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 | |