Расчет промышленного здания

ЗАДАНИЕ

                                                 10 вариант

Для промышленного здания города Саратов объемом V=10000 м³ требуется рассчитать:

1. Минимальное значение термического сопротивления наружных стен из условия отсутствия конденсации водяных паров на их внутренней поверхности, по которому выбрать конструкцию и толщину стен.
2. Часовой и годовой расходы тепла на отопление по укрупненным показателям.
3. Общее количество вентиляционного воздуха по кратности (для всего здания) и для одного помещения — воздухообмен из условий борьбы с газом или влагой.
4. Часовой и годовой расходы на вентиляцию.
5. Суммарную установочную мощность электродвигателей в приточных и вытяжных вентиляционных установках.
6. Годовой расход электроэнергии на вентиляцию.
7. Часовое потребление холода на кондиционирование воздуха.
8. Годовой расход холода на кондиционирование воздуха.
9. Максимально-часовой и годовой расходы артезианской воды на получение холода для кондиционирования.
10. Установочную мощность электродвигателей, устанавливаемых для подъема воды из скважины.
11. Годовой расход электроэнергии на подъем воды и артскважины.

\

12. Подобрать оборудование для системы вентиляции и кондиционирования.

 

 

 

Расчетная часть.

1. Минимальное термическое сопротивление стен подсчитывается по формуле:

= =0,475 (1)

где =0,1 м² град/Вт - термическое сопротивление тепловосприятия внутренней поверхности стен;

- расчетная разность внутренней  и наружной температур;

= 10-(-28) = 38°C

- нормируемый температурный  перепад между внутренней температурой воздуха в помещении и на внутренней поверхности охлаждения. Можно принять равным 8 °С.

Выбираем стены с > . Определяем их конструкцию и толщину в мм.

Конструкция стены: сплошная кладка из силикатного кирпича на тяжелом  растворе, толщина стен равна 265 мм.

2. Часовой расход тепла на отопление проектируемого здания Q подсчитывать приближенным методом по формуле:

(2)

где - удельная тепловая характеристика в ,

,

V - объем  здания по наружному обмеру, м³.

Годовой расход тепла на отопление  Q_r определяется по формуле:

(3)

где - средняя температура отопительного сезона, °С;

С

n - продолжительность отопительного периода, сут.

n = 196 суток

Остальные обозначения даны выше.

3. При разработке вентиляций  должно быть определено общее  количество вентиляционного воздуха.

По укрупненным показателям  количество воздуха определяется с  помощью формулы:

(4)

где - общее количество вентиляционного воздуха, м³/ч;

V - объем здания по наружному обмеру, м^э;

V=10000 м^э

0,6 - коэффициент, переводящий объем  здания по наружному обмеру  в

суммарный объем вентилируемых  помещений;

n - средняя кратность воздухообмена, обм/ч.

n = 4 обм/ч.

При заданных газо- и влаговыделениях  в одном из цехов и необходимости поддержания в нем нормальных метеорологических условий, воздухообмен

определяется  по формуле 5:

(5)

где Z_B - количество воздуха, которое требуется для разбавления выделяющейся в помещении вредности до допустимой концентрации, м³/ч;

М - количество вредного газа, которое выделяется в помещении, мг/ч;

M = 810 г/ч = 810000 мг/ч

С₂ - предельно-допустимая концентрация газа, выделяющегося в помещении, мг/м³,

Принимаем С₂ = 45 мг/м³ (для «CO») на основании "Санитарных норм проектирования промышленных предприятий";

С₁ - концентрация того же газа в свежем приточном воздухе (в здании можно принять равной 0).

4. Для определения часового расхода  тепла на вентиляцию следует  пользоваться формулой:

(7)

где - расчетный расход тепла на вентиляцию, Вт;

- общее количество вентиляционного  воздуха, м³/ч;

1,2 - плотность стандартного воздуха, 

 

Годовой расход тепла на вентиляцию:

 МВт (8)

где кроме ранее встречающихся  и объясненных величин появились  новые величины:

m - продолжительность работы предприятия в часах за сутки (можно принять 24 часа);

е - количество рабочих дней за отопительный период (из продолжительности отопительного  периода п, найденной по табл. 4, исключить  праздничные и выходные дни, которые  можно не исключать при бесперебойной  работе предприятия).

5. Суммарная установочная мощность электродвигателей, кВт; в вентиляционных установках подсчитывается следующим образом:

 кВт (9)

где N_y - установочная мощность электродвигателей, кВт;

 - общее количество вентиляционного воздуха, м³/ч;

50 - среднее суммарное сопротивление  систем вентиляции, кг/м²;

102 - переводной коэффициент; 

3600 - число секунд в час; 

0,4 - КПД  вентилятора и привода;

1,3 - средний коэффициент запаса  на установочную мощность.

6. Годовой расход электроэнергии на вентиляцию, кВт*ч:

(10)

где N_r - годовой расход электроэнергии на вентиляцию, кВт*ч;

Р - количество рабочих дней в году (можно принять Р = 270 дней), остальные  обозначения были даны выше.

7. При устройстве кондиционирования необходимо рассчитать расход холода.

Часовое потребление холода Q_xoл определяется ориентировочно по формуле:

 Вт (11)

где Z_K - производительность кондиционеров по воздуху, м³/ч;

 м³/ч (12)

V_K - суммарный объем (по внутреннему замеру) помещений, где производится кондиционирование воздуха, м³ (принять как 30 % от объема здания);

V_К = 3000 м³

n- кратность воздухообмена в помещении, которая принимается:

при средней температуре самого жаркого месяца, равной 25,8°С – n = 7;

1,005 - весовая теплоемкость воздуха,  кДж/кг град;

- разность температур между  температурой воздуха перед кондиционером и за кондиционером принимается:

13°С - при средней температуре самого жаркого месяца 25,8°С.

8. Годовой расход холода  Q_XOJirc^ на кондиционирование воздуха определяется по формуле:

 Вт (13)

где - среднесуточная потребность холода с расчетной нагрузкой принимается 8 ч;

- продолжительность потребности  охлаждения воздуха в году  выражается в днях. Принимаем  105 дней, так как средняя температура  самого жаркого месяца в 13 ч.  Равна 25,8°С.

9. При использовании, для получения  холода на кондиционирование воздуха, артезианских скважин необходимо определить расход артезианской воды, считая, что в кондиционере она срабатывает (нагревается) от 7 до 14 °С. При этом максимальный часовой расход артезианской воды определяется формулой:

кг/ч

где 1,16 - коэффициент, переводящий  Q_X0JJ в ваттах на ккал/ч, т.к.  теплоемкость здесь 1 ккал/кг-град;

а годовой расход – формулой:

 м³/год (15)

10. Установочная мощность электродвигателей,  устанавливаемых для подъема воды из скважин, определяется по формуле:

 кВт (16)

где H - высота подъема воды, м;

0,8 - КПД установки.

11. Годовой расход электроэнергии  на подъем воды из артскважины,  определяется по формуле:

 кВт/год (17)

где m₁ и m₂ — среднесуточная потребность холода и продолжительность

охлаждения воздуха в году (см. выше).

12. а) Для подогрева вентиляционного  воздуха следует подобрать калориферы. Методика подбора их состоит  в следующем: прежде всего необходимо определить требуемую поверхность нагрева калориферов по формуле:

 м² (18)

где Q_p.в. - расчетный расход тепла на вентиляцию, Вт;

Q_p.в. = 305764,416 Вт;

1,15+1,2 - коэффициент, учитывающий  необходимый запас по теплу;

К_к - коэффициент теплопередачи калорифера, принимаемый в зависимости от теплоносителя (теплоносителем можно считать пар низкого давления) и от массовой скорости воздуха (v*p), которой задаются по экономическим соображениям от 8 до 12 кг/см²;

Возьмем (v*p) = 10 кг/см², тогда К_к = 26,3 .

- средняя температура теплоносителя  (для пара низкого давления  = 100°С);

- средняя температура воздуха:

°С

Далее следует определить требуемую  площадь живого сечения:

м² (19)

Калориферы подбираются по площади  живого сечения  , ориентируясь на требуемую поверхность нагрева .

Выбираем стальной пластинчатый калорифер  большой модели КФС №14 с f=0,903 м² и F = 77,3 м² в количестве двух штук.

После выбора калориферов необходимо уточнить весовую скорость воздуха:

 кг/см²,

где - действительная площадь живого сечения выбранного калорифера.

Калориферы выбраны правильно, если их теплоотдача:

 Вт,

Вт (21)

где - действительный коэффициент теплопередачи калорифера, уточняемый в зависимости от фактической массовой скорости;

- действительная поверхность  нагрева выбранного калорифера.

Подобрав калориферы, следует определить по воздуху их сопротивление:

 кг/м²

где - сопротивление калориферной установки;

Н_к - сопротивление выбранного калорифера по воздуху, выбирается в зависимости от ;

Н_к = 17,7 кг/м² 

n - количество калориферов;

n = 2

б) При разработке вентиляции должен быть подобран вентилятор по производительности Z (м³/ч) его напор Н_в (кг/м³). Напор вентилятора определяется по формуле:

 кг/м²

где - сопротивление в сети воздуховодов;

- сопротивление калориферной  установки;

Z = 15000 м³/ч

Подбираем кондиционер  с номинальной производительностью  по воздуху 31,5 тыс. м³/ч и индексом кондиционера Кт30.