Проект технологической (технической) системы банно-прачечного комбината (сауна)

-коэффициент запаса принимаем  1,5;

-площадь освещаемого помещения 4,56 м²;

-коэффициент минимальной освещенности принимаем 1,1;

-расчет ведем по лампам накаливания НГ-200 с учетом объема помещения и равномерности освещения (световой поток 3000 лм);

-величина показателя помещения i=L*B/ h_ρ(L+B),

где: L и B – длина и ширина помещения, м,

i = 2,4*1,9/1,4(2,4+1,9)=4,56/6,02=0,76;

-коэффициент отражения потолка принимаем равным 70%, стен – 50%;

-коэффициент использования светового потока по таблице «Значения К_и в % для светильника типа ОД»¹ равен 44%,

-количество необходимых светильников равно:

 

 

2. Комната отдыха

-коэффициент запаса принимаем  1,5;

-площадь освещаемого помещения 14,04 м²;

-коэффициент минимальной освещенности принимаем 1,1;

-расчет ведем по лампам накаливания НГ-200 с учетом объема помещения и равномерности освещения (световой поток 3000 лм);

-величина показателя помещения i = 3,9*3,6/1,4(3,9+3,6)=14,04/10,5=1,3;

-коэффициент отражения потолка принимаем равным 70%, стен – 50%;

-коэффициент использования светового потока по таблице «Значения К_и в % для светильника типа ОД» равен 53%,

-количество необходимых светильников равно:

 

 

3. Помывочная

-коэффициент запаса принимаем  1,5;

-площадь освещаемого помещения 4,8 м²;

-коэффициент минимальной освещенности принимаем 1,1;

-расчет ведем по лампам накаливания НГ-200 с учетом объема помещения и равномерности освещения (световой поток 3000 лм);

-величина показателя помещения i = 2,4*2,0/1,4(2,4+2,0)=4,8/6,16=0,78;

-коэффициент отражения потолка принимаем равным 70%, стен – 50%;

-коэффициент использования светового потока по таблице «Значения К_и в % для светильника типа ОД» равен 45%,

-количество необходимых светильников равно:

 

3. Парная

-коэффициент запаса принимаем  1,5;

-площадь освещаемого помещения 5,04 м²;

-коэффициент минимальной освещенности принимаем 1,1;

-расчет ведем по лампам накаливания НГ-200 с учетом объема помещения и равномерности освещения (световой поток 3000 лм);

-величина показателя помещения i = 2,4*2,1/1,4(2,4+2,1)=5,04/6,3=0,8;

-коэффициент отражения потолка принимаем равным 70%, стен – 50%;

-коэффициент использования светового потока по таблице «Значения К_и в % для светильника типа ОД» равен 46%,

-количество необходимых светильников равно:

 

 

Согласно п.8.5. «Методических рекомендаций по проектированию бань и банно-оздоровительных комплексов», разработанных Государственным проектным институтом «Гипрокоммунстрой» и утвержденных приказом Комитета Российской Федерации по муниципальному хозяйству от 30.12.1993 г., в парильных должны устанавливаться светильники с лампами накаливания, с термостойким стеклом, защищенным мелкоячеистой сеткой для предохранения людей от падения осколков стекла. 

3. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПОМЕЩЕНИЙ

3.1. Распределение  нагрузки по фазам

 

По выбранному оборудованию и рассчитанному числу светильников определенные мощности равномерно распределяются по фазам после размещения оборудования и светильников на плане помещения. На плане указываются установленные  мощности, проводки с несколькими  нагрузками (рис. 1).

Рис. 1. План помещений сауны и расположение светильников

 

3.2. Расчет сечения  проводников и кабелей

 

По рис. 1 составляется расчетная  схема рис. 2.

Рис. 2. Расчетная схема

Предположив, что провода  одного сечения по всей длине проводки, вычисляются моменты нагрузок не по участкам l, а по полным длинам L от каждой нагрузки до источника электропитания:

М'=p₁L₁+ p₂L₂ [Вт*м],

где: L₁=l₁; L₂=l₁+l₂.

Если считать моменты  нагрузок по участкам, то тогда:

М''= P₁l₁+ P₂l₂ [Вт*м],

где: P₁=p₁+p₂; P₂=p₂.

Причем: М'= М''=М.

Расчет.

М'=200*1,2+200*3,2=880 Вт*м

М''=200*1,2+400*2=1040 Вт*м

Допустимая потеря напряжения в вольтах:

ΔU= ΔU%*U/100, В.

Согласно ПЭУ для осветительных  сетей ΔU=±5% от номинального, для силовых сетей ΔU=±10%.

Расчет.

ΔU=5*220/100=11В для осветительных  сетей,

ΔU=10*380/100=38 В для силовых сетей.

Сечение проводов должно быть не менее чем подсчитанное по выражению:

 

где: γ – удельная проводимость для меди, γ=54, а для алюминия –  γ=32;

U – номинальное напряжение, В, для осветительной (однофазной) сети U=Uф=220 В, для силовой (трехфазной) сети U=Uл=380 В.

Расчет.

 

 

Ток на головном участке  проводки, А:

 

 

где: Р₁ – мощность, проходящая по участку 01, Вт; U_ф –фазное напряжение, 220В; U_л – линейное напряжение, 380 В; cos φ₀₁– коэффициент мощности участка 01.

Расчет.

 

 

 

4. РАСЧЕТ ВЕНТИЛЯЦИИ 

(КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ)  ПОМЕЩЕНИЙ

4.1. Расчет тепло-  и влагоизбытков

 

Расход приточного воздуха  определяется видом ассимилируемых вентиляцией вредностей теплоизбытков или загазованности (влагоизбытки и загазованность в этом случае не рассматриваются).

Выполняем расчет составляющих для определения полных тепловыделений в рабочую зону Q_n, кДж/ч (Вт).

Теплоизбытки от технологического оборудования:

Q_об=3,6*P_потр=3,6*12570=45252 кДж/ч

Теплоизбытки от людей:

Q_л=Q'_л*n_л=350*5=1750 Вт (6300 кДж/ч)

(принимаем теплоизбытки от одного человека 350 Вт)

Теплоизбытки от освещения:

Q_осв=3,6*А*F=3,6*4,5*28,44=461 кДж/ч

(площадь помещений – 28,44 м², удельный теплоприток А=4,5)

Q_п=45252+6300+461=52013 кДж/ч

Определяем общие влагоизбытки:

W=W_об+W_л=0+0,1*5=0,5 кг/ч

(влагоизбытков от оборудования нет, влаговыделения одного человека приняты ω=0,1 кг/ч, общая численность – 5 чел).

 

4.2. Определение  расхода воздуха 

для удаления тепло- и влагоизбытков

Исходные данные:

-температура воздуха, подаваемого в помещения, t_п=22,0°С

-теплосодержание приточного воздуха i_п=50,0 кДж/кг

-полные тепловыделения  в помещениях Q_п=52013 кДж/ч (14448 Вт).

-влаговыделения в помещениях W= 0,5 кг/ч

-объем помещений, V=62,6 м³

-вертикальное расстояние от пола до горизонтального отверстия всасывающего вентилятора Н=2 м.

Расчет.

1. Определение температуры воздуха в помещении: t_р.з.= t_п +8°С =30°С
2. Определение удельных избытков тепла:

q=Q_п/V=14448/62,6=230,8 Вт/м³

3. Определение температуры воздуха, удаляемого из помещения:

t_у= t_р.з +Δ(Н-2)=30+1,5*(2-2)=30 °С

(по условию принимаем  градиент температуры 1,5)

4. Определение направления луча процесса изменения параметров приточного воздуха под воздействием тепло- и влагоизбытков:

а) вычисляем параметр ε= Q_п /W= 52013/0,5 = 104026 кДж/кг

б) на i-d диаграмме (приложение 5 «Методических указаний») находим точку «Е» (ε= 104026) и точку «А» (t₀= 0°С и d= 0 г/кг сухого воздуха). Соединим точку «А» с точкой «Е» прямой линией на диаграмме i-d и получим луч «АЕ».

5. Определение направления луча процесса изменения параметров удаляемого воздуха.

а) на i-d диаграмме находим точку «В», характеризующуюся параметрами 
приточного воздуха t_п=22,0°С и i_п=50,0 кДж/кг.

б) проводим из точки «В» луч, параллельный линии «АЕ» до пересечения с 
линией (t_у =30° С) и получаем точку «С» (линия ВС || АЕ).

6. Находим параметры приточного воздуха в точке «В», а именно d_п г/кг 
сухого воздуха и φ_п%, и в точке «С» - i_у кДж/кг, d_у г/кг сух. воздуха и φ_у%.

d_п = 11 г/кг

φ_п = 65 %

d_у = 11,1 г/кг сух. воздуха

i_у = 52 кДж/кг

φ_у =60 %

7. Определяем   плотность   воздуха   ρ   кг/м³   при   t°С,   по   выражению:

при температуре воздуха, поступающего в помещение t_п:

ρ_п= 353/(273+t_п) = 353/(273+22) = 1,2 кг/м³

при температуре удаляемого воздуха t_у:

ρ_у=353/(273+ t_у) = 353/ (273+30)= 1,17 кг/м³

8. Вычисляем расход воздуха, необходимый для нейтрализации тепловыделений, м³/ч:

L_т=Q_п/ [(i_у-i_п)* ρ_п]= 52013/[(52-50)* 1,2]=21672 м³/ч

и влаговыделений:

L_В= (1000W/ [(d_у- d_п) )* ρ_п]=(1000*0,5)/ [(11,1-11,0)*1,2]=4166,7 м³/ч

В дальнейшем за расчетный принимаем более высокий воздухообмен.

9. Определение кратности вентиляционного воздухообмена, 1/ч:

К_вв=L_max/V= 21672/62,6~346 1/ч

10. Вычисляем теплоту, уносимую с вентилируемым воздухом, по выражению:

Q_в= с* ρ_у * V(t_П- t_H) К_вв= 0,28* 1,17 * 62,6 * 346 =7096 Вт,

где с – удельная теплоемкость воздуха, с=0,28

(принято равенство температур  наружного и приточного воздуха)

11. Вычисляем потери теплоты в Вт через ограждения (потолок, стены, двери и окна) помещений:

Q₀ =(t_П- t_H) SК_т F=(t_П- t_H)( К_тпF_п + К_тс F_c+ К_то F_о+К_тдF_д),

где F_п, F_с, F_о, F_д- площади ограждений перекрытий, стен, окон и дверей, соответственно.

Площадь перекрытий принимаем равной площади помещений F_п= 28,44 м²

Площадь окон F_о = 0,9*1,3*3+0,6*0,6=3,87 м².

Площадь двери F_д= 0,9*2,1=1,89 м²

Площадь стен F_С= 2,2*(6+3,9+3,6+2,4+6)= 48,18 м²

Q_o=0,117x28,44+0,185х48,18+0,565х1,89+0,468*3,87= 3,33+8,91+1,07+1,81= 15,12 Вт

12. Расчетная теплоотдача калорифера, Вт:

Q_к=Q_в+Q_o=7096+15,12= 7111,12 Вт

13. Вычисляем мощность калорифера по формуле, Вт:

Р_к=Q_к / η_к=7111,12/1=7111,12 Вт

где  η_К – к.п.д. калорифера.

14. Вычисляем суммарную поверхность нагрева калорифера, м²:

F_к=Q_к/(К_тт*Δt) 
F_к=7111,12/(1,003x4)= 1772,5 м²,

где К_тт – коэффициент теплопередачи теплообменника 1,003 [Вт/(м*°С)] Δt=tу-tср= tу- [(tn+tу)/2]= 30-[(22+30)/2]=4 °С.

 

4.3. Подбор вентилятора  и электродвигателя

 

Вентилятор подбирается  в соответствии с подсчитанным общим  расходом воздуха L, м³/ч и общей потерей давления SРi, Па.

 а) определение параметров  вентилятора.

Для обеспечения воздухообмена  с L=21672 м³/ч (6 м³/с) возможно применение следующих вентиляторов, где η_в- частота вращения, мин^-1; Р - напор, Па и v- окружная скорость колеса, м/с,

1. №12 при η_в =300 мин^-1, Р=250 Па, v=17 м/с
2. №10 при η_в =500 мин^-1, Р=650 Па,v=27м/с
3. №8 при η_в =1700 мин^-1, Р=1000 Па,v=43м/с

б) определение мощности электродвигателя для привода вентилятора.

Р_эд =LхSР_i х К_з /(3600x1000х η_в х η_п х η_Р),

где К_з – коэффициент запаса 1,25;

η_в – к.п.д.  вентилятора (по характеристике η_в =0,8…0,9);

η_п – к.п,д., учитывающий механические потери в подшипниках η_п =0,95;

η_р – к.п.д., учитывающий механические потери в передаче от вентилятора и двигателя (для клиноременной передачи η_р=0,9, при непосредственном соединении η_пр=1,0). При SР_i=Р получим мощность электродвигателя:

Р_эд=(21672х650х1,25)/(3600х1000х0,85х0,95х0,9)=6,73 кВт

По приложению 7 методического руководства выбираем электродвигатель типа А-51-2, Р=7,0 кВт, ω = 2890 об/мин. При этом применяется клиноременная передача с передаточным отношением i_по=η_в/ω=1700/2890=0,59.