Tomasz Kluczka E-1-31. Wentylacja i Klimatyzacja.

Zadanie: Dobrać instalacje wentylacyjną dla hartowni.

1.1. Przedmiot i zakres opracowania

Celem opracowania jest projekt wentylacji nawiewno-wywiewnej dla hartownij mieszczącej 2

osoby, 2 wanny hartownicze i jeden piec hartowniczy. Hala ma powierzchnię 300 m

2

. Okna

umiejscowione są od strony południowej. Wysokość pomieszczenia wynosi 6m. I strefa klimatyczna.
Temperatura w pomieszczeniu którą zakładam to 15˚C.Hartownia znajduje się w mieście Trzebiatów.

W niniejszym przypadku, rozpatruje się pomieszczenie w którym wykonuje się pracę

hartownicze. Są to prace, gdzie człowiek narażony jest na wiele zagrożeń związanych z klimatem,
któremu towarzyszą prace w hartowni. Mogą być to opary oleju powstałe podczas chłodzenia detali
po nagrzewaniu w piecach, lub opary olejów i smarów(pozostałości po obróbce mechanicznej)
powstałe podczas umieszczania detali w piecu hartowniczym. Na uwagę zasługuje fakt, iż w takim
budynku trudno określić częstość wykonywania prac hartowniczych. Na pewno nie są one
wykonywane w sposób ciągły, ze względu na czas nagrzewania detali w piecu lub ilości zleceń. Zyski
cieplne z pieców są stałe. Piece zazwyczaj pozostają nagrzane nieustannie. Emitują one znaczące
ilości ciepła. Natomiast pojawienie się zanieczyszczeń w postaci oparów oleju lub znacznej ilości pary
wodnej, może występować z różną częstotliwością zależną od ilości zleceń i typu zleceń.

Rozróżnia się trzy metody dobierania systemu wentylacji : metoda zysków ciepła, krotności

wymiany ciepła, zysków pary wodnej i zysków zanieczyszczeń pomieszczenia. Wg metod ustala się
strumień filtrującego powietrza następnie dobiera się urządzenia wentylacyjne. O dobraniu metody
obliczeń decyduje charakter prac wykonywanych w pomieszczeniu. Dobiera się tę metodę dla której
zapotrzebowanie na strumień wentylacyjnego powietrza jest największy. W przypadku hartowni
metoda doboru systemy wentylacji według zysków ciepła jest dość skomplikowana, ze względu na
trudność określenia zysków ciepła od pieca hartowniczego. Założono sprawość pieca o wartości
90%,aby ułatwić obliczenia. Określenie ilości pary wodnej lub zanieczyszczeń oparami smaru lub oleju
jest również dość kłopotliwe. Zależą one od częstości wykonywania prac, rodzaju i wielkości detali
oraz temperatury obróbki detalu. Najbardziej właściwą w tym przypadku metodą wydaje się metoda
krotności wymiany powietrza. Zapewnia ona zarówno komfortową jak i bezpieczną pracę osobom
przebywającą w pomieszczeniu.

Problem systemu wentylacji w tym budynku postanowiłem rozwiązać następująco: Dobiorę

system nawiewno-wywiewny wentylacji który zapewni wymianę powietrza ze względów
higienicznych dla pracowników hartowni u. Dobierając go uwzględnię zyski ciepła od pieca przegród i
ludzi .Będzie on działał nieustannie podczas przebywania ludzi w tym budynku. Drugim systemem
będzie system nawiewno-wywiewny powietrza, działający podczas wydzielania się oparów z pieca lub
wanien hartowniczych. Nad tymi urządzeniami zamontowane będą okapy wyciągowe, które będą w
stanie wymienić powietrze w całym pomieszczeniu w szybkim czasie, tym samym usuwając wszelkie
zanieczyszczenia powietrza powstałe w wyniku obróbki. Instalacja ta będzie uruchamiana przez
pracowników w razie potrzeby wykonania prac hartowniczych. Powietrze nawiewane bedzię
nawiewane po przeciwnej stronie hali.

3.4 Obliczanie ilości powietrza wentylacyjnego w zależności o ilości osób

- ilość powietrza świeżego przypadająca na jedną osobę

(60)

n- ilość osób (2)

1. Obliczenia obciążenia cieplnego budynku:

Obliczanie zysków ciepła:

Q=Q

OK

+Q

SC

+Q

O

+Q

L

+Q

U

[W]

1.1 Zyski ciepła od ludzi:

Zyski ciepła jawnego

- współczynnik jednoczesności przebywania ludzi (0,95)

n- liczba osób (2)

-jednostkowy strumień ciepła oddany do otoczenia 135 w/m

2

Zyski ciepła utajonego

- jednostkowy stumień pary wodnej oddawany do otoczenia przez człowieka w zależności od

aktywności i temperatury otoczenia-88 W/m

2

1.3. Zyski od oświetlenia elektrycznego
Brak.

1.2 Zyski ciepła od słońca przez przegrody przezroczyste:

Dla pojedynczego okna:

- powierzchnia okna w świetle muru [m

2

] (9 m

2

)

- udział powierzchni szkła w powierzchni okna (0,8)

- poprawka ze względu na wysokość nad poziomem morza (1)

- współczynnik uwzględniający rodzaj oszklenia i urządzenia przeciwsłoneczne (okno podwójnie

szklone od zewnątrz, szkło pochłaniające 48 do 56%, od wewnątrz zwykłe, żaluzje wewnętrzne pod
kątem 45º, jasne o dużym połysku)wynosi (0,36)

- stosunek powierzchni nasłonecznionej do całkowitej (1)

- stosunek powierzchni zacienionej do całkowitej (

+

=1)

,

- maksymalne wartości natężenia promieniowania całkowitego i rozproszonego dla szkła

grubości 3mm [

, dla miesiąca Lipca dla orientacji przegrody S, w obszarze miast wynosi (509)

,

- współczynnik akumulacji ( 0,79)

- współczynnik przenikania ciepła przez okna dla całego okna(1,4) [

- obliczeniowa temperatura powietrza zewnętrznego 22,5 [ºC]

- obliczeniowa temperatura w pomieszczeniu 15 [ºC]

Liczbo okien -4 Q=1452 W

1.3 Zyski ciepła od słońca przez przegrody nieprzezroczyste

Zyski ciepła dla danej przegrody zewnętrznej ( z pominięciem części przezroczystych- okien)

F – pole powierzchni przegrody nieprzezroczystej [m

2

]

K – współczynnik przenikania ciepła przegrody[

] bo posiadam ścianę z betonu lekkiego z

ociepleniem od strony zewnętrznej ( żelbet 25cm K = 0,5 , masa jednostkowa 207 kg/m

2

)

- równoważna różnica temperatur [K]

( 0 C) dla godziny 12

+(

[C]

+( [C]

1.4 Zyski ciepła od urządzeń elektrycznych

Piecyk do hartowania o mocy 35 kW. Sprawność wynosi 0,9. Ilość ciepła oddawane do
pomieszczenia: Q = P

η=35

3500 W

1.7 Całkowity bilans ciepła

Q=Q

OK

+Q

SC

+Q

0

+Q

L

+Q

U

[W]

Q=247+265+1452+3500+438=5902 W

1.5 Obliczanie ilości powietrza wentylacyjnego na podstawie obciążenia cieplnego pomieszczenia (
zysków ciepła)

- największa sumaryczna wartość zysków ciepła w pomieszczeniu [W]

- gęstość powietrza (1,2

)

- ciepło właściwe powietrza ( 1

)

- temperatura powietrza nawiewanego 30 [C]

- temperatura powietrza usuwanego z pomieszczenia [K] gdzie

i 32 [C]

W ścianie tylnej i przedniej budynku zostania zainstalowane w trzech kanałach o przekroju 0,24 m
trzy wentylatory nawiewnym EF 200 firmy Dospel o wydatku 450 m . Jedne będą pracowały jako

wywiewne a drugie

nawiewne. Działanie opisuje

poniższy schemat:

Parametry wentylatora:

A=240 B=83 C=112

Sprawdzenie prędkości powietrza w kanale : W= /A=0,125[m

3

/s]:0,24[m]=0, 52[m/s]

Prędkość w kanale jest prędkością dopuszczalną.

3.3 Obliczanie ilości powietrza wentylacyjnego przy uwzględnieniu wymaganej krotności wymian.
Tutaj mam zamiar dobrać instalacje miejscowych okapów nad wannami i piecem, wyciągających
powietrze, które to mają za zadanie szybko usunąć zanieczyszczenia powietrza powstałe w trakcie
obróbki. Pracownik będzie mógł włączyć i wyłączyć skald w dowolnym momencie. Nawiew
Świerzego powietrza będzie prowadzony po przeciwnej stronie hali. Przewody doprowadzające będą
prowadzone w pomieszczeniu pod sufitem. Powietrze wyciągane trafi do centrali wentylacyjnej,
gdzie odda swoje ciepło powietrzu nawiewanemu i przed wyrzuceniem na zewnątrz zostanie
oczyszczone. Powietrze nawiewane również zostanie oczyszczone. W centrali zamontowany jest
wentylator. Instalacja składa z:

1. Centrala wentylacyjna
2. Przewody wyciągowe kwadratowe
3. Trójniki sztuk 2.
4. Kolana sztuk 2.
5. Przewód nawiewny.
6. Kratki nawiewne.

Poglądowy rysunek instalacji:

Vp- kubatura pomieszczenia [

(1465

)

n- wymagana krotność wymian w pomieszczeniu [

(10)

Pole przekroju w przewodów instalacji.

Zakładam prędkość powietrza w instalacji 5 m/s, wymiary 0,9*0,9 m

A= =14650/3600/5=0,81m

2

Zamówić u producenta przewód wentylacyjna kwadratowy o wymiarach 0,9*0,9 m o długości
18+2+2+4+3*1,5=30,5m

Opór liniowy w rurociągu:

Δp=β

R 1*0,3*[pa/m]*30,5[m]=9,15 Pa

4. Dobór elementów instalacji.

4.1 Dobór wyciągów okapów

Zamówić u producenta okap do odciągu spalin o wymiarach pieca i wanien. Tak aby można je było
podłączyć do przewodu 0,9*0,9. Np.

WWW.lutech.pl

Zamontowane będą na wysokość 1,5 nad

podłogą.

4.2 Dobór kratki nawiewnej.

Na nawiew instalacji dobrano 3 kratki nawiewnie z blachy ocynkowanej firmy Lindap każda o
wydatku 4500 m

3

/h I wymiarach 0,1*0,5. Każda wiąże z sobą 7 Pa spadku ciśnienia. Kratki będą

nawiewać powietrze w dół.

4.3 Kolana i trójniki:

Kolano spawane 90˚ zamówić w warsztacie ślusarskim na przewód o wymiarach 0,9*0,9. Zamówić 2
sztuki.

Δp= ξ (ρ*w

2

)/2=2*(1,2*5

2

)/2=30 [Pa] *2=60 Pa

Zamówić trójniki spawane na przewód o przekroju 0,9*09. Sztuk 2.

Δp= ξ (ρ*w

2

)/2=2,5*(1,2*5

2

)/2=37,5 [Pa]*2=75 Pa

4.4 Dobór centrali nawiewno-wywiewnej.

Całkowite straty w instalacji wynoszą około 165 Pa

Dobrano centralę firmy System Air, zestaw DvCompact 60 o SFP=1,5. Zawiera ona nagrzewnice
powietrza, filtr wentylator, wymiennik krzyżowy oraz wyrzutnie. Ciśnienie PS wynosi około 190 Pa

Obliczenie sieci przewodów wentylacji
nawiewnej

w budynku

Nr Węzła Vh

Vs

d

R

I

RI

v

ζ

Z

Δpc

m³/h

m³/s

mm Pa m

Pa/m

m/s

Pa

Pa

Pa

Uwagi:

1 do 2

6981,53 1,939314 500

3

3,84

11,52 9,881854 0,74 43,35706 54,87706 kolanka 90º- 2 szt, Trójnik orłowy- 1 szt

2 do 3

3490,765 0,969657 355 1,8

3,68

6,624 9,801482 1,27 73,20462 79,82862 kolanka 90º- 1 szt, Trójnik- 1 szt, szt, Kolanko 45º 0 1 szt

3 do 4

2908,971 0,808048 355 1,8 2,057 3,7026 8,167902 0,92 36,82647 40,52907 Trójnik- 1 szt,

4 do 5

2327,177 0,646438 355 1,8

2

3,6 6,534322 0,92 23,56895 27,16895 Trójnik- 1 szt,

5 do 6

1745,383 0,484829 315 1,4

2

2,8

6,2244

1,2 27,89507 30,69507 Trójnik- 1 szt, Dyfuzor - 1 szt

6 do 7

1163,589 0,323219 315 1,4

2

2,8 4,149601 1,15 11,88124 49,68124 Trójnik- 1 szt, Kolanko - 1 szt, Nawiewnk -1 szt

7 do 8

581,795

0,16161 315 1,4

1,94

2,716 2,074802 0,44 1,136468 38,85247 Kolanko x 2, nawiewnik

282,78

Cześć nawiewna na zewnątrz

1 do 2

6981,53 1,939314 500

3

0,9

2,7 9,881854 0,22 12,88994 95,58994 Kolanko - 1 szt, czerpnia

Suma Całkowita 378,3699

Obliczanie sieci przewodów wentylacji wywiewnej

Nr Węzła Vh

Vs

d

R

I

RI

v

ζ

Z

Δpc

m³/h

m³/s

mm Pa m

Pa/m

m/s

Pa

Pa

Pa

Uwagi:

1 do 2

6981,53 1,939314 500

3 6,152 18,456 9,881854 1,14 66,79331 85,24931 2x kolanko, trójnik

2 do 3

5984,17 1,662269 500

3

1,36

4,08 8,470163 0,92 39,6025 43,6825 Trojnik

3 do 4

4986,81 1,385225 500

3

2,04

6,12 7,058471 0,92 27,50175 33,62175 Trojnik

4 do 5

3989,45 1,108181 500

3

1,98

5,94 5,64678 0,92 17,60114 23,54114 Trojnik

5 do 6

2992,09 0,831136 450 2,6

1,97

5,122 5,228504 0,92 15,09017 20,21217 Trojnik

6 do 7

1994,73 0,554092 450 2,6 2,036 5,2936 3,485675 0,92 6,706763 47,00036 Trojnik, wywietrznik

7 do 8

997,37 0,277047 400 2,4 1,985

4,764 2,20579 0,22 0,642247 40,40625

Kolanko,
wywietrznik

253,3072

Wywiew do wyrzutni

1 do 2

6981,53 1,939314 500

3

4,66

13,98 9,881854 0,22 12,88994 86,86994

Suma Całkowita 340,1772