Для расчета должны быть известны следующие данные:
q расчетная летняя температура наружного воздуха для проектирования вентиляции (расчетные параметры А) tнА= 21,8оС;
q допустимая разность температур воздуха в рабочей зоне и наружного воздуха Dtр.з.=4оС;
q высота расположения центров приточных аэрационных проемов от пола z1= 3,2 м;
q то же вытяжных проемов z2= 11 м;
q среднее полюсное расстояние источников тепловыделений (см. раздел 9) Zп.ср.= 2,5 м
q площадь пола аэрируемого помещения Апл.= 1080 м2;
q число основных источников тепловыделений n = 10;
q общее количество теплоты выделяющееся в помещении Qт.в.=Qизб.= 109141 Вт;
q количество конвективной теплоты, выделяющейся в помещении от основных источников тепловыделений (см. разд. 9) Qк = 62200 Вт;
q количество лучистой теплоты от основных источников, направленной в рабочую зону помещения Qл.р.з. = 33900 Вт (см. разд. 9).
Последовательность расчета:
1. Температура воздуха в рабочей зоне помещения, оС:
tр.з.= tн + Dtр.з.= 21,8 + 4 = 25,8 оС
2. Условное количество теплоты, Вт:
Qусл = aл´Апл.´ Dtр.з.= 5,8´1080´4 = 25100 Вт
где aл – коэффициент лучистой теплоотдачи от кровли на пол, принимается равным 5,8 Вт/(м2´оС).
3. Коэффициент m учитывающий долю избыточных тепловыделений, поступающих в рабочую зону:
m = (Qл.р.з. - Qусл)/(2´Qизб)+ (((Qл.р.з. - Qусл)/(2´Qизб))2+ Qусл/ Qизб)0,5= (33900- -25100)/(2´109141+(((33900 – 25100)/(2´109141))2+ 25100/109141)0,5 = 0,522
m=(tр.з. – tпр.р.з.)/ (tу. – tпр.р.з.)
4. Температура удаляемого воздуха, оС (или температура верхней зоны):
tу. = tпр.р.з.+ (tр.з. – tпр.р.з.)|m
tу. = 21,8+(25,8-21,8)/0,522=29,5 оС
5. Записываем уравнения воздушного баланса для участка сборки крупногабаритных конструкций:
Gоб.пр.- Gм.о. – Gоб.в. + Gв.д. = 0 (1)
Gоб.пр´tпр´Ср.в.+ Gв.д.´tв´Ср.в.+3,6´DQизб.яв.- Gм.о.´tр.з.´Ср.в.- Gоб.в.´tу´Ср.в.= 0 (2)
где Gоб.пр., Gоб.в. – общеобменный приток и вытяжка, кг/ч; Gв.д. – производительность системы воздушного душа, кг/ч (Gв.д.= Lв.д.´rо= 12200´1,20 = 14643 кг/ч, rо при температуре tо=21,1оС полученной в расчете воздушного душа); Gм.о. – количество отсасываемого воздуха системами местных отсосов, кг/ч (Gм.о.= Lм.о.´rр.з.= 85640´1,18=101740 кг/ч, rр.з. при температуре tр.з.=25,8оС); DQизб.яв.–избытки явной теплоты полученные в тепловом балансе, Вт (см. табл.5)
В балансе не учитывается производительность воздушной завесы, так как она является завесой периодического действия.
Преобразуем систему уравнений приведенную выше и выражаем Gоб.пр из первого уравнения (1): Gоб.пр = Gм.о. + Gоб.в. - Gв.д.
и подставляем во второе уравнение (2):
(Gм.о. + Gоб.в. - Gв.д.)´ tпр´Ср.в..+ Gв.д.´tв´Ср.в.+ 3,6´DQизб.яв.- Gм.о.´tр.з.´Ср.в.-Gоб.в.´tу´Ср.в.= 0
где tу – температура удаляемого воздуха, или верхней зоны, оС, принимается из расчета аэрации (см. пункт 10.1.), для ТП tу= 29,5 оС.
Решаем полученное уравнение относительно Gоб.в. получаем:
Gоб.в.= ((Gм.о..- Gв.д.)´ tпр´Ср.в. + Gв.д.´tв´Ср.в.+3,6´DQизб.яв.-Gм.о.´tр.з.´ Ср.в.)/((tу- tпр.) ´Ср.в.)=
((101174 – 14643)´21,8´1,005+14643´21,1´1,005+3,6´192232- -101174´25,8´1,005)/((29,5-21,8)´1,005) = 35538 кг/ч
Используя полученную производительность общеобменной вытяжной системы Gоб.в. находим общеобменный приток:
Gоб.пр = 122069 кг/ч
Gоб.в.=Gу.аэр.=35538 кг/ч=9,87 кг/с
Gоб.пр.=Gпр.аэр.=122069 кг/ч=33,9 кг/с
6. Высота расположения температурного перекрытия от пола помещения, м:
Z = 2,64´((Ср´Тр.з.´G3)/(g´rр.з.2´n2´Qк))1/5-Zп.ср.= 2,64´((1,005´298,8´9,873´1000)/(9,81´1,182´102´62200))1/5-2,55= 0,822 м
где Тр.з. – температура воздуха в рабочей зоне помещения, К; g – ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с2; rр.з – плотность воздуха в рабочей зоне, rр.з.=1,18 кг/м3; n – число единиц оборудования.
7. Разность давлений, вызывающая перемещение аэрационного воздуха через приточные и вытяжные проемы, Па: DР = g´(z2-Z)´(rн-rу)+ g´(Z-z1)´(rн-rр.з.) =
=9,81´(11-0,822)´(1,2-1,17)+9,81´(0,822-3,2)´(1,2-1,18) = 2,53 Па
где rн и rу – плотности соответственно наружного и удаляемого воздуха, кг/м3, определяемые по формуле: r = 353/Т ( Ту=29,5+273=302,5 К, Тр.з.=298,8 К, Тн=294,8 К).
Считаем, что площадь приточных проемов не задана и расчет ведем следующим образом.
8. Потери давления на проход воздуха через приточные проемы, Па:
DР1=b´DР = 0,3´2,53 = 0,759 Па
где b = 0,1¸0,4 - доля разности давлений, расходуемая на проход воздуха через приточные проемы (принимаем b = 0,3).
9. Площадь приточных проемов в стенах, м2:
F1= G/(2´rн´DР1/x1)0,5 = 33,9/(2´1,2´0,759/16)0,5 = 101 м2
где x1 – коэффициент местного сопротивления приточных проемов (принимаем x1= 16 для для одинарной верхнеподвесной створки при угле открывания α=150).
10. Потери давления на проход воздуха через вытяжные проемы, Па:
DР2 = DР - DР1=2,53-0,759 = 1,77 Па
11. Площадь дефлектора, м2:
F2= G/(2´rу´DР2/x2)0,5 = 9,87/(2´1,17´1,77/0,64)0,5 = 3,88 м2
где x2 =0,64 (для круглых дефлекторов типа Т17-25).
Принимаем к установке 5 дефлекторов типа Т24 (площадь шахты 0,785 м2)
8.2.2. Расчет аэрации для переходного и холодного периода года.
1.Температура удаляемого воздуха в ПП, оС (или температура верхней зоны):
tу =(tр.з.-tпр.р.з.)/m + tпр.р.з. = (18 - 13)/0,522 + 13 = 22,6 оС
где tпр.р.з. –условная температура приточного воздуха, tпр.р.з. =tр.з.- Dt= 18–5=13оС
(Dt =5¸8 оС – для переходного периода); m – принимаем как для теплого периода, m=0,522.
Как видно из расчетов проведенных в пункте 11 аэрация в переходный период невозможна, так как температура приточного воздуха tпр. которая полученная из уравнений воздушного баланса ( при минимальной вытяжке в размере однократного обмена ) больше чем температура наружного воздуха в ПП tн = 10 оС.
2. Температура удаляемого воздуха в ХП, оС:
tу =(tр.з.-tпр.р.з.)/m + tпр.р.з. = (18 - 10)/0,522 + 10 = 25,3 оС
где tпр.р.з. –условная температура приточного воздуха, tпр.р.з. =tр.з. - Dt=18 - 8=10оС (Dt =8¸10 оС – для холодного периода); m – принимаем как для теплого периода, m=0,522.
По расчетам проведенным в пункте 11, из тех же соображений высказанных ранее, аэрация в холодный период невозможна (т.е. tпр. > tн= -35оС).