Дипломного проекта Отопление и вентиляция медицинского центра в окружном учебном пункте пурво (в/г Елань). Вдипломном проекте произведен расчет систем отопления и вентиляции реконструируемого здание медицинского центра. Медицин

Вид материала

Диплом

Содержание 3.3. Тепловой расчет отопительных приборов 3.4. Расчет и конструирование регистров 4.1.1. Горячий цех Расчет теплопоступлений Количества тепла, выделяемое людьми Теплопоступления от электрического освещения Поступление теплоты от солнечной радиации 6. Расчет влаговыделений Период года Холодный гор.цех Переходн. гор.цех Теплый гор.цех

Подобный материал:

• Справочное пособие к сниП 08. 01-89 отопление и вентиляция жилых зданий, 716.37kb.
• 1. Аннотация проекта “Проект организации открытого молодежного центра инновационного, 272.55kb.
• Детализированная спецификация медицинского оборудования (п. 221) программное обеспечение, 131.97kb.
• Городе первого в регионе социально-оздоровительного центра «Медицинского центра «Надежда»,, 66.14kb.
• Вдипломном проекте был разработано и рассчитано производство гентамицина сульфата, 23.56kb.
• Памятка для студентов групп тгв по изучению дисциплины «Вентиляция» (7 семестр), 205.82kb.
• С. А. Яременко удк 697. 922 Ббк 085 Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха, 291.56kb.
• Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха, 29.4kb.
• Мониторинг альвеолярного давления при высокочастотной струйной вентиляции легких, 175.46kb.
• В. К. Гасников доктор мед наук, профессор, директор Республиканского медицинского информационно-аналитического, 13413.1kb.

На ответвлении необходимо установить дроссельную шайбу с диаметром d_ш = 7мм.


3.3. Тепловой расчет отопительных приборов


В качестве отопительных приборов, выбираем чугунные радиаторы типа ЧМ2-100-300-0,9-9, с поверхностью нагрева одной секции А_с= 0,148 м² и массе 4,5 кг. Номинальный тепловой поток через одну секцию Q_ном. = 0,88 кВт. Теплоноситель – вода.

Теловой расчет отопительного прибора заключается в определении площади его поверхности.

Расчетная площадь поверхности нагрева отопительных приборов А_пр, м² находим по формуле:

А_пр = Q_пр/ q_пр (3.9)


где Q_пр- тепловая мощность прибора;

q_пр – поверхностная плотность теплового потока прибора, Вт/м²,

Определяем требуемую теплоотдачу прибора в рассматриваемое помещении:


Q_пр = Q_п - Q_тр, Вт; (3.10)


где Q_п – теплопотери помещения, относимые на данный прибор, Вт;

Q_тр – суммарная теплоотдача проложенных в пределах помещения труб

стояка и подводок, Вт;

- поправочный коэффициент, учитывающий долю теплоотдачи теплопроводов (при открытой прокладке труб =0,9).

Суммарную теплоотдачу труб, Q_тр, Вт определяем по формуле:


Q_тр = q_Bl_B + q_Гl_Г, (3.11)


где l_B,l_Г - длина вертикальных и горизонтальных трубопроводов в пределах помещения, м;

q_B,q_Г – теплоотдача 1м вертикально и горизонтально расположенных труб Вт/м² определяется исходя из диаметра и положения труб, а также разности температуры при входе в рассматриваемое помещение и температуры воздуха в помещении.


Плотность теплового потока прибора q_пр, Вт/м², составит

q_пр = q_ном(t_ср/70)ⁿ⁺¹*( G_ст/360)^р*с, (3.12)


где q_ном- номинальная плотность теплового потока, Вт/м², для выбранных

радиаторов составляет 880;

t_ср – разность средней температурой воды в приборе и температурой

воздуха в помещении, ^оС;

G_ст – расход воды через стояк, кг/ч;

n,p,c – экспериментальные числовые показатели, выражающие влияние

конструктивных и гидравлических особенностей прибора на

коэффициент его теплопередачи.

Разность температуры воды в приборе и температурой воздуха в помещении определяем по формуле:


t_ср =( t_вх + t_вх )/ 2– t_в (3.13)


где t_вх – температура воды на входе в прибор, ^оС, равная t_вх= 95 - 1 ^оС,

1 ^оС – это понижение температуры воды в участках по подающей магистрали от узла ввода до рассчитываемого стояка;

t_вх – температура воды на выходе из отопительного прибора, принимаем t_вых= 70 ^оС;

t_в – расчетная температура воздуха внутри помещения, ^оС.


Значения расчетных расходов воды через стояк, G, кг/ч, определяем по формуле:


G_ст= 3,6Q_cтβ1β2/с(t_Г - t_в) (3.14 )


где Q_cт – тепловая нагрузка стояка, Вт;

с - теплоемкость воды, с = 4,187 кДж/(кг ^оС).

β1 – коэффициент учета дополнительного теплового потока

устанавливаемых отопительных приборов при округлении сверх

расчетной величины, принимаем 1,03;

β2 – коэффициент учета дополнительных потерь теплоты отопительными приборами, расположенными у наружных стен, принимаем 1,02;


Зная общую поверхность нагрева и площадь поверхности одной секции определяем число секций, N, шт:


N = A_пр/А_с * β4/β3 (3.15)


где β4 – поправочный коэффициент, учитывающий способ установки отопительного

прибора.

β3 – поправочный коэффициент, учитывающий число секций в одном

радиаторе.


β3 = 0,97 + 34/N*Q_ном, (3.16)


где N – число секций без учета коэффициентов β4 и β3;

Q_ном – номинальный тепловой поток одной секции.

Полученное число секций округляем до ближайшего большего целого. При числе секций менее двух к установке принимаем две секции.


Приведем пример расчета для прибора первого этажа помещения № 109:

t_ср = (95-1+70)/2 – 18 = 64 ^оС;

G_ст = (3,6*4535*1,03*1,02)/4,187*(95 - 70) = 164 кг/ч;

q_пр = 880*(64/70)^0,25+1*(164/360)^0,04*0,97 = 739 Вт/м²;

Q_тр = 563 + 71*0,7 = 253 Вт;

Q_пр = 815 - 0,9*253 = 587 Вт;

А_пр = 587/739 = 0,79 м²;

N = 0,79/0,148  5,37 шт;

β3 = 0,97 + 34/5,37*150;

N^/ = 0,79/0,148*1/1,01  6 шт;

Результаты расчетов сведены в табл. 3.4. Нумерация приборов осуществляется,

начиная с нижнего этажа слева направо, по часовой стрелке.


3.4. Расчет и конструирование регистров


В операционных, предоперационных, реанимационных залах, палатах интенсивной терапии и послеоперационных палатах, согласно требованию [5], устанавливаем регистры из гладких труб.

Регистры из гладких труб имеют значительную поверхность теплообмена, высокие теплотехнические свойства, достаточно малую величину коэффициента местного сопротивления. Регистры также устанавливаются у поверхности наружных стен. Подача теплоносителя в прибор осуществляется сверху-вниз.

Для изготовления регистров используют гладкие трубы диаметром 50-150мм, располагаемые горизонтально с расстоянием между ними по вертикали не менее диаметра. Теплоотдача 1м трубы выбранного диаметра, q_тр, Вт/м, определяем по формуле:

q_тр = q_k + q_л , Вт/м (3.17)


где q_k – конвективная теплоотдача, Вт/м;

q_л – теплоотдача излучением, Вт/м;


Конвективную теплоотдачу трубы определяем по уравнению:


q_k = 4,1* d_н^0,75*( (t_г+t_о)/2-t_в)^1,25, (3.18)


где d_н – наружный диаметр трубы (для d_у = 100 мм, d_н = 108 мм);

t_г,t_о – температура воды в подающем и обратном трубопроводе, ⁰С;

t_в – температура воздуха внутри помещения, ⁰С.


Теплоотдача излучением определяем по формуле:


q_л = 17,8* d_н*(((273+0,5(t_г+t_о))/100)⁴ – ((273+t_в)/100)⁴ (3.19)


Суммарная длина труб регистров, l,м:


l = 0,6*Q/q_тр (3.20)


где 0,6 – коэффициент, учитывающий теплоотдачу подводящих труб.

Q – теплопотери по помещению, Вт.


Рассмотрим пример расчета регистра в помещении №6, второго этажа – комната подготовки больного к операции.

q_k = 4,1* 0,108^0,75*( (95+70)/2-22)^1,25 = 130 Вт/м;

q_л = 17,8* 0,108*(((273+0,5(95+70))/100)⁴ – ((273+22)/100)⁴ = 161 Вт/м;

q_тр = 130 + 161 = 291 , Вт/м;

l = 0,6*690/291 = 2 м.

К установке принимаем регистры из двух труб длиной 1м, диаметром 108х4.

Расчет регистров, для остальных помещений также приводится в табл. 3.4.


4. ВЕНТИЛЯЦИЯ


Целью вентиляции помещений является замена загрязненного воздуха чистым и создание в обслуживаемой (рабочей) зоне необходимых по санитарным нормам метеорологических условий.

4.1.Расчет воздухообменов


Воздухообмены в здании медицинского центра рассчитаны по кратностям, согласно нормам 4, 5, 6.

Воздухообмен для палат принимаем по норме свежего воздуха на одного больного, которая составляет 80 м³/ч 5. Минимальный воздухообмен в палатах на 3 койки равен

L = 80*3 = 240 м³/ч,


4.1.1. Горячий цех


Для обеспечения больных, лежащих в стационаре горячим питанием на первом

этаже медицинского центра (в осях 9-13) запроектирован пищеблок. Пищеблок работает на сырье.

Продукты в пищеблок завозятся автотранспортом и через загрузочную поступают в кладовую, либо в соответствующие цеха для первичной обработки мяса, рыбы и овощей. Затем полуфабрикаты передаются в горячий цех для тепловой обработки и доведения блюд до полной готовности.

Готовые блюда через передаточное окно выдаются посетителям в обеденный зал или в экспедицию, откуда разносятся по отделениям.

Горячий цех столовой относится к теплонапряженным помещениям со значительными тепловыделениями. Теплотехнический расчет систем вентиляции горячего цеха будем вести совместно с расчетом систем для обеденного (торгового) зала 13.


Расчет теплопоступлений

Общие тепловыделения определяем по следующим формулам:

А. в горячем цехе

Q_г = Q₁ + Q₂ + Q₃ + - Q₆ , Вт (4.1)

Б. в торговом зале


Q_т = Q₂ + Q₃ + Q₅ + - Q₆ , Вт (4.2)

где Q₁ – тепловыделения от электрического теплового оборудования;

Q₂ – полные тепловыделения от людей;

Q₃ – тепловыделения от электрического освещения;

Q₄ – теплопоступления от солнечной радиации;

Q₅ – полные тепловыделения от остывающей пищи;

Q₆ – теплопоступления или теплопотери через внешние ограждения

помещений.

В уравнениях (4.1) и (4.2) величина Q₃ заменяется Q₄, если последняя больше первой.

1. Тепловыделения от электрического оборудования, поступающие в горячий цех

Q₁ = 860*К_о [ ∑N_у^м * К₃ (1- К₁ ) + ∑N_у^н * К₃ (1- К₂ ) + ∑N_у^р * К₃ ] (4.3)


где ∑N_у^м – установочная мощность модулированного электрического

оборудования, кВт;

∑N_у^н – установочная мощность немодулированного электрического

оборудования (котлы, кипятильники), кВт;

∑N_у^р - установочная мощность электрического оборудования, располагаемого

в раздаточном проеме, кВт;

К₃ - коэффициент загрузки теплового оборудования;

К₀ - коэффициент одновременности работы теплового оборудования;

К₁ - коэффициент эффективности работы приточно-вытяжных локализующих

устройств, равный 0,75;

К₂ - коэффициент эффективности работы локализующих устройств над

немодулированным оборудованием, принимаем при установке

ПВЛУ - 0,75;


Оборудование пищеблока:

Плита электрическая с духовкой ПЭ-051-ШП-1, мощностью 17 кВт – 2 шт;

Котел пищеварочный электрический КПСМ -60, мощностью 9,5 кВт – 2шт;

Электрокипятильник КНЭ – 50М, мощностью 6 Квт – 1 шт.

Подставим значения в формулу:


Q₁ = 860*0,8 [17*0,65(1-0,75)*2 + 9,5*0,3(1-0,75)*2 + 6*0,5] = 6845 ккал/ч = 7940 Вт

2. Количества тепла, выделяемое людьми
   

Q₂ = n₁*q₁ + n₂*q₂ (4.4)

где n₁ – количество посетителей в торговом зале, принимаем по числу

посадочных мест;

n₂ - количество обслуживающего персонала;

q₁ – полные тепловыделения от одного посетителя при легкой работе,

принимаем по табл. 13.

q₂ – полные тепловыделения от одного работающего при работе средней

тяжести, принимаем по табл. 13.

Подставим значения в формулу:


Q₂ = 24*1,30 + 4*175 = 3820 ккал/ч = 4430 Вт.

3. Теплопоступления от электрического освещения
   

Q₃ = 860∑N (4.5)


где ∑N - суммарная мощность источников электрического освещения, кВт.

Горячий цех: Q₃ = 860*0,8 = 690 ккал/ч = 800 Вт;

Торговый зал: Q₃ = 860*1 = 860 ккал/ч = 1000 Вт;

4. Поступление теплоты от солнечной радиации
   

Теплопоступления от солнечной радиации через заполнения вертикальных световых проемов учитываются в тепловом балансе помещения только в теплый период года.

На освещенные световые проемы поступает прямая солнечная радиация и рассеянная радиация от всего небосвода. На затененные (неосвещенные) проемы поступает только рассеянная солнечная радиация.

Максимальный тепловой поток от солнечной радиации, поступающей в помещение Q_max находится по формуле:


Q_max = (q_освF_осв + q_затF_зат)_сз, (4.6)


где F_осв,F_зат- площади освещенных и затененных проемов соответственно,м²;

_сз- коэффициент солнцезащиты. В нашем случае _с =0,9.


Количество тепла поступающего через заполнения вертикальных проемов для

освещенных проемов q_oсв = (q_прям + q_расс)k₁k₂ (4.7)

для затененных проемов q_зат = q_расk₁k₂, (4.8)


где k₁ - коэффициент, учитывающий затенение светового проема и загрязнение

атмосферы k₁=0,45,

k₂ – коэффициент, учитывающий загрязнение стекла, k₂ = 0,9;

Два окна обеденного (торгового) зала ориентированы на юг. Время использования помещения – с8 до 20 часов. Истинное солнечное время с 6 до 18 часов. Расчетный час (наибольшее теплопоступление от солнечной радиации) – с11 до 13 ч.

План расчетного помещения приведен на рис.4.1.


Рис 4.1. План расчетного помещения.

Подставим значения:

q_прям = 398 Вт/м²; q_расс = 92 Вт/м²

q_осв = (398 + 92)*0.45*0.9 = 198,5 Вт/м


Оба окна находятся на освещенной стороне, следовательно q_зат, Вт/м² отсутствует

Площади освещенных и затененных проемов:


F_осв = 1,76*1,89 = 3,33*2 = 6,66 м²;

Q_макс = (198,5*6,66)*0,9 = 1190 Вт


Часть поступающего в помещение тепла от солнечной радиации расходуется на нагревание ограждающих конструкций. Поэтому количество тепла, учитываемое в расчетах вентиляции помещений, определяется по формуле :


Q₄ = Q_макс(0.5F_пол*m_пол + 1.5F_пт*m_пт + (Fm)_ст)/(F_пол + F_пт + F_ст), (4.9)

где F_пол , F_пт , F_ст - площадь пола, потолка и стен соответственно,м²;

m - коэффициенты, учитывающие теплопоглащение и зависящие от

материала основного слоя ограждения и периода изменения теплового

потока.


Q₄ = 1190*(0.5*32,5*0.48 + 1.5*32,5*0.48 +25,20*0,48)/(32,5 + 32,5 + 25,20) = 570 Вт

Так как Q₃ > Q₄ в расчетах принимаем Q₃.


5. Полное количество тепла, выделяемое остывающей пищей в торговом зале

Q₅ = g*С_ср(t_н - t_к)* П₁/τ (4.10)


где g – средний вес всех блюд, приходящихся на одного обедающего (принимаем

равной 0,85 кг);

С_ср – средняя теплоемкость блюд, входящих в состав обеда (принимаем равной

0,8 ккал/кг*⁰С;

t_н – температура блюд, поступающих в обеденный зал (70 ⁰С);

t_к – температура блюд в момент потребления (40 ⁰С);

П₁ – количество посадочных мест;

τ – продолжительность принятия пищи одним посетителем (принимаем равной

0,3 ч для столовых с самообслуживанием).

Q₅ = (0,85*0,8(70-40)*24)/0,3 = 1630 ккал/ч = 1890 Вт.


Подсчет теплопоступлений или теплопотерь внешними ограждениями помещений был произведен ранее.


Общие тепловыделения в горячем цехе и торговом зале в летний период составят:

Q_г = 6845 + 3820 + 690 = 11355 ккал/ч = 13170 Вт;

Q_т = 3820 + 860 + 1630 = 6310 ккал/ч = 7320 Вт.


Общие тепловыделения в горячем цехе и торговом зале в зимний и переходный периоды:

Q_г = 6845 + 3820 + 690 - 695 = 10660 ккал/ч = 12365;

Q_т = 3820 + 860 + 1630 - 1715 = 4595 ккал/ч = 5330.


6. Расчет влаговыделений


Общие влаговыделения в кг/ч торговом зале определяем по формуле:


G^w = G₁^w + G₂^w , (4.11)


где G₁^w – влаговыделения от людей;

G₂^w - влаговаделения от остывающей пищи.

Влаговыделения в кг/ч от людей подсчитаем по формуле:


G₁^w = n₁*g₁ + n₂*g₂ (4.12)


где n₁ – количество посетителей;

n₂ – количество обслуживающего персонала;

g₁ – влаговыделения от одного посетителя при легкой работе, кг/ч;

g₂ – влаговыделения от одного работающего при работе средней тяжести,

кг/ч.

Количество выделившейся влаги в кг/ч в торговом зале от остывающей пищи определим по формуле:


G₂^w =( К* g * С_ср(t_н - t_к)* n₁)/ τ* (597+0,43* t_ср) (4.13)


где К – суммарный коэффициент, учитывающий наличие жировой пленки,

затрудняющей испарение влаги, а также неравномерность потребления пищи

(принимаем равным 0,34);

597- скрытая теплота испарения при 0⁰С, ккал/кг;

0,43 – теплоемкость водяного пара, ккал/кг*⁰С;

t_ср – средняя температура испарения, принимаем равной (t_н + t_к)/2.


Подставим значения:


G₁^w = 24*75 + 4*140 = 2360 г/ч = 2,36 кг/ч;

G₂^w = (0,34*0,85*0,8*(70 - 40)*24)/0,33*(597 + 0,43*55) = 0,813 кг/ч;

G^w = 2,36 + 0,813 = 3,173 кг/ч.


Таблица 4.1

Выделения вредностей

Период года	Тепло посту пления от солн. радиа ции, Qсолн, Вт	Теплопоступления от освеще ния Qосв, Вт	Тепловыделения от людей, Вт	Влаговыделения, W, г/ч
			Полные
Холодный гор.цех торг.зал	-	800 1000	4430 4430	- 3173
Переходн. гор.цех условия торг.зал	-	800 1000	4430 4430	- 3173
Теплый гор.цех торг.зал	- 570	800 1000	4430 4430	- 3173