1.4. Системы естественной вентиляции

Количество удаляемого воздуха из помещений L=427 м³/ч.

Температура в помещении t_в = 20°С (плотность воздуха ρ_tв = 1,2 кг/м³). Вертикальный канал в стенах кирпичные, оштукатуренные (К=4мм).

располагаемое давление в вытяжном канале естественной вентиляции рассчитывается при условии, что температура наружного воздуха t_н = +5°С (ρ_tн = 1,27 кг/м³), по формуле:

P_расп.=gh(_tв - _tн )=9,8·7,8(1,27-1,2)=5,4 (27)

Необходимое сечение канала:

f_к ==0,017 м2 (28)

Выбираем ближайшее большее значение стандартной площади канала, т.е. 0,02м².

Определяем действительное значение скорости:

V_факт.==0,69 м/с. (29)

значение эквивалентного диаметра d_Э мм, рассчитывается по формуле:

==140 (30)

где a, b - размеры сторон квадратного канала, м.

По фактической скорости движения воздуха в вытяжном канале естественной вентиляции и заданном расходе воздуха на участке определяется величина потерь давления на трение R=0,45, Па/м.

поправку на шероховатость стенок канала n принимаем в зависимости от скорости υ, м/с, и шероховатости каналов К_э, мм, n=1,365.

Потеря давления в местных сопротивлениях Z, Па, определяется по формуле:

(31)

коэффициенты местных сопротивлений принимаются по приложению 8:

участок 1

решетка АМР-К ζ = 1,2;

вытяжная шахта с зонтом ζ = 1,3.

Итого  ζ =2,5

Аналогично рассчитываются остальные участки.

2.1. Расчет калориферной установки

В холодный период года воздух, подаваемый в помещение необходимо подогревать.

Необходимая теплопроизводительность калорифера, Вт, определяется по формуле (12).

Определяем площадь фронтального сечения, м²:

, (32)

где L – расход воздуха через калорифер, м³/ч;

 - плотность воздуха, принимается по температуре приточного воздуха, кг/м³ (см. h-d диаграмму холодный период);

()_ф – массовая скорость воздуха во фронтальном сечении, принимается равной 56 кг/м²с.

Производим подбор калорифера и выписываем его основные характеристики (приложение 10):

- поверхность теплообмена м² ;

- фактические размеры фронтального сечения м² ;

- площадь трубок для прохода теплоносителя м² .

При выборе калорифера необходимо учесть, что калорифер с одним рядом трубок нагревает воздух на 15-20⁰С, двумя рядами на 25-30 ⁰С, тремя 35-40⁰С, четырьмя до 60⁰С.

Определяем действительную массовую скорость:

, ( 33)

Масса воды проходящей по трубкам калорифера, кг/ч:

, (34)

где Q – тепловая нагрузка на калорифер, Вт;

с - теплоемкость воды, принимается равной 4,19 кДж/(кгС);

_г, _о – температура горячей и обратной воды, ⁰С.

Скорость движения воды в трубках калорифера, м/с:

, (35)

где _w – плотность теплоносителя, принимается равной 1000 кг/м³.

Коэффициент теплопередачи калориферной установки, Вт/м²С:

(36)

Требуемая поверхность нагрева калориферной установки, м²:

(37)

где _ср, t_ср.в – соответственно средняя температура теплоносителя в калорифере и средняя температура воздуха, С:

, (38)

(39)

Определяем коэффициент запаса поверхности калорифера:

, (40)

Подбор калорифера завершен, если выполняется условие

Если , то необходимо выбрать другую модель калорифера или увеличить количество калориферов в установке и выполнить расчет снова до выполнения условия.

Аэродинамическое сопротивление калорифера, Па:

(41)

Гидравлическое сопротивление калорифера (кПа)

(42)

где l_тр – длина трубки в одном ходе, м .

Расчет калориферной установки произведен с применением ЭВМ.

Бланк для подбора водяного теплообменника ВНВ 243

Наименование параметра	Единица измерения		Численное значение
• Исходные данные для подбора
Расход воздуха, Lв		м3/ч	9219
Температура воздуха начальная, tвн		°С	-27
Температура воздуха конечная, tвк		°С	18
Теплоноситель		-	Вода
Температура теплоносителя начальная, tжн		°С	110
Температура теплоносителя конечная, tжк		°С	70
Запас поверхности, не более		%	10
Характер соединения		-	Фланцевый
Результаты подбора
индекс		ВНВ 243.2 -166-100-02-2,2-02-2
Площадь фронтального сечения, Fфр		м2	1,7
Площадь теплообменной поверхности, Fто		м2	75,7
Площадь сечения для прохода теплоносителя, Fж		м2	0,02114
Масса сухого теплообменника, М		кг	47
Объем жидкости в заполненном теплообменнике, V		л	13
Параметры работающего теплообменника
Теплопроизводительность, Qт	кВт		198
Запас по поверхности, kf	%		9
Характеристика по воздуху
Температура воздуха начальная, tвн	°С		-30
Температура воздуха конечная, tвк	°С		19,6
Массовая скорость воздуха, vro	кг/с*м2		2,4
Аэродинамическое сопротивление теплообменника, ∆РВ	Па		21
Характеристика по теплоносителю
Расход массовый, Gж	кг/ч		3686
Температура теплоносителя начальная, tжн	°С		110
Температура теплоносителя конечная, tжк	°С		64
Скорость теплоносителя, w	м/с		0,5
Гидравлическое сопротивление теплообменника, ∆РЖ	кПа		1,8