Вентиляция промышленного здания ООО Буинского комбикормового завода - дипломная работа

Содержание

Введение

Глава 1

Введение

1. Исходные данные для проектирования

1.1 Расчетные параметры наружного воздуха

1.2 Расчетные параметры внутреннего воздуха

2. Расчет поступлений тепла и вредных веществ в помещения

2.1 Расчет помещения средоварочной

2.2 Расчет помещения моечной

2.3 Расчет помещения автоклавно

2.4 Расчет помещения посевной

2.5 Расчет помещения свинарника - откормочника

3. Определение воздухообмена по нормативной кратности

4.Аэродинамический расчет приточной и вытяжной вентиляции

4.1 Особенности устройства систем вентиляции

4.2 Последовательность аэродинамического рачета

4.3 Увязка потерь давлений на ответвлениях

5. Подбор вентиляционных устройств и оборудования

5.1 Подбор калориферов

5.2 Подбор фильтров

5.3 Подбор воздушных клапанов

5.4 Подбор шумоглушителей

5.5 Подбор вентиляторов

2.1 Подготовительные работы

2.2 Заготовительные работы

2.3 Транспортные средства

2.4 Такелажные работы

2.5 Монтажные работы

2.6 Испытание вентиляционных систем

2.7 Приемка вентиляционной установки

2.8 Паспортизация вентиляционной установки

Введение

3.1 Описание объекта автоматизации

3.2 Функции систем автоматизации

3.3 Теплотехнический контроль и сигнализация

3.4 Автоматическое регулирование систем вентиляции

3.5 Автоматическая защита оборудования и блокировки

3.6 Управление электродвигателями и диспетчеризация

3.7 Схема автоматизации

3.8 Обозначения и маркировка датчиков, вспомогательных устройств, исполнительных механизмов и регулирующих органов

4.1 Определение сметной стоимости

4.2 Календарный план строительства

Список используемой литературы

Введение

В данном дипломном проекте разрабатывается вентиляция производственно - технического блока ООО «Буинского комбикормового завода», расположенного в г. Буинске. Это комплекс по производству комбикормов для обеспечения нужд сельхозпроизводителей в кормовом сырье и развития сельского хозяйства Республики Татарстан.

В этом блоке на первом этаже расположены химические лаборатории, моечные, средоварочные, автоклавные и другие помещения. На втором этаже располагаются административно – бытовые помещения.

Для лаборатории на первом этаже отведено помещение, состоящее из комплекса комнат. В ней проводятся исследования производимых комбикормов. Назначения некоторых комнат лаборатории:

- Средоварочная комната предназначена для приготовления сред. В средоварочной предусматривается следующее оборудование: шкафы, стулья, столы, ламинированный шкаф, электрическая плита, холодильник однокамерный, зонт вытяжной, СВЧ - печь, электронные весы.

-Автоклавная комната служит для обеззараживания и стерилизации. В автоклавной предусматривается следующее оборудование: стол лабораторный, установка СВЧ для обеззараживания, стерилизаторы, шкаф.

-Моечная комната обеспечена холодной и горячей водой и необходима для подготовки посуды к стерилизации.Моечная оборудована: 2-х секционной мойкой, электрической плитой, вытяжным зонтом, дистиллятором, столом и шкафами.

-Посевная комната предназначена для культивирования микроорганизмов. Посевная оборудована: ламинарный шкаф, холодильник фармацевтический, стол лабораторный, стул, термостат лабораторный, шкаф.

Также в лаборатории размещается необходимое оборудование, которое позволяет осуществить весь цикл работ по обеспечению запланированного микробиологического анализа.

Рядом с производственно – техническим блоком располагается здание свинарника – откормочника для содержания животных.

Глава 1

Технологическая часть

Введение

Эффективность проектируемой системы вентиляции, ее технико – экономические характеристики зависят от правильно принятой схемы воздухообмена и достоверности проведенных расчетов[1].

В данной главе рассматриваются вопросы определения теплового и влагорежима расчетных помещений, организации воздухообмена, расчета количества воздуха, необходимого для обеспечения требуемых параметров микроклимата в помещении.

Приточная система организованной вентиляции состоит из следующих элементов:

‑ воздухоприемного устройства;

- приточной камеры;

-сети воздуховодов, по которым воздух от вентилятора направляется в отдельные помещения;

- приточных отверстий, через которые воздух поступает в помещения;

-жалюзийных решеток, устанавливаемых при выходе воздуха из приточных отверстий;

- регулирующих устройств.

Вытяжные системы с механическим побуждением состоят из следующих конструктивных элементов:

- вытяжных отверстий, снабженных жалюзийными решетками или сетками;

- воздуховодов;

- вытяжной шахты, через которую воздух удаляется в атмосферу;

- регулирующих устройств.

Также производится аэродинамический расчет с подбром размеров воздуховодов и воздухораспределительных и воздухозаборных устройств. Затем подбирается необходимое оборудование.

В зданиях административно – бытового назначения применяется механическая приточно-вытяжная вентиляция.

Воздухообмен в проектных помещениях, кабинетах, служебных комнатах организовывается по схеме «сверху-вверх».

Приточный воздух подается из воздухораспределителей, расположенных в верхней зоне помещения. Вытяжка также осуществляется из верхней зоны.

Для лабораторных помещений проектируется отдельная приточно-вытяжная вентиляция с механическим побуждением. Температуру, относительную влажность и скорость движения воздуха в помещении лаборатории следует принимать как для производственных помещений, работы в которых относятся к категории легких. В помещениях, где производятся работы с вредными веществами, не допускается рециркуляция воздуха. Также должны быть предусмотрены открывающиеся части окон[2].

В химической лаборатории устанавливаются вытяжные шкафы. В помещениях средоварочной и моечной предусматриваются вытяжные зонты.

В помещении свинарника – откормочника проектирутся механическая приточная вентиляцию. Подача приточного воздуха в холодный и переходный периоды производится в верхнюю зону во избежание тококв воздуха с повышенной скоростью и избыточной температурой в зоне размещения животных. Распределение воздуха осуществляется рассредоточенно посредством воздуховодов равномерной раздачи[4].

Удаление воздуха в холодный период производится из верхней зоны помещения, что обеспечивает наиболее эффективное аэрирование помещения, исключает прорыв холодного воздуха через вытяжные отверстия в нижнюю зону, уменьшает шум от вентиляторов, позволяет с наибольшей эффективностью осуществить выброс загрязненного воздуха над кровлей здания.

В летнее время требуемый микроклимат обеспечивается путем естественного организованного воздухообмена (аэрации). Основным способом вентилирования здесь является сквозное проветривание через ворота, расположенные в противоположных торцах здания[3].

1. Исходные данные для проектирования

1.1 Расчетные параметры наружного воздуха

Климатические данные заданного района строительства в соответствии с рекомендуемыми нормами обеспеченности определяем по СНиП 23-01-99 “Строительная климатология и геофизика”[4] и приложению к СНиП 2.04.05 -91 “Отопление, вентиляция кондиционирование воздуха”[2].

При расчете вентиляции приводят параметры трех расчетных периодов года: теплого, переходного и холодного. Переходный период - это условный период, параметры воздуха для которого принимают одинаковыми для всей территории нашей страны. Теплым периодом года считается период, характеризуемый среднесуточной температурой наружного воздуха 10^о С и выше [1].

При расчете вентиляции рекомендуется принимать в качестве расчетных для теплого периода параметры А, для холодного – параметры Б.

Расчетные параметры наружного воздуха в переходный период года для вентиляции: температура воздуха + 10^о С, энтальпия – 26,5 кДж/кг.

Значения расчетных параметров, в том числе, определенных по I-d-диаграмме, заносим в таблицу 1.1.

Таблица 1.1. Расчетные параметры наружного воздуха

1.2 Расчетные параметры внутреннего воздуха

Выбор расчетных параметров внутреннего воздуха осуществляется согласно СНиП 2.04.05 – 91[2] в зависимости от вида помещения и от периода года.

Непостоянство воздействий внешних и внутренних факторов приводят к отклонению внутренних параметров от заданных.

Предел отклонения внутренних параметров от заданных величин определяется в зависимости от уровня требований к стабильности микроклимата в помещении [5].

Таблица 1.2. Расчетные параметры внутреннего воздуха помещений производственно-технического блока

Таблица 1.3. Расчетные параметры внутреннего воздуха свинарника - откормочника

2. Расчет поступлений теплоты и вредных веществ в помещения

2.1 Расчет выделяемых вредностей в помещение средоварочной

2.1.1 Расчет поступлений теплоты в помещение средоварочной

1) Теплопоступление от людей

Теплопоступление от человека зависит от степени тяжести выполняемой работы, от температуры окружающей среды, от возраста, пола, одежды.

Для расчета используем табличные данные в которых приведены теплопоступления для взрослого мужчины. В средоварочной работают 2 женщины – лаборанта, поэтому производим пересчет табличных данных, так как женщина выделяет 85% тепловыделений мужчины.

Расчет ведем по формуле:

Q_Л = 0,85∙ q∙n,

где q – полные тепловыделения от одного человека,

n – количество людей.

Расчет ведем для трех расчетных периодов года:

теплый период:

Q_Л = 0,85× 64×2= 108,8 Вт = 391,7 кДж/ч

переходный период:

Q_Л =0,85×85×2 = 146,2Вт = 526,32кДж/ч

холодный период:

Q_Л = 0,85×99×2 = 168,3Вт = 605,88кДж/ч

2) Теплопоступления от источников искусственного освещения

Определяются по формуле

Q_осв = E ∙F ∙q_осв ∙_осв ,

где Е – освещенность помещения [лк], Е = 200 [лк],

F – площадь пола помещения, F = 13,02 м² ,

q_осв – удельный тепловой поток от освещения, в зависимости от типа лампы,

q_осв = 0,077 Вт/(м² ×лк) для люминесцентных ламп,

_осв = 1 – доля тепла, поступающего в помещение.

Q_осв = 200 ×13,02 × 0,077× 1 = 200,5 Вт = 721,8 кДж/ч

3) Теплопоступления от солнечной радиации

Теплопоступления от солнечной радиации необходимо учитывать при значении t больше или равном 10 ^о С, т. е. в холодный период года оно не учитывается[6].

Q¹ _ср =q^I ₀ F₀ A₀

где F – площадь поверхности остекления, м² , F = 1,35 м² ,

A – коэффициент, учитывающий вид остекления, А = 1,15 (двойное)

q¹ о– удельный тепловой поток, максимальный в течении суток и при отсутствии облаков, зависит от географической широты, q¹ о = 125 ккал/ чм²

Q¹ _ср = 125 × 1,15 ×1,35× 1,163 = 225,7Вт = 812,5 кДж/ч

Солнечная радиация проникающая через кровлю не учитывается так как помещение расположено на первом этаже.

4) Тепловыделения от нагретых поверхностей

Теплопередача через стенки укрытий местных отсосов если известна температура нагретой поверхности определяется по формуле[16]

Q_П = αF (t_П - t_В )

где F – площадь нагретой поверхности. F=1,2 м²

t_П ,t_В - температуры нагретой поверхности и воздуха в помещении

α – коэффициент теплоотдачи

ν – скорость движения воздуха, ν=0,2 м/с

Q_П =5,19×1,2 (25-20)=31,14 Вт = 112,1кДж/ч

5)Тепловыделения от электрооборудования

В помещении средоварочной установлены приборы с номинальными мощностями: электрическая плита мощностью 3800 Вт, холодильник – 300 Вт, СВЧ-печь – 2500 Вт.

Тепловыделения от оборудования определяются по формуле[6]:

Q_ОБ = N_У ∙k_T ∙k_СП ∙k_o ∙k_з

где k_Т – коэффициент перехода тепла в помещение, 0,7; k_СП – коэффициент спроса на электроэнергию, который составляет 0,5; k_o – коэффициент одновременности работы приборов, который равен 0,4; k_з – коэффициент загруженности прибора; N_У – номинальная мощность прибора.

Тепловыделения от всех приборов будут составлять

Q_ОБ = (3800×0,6 + 300×0,7 + 2500×0,7)×0,5×0,7×0,4 =593 Вт =2137 кДж/ч

6) Общие избыточные теплопоступления:

ΔQ_П = Q_Л + Q_осв + Q_П + Q¹ _ср +Q_ОБ

Теплый период: ΔQ_П = Q_Л +Q_П +Q¹ _ср +Q_ОБ =391,7+ 112,1+812,5+2137=3453 кДж/ч

Переходный период: ΔQ_П = Q_Л + Q_осв + Q_П +0,5 Q¹ _ср +Q_ОБ =

526,32+721,8+112,1+0,5× 812,5+2137= 3903кДж/ч

Холодный период: ΔQ_П = Q_Л +Q_осв + Q_П + Q_ОБ =605,88+721,8+112,1+2137 = =3577 кДж/ч

2.1.2Определение избыточных влагопоступлений

Поступление влаги в помещение происходит в результате испарения с поверхности кожи и дыхания людей, испарения со свободной поверхности, химических реакций

Количество влаги, выделяемой людьми, определяется по формуле[1]:

М_Л = 0,85 nq,

где n - количество людей,

q - количество влаги, выделяемой одним человеком, г/ч.

Теплый период: М_Л = 0,85×2×115 = 195,5 г/ч

Переходный период: М_Л = 0,85×2×91=154,7 г/ч

Холодный период: М_Л = 0,85×2×75 = 127,5 г/ч

Количество влаги, испарившейся с поверхности некипящей воды определяется зависимостью[1]:

где а – коэффициент, зависящий от температуры поверхности испарения. а=0,03

р_ПОВ , р_ОКР – парциальное давление водяного пара при температуре поверхности испарения и в окружающем воздухе; В – барометрическое давление, кПа; ν – скорость воздуха над поверхностью испарения, м/с.

Общее количество влаги, поступающее в помещение рассчитывают как сумму влагопоступлений от различных источников.

М_ВЛ = М_Л + М_Н2О , г/ч

Теплый период: М_ВЛ =195,5 +25 = 220,5 г/ч

Переходный период: М_ВЛ = 154,7 + 25 = 179,7 г/ч

Холодный период: М_ВЛ = 127,5 + 25= 152,5 г/ч

2.1.3 Определение газо- и паровыделений

Количество двуокиси углерода СО₂ , содержащейся в выдыхаемом человеком воздухе, зависит от интенсивности его труда и обычно определяется по табличным данным

М_СО2 = 0,85 × 2× 25 = 42,5 л/ч

2.1.4 Выбор принципиальных решений системы вентиляции

Выбор схемы вентиляции для создания в помещениях воздушной среды, удовлетворяющей установленным гигиеническим нормам и технологическим требованиям, зависит от назначения здания, характера помещений и наличия вредных выделений. В зданиях административно – бытового назначения применяется механическая приточно-вытяжная вентиляция. При расчете вентиляции руководствуются данными о кратности воздухообмена в помещениях различного назначения, приведенными в СНиП[4]. Если для рассматриваемого помещения кратность воздухообмена не установлена, то вентиляционный объем определяется расчетом.

Воздухообмен в проектных помещениях, кабинетах, служебных комнатах организовывается по схеме «сверху-вверх».

Приточный воздух рекомендуется подавать из воздухораспределителей, расположенных в верхней зоне помещения. Вытяжка также осуществляется из верхней зоны.

Для лабораторных помещений необходимо проектировать отдельную приточно-вытяжную вентиляцию с механическим побуждением. Температуру, относительную влажность и скорость движения воздуха в помещении лаборатории следует принимать как для производственных помещений, работы в которых относятся к категории легких. В помещениях, где производятся работы с вредными веществами, не допускается рециркуляция воздуха. Также должны быть предусмотрены открывающиеся части окон[2].

В химической лаборатории устанавливаются вытяжные шкафы. В помещениях средоварочной и моечной предусматриваются вытяжные зонты.

В помещении свинарника – откормочника проектируем механическую приточную вентиляцию. Подача приточного воздуха в холодный и переходный периоды производится в верхнюю зону во избежание тококв воздуха с повышенной скоростью и избыточной температурой в зоне размещения животных. Распределение воздуха осуществляется рассредоточенно посредством воздуховодов равномерной раздачи[24].

Удаление воздуха в холодный период производится из верхней зоны помещения, что обеспечивает наиболее эффективное аэрирование помещения, исключает прорыв холодного воздуха через вытяжные отверстия в нижнюю зону, уменьшает шум от вентиляторов, позволяет с наибольшей эффективностью осуществить выброс загрязненного воздуха над кровлей здания.

В летнее время требуемый микроклимат обеспечивается путем естественного организованного воздухообмена (аэрации). Основным способом вентилирования здесь является сквозное проветривание через ворота, расположенные в противоположных торцах здания[3].

2.1.5 Расчет местных отсосов. Расчет вытяжного зонта

Вытяжные зонты используют для улавливания теплоты и вредных веществ от теплоисточников, когда более полное укрытие их невозможно. Зонт следует делать с центральным углом раскрытия не более 60º. Рассчитываем расход воздуха для зонта, расположенного на высоте l=0,9 м над плитой длиной а =0,6 м и шириной b= 0,5 м в помещении средоварочной. Конвективная теплоотдача источника Q=1100 Вт. Скорость движения воздуха в помещении ν_В = 0,2 м/с.

Осевая скорость в конвективном потоке на уровне всасывания зонта определяется по формуле[7]:

где d- эквивалентный по площади диаметр

Использование вытяжных зонтов рационально, если

значит использование зонта рационально.

Размеры приемного отверстия зонта рекомендуется применять следующими:

А = а +2 Δ ; В = b + 2 Δ, где

Находим параметр

и назначаем размеры зонта А = 0,6 + 2×0,086=0,772 м ; В=0,5 + 2×0,086= 0,672м

Расход воздуха для отсоса от источника равен:

где L_O – характерный расход, м³ /ч; k_П – множитель, характеризующий влияние геометрических параметров, характеризующих систему «источник-отсос», k_П =1 ; k_В – коэффициент, учитывающий влияние скорости движения воздуха в помещении; k_Т – коэффициент, учитывающий токсичность вредных выделений, k_Т = 1.

Для прямоугольных источников

Определяем расход воздуха

G_МО = Lρ_В , кг/ч

Теплый период: Gмо =214,4 ×1,18=253 кг/ч

Переходный период: Gуд =214,4×1,192 =255,6 кг/ч

Холодный период: Gуд =214,4×1,2 =257,3 кг/ч

Расчет вытяжного шкафа.

Лабораторные химические шкафы предусматривают, как правило, комбинированное удаление воздуха. Расход воздуха из таких шкафов определяется по формуле[1]:

где F – площадь рабочего проема шкафа, м² ; ν – расчетная скорость воздуха в проеме отсоса, м/с.

В нашем случае величину открывания проема установить невозможно и расход определяется по условным площадям проемов, принимаемым 0,2 м² на 1 м длины вытяжного шкафа. Скорость принимаем равной 0,5 м/с при предельно допустимой концентрации вредных веществ ≥ 10 мг/м³ по Справочнику.

F = l ×0,2= 1,25×0,2=0,25 м²

2.1.6 Расчет воздухообмена помещения средоварочной

В помещениях с тепло- и влаговыделениями воздухообмен определяется по I-d-диаграмме с одновременным учетом изменения энтальпии и влагосодержания воздуха.

Основной характеристикой изменения параметров воздуха в помещении является угловой коэффициент луча процесса, кДж/кг.

Эта характеристика определяется для трех периодов года.

Теплый период: ε= 3453 /0,2205 =15660 кДж/кг

Переходный период: ε =3903 /0, 1797= 21720 кДж/кг

Холодный период: ε = 3577/ 0,1525= 23460 кДж/кг

Расчет воздухообменов сводится к построению процессов изменения параметров воздуха в помещении. Графическое построение процессов на I-d-диаграмме при заданной точке Н с параметрами наружного воздуха позволяет определить параметры воздуха в следующих характерных точках:

П – приточного воздуха;

В – воздуха в обслуживаемой зоне помещения;

У – воздуха, удаляемого из верхней зоны помещения;

МО – воздуха, удаляемого из помещения местными отсосами.

Для общеобменной вентиляции параметры приточного воздуха определяют в теплый период года по параметрам наружного воздуха.

t_пр = t_н + Δ t_{в ,}

где Δt_В – подогрев воздуха в вентиляторе, Δt_В = 1-1,5 ºС.

В переходный период, также как и в теплый, параметры притока определяются по параметрам наружного воздуха с учетом теплового эквивалента работы вентилятора и подогрева воздуха в воздуховодах, проложенных в теплых помещениях.

Переходный период: t_пр = 10 + 1,5 =11,5 ^о С

В холодный период года параметры воздуха, подаваемого приточной системой вентиляции, находятся на пересечении линии d=const, проведенной из точки Н для холодного периода и изотермы 10-16 ºС.

Холодный период: t_пр = 16 ^о С

По заданному уровню температуры воздуха внутри помещения и лучу процесса, проведенному из точки П (в месте их пересечения на диаграмме), находят параметры воздуха в точке В. Здесь проводится проверка соответствия относительной влажности воздуха требуемым санитарно-гигиеническим условиям.

Точка У находится на пересечении луча процесса в помещении и изотермы t_УХ .

Температура воздуха, уходящего из верхней зоны помещения

t_ух = t_в + (Н_пом – 1,5) gradt,

где Н_пом – высота помещения, м

gradt – интенсивность изменения температуры по высоте здания, gradt = 1

Теплый период: t_ух = 25 + (3 - 1,5) = 26,5 ^о С

Переходный период: t_ух = 22 + (3 - 1,5) =23,5 ^о С

Холодный период: t_ух = 20 + (3 - 1,5) = 21,5 ^о С

Точка МО обычно совпадает с точкой В, характеризующей состояние воздуха в рабочей зоне[1].

Определяем требуемый воздухообмен для трех периодов

1)Воздухообмен по избыткам тепла при общеобменной вентиляции и местной вытяжке(один приток – две вытяжки):

Теплый период:

Переходный период:

Холодный период:

Gп = Gу + Gмо

Теплый период: Gп=1160+253=1413 кг/ч

Переходный период: Gп = 50+255,6=305,6 кг/ч

Холодный период: Gп = 353,4+257,3=610,7 кг/ч

2) Воздухообмен по избыткам влаги

Теплый период:

Переходный период:

Холодный период:

Gп = Gу + Gмо

Теплый период: Gп=650,7+253=903,7 кг/ч

Переходный период: Gп = 37,6+255,6=293,2 кг/ч

Холодный период: Gп = 151+257,3=408,3кг/ч

2.1.7 Выбор расчетного воздухообмена в помещении

Рассчитанный воздухообмен и параметры приточного и удаляемого воздуха заносятся в таблицу 2.1.

Так как в теплый период возможно проветривание через открытые проемы, за расчетный воздухообмен принимается больший из воздухообменов по переходному и холодному периоду Gп=610,7 кг/ч

Таблица 2.1 Сводная таблица параметров вентиляционного воздуха и воздухообменов в помещении

Определяем кратность воздухообмена

K = L/V,

где К – нормативная кратность воздухообмена, 1/ч

L – расчетный воздухообмен, м³ /ч

V – объем помещения (по внутреннему обмеру Н), м³ .

Кратность вытяжки

К = 353,4/39,06 = 9,1

Кратность притока

К =610,7/39,06 =15,6

2.2 Расчет выделяемых вредностей в помещение моечной

2.2.1 Расчет поступлений теплоты в помещение

1) Теплопоступление от людей

Для расчета используем табличные данные в которых приведены теплопоступления для взрослого мужчины. В моечной работают 2 женщины – лаборанта, поэтому производим пересчет табличных данных, так как женщина выделяет 85% тепловыделений мужчины[1].

Расчет ведем по формуле:

Q_Л = 0,85 qn,

где q – полные тепловыделения от одного человека,

n – количество людей.

Расчет ведем для трех расчетных периодов года:

теплый период:

Q_Л = 0,85× 64×2= 108,8 Вт = 391,7 кДж/ч

переходный период:

Q_Л =0,85×85×2 = 146,2Вт = 526,32кДж/ч

холодный период:

Q_Л = 0,85×99×2 = 168,3Вт = 605,88кДж/ч

2) Теплопоступления от источников искусственного освещения

Определяются по формуле

Q_осв = E∙F∙ q_осв ∙_осв ,

где Е – освещенность помещения [лк], Е = 200 [лк],

F – площадь пола помещения, F = 8,4 м² ,

q_осв – удельный тепловой поток от освещения, в зависимости от типа лампы,

q_осв = 0,077 Вт/(м² ×лк) для люминесцентных ламп,

_осв = 1 – доля тепла, поступающего в помещение.

Q_осв = 200 ×8,4 × 0,077× 1 =130 Вт = 465,7 кДж/ч

3) Теплопоступления от солнечной радиации

Теплопоступления от солнечной радиации необходимо учитывать при значении t больше или равном 10 ^о С, т. е. в холодный период года оно не учитывается

Q¹ _ср =q^I ₀ F₀ A₀

где F – площадь поверхности остекления, м² , F = 1,35 м² ,

A – коэффициент, учитывающий вид остекления, А = 1,15 (двойное)

q¹ о– удельный тепловой поток, максимальный в течении суток и при отсутствии облаков, зависит от географической широты, q¹ о = 125 ккал/ чм²

Q¹ _ср = 125 × 1,15 ×1,35× 1,163 = 225,7Вт = 812,5 кДж/ч

Солнечная радиация проникающая через кровлю не учитывается так как помещение расположено на первом этаже.

4) Тепловыделения от нагретых поверхностей

Теплопередача через стенки укрытий местных отсосов если известна температура нагретой поверхности определяется по формуле

Q_П = αF (t_П - t_В )

где F – площадь нагретой поверхности. F=1,2 м²

t_П ,t_В - температуры нагретой поверхности и воздуха в помещении

α – коэффициент теплоотдачи

ν – скорость движения воздуха, ν=0,2 м/с

Q_П =5,19×1,2 (25-20)=31,14 Вт = 112,1кДж/ч

5)Тепловыделения от электрооборудования

В помещении средоварочной установлены приборы с номинальными мощностями: электрическая плита мощностью 3800 Вт, дистиллятор - 3000 Вт.

Тепловыделения от оборудования определяются по формуле[26]:

Q_ОБ = N_У ∙k_T ∙k_СП ∙k_o ∙k_з

где k_Т – коэффициент перехода тепла в помещение, 0,7; k_СП – коэффициент спроса на электроэнергию, который составляет 0,5; k_o – коэффициент одновременности работы приборов, который равен 0,6; k_з – коэффициент загруженности прибора; N_У – номинальная мощность прибора.

Тепловыделения от всех приборов будут составлять

Q_ОБ = (3800×0,6 + 3000×0,7)×0,5×0,7×0,6 =920 Вт =3311,3 кДж/ч

6) Общие избыточные теплопоступления:

ΔQ_П = Q_Л + Q_осв + Q_П + Q¹ _ср +Q_ОБ

Теплый период: ΔQ_П = Q_Л +Q_П +Q¹ _ср +Q_ОБ =391,7+ 112,1+812,5+3311,3=4627,6 кДж/ч

Переходный период: ΔQ_П = Q_Л + Q_осв + Q_П +0,5 Q¹ _ср +Q_ОБ =

526,32+465,7+112,1+0,5× 812,5+3311,3= 4821,6кДж/ч

Холодный период: ΔQ_П = Q_Л +Q_осв + Q_П + Q_ОБ =605,88+465,7+112,1+3311,3 = =4495 кДж/ч

2.2.2Определение избыточных влагопоступлений

Поступление влаги в помещение происходит в результате испарения с поверхности кожи и дыхания людей, испарения со свободной поверхности, химических реакций

Количество влаги, выделяемой людьми, определяется по формуле:

М_Л = 0,85 nq,

где n - количество людей,

q - количество влаги, выделяемой одним человеком, г/ч.

Теплый период: М_Л = 0,85×2×115 = 195,5 г/ч

Переходный период: М_Л = 0,85×2×91=154,7 г/ч

Холодный период: М_Л = 0,85×2×75 = 127,5 г/ч

Количество влаги, испарившейся с поверхности некипящей воды определяется зависимостью[1]:

где а – коэффициент, зависящий от температуры поверхности испарения. а=0,03

р_ПОВ , р_ОКР – парциальное давление водяного пара при температуре поверхности испарения и в окружающем воздухе; В – барометрическое давление, кПа; ν – скорость воздуха над поверхностью испарения, м/с.

Общее количество влаги, поступающее в помещение рассчитывают как сумму влагопоступлений от различных источников.

М_ВЛ = М_Л + М_Н2О , г/ч

Теплый период: М_ВЛ =195,5 +75 = 270,5 г/ч

Переходный период: М_ВЛ = 154,7 + 75 = 229,7 г/ч

Холодный период: М_ВЛ = 127,5 + 75= 202,5 г/ч

2.2.3 Определение газо- и паровыделений

Количество двуокиси углерода СО₂ , содержащейся в выдыхаемом человеком воздухе, зависит от интенсивности его труда и обычно определяется по табличным данным

М_СО2 = 0,85 × 2× 25 = 42,5 л/ч

2.2.4 Расчет воздухообмена помещения моечной

Основной характеристикой изменения параметров воздуха в помещении является угловой коэффициент луча процесса, кДж/кг.

Эта характеристика определяется для трех периодов года.

Теплый период: ε= 4627,6 /0,2705 =17107 кДж/кг

Переходный период: ε =4821,6 /0,2297= 20990 кДж/кг

Холодный период: ε = 4495/ 0,2025=22197,5 кДж/кг

Расчет воздухообменов сводится к построению процессов изменения параметров воздуха в помещении. Графическое построение процессов на I-d-диаграмме при заданной точке Н с параметрами наружного воздуха позволяет определить параметры воздуха в следующих характерных точках:

П – приточного воздуха;

В – воздуха в обслуживаемой зоне помещения;

У – воздуха, удаляемого из верхней зоны помещения;

МО – воздуха, удаляемого из помещения местными отсосами.

Для общеобменной вентиляции параметры приточного воздуха определяют в теплый период года по параметрам наружного воздуха.

t_пр = t_н + Δ t_в,

где Δt_В – подогрев воздуха в вентиляторе, Δt_В = 1-1,5 ºС.

В переходный период, также как и в теплый, параметры притока определяются по параметрам наружного воздуха с учетом теплового эквивалента работы вентилятора и подогрева воздуха в воздуховодах, проложенных в теплых помещениях.

Переходный период: t_пр = 10 + 1,5 =11,5 ^о С

В холодный период года параметры воздуха, подаваемого приточной системой вентиляции, находятся на пересечении линии d=const, проведенной из точки Н для холодного периода и изотермы 10-16 ºС.

Холодный период: t_пр = 16 ^о С

По заданному уровню температуры воздуха внутри помещения и лучу процесса, проведенному из точки П (в месте их пересечения на диаграмме), находят параметры воздуха в точке В. Здесь проводится проверка соответствия относительной влажности воздуха требуемым санитарно-гигиеническим условиям.

Точка У находится на пересечении луча процесса в помещении и изотермы t_УХ .

Температура воздуха, уходящего из верхней зоны помещения

t_ух = t_в + (Н_пом – 1,5) gradt,

где Н_пом – высота помещения, м

gradt – интенсивность изменения температуры по высоте здания, gradt = 1

Теплый период: t_ух = 25 + (3 - 1,5) = 26,5 ^о С

Переходный период: t_ух = 22 + (3 - 1,5) =23,5 ^о С

Холодный период: t_ух = 20 + (3 - 1,5) = 21,5 ^о С

Точка МО обычно совпадает с точкой В, характеризующей состояние воздуха в рабочей зоне.

Определяем требуемый воздухообмен для трех периодов

1)Воздухообмен по избыткам тепла при общеобменной вентиляции и местной вытяжке(один приток – две вытяжки):

Теплый период:

Переходный период:

Холодный период:

Gп = Gу + Gмо

Теплый период: Gп=1790+253=2043 кг/ч

Переходный период: Gп = 114,5+255,6=370,1 кг/ч

Холодный период: Gп = 569+257,3=826,3 кг/ч

2) Воздухообмен по избыткам влаги

Теплый период:

Переходный период:

Холодный период:

Gп = Gу + Gмо

Теплый период: Gп=817,3+253=1070,3 кг/ч

Переходный период: Gп =109+255,6=364,6 кг/ч

Холодный период: Gп = 313,3+257,3=570,6кг/ч

2.2.5 Выбор расчетного воздухообмена в помещении

Рассчитанный воздухообмен и параметры приточного и удаляемого воздуха заносятся в таблицу 2.1.

Так как в теплый период возможно проветривание через открытые проемы, за расчетный воздухообмен принимается больший из воздухообменов по переходному и холодному периоду Gп=826,3 кг/ч

Определяем кратность воздухообмена.

K = L/V,

где К – нормативная кратность воздухообмена, 1/ч

L – расчетный воздухообмен, м³ /ч

V – объем помещения (по внутреннему обмеру Н), м³

Кратность вытяжки

К = 569/25,2 =22,6

Кратность притока

К = 826,3/25,2=32,8

Таблица 2.2 Сводная таблица параметров вентиляционного воздуха и воздухообменов в помещении

2.3 Расчет выделения вредностей в помещение автоклавной

2.3.1 Расчет поступлений теплоты в помещение

1) Теплопоступление от людей

Для расчета используем табличные данные в которых приведены теплопоступления для взрослого мужчины. В автоклавной работают 3 женщины – лаборанта, поэтому производим пересчет табличных данных, так как женщина выделяет 85% тепловыделений мужчины[1].

Расчет ведем по формуле:

Q_Л = 0,85 ∙q∙n,

где q – полные тепловыделения от одного человека,

n – количество людей.

Расчет ведем для трех расчетных периодов года:

теплый период:

Q_Л = 0,85× 64×3= 163,2 Вт = 587,5 кДж/ч

переходный период:

Q_Л =0,85×85×3 = 216,7Вт = 780,3кДж/ч

холодный период:

Q_Л = 0,85×99×3 = 252,4Вт = 908,8кДж/ч

2) Теплопоступления от источников искусственного освещения

Определяются по формуле

Q_осв = E∙ F∙q_осв ∙_осв ,

где Е – освещенность помещения [лк], Е = 200 [лк],

F – площадь пола помещения, F = 12,6 м² ,

q_осв – удельный тепловой поток от освещения, в зависимости от типа лампы,

q_осв = 0,077 Вт/(м² ×лк) для люминесцентных ламп,

_осв = 1 – доля тепла, поступающего в помещение.

Q_осв = 200 ×12,6 × 0,077× 1 =194 Вт = 698,5 кДж/ч

3) Теплопоступления от солнечной радиации

Теплопоступления от солнечной радиации необходимо учитывать при значении t больше или равном 10 ^о С, т. е. в холодный период года оно не учитывается

Q¹ _ср =q^I ₀ ∙F₀ ∙A₀

где F – площадь поверхности остекления, м² , F = 1,35 м² ,

A – коэффициент, учитывающий вид остекления, А = 1,15 (двойное)

q¹ о– удельный тепловой поток, максимальный в течении суток и при отсутствии облаков, зависит от географической широты, q¹ о = 125 ккал/ чм²

Q¹ _ср = 125 × 1,15 ×1,35× 1,163 = 225,7Вт = 812,5 кДж/ч

Солнечная радиация проникающая через кровлю не учитывается так как помещение расположено на первом этаже.

4)Тепловыделения от электрооборудования

В помещении автоклавной установлены приборы с номинальными мощностями: установка СВЧ обеззараживающая - 2500 Вт, стерилизаторы - 5 шт по 30 Вт.

Тепловыделения от оборудования определяются по формуле[6]:

Q_ОБ = N_У ∙k_T ∙k_СП ∙k_o ∙k_з

где k_Т – коэффициент перехода тепла в помещение, 0,7; k_СП – коэффициент спроса на электроэнергию, который составляет 0,5; k_o – коэффициент одновременности работы приборов, который равен 0,6; k_з – коэффициент загруженности прибора; N_У – номинальная мощность прибора.

Тепловыделения от всех приборов будут составлять

Q_ОБ = (5×30×0,8 + 2500×0,7)×0,5×0,7×0,6 =392,7 Вт =1413,7 кДж/ч

5) Общие избыточные теплопоступления:

ΔQ_П = Q_Л + Q_осв + Q¹ _ср +Q_ОБ

Теплый период: ΔQ_П = Q_Л +Q¹ _ср +Q_ОБ =587,5+812,5+1413,7 = 2813,7кДж/ч

Переходный период: ΔQ_П = Q_Л + Q_осв +0,5 Q¹ _ср +Q_ОБ =

= 780,3+698,5+0,5× 812,5+1413,7= 3298,7 кДж/ч

Холодный период: ΔQ_П = Q_Л +Q_осв + Q_ОБ = 908,8+698,5+1413,7 = 3031 кДж/ч

2.3.2Определение избыточных влагопоступлений

Поступление влаги в помещение происходит в результате испарения с поверхности кожи и дыхания людей, испарения со свободной поверхности, химических реакций

Количество влаги, выделяемой людьми, определяется по формуле:

М_Л = 0,85 nq,

где n - количество людей,

q - количество влаги, выделяемой одним человеком, г/ч.

Теплый период: М_Л = 0,85×3×115 = 293,2 г/ч

Переходный период: М_Л = 0,85×3×91=232 г/ч

Холодный период: М_Л = 0,85×3×75 = 191,2 г/ч

2.3.3 Определение газо- и паровыделений

Количество двуокиси углерода СО₂ , содержащейся в выдыхаемом человеком воздухе, зависит от интенсивности его труда и обычно определяется по табличным данным

М_СО2 = 0,85 × 2× 25 = 42,5 л/ч

2.3.4 Расчет воздухообмена помещения автоклавной

Основной характеристикой изменения параметров воздуха в помещении является угловой коэффициент луча процесса, кДж/кг.

Эта характеристика определяется для трех периодов года.

Теплый период: ε= 2813,7/0,2932 = 9596 кДж/кг

Переходный период: ε =3298,7/0,232 = 15511,6 кДж/кг

Холодный период: ε = 3031/0,1912 = 15853 кДж/кг

Расчет воздухообменов сводится к построению процессов изменения параметров воздуха в помещении. Графическое построение процессов на I-d-диаграмме при заданной точке Н с параметрами наружного воздуха позволяет определить параметры воздуха в следующих характерных точках:

П – приточного воздуха;

В – воздуха в обслуживаемой зоне помещения;

У – воздуха, удаляемого из верхней зоны помещения;

Для общеобменной вентиляции параметры приточного воздуха определяют в теплый период года по параметрам наружного воздуха.

t_пр = t_н + Δ t_в,

где Δt_В – подогрев воздуха в вентиляторе, Δt_В = 1-1,5 ºС.

В переходный период, также как и в теплый, параметры притока определяются по параметрам наружного воздуха с учетом теплового эквивалента работы вентилятора и подогрева воздуха в воздуховодах, проложенных в теплых помещениях.

Переходный период: t_пр = 10 + 1,5 =11,5 ^о С

В холодный период года параметры воздуха, подаваемого приточной системой вентиляции, находятся на пересечении линии d=const, проведенной из точки Н для холодного периода и изотермы 10-16 ºС.

Холодный период: t_пр = 16 ^о С

По заданному уровню температуры воздуха внутри помещения и лучу процесса, проведенному из точки П (в месте их пересечения на диаграмме), находят параметры воздуха в точке В. Здесь проводится проверка соответствия относительной влажности воздуха требуемым санитарно-гигиеническим условиям.

Точка У находится на пересечении луча процесса в помещении и изотермы t_УХ .

Температура воздуха, уходящего из верхней зоны помещения

t_ух = t_в + (Н_пом – 1,5) gradt,

где Н_пом – высота помещения, м

gradt – интенсивность изменения температуры по высоте здания, gradt = 1

Теплый период: t_ух = 25 + (3 - 1,5) = 26,5 ^о С

Переходный период: t_ух = 22 + (3 - 1,5) =23,5 ^о С

Холодный период: t_ух = 20 + (3 - 1,5) = 21,5 ^о С

Определяем требуемый воздухообмен для трех периодов

1)Воздухообмен по избыткам тепла при общеобменной вентиляции:

Теплый период:

Переходный период:

Холодный период:

2) Воздухообмен по избыткам влаги

Теплый период:

Переходный период:

Холодный период:

2.3.5 Выбор расчетного воздухообмена в помещении

Рассчитанный воздухообмен и параметры приточного и удаляемого воздуха заносятся в таблицу 2.3.

Так как в теплый период возможно проветривание через открытые проемы, за расчетный воздухообмен принимается больший из воздухообменов по переходному и холодному периоду Gп=478 кг/ч

Определяем кратность воздухообмена

K = L/V,

где К – нормативная кратность воздухообмена, 1/ч

L – расчетный воздухообмен, м³ /ч

V – объем помещения (по внутреннему обмеру Н), м³

К=478/37,8=12,6

2.4 Расчетвыделения вредностей в помещение посевной

2.4.1 Расчет поступлений теплоты в помещение

1) Теплопоступление от людей

Для расчета используем табличные данные в которых приведены теплопоступления для взрослого мужчины. В посевной работают 2 женщины – лаборанта, поэтому производим пересчет табличных данных, так как женщина выделяет 85% тепловыделений мужчины[1].

Расчет ведем по формуле:

Q_Л = 0,85∙ q∙ n,

где q – полные тепловыделения от одного человека,

n – количество людей.

Расчет ведем для трех расчетных периодов года:

теплый период:

Q_Л = 0,85× 64×2= 108,8 Вт = 391,7 кДж/ч

переходный период:

Q_Л =0,85×85×2 = 146,2Вт = 526,32кДж/ч

холодный период:

Q_Л = 0,85×99×2 = 168,3Вт = 605,88кДж/ч

2) Теплопоступления от источников искусственного освещения

Определяются по формуле

Q_осв = E∙ F∙ q_осв ∙_осв ,

где Е – освещенность помещения [лк], Е = 200 [лк],

F – площадь пола помещения, F = 5,2 м² ,

q_осв – удельный тепловой поток от освещения, в зависимости от типа лампы,

q_осв = 0,077 Вт/(м² ×лк) для люминесцентных ламп,

_осв = 1 – доля тепла, поступающего в помещение.

Q_осв = 200 ×5,2 × 0,077× 1 =80,1 Вт = 288,3 кДж/ч

3) Теплопоступления от солнечной радиации

Теплопоступления от солнечной радиации необходимо учитывать при значении t больше или равном 10 ^о С, т. е. в холодный период года оно не учитывается

Q¹ _ср =q^I ₀ ∙F₀ ∙A₀

где F – площадь поверхности остекления, м² , F = 1,35 м² ,

A – коэффициент, учитывающий вид остекления, А = 1,15 (двойное)

q¹ о– удельный тепловой поток, максимальный в течении суток и при отсутствии облаков, зависит от географической широты, q¹ о = 125 ккал/ чм²

Q¹ _ср = 125 × 1,15 ×1,35× 1,163 = 225,7Вт = 812,5 кДж/ч

Солнечная радиация проникающая через кровлю не учитывается так как помещение расположено на первом этаже.

4)Тепловыделения от электрооборудования

В помещении посевной установлены приборы с номинальными мощностями: ламинарный шкаф - 300 Вт, холодильник фармацевтический - 300 Вт, термостат лабораторный – 200 Вт.

Тепловыделения от оборудования определяются по формуле[6]:

Q_ОБ = N_У ∙k_T ∙k_СП ∙k_o ∙k_з

где k_Т – коэффициент перехода тепла в помещение, 0,7; k_СП – коэффициент спроса на электроэнергию, который составляет 0,5; k_o – коэффициент одновременности работы приборов, который равен 0,6; k_з – коэффициент загруженности прибора; N_У – номинальная мощность прибора.

Тепловыделения от всех приборов будут составлять

Q_ОБ = (300+300+200)×0,8×0,5×0,7×0,6 =134 Вт =483,8 кДж/ч

5) Общие избыточные теплопоступления:

ΔQ_П = Q_Л + Q_осв + Q¹ _ср +Q_ОБ

Теплый период: ΔQ_П = Q_Л +Q¹ _ср +Q_ОБ =391,7+812,5+483,8 = 1688 кДж/ч

Переходный период: ΔQ_П = Q_Л + Q_осв +0,5 Q¹ _ср +Q_ОБ =

= 526,3+288,3+0,5× 812,5+483,8 = 1704,7 кДж/ч

Холодный период: ΔQ_П = Q_Л +Q_осв + Q_ОБ = 605,88+288,3+483,8 = 1378 кДж/ч

2.4.2Определение избыточных влагопоступлений

Поступление влаги в помещение происходит в результате испарения с поверхности кожи и дыхания людей, испарения со свободной поверхности, химических реакций

Количество влаги, выделяемой людьми, определяется по формуле:

М_Л = 0,85∙ n∙ q,

где n - количество людей,

q - количество влаги, выделяемой одним человеком, г/ч.

Теплый период: М_Л = 0,85×2×115 = 195,5 г/ч

Переходный период: М_Л = 0,85×2×91=154,7 г/ч

Холодный период: М_Л = 0,85×2×75 = 127,5 г/ч

2.4.3 Определение газо- и паровыделений

Количество двуокиси углерода СО₂ , содержащейся в выдыхаемом человеком воздухе, зависит от интенсивности его труда и обычно определяется по табличным данным

М_СО2 = 0,85 × 2× 25 = 42,5 л/ч

2.4.4 Расчет воздухообмена помещения посевной

Основной характеристикой изменения параметров воздуха в помещении является угловой коэффициент луча процесса, кДж/кг.

Эта характеристика определяется для трех периодов года.

Теплый период: ε= 1688/0,1955 = 8634 кДж/кг

Переходный период: ε =1704,7/0,1547 = 11019 кДж/кг

Холодный период: ε = 1378/0,1275 = 10808 кДж/кг

Расчет воздухообменов сводится к построению процессов изменения параметров воздуха в помещении. Графическое построение процессов на I-d-диаграмме при заданной точке Н с параметрами наружного воздуха позволяет определить параметры воздуха в следующих характерных точках:

П – приточного воздуха;

В – воздуха в обслуживаемой зоне помещения;

У – воздуха, удаляемого из верхней зоны помещения;

Для общеобменной вентиляции параметры приточного воздуха определяют в теплый период года по параметрам наружного воздуха.

t_пр = t_н + Δ t_{в ,}

где Δt_В – подогрев воздуха в вентиляторе, Δt_В = 1-1,5 ºС.

В переходный период, также как и в теплый, параметры притока определяются по параметрам наружного воздуха с учетом теплового эквивалента работы вентилятора и подогрева воздуха в воздуховодах, проложенных в теплых помещениях.

Переходный период: t_пр = 10 + 1,5 =11,5 ^о С

В холодный период года параметры воздуха, подаваемого приточной системой вентиляции, находятся на пересечении линии d=const, проведенной из точки Н для холодного периода и изотермы 10-16 ºС.

Холодный период: t_пр = 16 ^о С

По заданному уровню температуры воздуха внутри помещения и лучу процесса, проведенному из точки П (в месте их пересечения на диаграмме), находят параметры воздуха в точке В. Здесь проводится проверка соответствия относительной влажности воздуха требуемым санитарно-гигиеническим условиям.

Точка У находится на пересечении луча процесса в помещении и изотермы t_УХ .

Температура воздуха, уходящего из верхней зоны помещения

t_ух = t_в + (Н_пом – 1,5) gradt,

где Н_пом – высота помещения, м

gradt – интенсивность изменения температуры по высоте здания, gradt = 1

Теплый период: t_ух = 25 + (3 - 1,5) = 26,5 ^о С

Переходный период: t_ух = 22 + (3 - 1,5) =23,5 ^о С

Холодный период: t_ух = 20 + (3 - 1,5) = 21,5 ^о С

Определяем требуемый воздухообмен для трех периодов

1)Воздухообмен по избыткам тепла при общеобменной вентиляции:

Теплый период:

Переходный период:

Холодный период:

2) Воздухообмен по избыткам влаги

Теплый период:

Переходный период:

Холодный период:

2.4.5 Выбор расчетного воздухообмена в помещении

Рассчитанный воздухообмен и параметры приточного и удаляемого воздуха заносятся в таблицу 2.4.

Так как в теплый период возможно проветривание через открытые проемы, за расчетный воздухообмен принимается больший из воздухообменов по переходному и холодному периоду Gп=172,2 кг/ч

Определяем воздухообмен

K = L/V,

где К – нормативная кратность воздухообмена, 1/ч

L – расчетный воздухообмен, м³ /ч

V – объем помещения (по внутреннему обмеру Н), м³

К=172,2/15,6=11

Таблица 2.4 Сводная таблица параметров вентиляционного воздуха и воздухообменов в помещении

2.5 Расчет выделения вредностей в помещение свинарника - откормочника

2.5.1 Определение теплопоступлений

1) Теплопоступления от животных.

Поток явной теплоты от животных определяется по формуле[24]

Q_ЯВ = n∙ q_ЯВ ∙с ∙1,16

где n= 80 – количество животных; q_ЯВ – норма потока явной теплоты от одного животного живой массой 200 кг, q_ЯВ = 1290 кДж/ч; с – поправочный коэффициент на выделение теплоты в помещении, параметры воздуха в котором отличаются от табличных. Определяется по номограмме 3.1.

Теплый период: Q_ЯВ = 80×1290×0,53×1,16=63447,4 Вт =228410,5 кДж/ч

Переходный период: Q_ЯВ = 80×1290×0,62×1,16=74221,4 Вт =267197,2 кДж/ч

Холодный период: Q_ЯВ = 80×1290×0,69×1,16=80207 Вт =288745,3 кДж/ч

2) Теплопоступления от источников искусственного освещения

Определяются по формуле

Q_осв = E∙ F∙q_осв ∙_осв ,

где Е – освещенность помещения [лк], Е = 75 [лк],

F – площадь пола помещения, F = 552,6 м² ,

q_осв – удельный тепловой поток от освещения, в зависимости от типа лампы,

q_осв = 0,056 Вт/(м² ×лк) для люминесцентных ламп,

_осв = 1 – доля тепла, поступающего в помещение.

Q_осв = 75 ×552,6 × 0,056× 1 =2321 Вт =8355,3 кДж/ч

3) Теплопоступления от солнечной радиации.

Теплопоступления от солнечной радиации необходимо учитывать при значении t больше или равном 10 ^о С, т. е. В холодный период года оно не учитывается

Q¹ _ср =q^I ₀ ∙F₀ ∙A₀

где F – площадь поверхности остекления, м² , F = 21,12 м² ,

A – коэффициент, учитывающий вид остекления, А = 1,15 (двойное)

q¹ ср,– удельный тепловой поток, максимальный в течении суток и при отсутствии облаков, зависит от географической широты, q¹ ср = 125 ккал/ чм²

Q¹ _ср = 125 × 1,15 ×21,12× 1,163 =3530,8Вт = 12711,1 кДж/ч

4) Общие избыточные теплопоступления:

ΔQ_П = Q_ЯВ + Q_осв + Q¹ _ср ,

Теплый период: ΔQ_П = Q_ЯВ +Q¹ _ср = 228410,5+12711,1= 241121,6кДж/ч

Переходный период: ΔQ_П = Q_ЯВ + Q_осв +0,5 Q¹ _ср = 267197,2+8355,3 +0,5×12711,1=281908,1 кДж/ч

Холодный период: ΔQ_П = Q_ЯВ + Q_осв = 288745,3 +8355,3 =285000,6 кДж/ч

2.5.2 Определение влаговыделений

1) Влаговыделения от животных

Определяются по следующей формуле

М_Ж = n∙ q_ж ∙с₁ , г/ч

где q_ж – норма влаговыделения от одного животного, q_ж = 175 г/ч; с₁ - поправочный коэффициент на выделение водяных паров для помещения, параметры воздуха в котором отличны от табличных. Определяется по номограмме 3.1[8].

Теплый период: М_Ж = 80×175×1,7=23800 г/ч

Переходный период: М_Ж = 80×175×1,5=21000 г/ч

Холодный период:М_Ж = 80×175×1,4=19600 г/ч

2) Влаговыделения со смоченной поверхности пола.

М_СМ = 6 ∙ 10^-3 (t_В –t_М )F , кг/ч

где t_В ,t_М –температуры воздуха в помещении по сухому и мокрому термометрам F – площадь поверхности испарения.

Теплый период: М_СМ = 6 ∙10^-3 (26,8 –16,8)552,6=17,2 кг/ч

Переходный период: М_СМ = 6 ∙ 10^-3 (20–15,8)275=13,9 кг/ч

Холодный период: М_СМ = 6 ∙10^-3 (18–14)275=13,3 кг/ч

3)Влаговыделения с открытых водных поверхностей поилок.

М_П = w∙ F

где F –площадь поилок, w – удельные влаговыделения с единицы площади в зависимости от параметров наружного воздуха. Определяется по Справочнику[9].

Теплый период: М_П = 220 × 16×0,25=0,88 кг/ч

Переходный период: М_П = 170×16×0,25 = 0,68кг/ч

Холодный период: М_П =150×16×0,25 = 0,6кг/ч

4) Количество влаги, испаряющейся из навоза определяется по формуле[10]:

где p_НАВ =6,5 кг/сут – масса выделяемого свиньей навоза в сутки, z – усушка навоза в сутки, z = 40 %.

5)Общие влаговыделения

М_ВЛ = М_Ж + М_СМ +М_П + М_НАВ

Теплый период: М_ВЛ =23,8+17,2+0,88+8,67=50,55 кг/ч

Переходный период: М_ВЛ = 21+13,9+0,68+8,67=44,25 кг/ч

Холодный период: М_ВЛ = 19,6+13,3+0,6+8,67=43,1 кг/ч

2.5.3 Определение газовыделений

Несмотря на то, что в нормах приводятся сведения о выделениях сероводорода и аммиака, эти вредности не являются расчетными. Воздухообмен для их ассимиляции значительно ниже, чем для разбавления углекислого газа.

Выделение углекислого газа животными

М_СО2 = nq_СО2 = 80 ×0,093 =7,44 м³ /ч

2.5.4 Расчет воздухообмена помещения свинарника - откормочника

При расчете по I-d-диаграмме исходной характеристикой изменения параметров воздуха в помещении является угловой коэффициент луча процесса, кДж/кг.

Эта характеристика определяется для трех периодов года.

Теплый период: ε= 241121,6 /50,55 =4770 кДж/кг

Переходный период: ε =281908,1/44,25= 6371 кДж/кг

Холодный период: ε =285000,6/43,1= 5900 кДж/кг

Холодный период.

Для определения температуры приточного воздуха в зимний период на диаграмме из точки В, характеризующей параметры внутреннего воздуха, проводят луч процесса до пересечения с линией подогрева, проведенной из точки Н вертикально вверх. Точка П характеризует параметры приточного воздуха. Проводим луч процесса при t_В =18 ºС и φ_В = 65% , получаем температуру приточного воздуха t_ПР = - 10 º С.

Определяем воздухообмен по формуле[11]:

Определяем воздухообмен по ассимиляции углекислоты

где С_В , С_Н предельно допустимые концентрации газа в воздухе помещений и наружном воздухе. С_В =2,0 л/м³ для свинарников, С_Н =0,3 л/м³ .

Принимая в качестве расчетного воздухообмен по ассимиляции углекислоты, корректируем по I-d-диаграмме параметры воздуха.

Находим влагосодержание внутреннего воздуха по формуле

Проводим на диаграмме прямую d_В1 = const до пересечения с изотермой t_В =18 ºС в точке В₁ , характеризующей параметры внутреннего воздуха при новом воздухообмене. Проведя луч процесса с ранее вычисленным значением углового коэффициента, находим новое значение температуры приточного воздуха t_ПР = - 8,2 º С. Относительная влажность внутреннего воздуха составляет φ_В = 62%, что допускается технологическими нормами.

Расход теплоты на подогрев приточного воздуха определяется по формуле

Q_ПР =0,28 с Lρ(t_ПР -t_Н ), Вт

Q_ПР = 0,28×1×4376,5×1,208(31-8,2)=33751 Вт

Переходный период.

Расчетные параметры внутреннего воздуха принимаем по условиям холодного периода при t_В =18 ºС и φ_В = 65%.

Расчет тепловоздушного режима в переходный период отличается тем, что расчетные параметры наружного воздуха не известны. Необходимо подчеркнуть, что для животноводческих помещений температура переходного периода составляет -5….-10 ºС, и существенно отличается от принятой для расчетов вентиляции гражданских и промышленных зданий.

Определяем в первом приближении начальную температуру переходного периода по формуле:

где ∑F/R₀ – суммарный поток теплоты, теряемый сквозь ограждающие конструкции и пол, равный 890 Вт/ ºС.

На I-d диаграмме наносим точку Н (t_ПЕР = - 8,3 ºС, φ = 80%) и находим влагосодержание внутреннего воздуха по формуле:

Проводим луч процесса из точки Н до пересечения с изотермой t_В =18 ºС. Полученная точка В не попадает на прямую d_В = 9,9 г/кг, поэтому задаемся новым значением воздухообмена L = 6105,1 м³ /ч и делаем перерасчет.

При новых значениях

В точке В₁ имеем параметры внутреннего воздуха t_В = 18 ºС, φ = 61 %, т. е. условия расчета соблюдены.

Летний период.

Расчетную температуру внутреннего воздуха принимаем на 3 ºС выше расчетной температуры наружного воздуха, т. е. t_В = 26,8 ºС.

Наносим на I-d диаграмму точку Н, характеризующую состояние наружного воздуха и из этой точки проводим луч процесса до пересечения с изотермой t_В = 26,8 ºС. Точка В определяет параметры внутреннего воздуха.

Определяем воздухообмен по ассимиляции тепловлагоизбытков:

За расчетную величину воздухообмена принимаем большую.

L =6105,1 м³ /ч

Определяем кратность воздухообмена:

K = L/V,

где К – нормативная кратность воздухообмена, 1/ч

L – расчетный воздухообмен, м³ /ч

V – объем помещения (по внутреннему обмеру Н), м³

К=6105,1/1713,1=3,6

Для зимнего периода проектируем механическую приточно-вытяжную вентиляцию. Приток осуществляется через организованную сеть воздуховодов, вытяжка – при помощи крышных вентиляторов.

В летний период воздухообмен происходит за счет аэрации.

2.5.5 Расчет аэрации

Расчет аэрации при действии гравитационного давления. Исходными данными для расчета являются:

G_В = G_ПР = 5152 кг/ч = 1,43 кг/с, t_Н = 23,8 ºС – температура наружного воздуха, t_ЗР = 26,8 ºС – температура в зоне размещения животных, t_У –температура удаляемого из помещения воздуха.

t_У = t_ЗР + h_П gradt =26,8 + 6,9 0,7 = 31,6 ºС

где h_П – высота расположения вытяжных аэрационных отверстий, отсчитанная от середины зоны размещения. gradt – температурный градиент, принимаемый для животноводческих помещений 0,6 – 1 ºС/м.

t_СР – средняя температура воздуха внутри помещения, ºС

t_СР = (t_ЗР +t_У )/2 = (26,8+31,6)/2=29,2 ºС

ρ_Н ,ρ_ЗР ,ρ_У ,ρ_СР – плотности воздуха при соответствующих температурах.

Определяем расстояние между нейтральной линией и уровнем центров вытяжных аэрационных отверстий[11]:

где Н – высота помещения от середины зоны размещения до уровня вытяжного отверстия, μ – коэффициент расхода аэрационного отверстия.

Тогда расстояние от нейтральной линии до центров приточных отверстий составит

h_Н = Н – h_В = 6,9 – 4,73 = 2,17 м

Общая площадь приточных отверстий составит

Общая площадь вытяжных отверстий составит

3. Определение воздухообмена по нормативной кратности

Для остальных помещений воздухообмен определяется по его нормативной кратности:

K = L/V,

где К – нормативная кратность воздухообмена, 1/ч

L – расчетный воздухообмен, м³ /ч

V – объем помещения (по внутреннему обмеру Н), м³ .

Площадь жалюзийных решеток подбирается по формуле[7]:

где L – расход воздуха, м³ /ч

ν – скорость движения воздуха в сечении решетки:

для притока ν = 0,5 – 1 м/с,

для вытяжки ν = 1 – 2 м/с.

Количество решеток вычисляется по формуле:

,

где axb – стандартные размеры решетки.

Принимаем для приточной и вытяжной систем вентиляции жалюзийные декоративные решетки типа АВР1 с размерами, представленными в приложении.

Расчет воздухообмена в помещениях нормативной кратности сводится в таблицу 3.1.

Таблица 3.1. Расчетные воздухообмены и размеры жалюзийных решеток общеобменной вентиляции.

4.Аэродинамический расчет приточной и вытяжной вентиляции

4.1 Особенности устройства систем вентиляции

В системах механической вентиляции перемещение воздуха обеспечивается работой вентиляторов. Механическая вентиляция имеет по сравнению с естественной ряд преимуществ:

- большой радиус действия, вследствие значительного давления, создаваемого вентилятором;

- возможность изменить и сохранить необходимый объем приточного или вытяжного воздуха, независимо от метеорологических условий – температуры наружного воздуха и скорости ветра;

- возможность подвергать вводимый в помещение воздух предварительной обработке

– очистке, подогреву, охлаждению или увлажнению.

К недостаткам механической вентиляции следует отнести необходимость звукоизоляции, значительную стоимость сооружения и эксплуатации.

4.2 Последовательность аэродинамического рачета

Аэродинамический расчет сети воздуховодов производят в следующей последовательности:

1. Выбираем основное расчетное направление.

2. Производим нумерацию участков основного направления. Расход и длину каждого участка заносим в таблицу аэродинамического расчета.

3. Определяем размеры сечения расчетных участков магистрали:

,

где L – объемный расход воздуха, м³ /ч

υ_{p ек} - рекомендуемая скорость движения воздуха на участках вентиляционной системы: 5 – 8 м/с – для горизонтальных воздуховодов и 2 – 5 м/с – для вертикальных каналов

F_Р – площадь проходного сечения, м²

4. По площади проходного сечения выбираем ближайшие стандартные размеры воздуховодов.

5. Определяем фактическую скорость движения воздуха в воздуховоде:

6. По фактической скорости вычисляют динамическое давление:

где ρ- плотность воздуха = 1,2 кг/м³

7. Определяем удельную потерю давления на трение R, Па/м по номограмме. Для прямоугольных воздуховодов расчет проводится по эквивалентному диаметру:

8. Определяются потери давления в местных сопротивлениях:

Z = Σζ ×p_д

где Σζ - сумма коэффициентов местных сопротивлений. Они определяются по Справочнику[17] и заносятся в таблицу 4.2.

9. Определяются общие потери давления в системе:

p = R× β_ш × l +Z,

где β_ш – коэффициент, учитывающий шероховатость стенок.

10. Определяются потери давления на ответвлениях и производится увязка, которая должна быть не более 15 %. Воздуховоды принимаются из листовой стали толщиной 0,5 и 0,7 мм. Абсолютная шероховатость К_ш стенок воздуховодов 0,1 мм. Поправочный коэффициент β_ш = 1[7].

Весь расчет сводится в таблицу 4.1