Курсовая работа: Отопление и вентиляция сельскохозяйственного зданияКурсовая работа: Отопление и вентиляция сельскохозяйственного зданияМИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Пермский государственный технический университет Строительный факультет Кафедра отопления и вентиляции Курсовой проект по дисциплине "Отопление и вентиляция". Тема проекта: "Отопление и вентиляция сельскохозяйственного здания"
Выполнил: студент 4 курса Специальности: Теплогазоснабжение и вентиляция Группа ТГС-404 Газизов С.А. Проверил: Липатов А.В. Пермь, 2010 г. Содержание Введение 1. Выбор расчётных параметров 1.1 Расчётные параметры наружного воздуха 1.2 Расчётные параметры внутреннего воздуха 2. Расчёт воздухообмена 3. Выбор схем приточной и вытяжной систем вентиляции 4. Определение мощности системы отопления 5. Подбор оборудования приточного центра 6. Расчёт аэрации Заключение Список использованной литературы ВведениеВ гражданских, промышленных, а также животноводческих зданиях воздух должен быть достаточно чист и умеренно влажен. Поддержание параметров внутреннего воздуха на требуемом уровне, удаление из помещения загрязненного воздуха и подача чистого воздуха - основные задачи вентиляции. Вентиляция представляет собой совокупность мероприятий и устройств, обеспечивающих расчетный воздухообмен в помещениях жилых, промышленных и животноводческих зданий. Создание оптимального микроклимата имеет первостепенное значение для обеспечения продуктивности животных при меньших затратах кормов. На долю обеспечения оптимального микроклимата животноводческих помещений приходится от 50 до 75% годового энергопотребления на технологические нужды фермы. О значимости процесса создания микроклимата свидетельствует то факт, что потребность животноводства страны только на обеспечение этого процесса составляет примерно 14. .15 млн. т условного топлива. При разработке системы обеспечения оптимального микроклимата одной из основных задач является организация требуемого воздухообмена в животноводческих помещениях. Особое значение при этом приобретает расчёт расхода воздуха, подаваемого или удаляемого при вентиляции помещений. Содержание животных в холодных, сырых и плохо вентилируемых помещениях приводит к снижению продуктивности, увеличению расходов кормов. Задачи данного курсового проекта - расчет и организация системы приточной и вытяжной вентиляции для одного из животноводческих помещений. 1. Выбор расчётных параметров1.1 Расчётные параметры наружного воздухаКлиматические данные г. Н. Новгород в соответствии с рекомендуемыми нормами обеспеченности определяют по СНиП 2.04.05-91*"Отопление, вентиляция и кондиционирование". При расчёте вентиляции принимаются параметры трёх расчётных периодов года: тёплого, переходного и холодного. В качестве расчётных параметров наружного воздуха (табл.1) для зданий сельскохозяйственного назначения следует принимать: параметры А - для систем вентиляции в теплый период; параметры Б - для систем отопления и вентиляции, выполняющих функции отопления, в холодный период; в переходный период следует
принимать температуру воздуха Таблица 1. Параметры наружного воздуха
1.2 Расчётные параметры внутреннего воздухаПараметры внутреннего воздуха
для проектирования вентиляции в животноводческих зданиях в холодный и
переходный периоды принимаются по Приложению 1 “Отопление и вентиляция
животноводческих комплексов и ферм” составитель А.И. Кирюшатов для конкретного
объекта строительства. В теплый расчётный период температура внутри помещения
принимается на Таблица 2. Параметры внутреннего воздуха для содержания КРС
Теплосодержание и влагосодержания определяются по I-d диаграмме для соответствующих значений температур, относительной влажности и теплосодержания. Допустимая концентрация углекислого газа выбирается по Приложению 1 “Отопление и вентиляция животноводческих комплексов и ферм". 2. Расчёт воздухообменаДля обеспечения оптимального микроклимата в животноводческих помещениях одной из основных задач является организация требуемого воздухообмена, определение расхода воздуха, подаваемого или удаляемого при вентиляции помещений. Расход воздуха рассчитывается отдельно для холодного, переходного и тёплого периодов. Количество вентиляционного воздуха определяется исходя из данных о выделениях в помещении водяных паров, газов, избыточной теплоты (в переходный и тёплый периоды) и с учётом требований к составу воздушной среды внутри помещений. Источниками загрязнений воздуха в животноводческих помещениях является Телята. Нормы выделения ими свободной теплоты, углекислого газа и водяных паров определяются по Приложению 6 “Отопление и вентиляция животноводческих комплексов и ферм” и приведены в таблице 3. Таблица 3. Количество вредностей, выделяемое одним животным
1. Расчёт воздухообмена в холодный период. Расход вентиляционного воздуха
где Влаговыделения внутри помещения
где Влаговыделения животными
где Влаговыделения с мокрых полов
где Дополнительные влаговыделения в
животноводческих помещениях Таким образом влаговыделения
внутри помещения Количество воздуха на
ассимиляцию Объём углекислого газа, выделившийся
внутри помещения где Предельно допустимая
концентрация Также определяем минимальный
расход воздуха
где За расчётный расход воздуха
принимаем наибольший 2. Расчёт воздухообмена в переходный период Расход вентиляционного воздуха
где Тепловая мощность теплоизбытков
где
Расчёт теплопоступлений от
солнечной радиации
где
Скрытая теплота
где Теплопотери через наружные
ограждения
где Тепловая мощность выделений
свободной теплоты животными
где Теплота от осветительных
приборов
где Тепловая мощность теплоизбытков Явные теплоизбытки составляют: При этом тепловлажностное отношение имеет вид:
Влаговыделения внутри помещения По Количество воздуха на удаление Количество воздуха на
ассимиляцию Также определяем минимальный
расход воздуха За расчётный расход воздуха
принимаем наибольший 3. Расчёт воздухообмена в тёплый период Расход вентиляционного воздуха
Скрытая теплота Влаговыделения животными Влаговыделения с мокрых полов
Дополнительные влаговыделения в
животноводческих помещениях Таким образом по формуле (2) влаговыделения
внутри помещения Тепловую мощность выделений
свободной теплоты животными Теплопотери через наружные
ограждения Тепловая мощность теплоизбытков Явные теплоизбытки составляют: При этом тепловлажностное отношение имеет вид:
По Количество воздуха на удаление Количество воздуха на
ассимиляцию Также определяем минимальный
расход воздуха За расчётный расход воздуха
принимаем наибольший 3. Выбор схем приточной и вытяжной систем вентиляцииДля основных помещений животноводческих зданий организация вентиляции зависит от назначения помещения и вида животных. Телятники для привязного содержания молодых телят рекомендуется оборудовать системой вентиляции по следующей схеме: в холодный и переходный периоды - подача подогретого воздуха в верхнюю зону рассредоточенными струями. Удаление воздуха из верхней зоны через шахты в перекрытии и из нижней зоны через навозные каналы в размере 30% притока. в теплый период - естественный приток через оконные проёмы. Естественная вытяжка через оконные проёмы и механическая через навозные каналы в размере 30% зимнего притока. В помещениях для содержания скота предусматривается создание подпора воздуха путём превышения притока над вытяжкой в размере 10-20%, осуществление естественной вентиляции как аварийной. План приточной вентиляции представлен на формате 1. Система состоит из двух ветвей, расположенных на высоте 2,5м от уровня пола. Раздача воздуха происходит через решётки размером 100х100. Для подачи воздуха с заданными параметрами приточный центр оборудуют фильтром и калорифером, расчёт которых приводится далее. Необходимый напор и расход в системе создаётся центробежным вентилятором. Предотвращение перетекания воздуха из помещения обеспечивает утеплённый клапан. Для уменьшения звуковой нагрузки используют звуко- и виброизоляцию. Расчёт всех составляющих частей приточного центра приведён в главе 4 данного проекта. 4. Определение мощности системы отопленияТепловая мощность системы отопления рассчитывается на основании теплового баланса животноводческого помещения, составленного для холодного периода:
где Тепловая мощность, расходуемая
на подогрев приточного воздуха
где Расход вентиляционного воздуха Расход теплоты, идущей на нагрев вентиляционного воздуха определяем по формуле (14): Теплопотери через наружные
ограждения Потери тепла на нагревание
инфильтрующего воздуха
где
где где Коэффициент инфильтрации где Расход инфильтрующего воздуха и потери тепла на его нагрев составляют по формулам (15) и (16):
Тепловая мощность, расходуемая
на испарение влаги, где Тепловая мощность выделений
свободной теплоты животными Тепловую мощность системы
отопления
При этом тепловлажностное отношение имеет вид:
5. Подбор оборудования приточного центра1. Подбор калорифера При выборе схемы калориферной
установки необходимо учесть, что по технико-экономическим соображениям массовая
скорость воздуха принимается для пластинчатых калориферов 7…10 Требуемая площадь живого сечения
калорифера где По техническим характеристикам подбираем калорифер КПС-П №10. Скорость теплоносителя в трубках
калорифера где
где Требуемую поверхность нагрева
По нагреваемой среде соединяем воздух последовательно, чтобы увеличить площадь нагрева. Сопротивление калорифера принимаем 62 Па. 2. Подбор фильтра Фильтр подбирается по
производительности, рассчитанной для холодного периода, которая составляет Фильтры ФяГ состоят из рамки, изготавливаемой из картона или оцинкованной стали, внутри которой уложен фильтрующий материал в виде гофр, опирающийся со стороны выхода воздуха на сетку гофрированной (волнообразной) формы. Фильтры типа ФяГ предназначены для очистки наружного и рециркулярного воздуха в системах приточной вентиляции и кондиционирования для помещений различного назначения: бытовых административных и промышленных зданий. В процессе эксплуатации фильтров следует контролировать их аэродинамическое сопротивление по показаниям манометра, подсоединенного к штуцерам, устроенным в стенках воздухоочистных камер до и после фильтров. При достижении перепада давления, рекомендуемого для данного фильтра, или исходя из располагаемого давления в системе, фильтры необходимо заменять. Таблица 4. Технические требования и характеристики
Фильтры работоспособны и сохраняют свои технические характеристики при температуре очищенного воздуха от - 40°С до +70°С. Окружающая среда и фильтруемый воздух не должны содержать агрессивных газов и паров. Параметры фильтров определялись согласно ГОСТ Р 51251 - 99 "Руководства по испытанию и оценке воздушных фильтров для систем приточной вентиляции и кондиционирования воздуха"/М. Стройиздат, 1979. Таблица 5. Характеристика подобранного фильтра
В данном помещении устанавливаем 2 фильтра ФяГ 3 (4) 059. 3. Подбор утеплённого клапана Клапаны воздушные утепленные предназначены в качестве воздухозаборных клапанов в вентиляционных системах. Клапан состоит из корпуса (из оцинкованной стали), внутри которого на подшипниках скольжения установлены поворотные лопатки, ТЭНов (мощностью 0,4 кВт) и привода (ручного и электрического). Каждая лопатка имеет коробчатое сечение. Клапаны могут использоваться для режимов "открыто-закрыто " или плавного регулирования количества воздуха. В качестве исполнительного механизма может использоваться ручной привод, привод фирмы "Belimo ". Клапаны предназначены для использования в системах вентиляции и кондиционирования воздуха и могут применяться для регулирования количества воздуха и газовых смесей, агрессивность которых, по отношению к оцинкованной стали, не выше агрессивности воздуха, с температурой до 80 °С, не содержащих пыли и других твердых примесей в количестве более 100 мг/м 3, а также липких веществ и волокнистых материалов. Клапаны предназначены для эксплуатации в условиях умеренного климата (У) категории размещения 1 по ГОСТ 15150, и для экспорта в условиях умеренного (У) и тропического (Т) климата категории размещения 1 по ГОСТ 15150-69. 4. Подбор вентилятора Вентилятор выбирается на основе гидравлического расчёта. Определяем количество раздающих устройств, исходя из условия равенства скорости движения воздуха в жалюзийной решётке и скорости на последнем участке. Общая площадь жалюзийных решёток: где Количество жалюзийных решёток: где Расход воздуха на последнем участке: Скорость воздуха на последнем участке: где Так как система имеет две ветви, то количество участков на каждой из них составляет 38. На аксонометрической схеме производим разбиение участков - отрезков воздуховода с постоянным сечением и расходом. За расчётное направление принимаем наиболее протяжённое. Потери на участке складываются из потерь на трение и потерь напора в местных сопротивлениях на участке. В инженерной практике потери
давления на трение
где Гидравлические потери давления
на местные сопротивления
где Общие потери давления в сети воздуховодов для стандартного воздуха определяются по формуле:
Приведём пример расчёта участка
25 - воздухозаборная шахта протяжённостью 0,89м. Местные сопротивления - вход в
шахту ( Расчёт всех участков сведём в таблицу 8. Определив потери давления во
всей системе, которые составили Таблица 6. Характеристики вентилятора ВР 86-77-4
6. Расчёт аэрацииАэрация - организованный естественный воздухообмен в помещении. Её осуществляют через специально предусмотренные отверстия в наружных ограждениях с использованием естественных побудителей движения воздуха - гравитационных сил и ветра. 1. Расчёт аэрации в тёплый период Определим расход воздуха, необходимый для обеспечения нормируемой температуры в рабочей зоне (для летнего периода):
где Полный перепад давлений:
где В расчетах системы вентиляции принимаем температуру наружного воздуха в летний и переходный период по действительным условиям. Избыточное давление на уровне середины оконного проема (проема в стене):
Температура уходящего воздуха: Скорость воздуха на притоке через оконные проемы не должна превышать 0,3-0,5 м/с. Исходя из этого условия рассчитаем необходимое количество проемов (окон):
Избыточное давление в шахте:
Скорость воздуха на уровне среза шахты:
где Σζ - сумма коэффициентов местных сопротивлений; h1 - высота шахты, м. Суммарная площадь шахт и их количество:
2. Расчёт аэрации в переходный период Расход на аэрацию в переходный период уменьшается на 30% от подаваемого объёма в холодный период, удаляемый через навозные каналы. Определим расход воздуха, необходимый для обеспечения нормируемой температуры в рабочей зоне (для летнего периода), по формуле (20): Количество воздуха, удаляемое через шахты: Количество теплоты, удаляемое через шахты: Полный перепад давлений, определяем по формуле (21): В расчетах системы вентиляции принимаем температуру наружного воздуха в летний и переходный период по действительным условиям. Избыточное давление на уровне середины оконного проема (проема в стене) определяем по выражению (22):
Температура уходящего воздуха: Скорость воздуха на притоке через оконные проемы не должна превышать 0,3-0,5 м/с. Исходя из этого условия рассчитаем необходимое количество проемов (окон) по выражению (23):
Избыточное давление в шахте находим по формуле (24): Скорость воздуха на уровне среза шахты определяем по формуле (25): Суммарная площадь шахт и их количество находим по выражению (26):
ЗаключениеВ данном курсовом проекте в соответствии с заданием была запроектирована система отопления и вентиляции телятника для телят старше 4-х месяцев на 110 голов г.Н. Новгород. Были рассчитаны вредности в помещении, теплопоступления и теплопотери. Был произведен расчет воздухообменов в зимний, переходный и летний периоды года. Было подобрано оборудование для приточной камеры: калорифер марки КПС-П №10 и вентилятор ВР-86-77-4. Была рассчитана аэрация здания и аэродинамика воздуховодов для летнего и переходного периодов года: подобраны количество и размеры вытяжных шахт, оконных проемов, обеспечивающих удаление вредностей из помещения, где содержатся животные. Сечение воздухозаборной шахты 335 Воздух подается через
воздуховоды с приточными решетками, сечением 100 Всего на один приточный центр - 114 решеток. В летний и переходный периоды, для компенсации теплоизбытков необходимо организовать аэрацию. Диаметр шахты составляет 0,8м. Летом аэрация осуществляется через проемы в стенах; необходимо открыть 44 окна, а удаляется через шахты; необходимое число шахт 36 штук. В переходный период приток воздуха осуществляется через 26 открытых окон, а удаляется необходимое количество воздуха через шахты, необходимое число шахт 27 штук. Список использованной литературы1. СНиП 2.04.05-91* "Отопление, вентиляция и кондиционирование". 2. Богословский В.Н. "Отопление и вентиляция". Учебник для вузов. В 2-х ч. Ч.2. Вентиляция.М., Стройиздат, 1976. 3. Драганов Б.Х. "Теплотехника и применение теплоты в сельском хозяйстве" - М.: Агропромиздат, 1990. 4. Драганов Б.Х. "Курсовое проектирование по теплотехнике и применению теплоты в сельском хозяйстве": Учеб. пособие для вузов - М.: Агропромиздат, 1991. 5. Кирюшатов А.И. "Отопление и вентиляция животноводческих комплексов и ферм". Методические указания к курсовому и дипломному проектированию; СИМСХ им.М.И. Калинина; Сарат. с. - х. ин-т им.Н.И. Вавилова. - Саратов, 1988. 6. Родин А.К. "Вентиляция производственных зданий агропромышленного комплекса". Учеб. пособие: ФГОУ ВПО "Саратовский ГАУ". Саратов. 2002. |
|