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| |Размеры цеха| |Удельные | | | | | |тепловые | |города |Длина ,L м |Ширина,B м |Высота,H м |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
| | |Средняя |Продолж| |горо|Расчетное значение параметров |Температу|ительно| |д | |ра |сть | | | |отопитель|Отопите| | | |ного |льного | | | | |периода| | | |периода | | | | |tср |mот,сут| | | | |. | | |теплый режим | холодный режим | | | | |температ|Теплосод|Температ|Теплосод| | | | |ура tн |ержание |ура |ержание | | | | | |iн |tн |iн | | | |Лени| | | | | | | |нгра|24.8 |51.5 |-26 |-25.3 |-2,2 |219 | |д | | | | | | |
Расчетные параметры внутреннего воздуха цеха |Наимено |Параметры| Рабочие |Нерабочий | |Вание | |режимы |Режим темп.| |цеха |воздуха | |возд.для | | | | |расч.деж.от| | | | |опления | | | |Теплый |Холодный | | | | |Тепмера|Относ.в|Тепмера|Относ.вл| | | | |тур tвТ|лажнос.|тураtВХ|ажнос. | | |Трикотажн|Рекоменд.| | | | | | |ый | |22-24 |65 |22-23 |65 |10 | | |Принятые | | | | | | | |В расчете| | | | | |
Тепловой баланс основного цеха Теплопотери через наружные строительные ограждения здания,Вт Определяются только для холодного расчетного периода
Qмн=q0 Vц.н (tвх-tнх) ,где q0-удельная тепловая характеристика здания,Вт /(m3 x 0C ) Vцн-наружный обьем цеха в м3 tвх ,tнх 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 N1элn nспрnв, где N уст -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= q1п m , где q1п -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-tвт) Fпот в , где Кч - коэффициент теплопередачи перекрытия технического чердака принимается равным 2.5 Вт/(м2 x C) tч, -температура воздуха на техническом чердаке принимается равной на 5 градусов выше расчетной температуры наружного воздуха в теплый период tвт- 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
|№ |наименование величин,|Условное |Размерност|Расчетный режим | |п.| |обозначен|ь | | | |входящих в тепловой |ие | | | |П.|баланс | | | | | | | | |Холодный |Теплый | |1 |Теплопотери через |Qмн |Вт | | | | |наружные ограждения | | |----- |238876,8 | |2 |Теплопоступления от |Qмаш |Вт | | | | |оборудования | | |1013760 |1013760 | |3 |Теплопоступления от |Qосв |Вт | | | | |иск. освещения | | |207360 |207360 | |4 |Теплопоступления от |Qл |Вт | | | | |людей | | |31968 |31968 | |5 |Тепло-я |Qтч |Вт | | | | |черезперек-тия | | |105753,6 |------- | | |с техн.чердака | | | | | | |Итого: Теплоизбытки в|летом |Вт |1358841,6 | | | |цехе |Qлизб |Вт |1014211,2 | | | | |зимой | | | | | | |Qзизб | | | |
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 | Параметры воздуха | | |диаграмме| | | | |Со |% |КДж/кг|Г/кг | |Наружный | НТ |24,8|55,2|51,5 |42 | |Внутренний | ВТ |23 |65 |52 |45 | |После | КТ |17 |95 |46 |45 | |оросительной | | | | | | |камеры | | | | | | |Приточный (П) | П |18 |90 |47,5 |45 |
Зимний расчетный период
|Состояние воздуха|Точка на | Параметры воздуха | | |диаграмме| | | | |Со |% |КДж/кг|Г/кг | |Наружный | Н |-26 |90 |-25,3 |0,3 | |Внутренний | В |22 |65 |51,2 |45 | |После | К |18 |90 |47,5 |45 | |оросительной | | | | | | |камеры | | | | | | |Приточный | П |19 |85 |48 |45 | |Смесь наружного и| С |21,5|66 |47 |39 | |рециркулярного | | | | | |
1.Часовая производительность систем кондиционирования воздуха.
1.1Количество приточного воздуха, кг/час Летний период Gпл= 3.6 Qизбл/ (iв - iп) Gпл=3.6x1358841,6/(52-47,5)=1087073,28
Зимний период Gпз= 3.6Qизбз/ (iв – iп) Gпз=3.6х1014211,2/(51,2-48)=1140987,6 ,где Qизбл и Qизбз- 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 Lпл= Gпл/p Lпл=1087073,28/1,2=905894,4
Зимний период Lпз= Gпз/p Lпз=1140987,6/1,2=950823 Где p-объемный вес воздуха, КГ/М3 =1.2
1.3 Количество притяжного воздуха,кг/ч Летний период Gвытл=0,9х Gпл ; Lвытл=0.9х Lпл Gвытл=0,9х1087073,28=978366 ; Lвытл=0.9х905894,4=815305
Зимний период Gвытз=0,9х Gпз ; Lвытз=0.9х Lпз Gвытз=0,9х1140987,6=1026888,8 ; Lвытз=0.9х950823=855740,7
2.КРАТНОСТЬ ВОЗДУХООБМЕНА ,1/ч
Летний период nл= Lпл/ Vц nл=905894,4/49766=18,2
Зимний период nз= Lпз/ Vц nз=950823/49766=19,1
3.КОЛИЧЕСТВО ВОДЫ, РАСПЫЛЯЕМОЕ В ОРОСИТЕЛЬНЫХ КАМЕРАХ КОНДИЦИОНЕРОВ.
3.1.Часовой расход воды на увлажнение воздуха Летний период Wкл=м*Gпл,кг/ч Wкл=0,7х1087073,28=760951,3
Зимний период Wкз=м*Gпз,кг/ч Wкз=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: Wкгод=(Wкл*nл+ Wкз*nз)*10-3 м3/год
Wкгод=(760951,3*1620+798691,32*2534)*10-3=3256625
4.РАСХОДЫ ХОЛОДА.
4.1.Максимальный часовой расход холода, кВт Qхолмax=(iн-iк)Gпл*10-3*0,278 Qхолмax=(51,5-46) 1087073,28*10-3*0,278=1662,14
4.2.Годовой расход холода, МВт ч/год
Qхолгод=(iн-iк)[0.5(iн-iк)*Д+200] Gпл*10-6*0,278 Qхолгод=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. Qотmax=qо*Vц*(tот-tн3)*10-3 Qотmax=0,1*49766(5+26)*10-3=154,27 где qо-удельная тепловая характеристика здания,Вт/(м3град); tот=5о;
5.2.Средний часовой расход тепла на отопление. Qсрот=qo*Vц*(tот-tср.от3)*10-3,КВт Qсрот=0,1*49766*(5+2,2)*10-3=35,83
5.3.Годовой расход тепла на постоянное отопление. Qот.пгод= Qсрот*nот*10-3,МВтч/год Qот.пгод=35,83*5280*10-3=189,2
5.4.Годовой расход тепла на дежурное отопление.
Qот.дгод= Qсрот*(nнр+кот*nз)*10-3,МВтч/год Qот.дгод= 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=(Lпл*Нвп)/1000*3600*hв* hпер,КВт Nвп=(905894,4*1000)/ (1000*3600*0,7*0,92)=390,74
Вытяжные вентиляторы Nв.выт=(Lвытл*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 Nнасл=(Wкл*Рнас)/1000*3600*hнас, КВт Nнасл=(760951,3*230)/1000*3600*0,5=97,23
Зимний период Nнасз=(Wкз*Рнас)/1000*3600*hнас, Nнасз=(798691,32*230)/1000*3600*0,5=102
6.3.Мощность электродвигателей компрессоров холодильной станции.
_ Nхол=Qхолmax*Nхол,КВт Nхол=1662,14*0,25=415,5
Суммарная мощность электродвигателей системы кондиционирования воздуха Летний период Nл=Nвп+Nвв+Nнасл+Nхол Nл=390,74+175,8+97,23+415,5=1079,27
Зимний период Nх=Nвп+Nвв+Nнасз 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 Nвпгод=Nвп*nгод*10-3,МВтч/год Nвпгод=390,74*4154*10-3=1623,13
Вытяжные вентиляторы Nввгод=Nвв*nгод*10-3, МВтч/год Nввгод=175,8*4154*10-3=730,3
7.2.Годовой расход электроэнергии на насосы кондиционеров. Nнас год=(Nнасл*nл+Nнасз*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.
_ Nхолгод=Qхолгод*Nхол,Мвтч/год Nхолгод=949.5*0,25=237,4
Суммарный расход электроэнергии в год
Nгод= Nвпгод++ Nввгод+ Nнас год+ Nхолгод,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*Lпл*10-3,руб Ккв=400*905894,4*10-3=362357,76
8.1.2.Капитальные затраты на систему холодоснабжения. Кхол=кхол*Qхолmax,руб Кхол=75*1662,14=124680,75
8.1.3.Капитальные затраты на отопление. Кот=кот*Qотmax,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*Lпл*10-3,руб/год Экв=150*905894,4*10-3=135884,16
8.2.2.Эксплуатационные расходы на систему холодоснабжения. Эхол=э хол* Qхолгод ,руб/год Эхол=20*949.5=18990
8.2.3.Эксплуатационные расходы на отопление. Эот=эот*Qотгод,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
|№ |Название величин |Обозн|Един.из|Наименов|Всего | |п/п | |ачени|мерения|ание |По | | | |я | |Трикотаж|предприя| | | | | |ный цех |тию | | | | | | | | |1 |Внутренний объем цеха |Vц |м3 |49766 | | |2 |Общая мощность | | | | | | |электродвигателей |Nмаш |КВт | | | | |технического оборудования | | | | | |3 |Производительность | | | | | | |приточных сис-м |Lп.кв|м3/ч |905894.4| | | |в летний и зимний периоды |л |м3/ч | | | | |1.Кондиционирования |Lп.кв| |950823 | | | |воздуха |з | | | | |4 |Производительность | | | | | | |вытяжных систем в летний и|Lвытл|м3/ч |815305 | | | |зимний периоды | |м3/ч |855740.7| | | |1. Кондиционирования |Lвытз| | | | | |воздуха | | | | | |5 |Кратность воздухообмена в | nл |1/ч |18.2 | | | |цехе |nз | |19.1 | | | |ЧАСОВЫЕ И ГОДОВЫЕ РАСХОДЫ | | | | | |6 |Часовая произ-ость насосов| | | | | | |кондиционеров |Wкл |Кг/ч |760951.3| | | |1.Летний период | | | | | | |2.Зимний период |Wкз |Кг/ч |798691.3| | | | | | |2 | | |7 |Годовой расход воды в |Wкгод|м3/год |3256625 | | | |оросительных камерах | | | | | | |кондиционеров | | | | | |8 |Максимальный часовой |Qхолm|КВт |1662.14 | | | |расход холода на |ax | | | | | |охлаждение воздуха | | | | | |9 |Годовой расход холода на |Qхолг|МВтч/го|949.5 | | | |охл-ие воздуха |од |д | | | |10 |Максимальный часовой | | | | | | |расход тепла |Qот.д|КВт |154.27 | | | |На отопление: постоянное |max |КВт |35.83 | | | |Дежурное |Qот.д| | | | | | |max | | | | |11 |Годовой расход тепла |Qот.п|МВтч/го|281.12 | | | |На отопление: постоянное |год |д |65.3 | | | |дежурное |Qот.д|МВтч/го| | | | | |год |д | | | |12 |Общая мощность | | | | | | |электродв-лей систем КВ и | | | | | | |В |Nв.пр|КВт |390.74 | | | |1.Приточных вентиляторов | | | | | | |конд-ов | | | | | | |2.Вытяжных вентиляторов |Nв.вы|КВт |175.8 | | | |конд-ов |т | | | | | |3.Насосов конд-ов для |Nнасл|КВт |97.23 | | | |летнего и зимнего периодов| |КВт |102 | | | | |Nнасз| | | | | |4.Компрессоров |Nхол |КВт |415.5 | | | |холод.станции | | | | | | |ИТОГО: летний период….. |е Nл |КВт |1079.27 | | | | Зимний |еNз |КВт |668.54 | | | |период…. | | | | | |14 |Годовой расход | | | | | | |электроэнергии на | | | | | | |оборудование: |Nв.пр|МВтч/го|1623.13 | | | |1.Приточные вент-ры |год |д | | | | |конд-ров | | | | | | |2.Вытяжные вент-ры |Nввго|МВтч/го|730.3 | | | |кондиц-ров |д |д | | | | |3.Насосы кондиционеров |Nнасг|МВтч/го|416 | | | | |од |д | | | | |4.Компрессора |Nхолг|МВтч/го|237.4 | | | |холодил.станции |од |д | | | | |ИТОГО: |еNгод|МВтч/го|3006.8 | | | |ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ | |д | | | |15 |Капитальные затраты на | | | | | | |сооружение систем: | | | | | | |1.Кондиц-рования воздуха |Ккв |руб |362357.7| | | | | | |6 | | | |2.Холодоснабжения |Кх |руб |124680.7| | | | | | |5 | | | |3.Отопления. |Ко |руб |2002 | | | |ИТОГО: |еК |руб |489040.5| | | | | | |1 | | |16 |Годовые эксплуатационные | | | | | | |расходы на системы: |Экв |Руб/год|135884.1| | | |1.Кондиц-рования воздуха | | |6 | | | |2.Холодоснабжения |Эх |Руб/год|18990 | | | |3.Отопления. |Эо |Руб/год|1286.6 | | | |ИТОГО: |еЭ |Руб/год|156160.7| | | | | | |2 | | |17 |ПРИВЕДЕННЫЕ ЗАТРАТЫ на | | | | | | |системы КВ, В и О: | |Руб/год| | | | |1.Абсолютные |Па | |237667.4| | | | | | |7 | | | |2.Относительные |По |% |2376.68 | |