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 |         |