Выбор и расчет систем отопления, вентиляции и кондиционирования автоцентра

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10 Аэродинамический расчет систем вентиляции

Аэродинамический  расчет выполнен с целью определения размеров поперечного сечения воздуховодов и потерь давления в системе. В системах с механическим побуждением движения воздуха потери давления определяют выбор вентилятора.

Общие потери давления ΔР, Па, на участке системы определены по формуле

 

ΔР=∑(Rl+Z),                                      (10.1)

 

где R – удельные потери давления на 1 м воздуховода, Па/м;

       l – длина участков воздуховода, м;

       Z – потери давления в местных сопротивлениях, Па, определены по формуле

 

                                                 Z=Σξ·P_д,                                                    (10.2)

где P_д – динамическое давление воздуха на расчётном участке, Па;

       Σξ – сумма коэффициентов местных сопротивлений, [12].

Значение потерь давления на трение R, динамическое давление P_д и значения коэффициентов местных сопротивлений ξ определены по таблицам для расчета воздуховодов.

Значения эквивалентных  диаметров, м, определены по формуле

 

                                                                                                                (10.3)

 

где а, в – размеры сторон прямоугольного воздуховода.

Общие потери давления ΔР _сист, Па, в системе

 

              ,                                             (10.4)

где Р_об - потери давления в оборудовании и других устройствах      вентиляционной   системы.

Определение потерь давления в системе  необходимо для подбора вентилятора.

На рисунках 10.1, 10.2 и 10.3 показаны расчетные  схемы вентиляции для аэродинамического расчета. Аэродинамический расчет систем П1, П2, П3 и В1 приведен в таблице 10.1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11 Подбор и расчет оборудования

 

11.1 Подбор вентиляторов

Подбор вентилятора производится в следующем порядке в соответствии с [18]:

Исходные данные:

1. Расход воздуха в системе, , м³/ч                     

 

      ,                                           (11.1.1)

 

где L_о - производительность системы.

           1,1 – коэффициент, учитывающий подсос и утечку воздуха из   системы (для металлических воздуховодов).

2. Давление, принимаемое для подбора вентилятора, равно сумме максимальных потерь давления в воздуховодах согласно аэродинамическому расчету и сумме потерь давления в оборудовании.

Подбор вентилятора осуществляется по расходу воздуха и давлению согласно характеристикам, приведенным  в каталогах.

Мощность электродвигателя N,кВт, определяем по формуле

 

                                               

,                                      (11.1.2)

 

где L_c - производительность системы, м³/ч;

          - потери давления в системе, Па;

η - КПД вентилятора;

η_п- КПД передачи.

 

Расход воздуха в системе  В1

 

Давление, принимаемое для подбора  вентилятора в системе В1

=182 Па

Для системы В1 принимается:

Вентилятор «Унивент-4-4-1»;  n = 1500 об/мин, η=0,79. Данный вентилятор комплектуется электродвигателем   N=1,1 кВт.

Мощность электродвигателя для  вентустановки В1

 

Из этого следует, что выбранный  вентилятор удовлетворяет необходимым  требованиям.

Расход воздуха в системе  В2

 

Давление, принимаемое для подбора  вентилятора в системе В2

=410 Па

Для системы В2 принимается:

Вентилятор « Унивент-4-4-1»;  n = 1500 об/мин, η=0,78. Данный вентилятор комплектуется электродвигателем   N=1,1 кВт.

Мощность электродвигателя для  вентустановки В2

 

Из этого следует, что выбранный  вентилятор удовлетворяет необходимым  требованиям.

Далее приведены характеристики оборудования остальных вентиляционных систем.

В1

L=3440 м³/ч, р=182 Па - подобран канальный вентилятор Унивент-4-4-1 фирмы «Инновент» (Россия) L=3440 м³/ч, p=182 Па, n=1500 об/мин с электродвигателем АИР80А4, N=1,1 кВт, n=1500 об/мин.

В2

L=3270 м³/ч, р=410 Па – подобран канальный вентилятор Унивент-4-4-1 фирмы «Инновент» (Россия) L=3270 м³/ч, p=410 Па, n=1500 об/мин с электродвигателем АИР80А4, N=1,1 кВт, n=1500 об/мин.

 

В3

L=960 м³/ч, р=390 Па – подобран канальный радиальный вентилятор Унивент-3,15-4-1 фирмы «Инновент» (Россия) L=960 м³/ч, p=390 Па, n=1500 об/мин с электродвигателем АИР63В4, N=0,37 кВт, n=1500 об/мин.

В4

L=440 м³/ч, р=530 Па – подобран канальный радиальный вентилятор Унивент-1,6-2-1 фирмы «Инновент» (Россия) L=440 м³/ч, p=530 Па, n=2600 об/мин с электродвигателем ДАК92, N=0,055 кВт, n=2600 об/мин.

В5

L=760 м³/ч, р=210 Па – подобран канальный радиальный вентилятор Унивент-2-2-1 фирмы «Инновент» (Россия) L=760 м³/ч, p=210 Па, n=3000 об/мин с электродвигателем АИР56В2, N=0,25 кВт, n=3000 об/мин.

В6

L=160 м³/ч, р=220 Па – подобран канальный радиальный вентилятор К315М фирмы «Systemair» (Германия) L=160 м³/ч, p=220 Па, n=2535 об/мин с электродвигателем N=0,22 кВт, n=2535 об/мин.

В7

L=320 м³/ч, р=270 Па – подобран канальный радиальный вентилятор К160М фирмы «Systemair» (Германия) L=320 м³/ч, p=270 Па, n=2418 об/мин с электродвигателем N=0,063 кВт, n=2418 об/мин.

В8

L=600 м³/ч, р=330 Па – подобран канальный радиальный вентилятор К200L фирмы «Systemair» (Германия) L=600 м³/ч, p=330 Па, n=2615 об/мин с электродвигателем N=0,16 кВт, n=2615 об/мин.

В9

L=365 м³/ч, р=305 Па – подобран канальный радиальный вентилятор К160ХL фирмы «Systemair» (Германия) L=365 м³/ч, p=305 Па, n=2545 об/мин с электродвигателем N=0,105 кВт, n=2545 об/мин.

В10

L=110 м³/ч, р=230 Па – подобран канальный радиальный вентилятор К100ХL фирмы «Systemair» (Германия) L=110 м³/ч, p=230 Па, n=2436 об/мин с электродвигателем N=0,058 кВт, n=2436 об/мин.

В11

L=160 м³/ч, р=290 Па – подобран канальный радиальный вентилятор К125ХL фирмы «Systemair» (Германия) L=160 м³/ч, p=290 Па, n=2390 об/мин с электродвигателем N=0,062 кВт, n=2390 об/мин.

 

 

В12

L=500 м³/ч, р=1500 Па – подобран радиальный вентилятор FUK-1800/SP фирмы «Совплим» (Россия) L=500 м³/ч, p=1500 Па, n=2730 об/мин с электродвигателем АИР63В2У3, N=0,55 кВт, n=2730 об/мин.

В13

L=500 м³/ч, р=1500 Па – подобран радиальный вентилятор FUK-2100/SP фирмы «Совплим» (Россия) L=500 м³/ч, p=1500 Па, n=2820 об/мин с электродвигателем АИР71А2У3, N=0,75 кВт, n=2820 об/мин.

11.2 Подбор оборудования для приточной системы

 

 Для поддержания в рабочей зоне помещений нормируемой температуры воздуха в холодный период необходимо подавать подогретый воздух. Для этого предусмотрена приточная система. Эта система позволяет создавать требуемые санитарными нормами условия на рабочем месте. Воздух, подаваемый этой системой в холодный период, подогревается в калориферной установке.

Рисунок 11.2.1 – Схема обвязки приточных установок П1-П4

Для очистки воздуха от пыли и  других вредных веществ, в приточной  камере устанавливаются воздушные  фильтры.

Приточные камеры поставляются фирмой «Веза», которое относится к числу импортозамещающего оборудования. На продукцию "Везы" имеются соответствующие сертификаты (соответствия, пожарной безопасности, гигиенические) и лицензии на производство. Кроме того, "Везой" проведены испытания оборудования на сейсмостойкость. Предприятие "Веза" работает по системе качества "ISO-9001". На все оборудование установлен гарантийный срок эксплуатации до 2-х лет.

Благодаря высокой технической  оснащенности и слаженности производства, "Веза" выпускает центральные кондиционеры, соответствующие зарубежным аналогам.

Подбор оборудования осуществлен  в программе  «Веза КЦКП» и результаты приведены в приложении А.

П1

L=3700 м³/ч, р=433 Па - подобрана приточная комплектная установка КЦКП-5 фирмы «ВЕЗА-Дон» (Россия) в комплект которой входят:

Вентилятор радиальный ВСК6-4,5, L=3700 м³/ч, p=433 Па, n=1420 об/мин, с электродвигателем А80А4, N=1,1 кВт, n=1420 об/мин.

Воздухонагреватель жидкостный ВНВ243.1-073-065-02-1,8-06-2, Q=61,0 кВт, температура нагрева от –22⁰С до +16⁰С.

Ячейковый фильтр ФяУБ-1, класс – G3, фильтрующий материал – стекловолокно.

Приточный воздух подается  в рабочую зону через решетки фирмы «ЛИССАНТ» (Россия).

Принципиальная схема  приточной установки приведена  на примере схемы установки КЦКП-5 на рисунке 11.2.1.

 

1 - моноблок; 1.1 – передняя панель  с клапаном; 1.2 – фильтр ячейковый; 1.3 – воздухонагреватель жидкостный; 1.4 – камера промежуточная; 2 – вентилятор ВСК;

3 – шумоглушитель.

Рисунок 11.2.2 - Принципиальная схема приточной установки

П2

L=1230 м³/ч, р=516 Па - подобрана приточная комплектная установка КЦКП-3,15 фирмы «ВЕЗА-Дон» (Россия) в комплект которой входят:

Вентилятор радиальный ВСК6-3,55, L=3440 м³/ч, p=620 Па, n=2835 об/мин, с электродвигателем A80A2, N=1,5 кВт, n=2835 об/мин.

Воздухонагреватель жидкостный ВНВ243.1-043-065-03-2,0-12-2, Q=56,0 кВт, температура нагрева от –22⁰С до +15⁰С

Ячейковый фильтр ФяУБ-1, класс G3, фильтрующий материал – стекловолокно

Приточный воздух подается  в рабочую зону через решетки фирмы «ЛИССАНТ» (Россия).

П3

L=1245 м³/ч, р=631 Па - подобрана приточная комплектная установка КЦКП-1,6 фирмы «ВЕЗА-Дон» (Россия) в комплект которой входят:

Вентилятор радиальный ADH160L/R, L=1245 м³/ч, p=631 Па, n=2820 об/мин, с электродвигателем A71А2, N=0,75 кВт, n=2820 об/мин.

Воздухонагреватель жидкостный ВНВ243.1-043-300-03-2,5-08-2, Q=20,0 кВт, температура нагрева от –22⁰С до +16⁰С.

Ячейковый фильтр ФяУБ-1, класс – G3, фильтрующий материал – стекловолокно.

П4

L=600 м³/ч, р=621 Па - подобрана приточная комплектная установка ККП-М фирмы «ВЕЗА-Дон» (Россия) в комплект которой входят:

Вентилятор радиальный GXLF-5-014, L=600 м³/ч, p=621 Па, n=2730 об/мин, с электродвигателем АИР63В2, N=0,55 кВт, n=2730 об/мин.

Воздухонагреватель жидкостный ВНВ243.1-030-025-03-2,2-14-2, Q=10,0 кВт, температура нагрева от –22⁰С до +16⁰С

Ячейковый фильтр ФяУБ-1, класс – G3, фильтрующий материал – стекловолокно

У1, У2

Подобраны воздушно-тепловые завесы «AeroBlast» BК3-175/350-11Т фирмы «Веза» (Россия) с электродвигателем АDH355R, N=3,0 кВт и воздухонагревателем жидкостным ВНВ 243.1-152-070-02-1,8-02-2, Q=69,0 кВт, температура нагрева от +12⁰С до +49,4⁰С.

Принципиальная схема обвязки приведена на рисунке 11.2.3.

Рисунок 11.2.3 – Схема тепловых завес У1, У2

 

 

 

 

 

12 Гидравлический расчет трубопроводов системы отопления

 

Целью данного расчета  является определение диаметров  трубопроводов, необходимых для  перемещения определенных расходов теплоносителя в зависимости  от располагаемого давления.

Необходимый расход теплоносителя G, кг/ч, на каждом участке определен по формуле

 

                                                             

                                                  (12.1)

 

где Q_уч – тепловая нагрузка участка, Вт;

       с – удельная теплоемкость воды, равная 4,19 кДж/(кгּºС).

      t_г-t_о –расчетная разность температур, ºС, теплоносителя на входе и выходе из системы, ветви или стояка.

Ориентировочное значение средней удельной потери давления на трение по длине расчетного циркуляционного  кольца, Па/м, определено по формуле

 

                                            

                                             (12.2)

 

где ΔР_р – располагаемое давление в системе отопления, Па, равное 22487 Па;

      Σl – общая длина расчетного циркуляционного кольца, м.

 Ориентируясь на  значение R_ср, по [11] для определенного расхода теплоносителя на заданном участке G_уч подобраны диаметры участков. По принятому диаметру участка d_уч и расходу G_уч определено действительное значение R, Па/м, скорость движения воды W, м/с. Затем, в зависимости от величины скорости, определено значение динамического давления Р_д, Па, для всех участков кольца по [11].

Потери давления в  местных сопротивлениях Z, Па, определены по формуле

 

                                                                    

                                                 (12.3)

 

где Σζ – сумма коэффициентов местных сопротивлений, определенных по [11];

Полные потери давления на каждом участке, Па, определены по формуле