Задание: рассчитать требуемый объем механической вентиляции производственного помещения и параметры калорифера с учетом индивидуального задания.

Таблица 2

1. Определяем требуемый объем вентиляции из условия удаления из помещения углекислоты СО₂:

L_треб = (V_{ПО СО2}´ n_p)/(x₂-x₁), м³/час,

где V_{ПО СО2} – количество углекислоты, выделяемое в помещении, л/час (табл. 3);

х₁ – концентрация СО₂ в наружном приточном воздухе, л/м³ (исходные данные по варианту);

х₂ – допустимая концентрация СО₂ в воздухе помещения, л/м³, х₂ =1, 25 (л/м³) для помещений периодического пребывания людей (учреждений);

n_p – число рабочих, чел (задано по варианту).

Таблица 3

Количество СО₂, выделяемое людьми (V_{ПО СО2}), л/час
в зависимости от категории тяжести труда

2. Определяем теплопотери ограждениями (стены, окна, крыша):

Q_огр = Q_ст+Q_ок+Q_кр, ккал/час,

где Q_ст – теплопотери через стены, ккал/час:

Q_ст = S_ст·Dt·n/R_ст,

где n=1, 4 – поправочный коэффициент к расчетной разности температур, принимается в зависимости от перепада температур, но для упрощения расчетов принимается одинаковым для всех вариантов;

R_ст – сопротивление теплопередаче стен, м²´ час´ °С/ккал;

S_ок – площадь окон, м²;

S_ст – площадь стен без окон, м²:

S_ст = S_{ст общ} – S_ок;

S_{ст общ} = 2·h·(a +b);

S_ок = S_пола·k_св;

Dt – разность между внутренней и наружной температурой, °С:

Dt = t_вн - t_н, °С,

где t_вн – температура внутри помещения, требуемая по ДСН 3.3.6.042 – 99 (табл. 1);

t_н – наружная температура, °С;

Q_ок – теплопотери через окна, ккал/час:

Q_ок = S_ок·Dt·n/R_ок,

где R_ок – сопротивление теплопередаче через окна, м²´ час´ °С/ккал.

Q_кр – теплопотери через крышу, ккал/час:

Q_кр = S_пола·Dt·n/R_ст,

где R_ст – сопротивление теплопередаче через стены, м²´ час´ °С/ккал.

3. Находим теплопотери в результате инфильтрации (через щели в комнатах):

Q_инф = 0, 24·G_инф·Dt·2, ккал/час,

где 0, 24 – теплоемкость воздуха, ккал/°С´ кг;

Dt = t_вн - t_н, °С;

2 – кратность воздухообмена при незаклеенных окнах;

G_инф – вес инфильтрируемого воздуха, кг/час:

G_инф = S_щ·V_в·γ,

где S_щ=S_ок/100 – площадь щелей в окнах, м²;

V_в=0, 1 м/с=360 м/час - скорость движения воздуха в щелях, м/с;

γ – удельный вес воздуха при определенной по ДСН 3.3.6.042 – 99 внутренней температуре, кг/м³ (табл. 4).

Таблица 4

4. Находим общие теплопотери:

Q_потерь = Q_огр+Q_инф+Q_{по L тр}, ккал/час

где Q_огр – теплопотери через ограждения, ккал/час (пункт 2);

Q_инф – теплопотери в результате инфильтрации, ккал/час (пункт 3);

Q_{по L тр} – потери, необходимые для обеспечения в помещении оптимальных параметров микроклимата, ккал/час:

Q_{по L тр} = G_т·(J₂ - J₁),

где G_т – вес единичного объема воздуха при температуре внутри помещения, выбранной по ДСН 3.3.6.042 – 99, кг/час:

G_т = а·в·h·γ,

где а, в, h – размеры помещения, м³;

γ – удельный вес воздуха, кг/м³;

J₂ – внутренняя энтальпия (теплосодержание) воздуха в помещении, ккал/кг;

J₂ = 0, 24·t_вн+(597, 3+0, 46·t_вн)·0, 001·d,

J₁ = 0, 24·t_н+(597, 3+0, 46·t_н)·0, 001·d,

где d=3, 45 г/кг – влагосодержание воздуха, которое зависит от относительной влажности воздуха и от барометрического давления, поэтому влагосодержание воздуха внутри и снаружи помещения – разное, но для упрощения расчетов принимается одинаковым.

5. Пренебрегая Q_изб условно принимаем, что

Q_{калориф} = Q_потерь, ккал/час.

6. Рассчитываем необходимую поверхность нагрева калорифера:

S_{нагр. р} = Q_{калориф}/(k·Dt_ср), м²,

где k – коэффициент теплопередачи, зависящий от материала трубок в калорифере, ккал/м²·час·°С (задан по варианту);

Dt_ср – среднеарифметическая разница температур воздуха (t_вн и t_н) и теплоносителя калорифера, °С:

Dt_ср=(t₁+t₂)/2-(t_вн+t_н)/2.

7. Используя данные таблицы 5, по площади нагрева калорифера подбираем тип и количество калориферов, учитывая 30% запас по площади нагрева.

Таблица 5