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

города

Длина ,L м

Размеры цеха

Ширина,B м

Высота,H м

Удельные тепловые потери,q

Ленинград

18х8

12х6

4.8

0.1

Площадь цеха F_ц=18х8х12х6=10368 м²

Объем цеха V_ц=10368х4.8=49766м³

Количество установленного оборудования n_н=F_ц/F_1м

F_1м=18 м²

n_н=10386/18=576

Количество обслуживающего персонала n_л=n_н/Н

H=4 ед.обор.

m₌576/4=144

Расчетные параметры наружного воздуха

город

Расчетное значение параметров

Средняя

Температура

отопительного

периода

t_ср

Продолжительность

Отопительного периода

m_от,сут.

теплый режим

холодный режим

температура t_н

Теплосодержание i_н

Температура

t_н

Теплосодержание i_н

Ленинград

24.8

51.5

-26

-25.3

-2,2

219

Расчетные параметры внутреннего воздуха цеха

Наимено

Вание цеха

Параметры

воздуха

Рабочие режимы

Нерабочий

Режим темп. возд.для расч.деж.отопления

Теплый

Холодный

Тепмератур t_в^Т

Относ.влажнос.

Тепмератураt_В^Х

Относ.влажнос.

Трикотажный

Рекоменд.

Принятые

В расчете

22-24

65

22-23

65

10

Тепловой баланс основного цеха

Теплопотери через наружные строительные ограждения здания,Вт

Определяются только для холодного расчетного периода

Q_мн=q₀ V_ц.н (t_в^х-t_н^х) ,где

q₀-удельная тепловая характеристика здания,Вт /(m³ x ⁰C )

V_цн-наружный обьем цеха в м3

t_в^х ,t_н^х внутренняя и наружная расчетные температуры воздуха для холодного расчетного периода

Q_мн=0.1x49766x(26-(-22))=238876,8

Теплопоступления от технологического оборудования, имеющего электродвигатели, Вт

Q_маш= 1000 N_1элn n_спрn_в, где

N _уст -установленная мощность электродвигателей единицы оборудования, кВт

n -кол-во оборудования данной марки

n_спр- коэффициент спроса электроэнергии равный 0.8

n_в -коэфф. Учитывающий фактическое поступление тепла в помещении=1

Q_маш =1000х2.2х576х0.8x1=1013760

Теплопоступления от искусственного освещения, Вт

Q_осв= 1000 N_осв F_п b , где

N_осв -удельная электрическая мощность на освещении равная 0.05 кВт/м2

F_п-площадь пола цеха, м3

b -коэфф. Учитывающий фактическое поступление тепла от светильников в помещении равный 0.4

Q_осв=1000x0.05x10368x0.4=207360

Тепловыделения от людей, Вт

Q_л= q₁^п m , где

q₁^п -полное тепловыделение одним человеком принимается равным 222 Вт

m -число людей одновременно работающих в цехе в одной смене

Q_л=222x144=31968

Теплопоступления через потолок с техническим потолком

Q_тч= К_тч (t_ч-t_в^т) F_пот в , где

К_ч - коэффициент теплопередачи перекрытия технического чердака принимается равным 2.5 Вт/(м2 x C)

t_ч, -температура воздуха на техническом чердаке принимается равной на 5 градусов выше расчетной температуры наружного воздуха в теплый период

t_в^т- 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

Q_тч=2.5x(24.8+5-23)x10368x0.6=105753,6

Сводная таблица теплового баланса цеха

№

п.

П.

наименование величин,

входящих в тепловой

баланс

Условное

обозначение

Размерность

Расчетный режим

Холодный

Теплый

1

Теплопотери через

наружные ограждения

Q_мн

Вт

-----

238876,8

2

Теплопоступления от оборудования

Q_маш

Вт

1013760

1013760

3

Теплопоступления от иск. освещения

Q_осв

Вт

207360

207360

4

Теплопоступления от людей

Q_л

Вт

31968

31968

5

Тепло-я черезперек-тия

с техн.чердака

Q_тч

Вт

105753,6

-------

Итого: Теплоизбытки в цехе

летом Q^л_изб

зимой Q^з_изб

Вт

Вт

1358841,6

1014211,2

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 –22-23^о, 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

диаграмме

Параметры воздуха

С^о

%

КДж/кг

Г/кг

Наружный

Н^Т

24,8

55,2

51,5

42

Внутренний

В^Т

23

65

52

45

После оросительной камеры

К^Т

17

95

46

45

Приточный (П)

П

18

90

47,5

45

Зимний расчетный период

Состояние воздуха

Точка на

диаграмме

Параметры воздуха

С^о

%

КДж/кг

Г/кг

Наружный

Н

-26

90

-25,3

0,3

Внутренний

В

22

65

51,2

45

После оросительной камеры

К

18

90

47,5

45

Приточный

П

19

85

48

45

Смесь наружного и рециркулярного

С

21,5

66

47

39

1.Часовая производительность систем кондиционирования воздуха.

1.1Количество приточного воздуха, кг/час

Летний период G_п^л= 3.6 Q_изб^л/ (i_в - i_п)

G_п^л=3.6x1358841,6/(52-47,5)=1087073,28

Зимний период G_п^з= 3.6Q_изб^з/ (i_в – i_п)

G_п^з=3.6х1014211,2/(51,2-48)=1140987,6

,где Q_изб^л и Q_изб^з- суммарная величина теплоизбытков в цехе в теплый и холодный расчетный период;

i_в ,i_п- энтальпия внутреннего и приточного воздуха, кДж/кг

1.2.Обьемное количество приточного воздуха, м³/ч

Летний период L_п^л= G_п^л/p

L_п^л=1087073,28/1,2=905894,4

Зимний период L_п^з= G_п^з/p

L_п^з=1140987,6/1,2=950823

Где p-объемный вес воздуха, КГ/М³ =1.2

1.3 Количество притяжного воздуха,кг/ч

Летний период G_выт^л=0,9х G_п^л ; L_выт^л=0.9х L_п^л

G_выт^л=0,9х1087073,28=978366 ; L_выт^л=0.9х905894,4=815305

Зимний период G_выт^з=0,9х G_п^з ; L_выт^з=0.9х L_п^з

G_выт^з=0,9х1140987,6=1026888,8 ; L_выт^з=0.9х950823=855740,7

2.КРАТНОСТЬ ВОЗДУХООБМЕНА ,1/ч

Летний период n^л= L_п^л/ V_ц

n^л=905894,4/49766=18,2

Зимний период n^з= L_п^з/ V_ц

n^з=950823/49766=19,1

3.КОЛИЧЕСТВО ВОДЫ, РАСПЫЛЯЕМОЕ В ОРОСИТЕЛЬНЫХ КАМЕРАХ КОНДИЦИОНЕРОВ.

3.1.Часовой расход воды на увлажнение воздуха

Летний период W_к^л=м*G_п^л,кг/ч

W_к^л=0,7х1087073,28=760951,3

Зимний период W_к^з=м*G_п^з,кг/ч

W_к^з=0,7х1140987,6=798691,32

Где м-коэффициент орошения=0.7

3.2.Годовой расход воды на увлажнение воздуха.

Принимаются следующие обозначения:

m_год-общее число суток в году;

n_год-общее число рабочих часов в году=4151;

m_от-число суток в отопительном периоде=220;

n_от-число часов в отопительном периоде=5280;

число рабочих часов:

в зимний период n_з=2534

в летний период n_з=1620

Годовой расход воды на увлажнение воздуха в оросительной камере определяется по формуле: W_к^год=(W_к^л*n_л+ W_к^з*n_з)*10^-3 м³/год

W_к^год=(760951,3*1620+798691,32*2534)*10^-3=3256625

4.РАСХОДЫ ХОЛОДА.

4.1.Максимальный часовой расход холода, кВт

Q_хол^мax=(i_н-i_к)G_п^л*10^-3*0,278

Q_хол^мax=(51,5-46) 1087073,28*10^-3*0,278=1662,14

4.2.Годовой расход холода, МВт ч/год

Q_хол^год=(i_н-i_к)[0.5(i_н-i_к)*Д+200] G_п^л*10^-6*0,278

Q_хол^год=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.

Q_от^max=q_о*V_ц*(t_от-t_н³)*10^-3

Q_от^max=0,1*49766(5+26)*10^-3=154,27

где q_о-удельная тепловая характеристика здания,Вт/(м³град);

t_от=5^о;

5.2.Средний часовой расход тепла на отопление.

Q^ср_от=q_o*V_ц*(t_от-t_ср.от³)*10^-3,КВт

Q^ср_от=0,1*49766*(5+2,2)*10^-3=35,83

5.3.Годовой расход тепла на постоянное отопление.

Q_от.п^год= Q^ср_от*n_от*10^-3,МВтч/год

Q_от.п^год=35,83*5280*10^-3=189,2

5.4.Годовой расход тепла на дежурное отопление.

Q_от.д^год= Q^ср_от*(n_нр+к_от*n_з)*10^-3,МВтч/год

Q_от.д^год= 35,83*(986+0,33*2534)*10^-3=65,3

где n_нр- количество нерабочих суток в отопительном периоде=3520-2534=986;

к_от-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 N_вп=(L_п^л*Н_вп)/1000*3600*_в*_пер,КВт

N_вп=(905894,4*1000)/ (1000*3600*0,7*0,92)=390,74

Вытяжные вентиляторы N_в.выт=(L_выт^л*Н_в.выт)/1000*3600* h_в* h_пер,КВТ

N_в.выт=(815305*500)/ (1000*3600*0,7*0,92)=175,8

6.2.Мощность электродвигателей насосов кондиционера.

Летний период N_нас^л=(W_к^л*Р_нас)/1000*3600*h_нас, КВт

N_нас^л=(760951,3*230)/1000*3600*0,5=97,23

Зимний период N_нас^з=(W_к^з*Р_нас)/1000*3600*h_нас,

N_нас^з=(798691,32*230)/1000*3600*0,5=102

6.3.Мощность электродвигателей компрессоров холодильной станции.

_

N_хол=Q_хол^max*N_хол,КВт

N_хол=1662,14*0,25=415,5

Суммарная мощность электродвигателей системы кондиционирования воздуха

Летний период N^л=N_вп+N_вв+N_нас^л+N_хол

N^л=390,74+175,8+97,23+415,5=1079,27

Зимний период N^х=N_вп+N_вв+N_нас^з

N^х=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 N_вп^год=N_вп*n_год*10^-3,МВтч/год

N_вп^год=390,74*4154*10^-3=1623,13

Вытяжные вентиляторы N_вв^год=N_вв*n_год*10^-3, МВтч/год

N_вв^год=175,8*4154*10^-3=730,3

7.2.Годовой расход электроэнергии на насосы кондиционеров.

N_нас ^год=(N_нас^л*n_л+N_нас^з*n_з)10^-3,МВтч/год

N_нас ^год=(97,23*1620+102*2534)10^-3=416

7.3.Годовой расход электроэнергии на электродвигатели компрессоров холодильной станции.

_

N_хол^год=Q_хол^год*N_хол,Мвтч/год

N_хол^год=949.5*0,25=237,4

Суммарный расход электроэнергии в год

N^год= N_вп^год++ N_вв^год+ N_нас ^год+ N_хол^год,Мвтч/год

N^год=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.

К_кв=к_кв*L_п^л*10^-3,руб

К_кв=400*905894,4*10^-3=362357,76

8.1.2.Капитальные затраты на систему холодоснабжения.

К_хол=к_хол*Q_хол^max,руб

К_хол=75*1662,14=124680,75

8.1.3.Капитальные затраты на отопление.

К_от=к_от*Q_от^max,руб

К_от=13*154=2002

Суммарные капитальные затраты

К= К_кв+ К_хол+ К_от,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.

Э_кв=э_кв*L_п^л*10^-3,руб/год

Э_кв=150*905894,4*10^-3=135884,16

8.2.2.Эксплуатационные расходы на систему холодоснабжения.

Э_хол=э _хол* Q_хол^год ,руб/год

Э_хол=20*949.5=18990

8.2.3.Эксплуатационные расходы на отопление.

Эот=э_от*Q_от^год,руб/год

Эот=6,8*189,2=1286,6

Суммарные годовые эксплуатационные расходы на системы КВ и отопления составляют

Э=1,25(Э_кв+ Э_хол + Э_от),руб/год

Э=1,25(135884,16+18990+1286,6)=156160,72

Сводная таблица технико-экономических показателей систем кондиционирования воздуха вентиляции и отопления

№ п/п

Название величин

Обозначения

Един.измерения

Наименование

Трикотажный цех

Всего

По

предприятию

1

Внутренний объем цеха

V_ц

м³

49766

2

Общая мощность электродвигателей технического оборудования

N_маш

КВт

3

Производительность приточных сис-м

в летний и зимний периоды

1.Кондиционирования воздуха

L_п.кв^л

L_п.кв^з

м³/ч

м³/ч

905894.4

950823

4

Производительность вытяжных систем в летний и зимний периоды

1. Кондиционирования воздуха

L_выт^л

L_выт^з

м³/ч

м³/ч

815305

855740.7

5

Кратность воздухообмена в цехе

n^л

n^з

1/ч

18.2

19.1

ЧАСОВЫЕ И ГОДОВЫЕ РАСХОДЫ

6

Часовая произ-ость насосов кондиционеров

1.Летний период

W_к^л

Кг/ч

760951.3

2.Зимний период

W_к^з

Кг/ч

798691.32

7

Годовой расход воды в оросительных камерах кондиционеров

W_к^год

м³/год

3256625

8

Максимальный часовой расход холода на охлаждение воздуха

Q_хол^max

КВт

1662.14

9

Годовой расход холода на охл-ие воздуха

Q_хол^год

МВтч/год

949.5

10

Максимальный часовой расход тепла

На отопление: постоянное

Дежурное

Q_от.д^max

Q_от.д^max

КВт

КВт

154.27

35.83

11

Годовой расход тепла

На отопление: постоянное

дежурное

Q_от.п^год

Q_от.д^год

МВтч/год

МВтч/год

281.12

65.3

12

Общая мощность электродв-лей систем КВ и В

1.Приточных вентиляторов конд-ов

N_в.пр

КВт

390.74

2.Вытяжных вентиляторов конд-ов

N_в.выт

КВт

175.8

3.Насосов конд-ов для летнего и зимнего периодов

N_нас^л

N_нас^з

КВт

КВт

97.23

102

4.Компрессоров холод.станции

N_хол

КВт

415.5

ИТОГО: летний период…..

 N^л

КВт

1079.27

Зимний период….

N^з

КВт

668.54

14

Годовой расход электроэнергии на оборудование:

1.Приточные вент-ры конд-ров

N_в.пр^год

МВтч/год

1623.13

2.Вытяжные вент-ры кондиц-ров

N_вв^год

МВтч/год

730.3

3.Насосы кондиционеров

N_нас^год

МВтч/год

416

4.Компрессора холодил.станции

N_хол^год

МВтч/год

237.4

ИТОГО:

ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

N^год

МВтч/год

3006.8

15

Капитальные затраты на сооружение систем:

1.Кондиц-рования воздуха

К_кв

руб

362357.76

2.Холодоснабжения

К_х

руб

124680.75

3.Отопления.

К_о

руб

2002

ИТОГО:

К

руб

489040.51

16

Годовые эксплуатационные расходы на системы:

1.Кондиц-рования воздуха

Э_кв

Руб/год

135884.16

2.Холодоснабжения

Э_х

Руб/год

18990

3.Отопления.

Э_о

Руб/год

1286.6

ИТОГО:

Э

Руб/год

156160.72

17

ПРИВЕДЕННЫЕ ЗАТРАТЫ на системы КВ, В и О:

1.Абсолютные

П_а

Руб/год

237667.47

2.Относительные

П_о

%

2376.68