Politechnika Wrocławska

Wydział Inżynierii Środowiska

Katedra Klimatyzacji i Ciepłownictwa

Studia Zaoczne Inżynierskie

PROJEKT Z WENTYLACJI PRZEMYSŁOWEJ

Zakres Projektu

1. Opis techniczny

2. Część obliczeniowa

3. Część rysunkowa

Ocena:...........................

Uwagi:.............................................

........................................................

........................................................

........................................................

Wykonała: Sprawdził:

Barbara Matejunas mgr inż. Monika Zając

Kierunek: Inżynieria Środowiska

KO i IS rok III

Nr indeksu: 106984

Wrocław 11.05.2002 r.

Projekt klimatyzacji obiektu : KUCHNIA PRZYGOTOWUJĄCA POTRAWY NA WYNOS

LOKALIZACJA OBIEKTU: OLSZTYN

CZĘŚĆ OPISOWA

I. Opis techniczny

1. Podstawa opracowania

1.1. Temat nr

1.2. Podkład budowlany

1. Założenia projektowe

2. Uzgodnienia branżowe

2. Szczegółowy opis instalacji klimatyzacji

2. OBLICZENIA

III. CZĘŚĆ RYSUNKOWA

1. Rzut kuchni z instalacją wentylacji

2. Przekrój A-A . Wentylatorownia

3. Przekrój B-B z instalacją wentylacji

4. Przekrój C-C z instalacją wentylacji

5. Schemat instalacji wentylacji

1.3. Założenia projektowe

Parametry obliczeniowe powietrza zewnętrznego

• dla zimy przyjęto jak dla IV strefy klimatycznej zgodnie z Polską Normą PN-76/B-03420

tz=-22ºC

φ=100

Obliczeniowa ilość powietrza klimatyzacyjnego dla pomieszczenia kuchni wynosi 2450m³/h. Wynika ona z wymogów oraz konieczności przejęcia ciepła jawnego które należy odprowadzić przez powietrze wentylacyjnego. Wydajność dobranej centrali typ EU- 20 w wykonaniu wewnętrznym wynosi V_N=2450m³/h i V_W=2820m³/h. Urządzenie będzie pracować w godzinach od 10⁰⁰ do 22⁰⁰ na 100% wydajności (godziny otwarcia i zamknięcia kuchni) i 50% wydajności w godzinach od 22⁰⁰ do 10⁰⁰ . Taki cykl pracy urządzenia wentylacyjnego jest niezbędne, ponieważ w pomieszczeniu nie zapewniono ogrzewania dyżurnego.

Całkowita ilość powietrza wentylującego zapewni 24 wymiany na godzinę.

3. Szczegółowy opis instalacji wentylacji

W celu zapewnienia odpowiednich warunków w pomieszczeniu, zaprojektowano instalację wentylacji mechanicznej, realizowaną przez centralę klimatyzacyjną EU 20 w wykonaniu wewnętrznym prod. Flakt BOVENT. Centrala umieszczona będzie w wentylatorowni na poziomie kuchni.

Obudowa centrali wykonana jest z blachy stalowej o gr. 1mm. Izolację stanowi

warstwa wełny mineralnej o gr. 40mm. Centrala składa się z bloków:

• filtra EU 3,

• nagrzewnicy wodnej (parametry czynnika 90/70),

• wentylatorów z łopatkami zagiętymi do tyłu

wym.(BxHxL) 804x1548x2404, a także systemu automatycznej regulacji.

System automatycznej regulacji będzie powodować kilka cykli pracy centrali, oraz zabezpieczać podzespoły przy pomocy mikroprocesorowego regulatora temperatury.

Rozdzielnica elektryczna RC steruje pracą centrali wentylacyjnej.

Zegar czasowy będzie powodować przełączanie trybu pracy centrali: I bieg - 50% wydajności i II bieg - 100% wydajności.

Kanałowy czujnik temperatury TT/2-01 ustawia minimalną temperaturę nawiewanego powietrza, natomiast pomieszczeniowy czujnik temperatury TT/2-02 reguluje temperaturę wentylowanego pomieszczenia.

Gdy temperatura za nagrzewnicą spadnie poniżej 5^oC termostat przeciwzamrożeniowy TS/2-01 wyłączy pracę centrali, zamknie przepustnice i otworzy dopływ wody grzewczej do nagrzewnicy. Gdy centrala nie pracuje, temperatura za nagrzewnicą spadnie, otworzy się zawór nagrzewnicy.

Presostat DPS/2-01 informuje o nadmiernym zanieczyszczeniu filtrów. Presostat DPS/2-02 i DPS/2-03 przy spadku sprężu na wentylatorze wyłączy pracę instalacji.

Dopływ świeżego powietrza do centrali odbywać się będzie przez czerpnię ścienną. Lokalizacja czerpni powietrza jak i pozostałych elementów instalacji pokazana jest na rysunkach w graficznej części opracowania. Powietrze oczyszczone zostanie na filtrze wstępnym działkowym klasy EU 3. Następnie po przejściu przez sekcje nagrzewnicy i filtr klasy EU 7 oraz poprzez sieć przewodów wentylacyjnych zostanie rozprowadzone w pomieszczeniu.

Nawiew i wywiew powietrza realizowany będzie przez przewód z blachy, oraz przez przewody równomiernego wydatku typ ACTIVEN prod. Flakt BOVENT .

Zużyte powietrze, po przejściu przez wyrzutnię powietrza zostanie usunięte na zewnątrz budynku.

Wytyczne budowlane:

• wykonać konstrukcję nośną pod centralę EU 20

• wykonać otwory w ścianach na przejścia kanałów wentylacyjnych

Wytyczne instalacyjne:

• należy zasilić nagrzewnicę wodną o mocy 41 kW umieszczoną w centrali wentylacyjnej wodą o parametrach 90/70, oraz podłączyć zawór trójdrogowy

Wytyczne elektryczne:

• należy doprowadzić energię elektryczną do centrali klimatyzacyjnej 440V/3 faza/50 Hz; Wentylator nawiewny: 2,2/0,45 kW, 2860/1460 obr/min: Wentylator nawiewny: 1,5/0,33 kW, 2860/1460 obr/min

Łączne zapotrzebowanie mocy elektrycznej wynosi: 3,7 kW

Wytyczne dla sterowania automatyki:

Wszystkie urządzenia i elementy automatyki, kompletnie okablowanie centrali oraz szczegółowe dobory elementów automatyki zostaną dostarczone przez producenta centrali i wykonawcę AkiP.

Specyfikacja i warunki wykonania odbioru robót

Centralę wentylacyjną, oraz inne urządzenia montować zgodnie z DTR-ką dostarczoną wraz z urządzeniem. Przed rozpoczęciem montażu należy sprawdzić czy dane techniczne urządzenia są zgodne z danymi zamieszczonymi w projekcie.

Wyrzutnia powietrza powinny być wykonane zgodnie z normą BN-70/8865-04 i BN-70/8865-05.

Uwagi końcowe:

• po wykonaniu instalacji powietrznych należy przeprowadzić ich regulację , aby uzyskać przepływy zgodne z warunkami obliczeniowymi ( wydatki powietrza podane są na rzutach instalacji)

• przed zamówieniem kształtek instalacji klimatyzacyjnej należy sprawdzić wymiary na budowie

• całość robót należy wykonać zgodnie z „Warunkami technicznymi wykonania i odbioru robót budowlano-montażowych cz.II. Instalacje sanitarne i przemysłowe” oraz obowiązującymi przepisami bhp i p-poż.

II. OBLICZENIA

1. Bilans ciepła w pomieszczeniu

Bilans ciepła całkowitego dla pomieszczeń wentylowanych - okres ciepły

Q_zjoc=Q_pn+Q_pp+Q_L+Q_T [kW]

CZERWIEC Tz śr 27°
Godzina	10^00	12^00	14^00	15^00	16^00	18^00	20^00
Tz	25	28	28	29	28	27	24
Tp oc	24	24	24	25	24	24	22
Tp oz	22	22	22	22	22	22	22
QP	0,03	0,06	0,06	0,06	0,06	0,05	0,03
QR	0,06	0,06	0,12	0,15	0,16	0,19	0,00
Qpp	0,03	0,16	0,24	0,29	0,30	0,33	0,04
Qpn	0,19	0,17	0,20	0,16	0,24	0,27	0,32
QL	0,51	0,51	0,51	0,51	0,51	0,51	0,51
QT	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00
Qzjoc	0,74	0,83	0,96	0,97	1,05	1,11	0,87
					max

1. ZYSKI CIEPŁA OD NASŁONECZNIENIA

I.1. Zyski ciepła od nasłonecznienia przez przegrody nieprzeźroczyste

Obliczenia dla miesiąca czerwca godz. 10⁰⁰:

temp. zewn. T_z=25°C

temp. w pomieszczeniu T_p=24°C

1. Zyski ciepła od nasłonecznienia przez przegrody nieprzeźroczyste

Q_{pn S} = ∆tr^′ · U · A[W/m²] gdzie: A=3,8· 6=22,8m²

U=0,24[W/m²K]

Masa ściany = 500kg/m²

∆tr^′ = ∆tr +( T_{z śr} -24)+(26 - T_p) +β = (-1)+( 27 -24)+(26 - 24) + 1 = 6[°C]

Q_{pn S} = 6 · 0,24 · 22,8 = 32,83 [W] = 0,03 [kW]

Q_{pn N} = ∆tr^′ · U · A[W/m²] gdzie: A=3,8 · 11=42m²

U=0,24[W/m²K]

Masa ściany = 500kg/m²

∆tr^′ = ∆tr +( T_{z śr} -24)+(26 - T_p) +β = (-3,1)+( 27 -24)+(26 - 24) + 1 = 3,9[°C]

Q_{pn N} = 3,9 · 0,24 · 42 = 39,31 [W] = 0,04 [kW]

Q_{pn W} = ∆tr^′ · U · A[W/m²] gdzie: A=3,8· 11=42m²

U=0,24[W/m²K]

Masa ściany = 500kg/m²

∆tr^′ = ∆tr +( T_{z śr} -24)+(26 - T_p) +β = (0,2)+( 27 -24)+(26 - 24) + 1 = 5,2[°C]

Q_{pn W} = 5,2 · 0,24 · 42 = 52,41 [W] = 0,05 [kW]

Q_{pn E} = ∆tr^′ · U · A[W/m²] gdzie: A=3,8· 11=42m²

U=0,24[W/m²K]

Masa ściany = 500kg/m²

∆tr^′ = ∆tr +( T_{z śr} -24)+(26 - T_p) +β = (0,4)+( 27 -24)+(26 - 24) + 1 = 6,4[°C]

Q_{pn E} = 6,4 · 0,24 · 42 = 64,5 [W] = 0,06 [kW]

Q_pn = Q_{pn S} + Q_{pn N} + Q_{pn E} + Q_{pn W} [W/m²]

Q_pn = 32,83 + 39,31 + 64,5 +52,41=189,05[W/m²] = 0,19[kW]

2. Zyski ciepła od nasłonecznienia przez przegrody przeźroczyste skierowane na zachód

Q_pp = Q_P + Q_R [W/m²]

1.2.1. zyski ciepła przez przenikanie przez powierzchnie przeszklone

Q_P = A₀ · K₀ · (T_z - T_p) [W]

A₀ - powierzchnia okna w świetle muru [m²]

A₀ = 3 [m²] A_0c = 3 · 2=6 [m²]

K₀ - 2,6[W/m²K] (okna z podwójne zespolone)

Q_P = 6 ·2,6 ·(25-23) = 31,2 [W] = 0,03[kW]

1.2.2. Chwilowy strumień ciepła przenikający do pomieszczenia w wyniku

promieniowania słonecznego

Q_R = [A₁ · I_{c max} · a +(A - A₁) · I_{r max} ] · b· s [W]

A - powierzchnia szyb w oknie [m²] A = A₀ · g

g - udział powierzchni przeszklonej g = 0,71

A = 6 · 0,71 = 4,26 [m²]

A₁ - nasłoneczniona powierzchnia szyb A₁ = A=BxH [m²]

I_{c max} - maksymalne natężenie promieniowania słonecznego całkowitego w miesiącu obliczeniowym dla danego kierunku ekspozycji okna, przenikające przez pojedyńczą szybę o grubości 3 mm

(Przyjęto, że okna są zacienione)

I_{r max} - maksymalne natężenie promieniowania słonecznego całkowitego w miesiącu obliczeniowym dla danego kierunku ekspozycji okna, przenikające przez pojedyńczą szybę o grubości 3 mm - odczytywane dla kierunku północnego

a -współczynnik poprawkowy uwzględniający zanieczyszczenie atmosfery

przyjęto a = 1 (dla obszaru dużych miast)

b -współczynnik przepuszczalności promieniowania słonecznego przez okno - uwzględnia gatunek szkła, liczbę szyb (0,9)

s - współczynnik akumulacji ciepła w przegrodach otaczających pomieszczenie (0,17)

Q_R = [4,26 · 129 +(4,26 - 4,26) · 121 ] · 0,9 · 0,17 = 0,7[W] = 0,0007 [kW]

Q_pp = 31,2 + 0,7 = 31,9 [W] = 0,03 [kW]

2. ZYSKI CIEPŁA OD ŹRÓDEŁ WEWNĘTRZNYCH

2.1. Zyski ciepła pochodzące od ludzi

Q_L = n · qj ·

n - ilość osób ( = 8 )

qj - ciepło jawne pochodzące od ludzi ( =80W)

- współczynnik jednoczesności przebywania ludzi w pomieszczeniu (=0,8)

Q_L = 8 · 80 · 0,8=512[W] = 0,5 [kW]

2.2. Zyski ciepła pochodzące od technologii

Q_T=7,3[kW]

2.3. Zyski ciepła pochodzące od oświetlenia

Qośw.=Nośw.·
= [W/m²]

- współczynnik jednoczesności wykorzystywania mocy zainstalowanej (=1)

Qośw.=16 · F=16 · 101=1616[W]=1,6 [kW]

3. OBLICZENIE STRUMIENIA POWIETRZA WENTYLUJĄCEGO I MOCY WYMIENNIKÓW CIEPŁA

3. Obliczanie strumienia powietrza wentylującego na podstawie bilansu ciepła jawnego

Do obliczeń przyjęto Qzj oc _max z miesiąca czerwca =1,05 [kW]

V₁=

V₂=

V = V₁ + V₂ = 626 +480 = 906m³/h

Qzjoc-ciepło jawne, które musi być usunięte z pomieszczenia przy użyciu powietrza wentylującego [kW]

C_p- ciepło włościwe powietrza = 1,005 kJ/kg K

ρ- gęstość powietrza = 1,2kg/m³

t_w-temperatura powietrza wywiewanego °C

t_n-temperatura powietrza wywiewanego °C

t_p-t_n=5K

Ponieważ w wyliczonym strumieniu powietrza wentylującego nie wzięto pod uwagę gorących zanieczyszczeń parowo-gazowych, które mieszają się ze strumieniem powietrza nawiewanego do kuchni dlatego strumień powietrza wyliczono poniższą metodą.

4. Konwekcyjny strumień powietrza - wydzielany z gorących urządzeń kuchennych

Q_j,k = Q_j · b ·

gdzie:

Q_j - ciepło jawne, oddawane przez urządzenie [W]

b - współczynnik obciążenia urządzenia ( = 0,5)

- współczynnik równoczesności pracy

Q_j,k = 1755 · 0,5 · 0,6 = 526,5W = 0,5kW

5. Ciepły strumień powietrza

V_t = k · Q_j,k
·(z + 1,7 d _hydr)
[m³/h]

gdzie:

k = 18 - współczynnik określany empirycznie

d _hydr - średnica hydrauliczna; d _hydr =
[m]

L - długość źródła ciepła (bloku kuchennego) [m]

B - szerokość źródła ciepła (bloku kuchennego) [m]

z - wysokość nad źródłem ciepła (bloku kuchennego) [=2 m]

aparat do smażenia małych porcji d _hydr =
[m]

aparat do smażenia frytek d _hydr =
[m]

aparat do gotowania d _hydr =
[m]

aparat do smażenia małych porcji V_t =( 18 · 0,5
·(2 + 1,7 0,44)
) · 2 = 651[m³/h]

aparat do smażenia frytek V_t =( 18 · 0,5
·(2 + 1,7 0,70)
) · 2 = 1177[m³/h]

aparat do gotowania V_t =( 18 · 0,5
·(2 + 1,7 0,43)
) · 2 = 174[m³/h]

V_tc = 2001[m³/h]

6. Strumień powietrza usuwanego przez okapy.

V_u = V_t · a [m³/h]

gdzie:

a - współczynnik zwiększający; przyjęto dla nawiewu sufitowego = 1,15

V_u = 2001 · 1,15 = 2303 = 2300 [m³/h]

Ze względu na określone przez producenta okapów wymiary filtrów i ich wydajności gdzie najmniejsza z nich wynosi V = 570m3/h, strumień powietrza usuwanego uzależniono od minimalnych wydajności filtrów.

• okap nad 2 x automat do smażenia małych porcji -wymiar automatu(LxBxH, 570x360x200 mm)

typ okapu: DM - 3601 prod. DORA METAL - Czarnków

wymiar okapu LxBxH, 1200x700x550 mm

filtr:

typ DM-3611

wymiar pojedyńczego filtra LxH, 500 x 500, V = 540m³/h, Δp = 30Pa

dobrano 2 filtry; V = 1140m³/h, Δp = 60Pa

• okap nad aparat do smażenia frytek - wymiar aparatu (LxBxH, 350x435x285)

typ okapu: DM - 3601 prod. DORA METAL - Czarnków

wymiar okapu LxBxH, 1200x700x550 mm

filtr:

typ DM-3611

wymiar pojedyńczego filtra LxH, 500 x 500, V = 540m³/h, Δp = 30Pa

dobrano 2 filtry; V = 1140m³/h, Δp = 60Pa

• okap nad aparat do gotowania - wymiar aparatu (LxBxH, 1130x310x900)

typ okapu: DM - 3601 prod. DORA METAL - Czarnków

wymiar okapu LxBxH, 1200x700x550 mm

filtr:

typ DM-3611

wymiar pojedyńczego filtra LxH, 500 x 500, V = 540m³/h, Δp = 30Pa

dobrano 1 filtr; V = 540m³/h, Δp = 30Pa

V_W = (2 ·1140) +540 = 2820 [m³/h]

7. Nawiewany strumień powietrza

V_n =
[m³/h]

ze względu na zwiększoną ilość powietrza wywiewanego i podciśnienie:

V_N = 2450 [m³/h]

8. Obliczenie mocy nagrzewnicy

Q_N = V· c_p· ρ· (t_noz-t_zoz) [kW]

Q_N = 0,68 · 1,005· 1,2· (24-(-22))=41 [kW]

4. DOBÓR URZĄDZEŃ

4.1. Dobór urządzeń nawiewnych, wywiewnych i kanałów wentylacyjnych.

Dla strumieni V_N=2450m³/h i V_W=2820m³/h (podciśnienie w wys. 15%)

dobrano dwa kanały wentylacyjne nawiewny i wywiewny .

NAWIEW

Dobrano 6 przewodów równomiernego wydatku firmy Fläkt BOVENT typ Activent Ø 200.

Strumień powietrza dla jednego przewodu o dł. 5m - V = 408m³/h

WYWIEW

Wywiew realizowany będzie okapami typ : DM - 3601 prod. DORA METAL - Czarnków

4.2. Dobór centrali wentylacyjnej

Dla strumieni powietrza nawiewanego V_N=2450m³/h i wywiewanego V_W=2820m³/h dobrano centralę produkcji Fläkt BOVENT typ EU 20 wewnętrzną nawiewno-wywiewną (sekcje wywiewne posadowione na sekcjach nawiewnych) składającą się z:

• filtra EU 3 i EU 7

• nagrzewnicy wodnej (parametry czynnika 90/70),

• wentylatorów z łopatkami zagiętymi do tyłu

gr. izolacji 40mm,

Opracowała

Barbara Matejunas

---