Конструкция отопления имеет, развоздушки, увеличивающие давление насосы, систему соединения, батареи, крепежи, бак для расширения, коллекторы, трубы котел терморегуляторы. Монтаж обогревания квартиры имеет важные устройства. На этой странице веб проекта мы постараемся определить для особняка нужные части системы. Любой элемент однозначно важен. Поэтому выбор каждой части системы нужно делать правильно.
Выполнил
Шитик С.В.
Введение: краткое описание конструктивных особенностей здания и задачи, решаемые в проекте
Необходимо запроектировать приточно-вытяжную вентиляцию и систему отопления промышленного предприятия, которое имеет фрезеровочный цех. Проектируемый объект расположен в городе Минске. Здание имеет один этаж, без подвала и чердака. Высота от пола до низа фермы h=7,6 м. Фасад ориентирован на юго-запад. Стены выполнены из железобетонной панели с утеплителем из пенополистирольных плит.
Полы не утепленные на грунте.
Перекрытия выполнены из ребристых железобетонных плит с утеплителем из минераловатных плит повышенной жесткости. Остекление тройное в раздельно-спаренных переплетах. Окна размером 4x4м. В здании имеются ворота 3,6x3,2м, которые оборудованы воздушно-тепловыми завесами. Объект снабжается теплом от котельной. Параметры воды 150/70. Работа в цехах двухсменная. Число работающих в цеху - 24 человек. Работа средней тяжести IIб.
1. Описание технологического процесса и характеристика, выделяющихся вредностей
Рассматриваем фрезеровочный цех. В нем находится заточные станки мощностью 2кВт и двумя кругами диаметрами 300 мм каждый, сверлильные, токарные, фрезерные станки по 4 шт. с мощностью 3,5кВт, моечные машины с температурой поверхности 45. С.
Основные выделяющиеся вредности следующие: металлическая пыль, выделяющееся при обработке металла на станках; конвективная теплота от моечных машин.
Над станками устанавливаются местные отсосы для улавливания пыли, а моечные машины оборудованы вытяжными зонтами над загрузочными отверстиями, столы для электросварочных работ оборудованы панелями равномерного всасывания конструкции С.А, Чернобережного.
Количество воздуха, удаляемое от станков определяется по справочным данным в зависимости от типа станка, там же указывается место подключения отсоса и рекомендуемые скорости.
Приточный воздух в переходный и холодный периоды подается наклонными струями в направлении рабочей зоны с высоты не более 4м.В теплый период года допустимо поступление наружного воздуха через фрамуги окон.
Для промышленного здания проектируем водяную систему отопления с чугунными радиаторами.
2. Принятые параметры для трех периодов года наружного и внутреннего воздуха
При проектировании вентиляционных промышленных зданий для теплого период года принимаем наружные параметры А, а для зимнего - Б.
Согласно [2, прил.8], для города Минска (52°с.ш.) для теплого периода А температура наружного воздуха t=21,2°C, теплосодержание I=49,8кДж/кг, скорость ветра v=4,2 м/с.
Для холодного периода Б -t= -24°С, I= -26 кДж/кг, v=4,5 м/с.
Переходный период, согласно [2], для промышленных зданий t=8°C, I=22,5кДж/кг, ц=70%.
В соответствии с [2], параметры внутреннего воздух разделяются на: оптимальные и допустимые. В данном проекте принимаем допустимые параметры, т.е. сочетание температуры, влажности и подвижности воздуха, при которых не возникает нарушения состояния здоровья, но может допускаться и некоторые понижение трудоспособности.
Согласно [2] допустимая температура на постоянных рабочих местах для холодного и переходного периодов года при работе средней тяжести принимается t p. з =17- 23°С, v=0,3м/с.
Для данных участков принимаем t pз =18°С, v =0,3м/с.
3. Теплотехнический расчет ограждений и расчет теплопотерь
3.1 Определение сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций здания
вентиляция здание теплопотеря
Параметры воздуха в помещении проектируемого промышленного здания согласно [4] приняты: t в =18°C, ц=65% - в холодный период года. Влажностный режим помещений и условия эксплуатации ограждающих конструкций зданий в холодный период принимаем по [4. табл.4.2.]. В нашем случае режим нормальный, условия эксплуатации Б. Сопротивление теплопередаче R, ограждающих конструкций, за исключением заполнений проемов и ограждающих конструкций помещений с избытком явной теплоты, следует принимать равным экономически целесообразному R т эк но не менее требуемого сопротивления теплопередаче R т тр и не менее нормативного сопротивления теплопередаче R т норм. Требуемое сопротивление теплопередаче R T тр м 2 °С/Вт, определяется по формуле:
(4.1)
где - расчетная температура внутреннего воздуха, °С;
- расчетная зимняя температура, °С;
- коэффициент, учитывающий положение наружной поверхности по отношению к наружному воздуху (для промышленных зданий без чердака n=1);[4]
- коэффициент теплопередачи, Вт/(м °С), внутренней поверхности ограждающей конструкции, =8,7 Вт/(м2оС);
- расчетный перепад, °С, между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции(для стен промзданий не более 8 °С).
Тепловая инерция определяется:
(4.2)
где - термическоесопротивление отдельных слоев ограждающей конструкции, м2°С/Вт;
-коэффициент телопроизводительности n-го слоя. Вт/мс.[4]
При значении D до 1,5 (безинерционное ограждение) tH в формуле (4.1)принимаем равной температуре наиболее холодных суток обеспеченностью0,98 (); При значении 1,5<D<4 (ограждение малой тепловой инерционности) tH в формуле (4.1) принимаем равной температуре наиболее холодных суток обеспеченностью 0,92 (); При значении 4<D<7 (ограждение средней тепловой инерционности) tH в формуле (4.1) принимаем равной средней температуре 3-х наиболее холодных суток ();
Экономически целесообразное сопротивление теплопередаче Rтэк, м2°С/Вт, определяется по формуле:
(4.5)
- стоимость тепловой энергии, руб/ГДж (по ценам 1991 года - Стэ=3,35);
- продолжительность отопительного периода, сут.;
- средняя за отопительный период температура наружного воздуха, °С; '
-стоимость, руб/м3, материала однослойной или теплоизоляционного слоя многослойной ограждающей конструкции;
-коэффициент теплопроизводительности, Вт/(м°С), материала однослойной или теплоизоляционного слоя многослойной ограждающей конструкции [5].
Нормативное значение сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции Rтнорм принимаем по табл. 10 [4]. Сравнивая полученные значения Rттр, Rтэк и Rтнорм, выбираем большее и определяем толщину теплоизоляционного слоя ограждающей конструкции, используя формулу:
(4.5)
где -коэффициент теплопередачи наружной поверхности ограждающей конструкции, для наружных стен, покрытий и перекрытий; =23 Вт/(м2оС), табл.5.7 [5].
Определяем величину термического сопротивления и толщину утеплителя наружной стены крупнопанельного здания для строительства в г. Минске. Конструкция стены: 3-хслойная панель. Первый конструктивный - железобетон толщиной. =280 мм, л=2,04, S=19,7; второй слой - плиты из пенополистиролас=25 кг/м3; л=0,052; Sут=0,39, третий защитный слой цементно-песчаной штукатурки. =10 мм, л=0,93,S=11,09 табл. А-1 [5]. Условия эксплуатации ограждения "Б" tв=18 °С, цв=65%.
По [4] для г.Минскаtн.от.=-l,6°C, Zот=202 сут.
По формуле (4.1) находим при этом tв=18 °С, n=l; tn принимаем при значении 1,5<D< 4 (ограждение малой тепловой инерционности), т.е. для наиболее холодных суток обеспеченностью 0,92. По [5] tн=-28 °С; =6 °С; =8,7 Вт/(м2 ?С).
(4.5)
По формуле (4.2) определяем:
Rтэк =0,5 0,88+5,4 10-43,35 202(18+1,6)/(70,6 0,052 0,88)=2,66 м2 °С/Вт;
Нормативное значение Rтнорм =2,5 м2 °С/Вт [5].
Принимаем большее значение, т.е. Rтэк =2,66 м2 °С/Вт
Тогда толщина теплоизоляционного слоя
Источник: http://www.bibliofond.ru/view.aspx?id=667711
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже.
Подобные документы
Конструктивные особенности здания. Расчет ограждающих конструкций и теплопотерь. Характеристика выделяющихся вредностей. Расчет воздухообмена для трех периодов года, системы механической вентиляции. Составление теплового баланса и выбор системы отопления.
курсовая работа [141,7 K], добавлен 02.06.2013
Описание проектируемого объекта и конструктивных особенностей здания. Параметры температуры наружного и внутреннего воздуха для теплого, холодного периодов и переходных условий. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций. Расчет теплопотерь здания.
курсовая работа [441,4 K], добавлен 05.10.2013
Климатические характеристики района строительства. Расчетные параметры воздуха в помещениях. Теплотехнический расчет наружных ограждающих конструкций гражданского здания. Определение теплопотерь. Конструирование и расчет систем отопления и вентиляции.
курсовая работа [208,2 K], добавлен 10.10.2013
Определение параметров наружного, приточного и удаляемого воздуха, расчет количества выделяющихся вредностей в горячем цеху и построение аксонометрических схем систем естественной и механической вентиляции для проектирования клуба со зрительным залом.
курсовая работа [326,3 K], добавлен 22.09.2011
Теплотехнический расчет ограждающих конструкций - наружных стен, пола, световых и дверных проемов, чердачного перекрытия. Расчет теплопотерь и воздухообмена, тепловой баланс помещений. Расчет системы вентиляции и трубопроводов системы отопления здания.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 17.08.2013
Теплотехнический расчет ограждающих конструкций. Наружная стена, перекрытие над подвалом. Затраты теплоты на нагрев инфильтрующегося воздуха. Удельная тепловая характеристика здания. Выбор систем вентиляции и их конструирование, аэродинамический расчет.
курсовая работа [301,4 K], добавлен 07.08.2013
Теплотехнический расчет систем отопления и вентиляции жилого дома. Определение теплопотерь через ограждающие конструкции, выбор отопительных приборов. Определение воздухообменов с учетом геометрии здания и систем вентиляции; аэродинамический расчет.
реферат [1,8 M], добавлен 22.10.2013
Теплотехнический расчет ограждающих конструкций. Определение теплопотерь помещений каждого помещения, здания в целом и тепловой мощности системы отопления. Гидравлический расчет трубопроводов. Расчет канальной системы естественной вытяжной вентиляции.
курсовая работа [555,2 K], добавлен 06.10.2013
Расход воздуха для производственных помещений. Расчет системы водяного отопления. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций. Аэродинамический расчёт приточной механической системы вентиляции. Расчет воздухообмена в здании. Подбор, расчет калорифера.
курсовая работа [419,4 K], добавлен 01.11.2012
Тепловой режим здания, параметры наружного и внутреннего воздуха. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций, тепловой баланс помещений. Выбор систем отопления и вентиляции, типа нагревательных приборов. Гидравлический расчет системы отопления.
курсовая работа [354,1 K], добавлен 15.10.2013
Размещено на http://www.allbest.ru/
к курсовому проекту на тему:
Отопление и вентиляция промышленного здания
Выполнил
Шитик С.В.
Введение: краткое описание конструктивных особенностей здания и задачи, решаемые в проекте
Необходимо запроектировать приточно-вытяжную вентиляцию и систему отопления промышленного предприятия, которое имеет фрезеровочный цех. Проектируемый объект расположен в городе Минске. Здание имеет один этаж, без подвала и чердака. Высота от пола до низа фермы h=7,6 м. Фасад ориентирован на юго-запад. Стены выполнены из железобетонной панели с утеплителем из пенополистирольных плит.
Полы не утепленные на грунте.
Перекрытия выполнены из ребристых железобетонных плит с утеплителем из минераловатных плит повышенной жесткости. Остекление тройное в раздельно-спаренных переплетах. Окна размером 4x4м. В здании имеются ворота 3,6x3,2м, которые оборудованы воздушно-тепловыми завесами. Объект снабжается теплом от котельной. Параметры воды 150/70. Работа в цехах двухсменная. Число работающих в цеху - 24 человек. Работа средней тяжести IIб.
Рассматриваем фрезеровочный цех. В нем находится заточные станки мощностью 2кВт и двумя кругами диаметрами 300 мм каждый, сверлильные, токарные, фрезерные станки по 4 шт. с мощностью 3,5кВт, моечные машины с температурой поверхности 45 ?С.Для промышленного здания проектируем водяную систему отопления с чугунными радиаторами.
При проектировании вентиляционных промышленных зданий для теплого период года принимаем наружные параметры А, а для зимнего - Б.
В соответствии с [2], параметры внутреннего воздух разделяются на: оптимальные и допустимые. В данном проекте принимаем допустимые параметры, т.е. сочетание температуры, влажности и подвижности воздуха, при которых не возникает нарушения состояния здоровья, но может допускаться и некоторые понижение трудоспособности.
3. 1 Определение сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций зданиявентиляция здание теплопотеря
Параметры воздуха в помещении проектируемого промышленного здания согласно [4] приняты: tв =18°C, ц=65% - в холодный период года. Влажностный режим помещений и условия эксплуатации ограждающих конструкций зданий в холодный период принимаем по [4. табл.4.2.]. В нашем случае режим нормальный, условия эксплуатации Б. Сопротивление теплопередаче R, ограждающих конструкций, за исключением заполнений проемов и ограждающих конструкций помещений с избытком явной теплоты, следует принимать равным экономически целесообразному Rт эк но не менее требуемого сопротивления теплопередаче Rт тр и не менее нормативного сопротивления теплопередаче Rт норм. Требуемое сопротивление теплопередаче RT тр м 2 °С/Вт, определяется по формуле:
(4.1)
где - расчетная температура внутреннего воздуха, °С;
- расчетная зимняя температура, °С;
- коэффициент, учитывающий положение наружной поверхности по отношению к наружному воздуху (для промышленных зданий без чердака n=1);[4]
- коэффициент теплопередачи, Вт/(м °С), внутренней поверхности ограждающей конструкции, =8,7 Вт/(м 2о С);
- расчетный перепад, °С, между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции(для стен промзданий не более 8 °С).
Тепловая инерция определяется:
(4.2)
где - термическоесопротивление отдельных слоев ограждающей конструкции, м 2 °С/Вт;
-коэффициент теплоусвоения, Вт/(м 2о С), материала отдельных слоев ограждающей конструкции.
(4.3)
где -толщина n-го слоя ограждения ,м;
-коэффициент телопроизводительности n-го слоя. Вт/мс.[4]
При значении D до 1,5 (безинерционное ограждение) tH в формуле (4.1)принимаем равной температуре наиболее холодных суток обеспеченностью0,98 (); При значении 1,5<D<4 (ограждение малой тепловой инерционности) tH в формуле (4.1) принимаем равной температуре наиболее холодных суток обеспеченностью 0,92 (); При значении 4<D<7 (ограждение средней тепловой инерционности) tH в формуле (4.1) принимаем равной средней температуре 3-х наиболее холодных суток ();
(4.4)
где - средняя температура холодной пятидневки ;
При D>7(ограждение большой тепловой инерционности) холодной пятидневки обеспеченностью 0,92.
Экономически целесообразное сопротивление теплопередаче Rт эк. м 2 °С/Вт, определяется по формуле:
(4.5)
- стоимость тепловой энергии, руб/ГДж (по ценам 1991 года - Ст э =3,35);
- продолжительность отопительного периода, сут.;
- средняя за отопительный период температура наружного воздуха, °С; '
-стоимость, руб/м 3. материала однослойной или теплоизоляционного слоя многослойной ограждающей конструкции;
-коэффициент теплопроизводительности, Вт/(м°С), материала однослойной или теплоизоляционного слоя многослойной ограждающей конструкции [5].
Нормативное значение сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции Rт норм принимаем по табл. 10 [4]. Сравнивая полученные значения Rт тр. Rт эк и Rт норм. выбираем большее и определяем толщину теплоизоляционного слоя ограждающей конструкции, используя формулу:
(4.5)
где -коэффициент теплопередачи наружной поверхности ограждающей конструкции, для наружных стен, покрытий и перекрытий; =23 Вт/(м 2о С), табл.5.7 [5].
Определяем величину термического сопротивления и толщину утеплителя наружной стены крупнопанельного здания для строительства в г. Минске. Конструкция стены: 3-хслойная панель. Первый конструктивный - железобетон толщиной ??=280 мм, л=2,04, S=19,7; второй слой - плиты из пенополистиролас=25 кг/м 3 ; л=0,052; Sут =0,39, третий защитный слой цементно-песчаной штукатурки ??=10 мм, л=0,93,S=11,09 табл. А-1 [5]. Условия эксплуатации ограждения "Б" tв =18 °С, цв =65%.
По [4] для г.Минскаtн.от. =-l,6°C, Zот =202 сут.
По формуле (4.1) находим при этом tв =18 °С, n=l; tn принимаем при значении 1,5<D< 4 (ограждение малой тепловой инерционности), т.е. для наиболее холодных суток обеспеченностью 0,92. По [5] tн =-28 °С; =6 °С; =8,7 Вт/(м 2 ?С).
(4.5)
По формуле (4.2) определяем:
Rт эк =0,5 0,88+5,4 10 - 4 3,35 202(18+1,6)/(70,6 0,052 0,88)=2,66 м 2 °С/Вт;
Нормативное значение Rт норм =2,5 м 2 °С/Вт [5].
Принимаем большее значение, т.е. Rт эк =2,66 м 2 °С/Вт
Тогда толщина теплоизоляционного слоя
Определяем тепловую инерцию ограждения:
Определили величину термического сопротивления и толщину утеплителя перекрытия здания
1-железобетонная плита ??=0,05 м, л=2,04, S=19,7 [5];
2-утеплитель - минераловатные плиты повышенной жесткости ??=. л=0,08, S=l,l1;
3 - 4 слоя рубероида ??=0,01 м, л=0,17, S=3,53;
4- слой гравия на битумной мастике
??=0,01 м, л=l,05, S=16,43.
По формуле (4.3):
Rт эк =0,5 0,88+5,4 10 -4 3,35 202(18+1,6)/(72,6 0,008 0,88)=1,84 м 2 °С/Вт;
По табл. 10 [5] для покрытий и перекрытий Rт норм =3 м 2 °С/Вт - выбираем эту величину и определяем толщину утеплителя
Определяем тепловую инерцию ограждения
, что менее 4, значит tн выбрана правильно.
Сопротивление теплопередачи заполнений наружных световых проемов (окон) следует в соответствии с табл. 10 [5] принимать -0,6 м 2 °С/Вт.
Для наружных деревянных дверей и ворот R=0,6 Rстены =0,6 2,66=1,596 м 2 °С/Вт.
Теплопотери через полы определяются по зонам. Для 1 -й полосы шириной 2 м, примыкающей к наружной стене R 1 =2,2 м 2 °С/Вт; для 2-й полосы шириной 2 м, примыкающей к 1-й зоне R 2 =4,3 м 2 °С/Вт; для 3-й полосы шириной 2 м, примыкающей ко 2-й зоне R 3 =8,6 м 2 °С/Вт; для 4-й внутренней части помещения, ограниченной 3-ей зоной R 4 =14,2 м 2 °С/Вт.
3 .2Определение потерь теплоты через ограждающие конструкции
Потери теплоты через ограждающие конструкции находим по формуле
(4.7)
где - коэффициент теплопередачи*ограждающей конструкции, Вт/(м 2 К),
R- сопротивление теплопередаче;
- расчётная температура внутреннего воздуха; При выборе следует учитывать распределение температуры воздуха по высоте: для стен высотой до 4м и для пола за расчётную принимается 8°С;для стен высотой от 4м и до покрытия (низа фермы)
; для покрытия .
Температура воздуха, удаляемого из помещения
где - температурный градиент, учитывающий повышение температуры воздуха по высоте помещения на каждый метр выше рабочей зоны;
Н- высота цеха, м;
Тогда
- расчетная температура холодного периода года (по параметру"Б");
n- коэффициент, учитывающий положение наружной поверхности по отношению к наружному воздуху (для промышленных зданий без чердака n=1);[5].
Добавка на ориентацию по сторонам света при наличии в помещении 2-ух и более наружных стен: С,СВ,В,СЗ - в=0,1; 3,ЮВ - в=0,05.
Добавочные теплопотери на нагрев наружного воздуха, поступающего путём инфильтрации при выполнении данного курсового проекта можно принимать равным 30% от основных.
Результаты расчёта потерь теплоты через ограждающие конструкции сводим в таблицу 1.
Теплопотери в переходный период для промзданий при tH =8 °С:
Источник: http://knowledge.allbest.ru/construction/3c0b65635b3ac78a5c43b89421316d36_0.html
Повышенные требования к вентиляции промышленных зданий объясняются обработкой больших объемов воздуха, чем в жилом фонде. Вентиляция промышленных зданий осуществляется с помощью оборудования больших габаритов, монтаж которых является областью специального инжиниринга, обеспечивающего полное раскрытие возможностей таких систем, подготовку их к правильной эксплуатации.
Проектирование вентиляции промышленных зданий основывается на особенностях помещения (склада, цеха, офиса), его архитектуры, планировки. Точные замеры, с вводом всех деталей, учет специфики воздуха (содержащихся в нем промышленных и прочих веществ) является залогом качественного проекта и подбора оборудования. Соблюдение всех фаз его профессионального подключения гарантирует обеспечение циркуляции по-настоящему качественного воздуха, что, конечно, скажется на производительности ваших коллективов.
В деле вентиляции промышленных зданий нет мелочей: влажность воздуха, покрытие стен и потолков, конструкция стеклопакетов или оконных рам; расположение светового и другого оборудования, задачи производства, проходимость помещения - все это влияет на структуру вентиляции промышленных зданий.
Штат высокопрофессиональной компании, занимающейся проблемами вентиляции промышленных зданий, состоит не только из инженеров-проектировщиков, но и монтажников, и наладчиков, воплощающих проектно-конструкторские решения в жизнь. Высокоорганизованное исполнение пусконаладочных и монтажных работ продолжается в их сервисном обслуживании.
Качественная вентиляция промышленных зданий осуществляется на оборудовании ведущих зарубежных и отечественных производителей, например, Sistemair, VTS Clima, Osterberg, Daikin, Арктос и других. Поставка оборудования и проектная документация – взаимосвязанный процесс, который необходимо доверять профессионалам высокого класса, ведь в нем учитываются, кроме вышеперечисленных параметров, еще и требования служб санитарной и пожарной безопасности. Поэтому вентиляция промышленных зданий осуществляется только в установленном СНиПами и другими нормативными документами режиме.
Существуют разные системы вентиляции промышленных зданий: противодымная, система кондиционирования (для любого типа объектов), крупногабаритная (воздуховоды более 2 м в диаметре, их сборка осуществляется из толстостенных стальных полос с применением сварки). Монтаж таких систем должен отвечать некоторым условиям: техническая вентиляция и вентиляция помещений не размещаются вместе; воздушно-тепловые завесы и вентиляционное оборудование для помещений, где приток и отток воздуха осуществляется принудительно. монтируется при наличии пожарной сигнализации; система вентиляции всегда имеет систему фильтрации.
Купить вентилятор и проложить воздуховод не значит осуществить «вентиляцию промышленных зданий». Есть множество причин, по которым такая система работать не будет. Например, в перестроенном под офисы цехе, где сохранилась старая вентиляционная система, она не справится с новыми задачами, также как и в новом здании, где вентиляция отсутствует как в проекте, так и в реальности, необходим анализ инженеров.
Вентиляция промышленных зданий не может быть чем-то вторичным. Это часть системы, обеспечивающей условия производства, а также жизнедеятельности человека, безопасность всех необходимых циклов. Современные технологии не только требуют, но и дают возможность осуществлять вентиляция промышленных зданий на самом высоком уровне.
Внедрение энергосберегающих инвестиционных проектов на промышленных и сельскохозяйственных предприятиях России.
Источник: http://kotlam.net/lib/ventilyaciya-promyshlennyx-zdanij/
Е. О. Шилькрот. вице-президент НП «АВОК»
Эффективность систем отопления и вентиляции зданий определяется, прежде всего, надежностью (обеспеченностью) поддержания в обслуживаемом помещении требуемых параметров микроклимата и чистоты воздуха и эксплуатационными энергетическими затратами.
Обеспечение надежности и минимизация расходования энергии на отопление, вентиляцию и кондиционирование воздуха связаны в большинстве случаев с проведением мероприятий, требующих определенных материальных затрат. Невозможно решить оптимизационную задачу обеспечения эффективности систем в отрыве от экономических факторов и реальных трудностей в их увязке c инженерными задачами. Экономический фактор, приведенные или замыкающие затраты или срок окупаемости должны обязательно учитываться при выборе технических решений систем отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха (ОВК). Представляется, что сегодня срок окупаемости по созданию или реконструкции систем ОВК может быть около 5 лет.
Надежность является важным показателем, определяющим потребительские свойства систем ОВК. Под надежностью (безотказностью работы) системы ОВК понимается ее способность обеспечивать и поддерживать в обслуживаемом помещении требуемые значения параметров микроклимата и чистоты воздуха в заданный период времени, а под отказом – состояние, когда значения этих показателей вышли за заданные пределы.
Надежность является вероятностной характеристикой работы систем ОВК и зависит, в основном, от выбранной производительности систем и надежности работы оборудования:
где Ровк. Рпр. и Роб – надежность системы, надежность выбора производительности системы, надежность работы оборудования соответственно.
При определении надежности работы систем ОВК следует учитывать, что практически любая система обладает временной избыточностью, т. е. создаваемый ею эффект не исчезает мгновенно при прекращении работы системы. Величина временной избыточности зависит от теплоинерционных качеств помещения, его объема, диапазона и интенсивности изменения нагрузок на систему. Сегодня практически ни один нормативно-методический документ не касается этого вопроса, хотя необходимые исследования для практических расчетов имеются. Вместе с тем на практике временная избыточность часто используется при регулировании работы систем, например при регулировании систем отопления «пропусками», использовании режима натопа, включения в работу систем вентиляции после достижения в помещении концентрации вредных веществ равных ПДК и т. п.
При выборе производительности систем основными факторами, при известных объемно-планировочных и конструктивных решениях здания, являются температура наружного воздуха, интенсивность солнечной радиации и величина технологических нагрузок, как правило, внутренних тепло- и газовыделений. Необоснованный количественный выбор этих факторов может привести к отказу в работе систем ОВК или неоправданному «запасу» мощности систем.
Например, принимая в качестве расчетной для систем отопления температуру наружного воздуха с обеспеченностью 0,92, в практике проектирования, как правило, не проверяется, какая температура воздуха будет в конкретном помещении в период резкого похолодания, когда температура наружного воздуха будет ниже расчетной. Расчет отопительной нагрузки в жилых домах сегодня в соответствии со СНиП 2.04.05-91* проводится с учетом внутренних тепловыделений, величину которых предписывается принимать не менее 10 Вт на 1 м 2 пола жилых помещений и кухонь. Оценка вероятного значения температуры внутреннего воздуха в квартирах жилых домов постройки после 1998 года показывает, что для зданий выше 6 этажей в диапазоне значений расчетной температуры наружного воздуха -25…-30 °C температура внутреннего воздуха (при отсутствии тепловыделений и являющейся массовой сегодня нерегулируемой системе вентиляции) снизится до 12–13 °C, что вряд ли можно считать приемлемым.
Надежность работы оборудования систем ОВК определяется его качеством, основным показателем которого может являться наработка на отказ. Учет временной избыточности систем при выборе оборудования и схемного решения позволяет установить вероятность возможных отказов в работе оборудования, установить регламенты его обслуживания и ремонта, предусмотреть на основе объективных расчетов необходимость резервирования или дублирования систем и их элементов. СНиП 2.04.05-91* содержит ряд указаний о необходимости резервирования систем, но, как правило, они не имеют объективного обоснования.
Показатели надежности некоторых систем представлены в таблице.
В современных условиях конкурентного рынка инвестору при выборе расчетных условий, схем и оборудования систем следует требовать от подрядчика обоснование предлагаемых решений с точки зрения эксплуатационной эффективности в сочетании с ценой.
Временная избыточность системы отопления, т. е. время, за которое должна быть восстановлена ее работоспособность, составит 4–8 часов. За этот период времени температура внутреннего воздуха не снизится ниже допустимых значений.
Представляется, что одним из нормативно-методических документов, стандартов, разрабатываемых НП «АВОК», должен стать стандарт по определению и прогнозированию надежности систем ОВК.
В последнее время энергосбережение (рациональное использование энергетических ресурсов) стало одной из ключевых проблем специальности, и было бы неверным не согласиться с такой постановкой вопроса. Сегодня ее решения, как правило, направлены на повышение теплозащиты ограждающих конструкций и эффективности теплоснабжения. Эти вопросы действительно актуальны, должны обеспечить устранение неоправданных потерь энергии, вызванных, как правило, изношенностью основных фондов и бесхозяйственностью. Здесь необъятное поле проблем – организационных, административно-правовых, финансовых; меньше инженерных.
Вместе с тем, по-видимому, ключевыми вопросами в деле эффективного использования энергии являются проблемы потребляющих систем – отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Здесь имеются широкие возможности для разработки рациональных схем и технических решений систем, обеспечивающих устранение или минимизацию зон, участков, помещений и зданий в целом с избыточным, во времени и пространстве, нагревом, охлаждением и вентилированием. На наш взгляд, именно это направление наиболее перспективно.
Минимально необходимый расход энергии на отопление и вентиляцию помещений будет иметь место в том случае, когда в любой момент времени в заданной точке или зоне помещения подача тепла и свежего воздуха соответствует минимально необходимым значениям, обеспечивающим с заданной надежностью потребительские свойства систем, т. е. требуемые параметры микроклимата и чистоту воздуха.
Проектирование и строительство энергоэффективных систем ОВК позволяют сократить эксплуатационные энергозатраты от 30 до 75 % без снижения уровня их комфортности и функциональности.
Обеспечение потребительских свойств и энергоэффективности систем ОВК связано с анализом процессов формирования, поддержания и управления воздушно-тепловым режимом (ВТР) помещений и здания в целом при изменяющихся в течение периода эксплуатации условиях.
ВТР является одной из основных характеристик помещений и зданий как среды обитания человека и условий нормального функционирования технологического процесса.
Под ВТР подразумевается совокупность полей параметров, характеризующих воздушно-тепловой микроклимат помещений: температуру воздуха (t) и окружающих поверхностей ( t ), концентрацию содержащихся в воздухе примесей, включая пыль и влагу (С, j ), скорость движения воздуха (V), ионный состав (i) и т. п.
Теория ВТР в ее сегодняшнем виде была создана трудами отечественных ученых и инженеров: В. Н. Богословского, О. Е. Власова, В. В. Константиновой, В. Д. Мачинского, С. И. Муромова, М. Я. Поза, Н. А. Селиверстова, Г. А. Селиверстова, Л. А. Семенова, Ю. А. Табунщикова, В. П. Титова, К. Ф. Фокина, А. М. Шкловера и многих других.
Проектирование ВТР, способов его стабилизации, управления и оптимизации является основным инструментом для разработки технических решений систем ОВК.
«Идеальный» ВТР соответствует положению, когда в каждый момент времени в каждой точке помещения баланс тепла (холода) и воздуха (примесей) обеспечивает требуемые параметры воздушно-теплового микроклимата.
«Оптимальному» ВТР будут соответствовать технические решения, при которых при обязательном соблюдении требуемых параметров воздушно-теплового микроклимата в обслуживаемой (рабочей) зоне ВТР-помещение будет минимально отличаться от «идеального». Степень приближения «оптимального» ВТР к «идеальному», помимо знаний и искусства проектировщика, определяется экономическими факторами.
Условно можно разделить ВТР на естественный (пассивный) и искусственный (активный). Пассивный ВТР формируется как результат взаимодействия здания (формы, ограждающих конструкций) с наружным климатом; активный ВТР формируется как результат взаимодействия пассивного ВТР и систем обеспечения внутреннего воздушно-теплового микроклимата – систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.
Существенную, а часто определяющую в промышленных зданиях роль в формировании ВТР оказывает технологический процесс, который должен рассматриваться как фактор пассивного ВТР, если отсутствует возможность влияния на его характеристики, или активного ВТР, если такая возможность предусмотрена.
Знание закономерностей формирования и управления ВТР зданий позволяет решить ряд задач, в т. ч. социальных, в части формирования здоровой среды обитания; технологических, в части формирования необходимых условий функционирования технологического процесса; экономических, в части рационального расходования ресурсов, прежде всего, энергетических.
Рациональная область применения для большинства схем современных систем ОВК может быть определена с помощью анализа ВТР, в частности для перемешивающей и вытесняющей вентиляции, воздушного, лучистого и комбинированного отопления и охлаждения помещений, локального отопления и охлаждения и т. п.
Показатели надежности систем отопления и вентиляции*
Источник: http://www.abok.ru/for_spec/articles.php?nid=2057