.9х L>п>л
G>выт>л=0,9х1087073,28=978366 ; L>выт>л=0.9х905894,4=815305
Зимний период G>выт>з=0,9х G>п>з ; L>выт>з=0.9х L>п>з
G>выт>з=0,9х1140987,6=1026888,8 ; L>выт>з=0.9х950823=855740,7
2.КРАТНОСТЬ ВОЗДУХООБМЕНА ,1/ч
Летний период nл= L>п>л/ V>ц>
nл=905894,4/49766=18,2
Зимний период nз= 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 W>к>л=м*G>п>л,кг/ч
W>к>л=0,7х1087073,28=760951,3
Зимний период W>к>з=м*G>п>з,кг/ч
W>к>з=0,7х1140987,6=798691,32
Где м-коэффициент орошения=0.7
3.2.Годовой расход воды на увлажнение воздуха.
Принимаются следующие обозначения:
m>год>-общее число суток в году;
n>год>-общее число рабочих часов в году=4151;
m>от>-число суток в отопительном периоде=220;
n>от>-число часов в отопительном периоде=5280;
число рабочих часов:
в зимний период n>з>=2534
в летний период n>з>=1620
Годовой расход воды на увлажнение воздуха в оросительной камере определяется по формуле: W>к>год=(W>к>л*n>л>+ W>к>з*n>з>)*10-3 м3/год
W>к>год=(760951,3*1620+798691,32*2534)*10-3=3256625
4.РАСХОДЫ ХОЛОДА.
4.1.Максимальный часовой расход холода, кВт
Q>хол>мax=(i>н>-i>к>)G>п>л*10-3*0,278
Q>хол>мax=(51,5-46) 1087073,28*10-3*0,278=1662,14
4.2.Годовой расход холода, МВт ч/год
Q>хол>год=(i>н>-i>к>)[0.5(i>н>-i>к>)*Д+200] G>п>л*10-6*0,278
Q>хол>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.
Q>от>max=q>о>*V>ц>*(t>от>-t>н>3)*10-3
Q>от>max=0,1*49766(5+26)*10-3=154,27
где q>о>-удельная тепловая характеристика здания,Вт/(м3град);
t>от>=5о;
5.2.Средний часовой расход тепла на отопление.
Qср>от>=q>o>*V>ц>*(t>от>-t>ср.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.
Q>от.п>год= Qср>от>*n>от>*10-3,МВтч/год
Q>от.п>год=35,83*5280*10-3=189,2
5.4.Годовой расход тепла на дежурное отопление.
Q>от.д>год= Qср>от>*(n>нр>+к>от>*n>з>)*10-3,МВтч/год
Q>от.д>год= 35,83*(986+0,33*2534)*10-3=65,3
где n>нр>- количество нерабочих суток в отопительном периоде=3520-2534=986;
к>от>-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 N>вп>=(L>п>л*Н>вп>)/1000*3600*>в>*>пер>,КВт
N>вп>=(905894,4*1000)/ (1000*3600*0,7*0,92)=390,74
Вытяжные вентиляторы N>в.выт>=(L>выт>л*Н>в.выт>)/1000*3600* h>в>* h>пер>,КВТ
N>в.выт>=(815305*500)/ (1000*3600*0,7*0,92)=175,8
6.2.Мощность электродвигателей насосов кондиционера.
Летний период N>нас>л=(W>к>л*Р>нас>)/1000*3600*h>нас>, КВт
N>нас>л=(760951,3*230)/1000*3600*0,5=97,23
Зимний период N>нас>з=(W>к>з*Р>нас>)/1000*3600*h>нас>,
N>нас>з=(798691,32*230)/1000*3600*0,5=102
6.3.Мощность электродвигателей компрессоров холодильной станции.
_
N>хол>=Q>хол>max*N>хол>,КВт
N>хол>=1662,14*0,25=415,5
Суммарная мощность электродвигателей системы кондиционирования воздуха
Летний период Nл=N>вп>+N>вв>+N>нас>л+N>хол>
Nл=390,74+175,8+97,23+415,5=1079,27
Зимний период Nх=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 N>вп>год=N>вп>*n>год>*10-3,МВтч/год
N>вп>год=390,74*4154*10-3=1623,13
Вытяжные вентиляторы N>вв>год=N>вв>*n>год>*10-3, МВтч/год
N>вв>год=175,8*4154*10-3=730,3
7.2.Годовой расход электроэнергии на насосы кондиционеров.
N>нас> год=(N>нас>л*n>л>+N>нас>з*n>з>)10-3,МВтч/год
N>нас> год=(97,23*1620+102*2534)10-3=416
7.3.Годовой расход электроэнергии на электродвигатели компрессоров холодильной станции.
_
N>хол>год=Q>хол>год*N>хол>,Мвтч/год
N>хол>год=949.5*0,25=237,4
Суммарный расход электроэнергии в год
Nгод= N>вп>год++ N>вв>год+ N>нас> год+ N>хол>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.
К>кв>=к>кв>*L>п>л*10-3,руб
К>кв>=400*905894,4*10-3=362357,76
8.1.2.Капитальные затраты на систему холодоснабжения.
К>хол>=к>хол>*Q>хол>max,руб
К>хол>=75*1662,14=124680,75
8.1.3.Капитальные затраты на отопление.
К>от>=к>от>*Q>от>max,руб
К>от>=13*154=2002
Суммарные капитальные затраты
К= К>кв>+ К>хол>+ К>от>,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.
Э>кв>=э>кв>*L>п>л*10-3,руб/год
Э>кв>=150*905894,4*10-3=135884,16
8.2.2.Эксплуатационные расходы на систему холодоснабжения.
Э>хол>=э >хол>* Q>хол>год ,руб/год
Э>хол>=20*949.5=18990
8.2.3.Эксплуатационные расходы на отопление.
Эот=э>от>*Q>от>год,руб/год
Эот=6,8*189,2=1286,6
Суммарные годовые эксплуатационные расходы на системы КВ и отопления составляют
Э=1,25(Э>кв>+ Э>хол> + Э>от>),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 |
V>ц> |
м3 |
49766 |
|
|
2 |
Общая мощность электродвигателей технического оборудования |
N>маш> |
КВт |
||
|
3 |
Производительность приточных сис-м в летний и зимний периоды 1.Кондиционирования воздуха |
L>п.кв>л L>п.кв>з |
м3/ч м3/ч |
905894.4 950823 |
|
|
4 |
Производительность вытяжных систем в летний и зимний периоды 1. Кондиционирования воздуха |
L>выт>л L>выт>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 |
W>к>л |
Кг/ч |
760951.3 |
|
|
2.Зимний период |
W>к>з |
Кг/ч |
798691.32 |
||
|
7 |
Годовой расход воды в оросительных камерах кондиционеров |
W>к>год |
м3/год |
3256625 |
|
|
8 |
Максимальный часовой расход холода на охлаждение воздуха |
Q>хол>max |
КВт |
1662.14 |
|
|
9 |
Годовой расход холода на охл-ие воздуха |
Q>хол>год |
МВтч/год |
949.5 |
|
|
10 |
Максимальный часовой расход тепла На отопление: постоянное Дежурное |
Q>от.д>max Q>от.д>max |
КВт КВт |
154.27 35.83 |
|
|
11 |
Годовой расход тепла На отопление: постоянное дежурное |
Q>от.п>год Q>от.д>год |
МВтч/год МВтч/год |
281.12 65.3 |
|
|
12 |
Общая мощность электродв-лей систем КВ и В 1.Приточных вентиляторов конд-ов |
N>в.пр> |
КВт |
390.74 |
|
|
2.Вытяжных вентиляторов конд-ов |
N>в.выт> |
КВт |
175.8 |
||
|
3.Насосов конд-ов для летнего и зимнего периодов |
N>нас>л N>нас>з |
КВт КВт |
97.23 102 |
||
|
4.Компрессоров холод.станции |
N>хол> |
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 |
N>в.пр>год |
МВтч/год |
1623.13 |
|
|
2.Вытяжные вент-ры кондиц-ров |
N>вв>год |
МВтч/год |
730.3 |
||
|
3.Насосы кондиционеров |
N>нас>год |
МВтч/год |
416 |
||
|
4.Компрессора холодил.станции |
N>хол>год |
МВтч/год |
237.4 |
||
|
ИТОГО: ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ |
Nгод |
МВтч/год |
3006.8 |
||
|
15 |
Капитальные затраты на сооружение систем: 1.Кондиц-рования воздуха |
К>кв> |
руб |
362357.76 |
|
|
2.Холодоснабжения |
К>х> |
руб |
124680.75 |
||
|
3.Отопления. |
К>о> |
руб |
2002 |
||
|
ИТОГО: |
К |
руб |
489040.51 |
||
|
16 |
Годовые эксплуатационные расходы на системы: 1.Кондиц-рования воздуха |
Э>кв> |
Руб/год |
135884.16 |
|
|
2.Холодоснабжения |
Э>х> |
Руб/год |
18990 |
||
|
3.Отопления. |
Э>о> |
Руб/год |
1286.6 |
||
|
ИТОГО: |
Э |
Руб/год |
156160.72 |
||
|
17 |
ПРИВЕДЕННЫЕ ЗАТРАТЫ на системы КВ, В и О: 1.Абсолютные |
П>а> |
Руб/год |
237667.47 |
|
|
2.Относительные |
П>о> |
% |
2376.68 |