Вентиляция и кондиционирование

Системы управления.

Существенное влияние  на стоимость систем вентиляции и  качество их работы оказывает набор  автоматики, предназначенный для  управления системой. 

Стоимость систем вентиляции.

Стоимость систем вентиляции зависит от назначения вентиляции, объема подаваемого воздуха, типа и  состава системы вентиляции, применяемых  материалов и изделий. Так, например вытяжная вентиляция в квартире предусмотрена  проектом здания, при этом считается, что свежий воздух должен поступать  через окна. Современные условия  таковы, что воздух, поступающий  через окна в крупных городах, не отличается чистотой, зато подача воздуха  через систему воздуховодов позволяет  избежать сквозняков. Поэтому в квартире дополнительно устраивают только принудительную приточную вентиляцию с подготовкой  воздуха –очистка, подогрев в холодное время года. Стоимость такой вентиляции в квартиру или коттедж составит от 1100 до 2400 рублей за 1 квадратный метр вентилируемой площади. Вентиляция офисных и административных помещений, торговых комплексов предполагает большую кратность воздухообмена, чем жилых и такую же подготовку воздуха, при этом предпочтительно наличие как притока, так и вытяжки. Стоимость системы вентиляции для небольшого, до 1000 м2 офиса составит от 1600 до 2400 рублей за 1 квадратный метр вентилируемой площади. При площади офиса более1000м2, стоимость за 1 квадратный метр вентилируемой площади составит от 800 до 1400 рублей Системы промышленной вентиляции рассчитываются не только исходя из потребности людей, занятых на производстве, но и в зависимости от технических процессов, происходящих на производстве. Поэтому, в зависимости от типа производства, стоимость промышленной вентиляции может быть от 1600 до 5500 рублей за 1 квадратный метр вентилируемой площади. 
 
 

                               Системы кондиционирования 

     Кондиционирование воздуха – это автоматизированное поддержание в закрытых помещениях всех или отдельных параметров воздуха (температура, относительная влажность, чистота и скорость движения воздуха) с целью обеспечения оптимальных  условий наиболее благоприятных  для самочувствия людей, ведения  технологического процесса, обеспечение  сохранности ценностей культуры. 

       

     

                     Кондиционирование подразделяется на три класса:

1. Для обеспечения метеорологических условий, требуемых для технологического процесса при допускаемых отклонениях за пределами расчетных параметров наружного воздуха. В среднем 100 часов в год при круглосуточной работе или 70 часов в год при односменной работе в дневное время.
2. Для обеспечения оптимальных, санитарных или технологических норм при допускаемых отклонениях в среднем 250 часов в год при круглосуточной работе или 125 часов в год при односменной работе в дневное время.
3. Для обеспечения допустимых параметров, если они не могут быть обеспечены вентиляцией, в среднем 450 часов в год при круглосуточной работе или 315 часов в год при односменной работе в дневное время.

 
 
 
 

 
 

                РАСЧЕТ СИСТЕМЫ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА 

        Выбор и обоснование типа систем кондиционирования воздуха

      

       Выбор и обоснование типа СКВ  осуществляют на основе анализа  условий функционирования кондиционируемого  объекта, указанных в задании  на проектирование.

       Исходя из количества помещений,  предусматривают одно- или многозональные  системы кондиционирования воздуха,  а затем производят оценку  возможности их применения с  рециркуляцией отработавшего воздуха,  которая позволяет уменьшить  расход тепла и холода.

       СКВ с первой и второй рециркуляцией  обычно используют для помещений,  не требующих высокой точности  регулирования температуры и  относительной влажности.

       Принятие окончательного решения  по выбору принципиальной схемы  обработки воздуха производят  после определения производительности  СКВ и расхода наружного воздуха. 

     Выбор схем воздухораспределения. Определение допустимой и рабочей разности температур. 

     По  гигиеническим показателям и  равномерности распределения параметров в рабочей зоне для большинства  кондиционируемых помещений наиболее приемлемой является подача приточного воздуха с наклоном в рабочую  зону на уровне 4…6 м и с удалением  общеобменной вытяжки в верхней  зоны.

      1. Определяем допустимый перепад  температур

       Дt_доп = 2°С.

      2. Определяем температуру приточного  воздуха

     t_п = t_в - Дt_доп (10)

       t_п^теп = 22 – 2 = 20°С,

       t_п^хол = 20 – 2 = 18 °С.

      3. Определяем температуру уходящего  воздуха

       t_у = t_в + grad t(H – h),(11)

       где grad t – градиент температуры по высоте помещения выше рабочей зоны, °С;

       H – высота помещения, м;

       h – высота рабочей зоны, м.

       Градиент температуры по высоте  помещения определяют в зависимости  от удельных избытков явного  тепла в помещении q_я, Вт

     q_я = УQ/V_пом = (УQ_п-Q_п+ Q_я)/ V_пом (12)

     q_я^тепл = (40290,8 – 22800 + 22230)/1820,7 = 21,8 Вт

     grad t = 1,2;

     q_я^хол = (41945,2 – 34200 + 25650)/ 1820,7 = 18,3 Вт

     grad t = 0,3.

     t_у^тепл = 22 + 1,2(6,3 – 1,5) = 27,76°С;

     t_у^хол = 20 + 0,3(6,3 – 1,5) = 21,44°С.

      4. Определяем рабочую разность  температур

     Дt_р = t_у - t_п(13)

     Дt_р^тепл = 27,76 – 20 = 7,76°С;

     Дt_р^хол = 21,44 – 18 = 3,44°С. 

     Определение производительности систем кондиционирования  воздуха 

     Для систем кондиционирования воздуха  различают полную производительность G, учитывающую потерю воздуха на утечку в сетях приточных воздуховодов, кг/ч, и полезную производительность G_п, используемую в кондиционируемых помещениях, кг/ч.

     Полезную  производительность СКВ определяем по формуле

       G_п = УQ_т/[(J_у – J_п)·0,278],(14)

     где УQ_т – суммарные теплоизбытки в помещении в теплый период года, Вт;

     J_у, J_п – удельная энтальпия уходящего и приточного воздуха в теплый период года, кДж/кг.

       G_п = 40290,8/[(51 – 40) )·0,278] = 13176кг/ч.

       Полную производительность вычисляем  по формуле

       G = К_п·G_п,(15)

     где К_п – коэффициент, учитывающий величину потерь в воздуховодах.

     G = 1,1·13176= 14493,6 кг/ч.

     Объемную  производительность систем кондиционирования  воздуха L, м³/ч, находим по формуле

     L = G/с,(16)

     где с – плотность приточного воздуха, кг/м³

       с = 353/(273+t_п)(17)

       с = 353/(273+20) = 1,2кг/м³;

     L = 14493,6 /1,2 = 12078 м³/ч. 

                     Определение количества наружного воздуха

         Количество наружного воздуха, используемого в СКВ, влияет на затраты тепла и холода при тепловлажностной обработке, а также на расход электроэнергии на очистку от пыли. В связи с этим всегда следует стремиться к возможному уменьшению его количества.

       Минимально допустимое количество  наружного воздуха в системах  кондиционирования воздуха определяют, исходя из требований:

      - обеспечения требуемой санитарной  нормы подачи воздуха на одного  человека, м³/ч

       L_нґ = l·n,(18)

       где l – нормируемый расход наружного воздуха, подаваемого на одного человека, м³/ч;

     n – число людей в помещении, чел.

       L_нґ = 25·285 = 7125 м³/ч;

     - компенсации местной вытяжки  и создания в помещении избыточного  давления

     L_нґґ = L_мо + V_пом·Кґґ , (19)

     где L_мо – объем местной вытяжки, м³/ч;

     V_пом – объем помещения, м^3;

     Кґґ-кратность  воздухообмена.

     L_нґґ = 0 + 1820,7·2 = 3641,4 м³/ч.

       Выбираем большее значение из  L_нґ и L_нґґ и принимаем для дальнейших расчетов L_нґ = 7125 м³/ч.

     Определяем  расход наружного воздуха по формуле

     G_н = L_н·с_н, (20)

     гдес_н – плотность наружного воздуха, кг/м³.

     G_н =7125·1,18 = 8407,5 кг/ч.

     Проверяем СКВ на рециркуляцию:

      1.G > G_н

     14493,6 кг/ч >8407,5кг/ч, условие выполняется.

     2. J_у < J_н

      51 кДж/кг < 60 кДж/кг, условие выполняется.

     3. В воздухе не должны содержаться  токсичные вещества.

     Примечание: все условия выполняются, поэтому  применяем схему СКВ с рециркуляцией.

       Принятый расход наружного L_н должен составлять не менее 10% от общего количества приточного воздуха, то есть должно выполняться условие

     G_н≥ 0,1G

      8407,5кг/ч ≥ 0,1· 14493,6

      8407,5кг/ч ≥ 1449,36 кг/ч, условие  выполняется. 

     Построение  схемы процессов  кондиционирования  воздуха на J-d диаграмме

      

     Построение  схемы процессов  кондиционирования  воздуха для теплого  периода года

     Схема процессов кондиционирования воздуха  на J-d диаграмме для теплого периода года приведена в приложении А.

       Рассмотрим порядок построения  схемы СКВ с первой рециркуляцией.

     а) нахождение на J-d диаграмме положения точек Н и В, характеризующих состояние наружного и внутреннего воздуха, по параметрам, которые приведены в таблицах 1 и 2;

     б) проведение через т. В луча процесса с учетом величины углового коэффициентае_т ;

     в) определение положения других точек:

     - т. П ( то есть состояние приточного  воздуха), которая лежит на пересечении  изотермы t_п с лучом процесса;

     - т. Пґ ( то есть состояние приточного  воздуха на выходе из второго  воздухонагревателя ВН2), для чего  от т. П вертикально вниз  откладывают отрезок в 1°С ( отрезок  ППґ характеризует нагрев приточного  воздуха в воздуховодах и вентиляторе);

     - т. О ( то есть состояние воздуха  на выходе из оросительной  камеры), для чего от т. Пґ  вниз по линии d = const проводят линию до пересечения с отрезком ц = 90% ( отрезок ОПґ характеризует нагрев воздуха во втором воздухонагревателе ВН2);