7.9.1 Расчет воздухообмена на удаление избыточного тепла

Основными источниками избыточного тепла являются:

тепловыделения от электродвигателей;

тепловыделения элементами котлоагрегата;

тепловыделения от людей;

тепловыделения от солнечной радиации через оконные проемы;

Избыточное количество тепла, поступающее в помещение цеха в течение часа:

Q1 = 0,02 * B * Qн.р,

где Q1 – избыточное количество тепла;

В = 42,535 кг/с – расход топлива;

Qн.р = 18171 кДж/кг – удельная теплота сгорания топлива;

Q1 = 0,02 * 42,535 * 18171 = 15458,07 кВт;

Количество тепла, выделяемое работающими электродвигателями:

Q2 = ψ1 * ψ2 * ψ3 * ψ4 * Nном.,

где ψ1 = 0,8 – коэффициент использования установленной мощности;

ψ2 = 0,6 – коэффициент загрузки;

ψ3 = 0,7 – коэффициент одновременности работы электродвигателя;

ψ4 = 0,9 – коэффициент ассимиляции тепла воздухом при переходе механической энергии в тепловую;

Nном. = 200 кВт – номинальная мощность электродвигателя;

Q2 = 0,8 * 0,6 * 0,7 * 0,9 * 200 = 60,48 кВт;

Тепловыделение от источников освещения:

Q3 = φ * Nосв.у,

где φ = 0,8 – коэффициент, учитывающий количество электроэнергии переходящей в тепло;

Nосв.у = 450 кВт – мощность осветительной установки цеха;

Q3 = 0,8 * 450 = 360 кВт;

Количество тепла, выделяемого организмом работающих:

Q4 = q * n,

где q = 100 Вт – теплопотери одного человека;

n – число работающих;

Q4= 100 * 95 = 9500 Вт = 9,5 кВт;

Тепло вносимое солнечной радиацией (для зимних условий принимают равным нулю), а для летних определяется следующим образом:

Q5 = F *qc * K,

где F – площадь оконных проемов в котельном цехе, м2 ;

qс = 128 Вт/м2 – теплопоступление через 1 м2 окна (окна выходят на Восток, Запад);

К = 1,25 – поправочный коэффициент;

F = h * l,

где h = 2 м – высота оконных рам в котельном цехе;

l = 228 м – длина котельного цеха;

F = 2 * 228 = 456 м2 ;

Q5 = 456 * 128 * 1,25 = 72960 Вт = 72,96 кВт;

Избыточное тепло, поступающее в помещение цеха, составит:

летом: Qизб.л = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 = 15458,07 + 60,48 + 360 + 9,5 + 72,96 = 15961,01 кВт;

зимой: Qизб.з = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 = 15458,07 + 60,48 + 360 + 9,5 = =15888,05 кВт;

Количество воздуха, которое необходимо ввести в цех для поглощения избытков тепла:

Gв = 3600 * Q / c * (tух. – tпр.) * ρух., м3/ч,

где Q – теплоизбытки в помещении, кВт;

с = 1 кДж/(кг*К) – теплоемкость сухого воздуха;

tух. – температура уходящего воздуха, оС;

tпр. – температура приточного воздуха, оС;

tпр. = 21,2 оС – зимой;

tпр. = 26 оС – летом;

ρух. – плотность уходящего воздуха, кг/м3 (определяем в зависимости от температуры tух.);

tух. = tр.м. – tпр. * (1 – m) / m,

где tр.м. – температура на рабочем месте, согласно санитарным нормам в ГОСТе 12.1.0015-76 “Воздух в рабочей зоне”.

tр.м. = 22 оС – зимой;

tр.м. = 33 оС – летом;

m = 0,5 – эмпирический коэффициент;

tух. = 22 –21,2 * (1 – 0,5) / 0,5 = 22,8 оС – зимой;

tух. = 33 – 26 * (1 – 0,5)/0,5 = 40 оС – летом;

Gв = 3600 * 15888,05 / 1 * (22,8 – 21,2) * 1,205 = 29666483,4 м3/ч – зимой;

ρух. = 1,205 кг/м3 при tух. = 22,8 оС;

Gв = 3600 * 15961,01 / 1 * (40 – 26) * 1,128 = 3638528,12 м3/ч – летом;

ρух. = 1,128 кг/м3 при tух. = 40 оС;