Шиляев.Типовые приверы расчета систем.Оторления вентиляции и кондиционирования

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение………………….……………………………………….. 8

1.Отопление……..………………………………………………. 10

1.1.Расчет тепловой мощности системы отопления………... 10

1.1.1.Уравнение теплового баланса здания……………. 10

1.1.2.Основные потери теплоты через ограждающие конструкции зданий………………………………. 11

1.1.3.Дополнительные потери теплоты через ограждающие конструкции зданий……………... 12

1.1.4.Расчет расхода теплоты на нагрев

инфильтрующегося наружного воздуха………… 14

1.1.5.Дополнительные бытовые теплопоступления

впомещения………………………………………. 17 Примеры 1.1.–1.4..…………………..………………….. 17

1.2. Водяное отопление……………………………………… 27

1.2.1.Гидравлический расчет системы водяного отопления…………………………………………. 27

1.2.1.1.Гидравлический расчет главного циркуляционного кольца по удельной линейной потере давления…………………. 27

1.2.1.2.Гидравлический расчет второстепенного

2.Вентиляция…………………...……………………………... 75

2.1.Аэродинамический расчет систем вентиляции……….. 75

2.1.1.Аэродинамический расчет систем вентиляции

сестественным побуждением движения воздуха. 79

Пример 2.1…….....………………………….………….. 81

3

2.1.2.Аэродинамический расчет систем вентиляции

спринудительнымпобуждением движения воздуха. 87

Пример 2.2…….....………………..…………………….. 87

2.3.1.Подбор диаметров ответвлений при расчете воздуховодов……………………………………… 104

2.4.1.Примеры расчетов устройств воздухораспределения на основе теории

свободной изотермической струи……………….. 105

Примеры 2.6–2.8...………………….………………….. 110

2.4.2.Движение неизотермической свободной струи... 114

Примеры 2.9–2.10.…………………..………………….. 114

2.4.3.Стесненные струи………………………………… 119 Пример 2.11..….....………………………..…………….. 122

2.5.Вытяжные зонты………………………………………… 124 Пример 2.12–2.13..…………………………………..….. 124

2.6.Бортовые отсосы………………………………………… 130 Пример 2.14–2.17..………………………………..…….. 133

2.7.Воздушные души………………………………………... 139

2.7.1.Использование теории свободной струи

для расчета воздушных душей………..…………. 140

Пример 2.18..….....…………………………………..….. 142

2.7.2.Метод расчета воздушных душей (горизонтальными и наклонными струями),

предложенный П.В. Участкиным………….……. 143

Примеры 2.19–2.20.…………..………..……………….. 145

2.7.3.Расчет воздушных душей для уменьшения концентрации вредных выделений……..………. 148

Пример 2.21..….....…..………………………………….. 149

2.8.Воздушные завесы………………………………………. 150 2.8.1. Завесы шиберующего типа………………...…….. 150 Пример 2.22..….....…………………………………….. 153

4

2.9.1.Калориферы…………..……………………………….. 157 Пример 2.24..….....…………………..………………….. 161

2.9.2.Фильтры……………………………..………………… 163 Пример 2.25..….....…………………………..………….. 164

2.10.Определение влаговыделений и тепловыделений

2.11.Аэрация промышленного здания……………………... 177

Пример 2.29..….....………………………..…………….. 180

3.Кондиционирование воздуха……………..……………….. 185

3.1.Производительность систем вентиляции

икондиционирования воздуха (СКВ)…………………. 185

3.1.1.Определение воздухообмена в помещении…….. 185

3.1.2.Определение параметров наружного воздуха….. 187

3.1.3.Определение параметров внутреннего воздуха... 188

3.1.4.Определение параметров удаляемого воздуха…. 189

3.1.5. Определение параметров приточного воздуха… 190

3.2.Построениепроцессов СКВна I-d-диаграмме

влажного воздуха……………………………………….. 191

3.2.1.Построениелучапроцесса………….……………….. 191

3.2.2.Прямоточная схема СКВ для теплого периода…. 191

3.2.5.Схема СКВ с первой рециркуляцией для холодного периода……………...……………. 196

3.3.1.Камеры орошения……………………….……….. 218

3.3.1.1.Расчет камеры орошения по методике

5

Пример 3.10….....….………………………………….... 228

3.3.2.Расчет воздухонагревателей…………………….. 231

Пример 3.11..….....…………………………….……….. 233

3.3.3.Расчет воздухоохладителей……………………… 236

3.3.3.1.Расчет воздухоохладителей при сухом охлаждении………………………………….. 236

3.3.3.2.Расчет воздухоохладителей при охлаждении и осушении воздуха………….. 238

Приложение 9. Нормируемые размеры прямоугольных воздуховодов из листовой стали……………………………………. 263 Приложение 10. Абсолютная эквивалентная шероховатость материалов, применяемых для изготовления воздуховодов… 263 Приложение 11. Номограмма для определенияпотерь давления натрениевкруглыхвоздуховодах естественнойвентиляции……. 264 Приложение 12. Номограмма дляопределенияпотерь давления

натрениевкруглыхвоздуховодахмеханическойвентиляции…... 265 Приложение 13. Коэффициент шероховатости поверхности канала…………………………………………………………… 266

Приложение 14. Значения коэффициентов местных сопро-

тивлений………………………………………………………… 267

6

в помещении……………………………………………………. 276

Приложение 23. Расстояние по вертикали от центра проема до уровня нулевых давлений…………………………………... 280

орошения ОКФ-3……………………………………………….. 285

Приложение 31. Технические характеристики воздухонагревателей (без обводного канала)………………… 286 Приложение 32. Показатель Nt для расчета воздухоохладителей…………………………………………… 287

7

ВВЕДЕНИЕ

Для создания и поддержания в помещениях, зданиях и сооружениях требуемых параметров воздушной среды (температуры и влажности), а также скорости движения, газового состава и чистоты воздуха применяют системы вентиляции и кондиционирования воздуха. В соответствии с определенными требованиями воздух в системах вентиляции и кондиционирования при обработке нагревают, охлаждают, осушают и увлажняют. Система отопления предназначена для создания в помещениях здания в холодный период года температурной обстановки, соответствующей комфортным параметрам для человека и отвечающей требованиям технологического процесса. Решая задачу отопления здания, необходимо рассчитать ограждения и обогревающие устройства так, чтобы они обеспечивали требуемые тепловые условия в обслуживаемой зоне помещения, прежде всего в наиболее суровый период зимы, который считается расчетным.

Потребность в систематизированно изложенном материале для подготовки инженеров-строителей по специальности «Теплогазоснабжение и вентиляция» по дисциплинам «Отопление», «Вентиляция», «Кондиционирование воздуха и холодоснабжение» назрела давно. Задачи, подобные приведенным в настоящем учебном пособии, представлялись ранее в соответствующих учебниках и справочниках, однако в основном в формальном, отвлеченном от нормативных требований и конкретных ситуаций, виде.

Учебное пособие состоит из трех частей, касающихся систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха с общим библиографическим списком и приложениями, включающими в себя необходимые справочные данные для расчетов. В списке рекомендуемой литературы представлены нормативные документы, справочники, на основе которых приводятся расчеты систем отопления, вентиляции и кондиционирования

8

воздуха, а также учебная литература по специальности «Теплогазоснабжение и вентиляция».

Каждая часть пособия содержит разделы с теоретическими положениями, изложенными в компактной форме, при этом теоретические положения по вентиляции и кондиционированию воздуха совмещены. Совмещение касается расчета производительности систем вентиляции и кондиционирования воздуха, а также теоретических основ расчета процессов изменения тепловлажностного состояния воздуха с помощью I-d-диаграммы

всистемах вентиляции и кондиционирования воздуха.

Втретью часть авторы также включили материал, полученный в результате научно-исследовательской работы по тепломассообмену в оросительных камерах. Приводится сравнение результатов расчета оросительной камеры кондиционера воздуха (КВ) на основе физико-математической модели, разработанной на кафедре ОиВ ТГАСУ под руководством профессора М.И. Шиляева, с расчетами по методике ВНИИКондиционер. Показывается, что физико-математическая модель дает возможность оптимизировать режим работы оросительной камеры, методика ВНИИКондиционер этого сделать не позволяет.

Разделы 1 «Отопление» и 3 «Кондиционирование воздуха» написаны к.ф.-м.н., доц. Е.М. Хромовой, раздел 2 «Вентиляция» – д.т.н., проф. М.И. Шиляевым и к.т.н., доц. Ю.Н. Дорошенко. Авторы выражают благодарность всем сотрудникам каф. ОиВ ТГАСУ, принявшим участие в обсуждении и подготовке рукописи к печати.

9

1.ОТОПЛЕНИЕ

1.1.Расчет тепловой мощности системы отопления

1.1.1.Уравнение теплового баланса здания

Температурная обстановка в помещении зависит от тепловой мощности системы отопления, а также от расположения обогревающих устройств, теплозащитных свойств наружных ограждений, интенсивности других источников поступления и потерь теплоты. В холодное время года помещение теряет теплоту через наружные ограждения, теплота расходуется на нагрев наружного воздуха, на нагрев материалов, транспортных средств, изделий, одежды, которые холодными попадают с улицы в помещение. Системой вентиляции в помещение может подаваться воздух с более низкой температурой, технологические операции могут быть связаны с процессами, сопровождаемыми затратами теплоты. Теплота поступает в помещение от технологического оборудования, источников искусственного освещения, инсоляции, нагретых материалов, изделий, людей. Впомещениях могут осуществляться технологические процессы свыделением теплоты[13, 25].

Сведением всех составляющих поступлений и расхода теплоты в тепловом балансе помещения определяется дефицит или избыток теплоты. Дефицит теплоты указывает на необходимость устройства в помещении отопления, избыток теплоты обычно ассимилируется воздухом и с ним отводится из помещения вентиляцией. Для определения тепловой мощности системы отопления составляют баланс часовых расходов теплоты для расчетного зимнего периода в виде

где Qогр – основные потери теплоты через ограждающие конструкции здания, Вт; ΣQд – суммарные добавочные потери теплоты через ограждающие конструкции здания, Вт; Qи – расход тепла на нагревание воздуха, поступающего в помещение при инфильтрации и вентиляции, если эти составляющие не учтены в тепловом балансе для расчета вентиляции, Вт; Qтехн – дебаланс между

10