Проект технологической системы сауны

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине: «Технологические системы сферы сервиса»

на тему: «Проект технологической  системы сауны»

Содержание

1. Современное планирование технологических  и технических систем отрасли

2. Подбор и компоновка оборудования

3. Расчет искусственного освещения  помещения

4. Расчет электроснабжения помещения

5. Расчет сечения проводников  и кабелей

6. Расчет вентиляции (кондиционирования)  помещения

6.1 Расчет тепло и влагоизбытков

6.2 Определение расхода воздуха  необходимого для удаления тепло  и влагоизбытков

6.3 Подбор вентилятора и электродвигателя

7. Заключение

8. Список используемой литературы

1.Современное планирование технологических  и технических систем отрасли

Разработка курсового проекта  касается сферы услуг, связанная  с предоставлением отдыха. Все  больше людей стали чаще уделять  внимание своему здоровью. Постоянный стресс и суета шумного города снижают работоспособность, приводят к быстрой утомляемости, напряжённости  и в целом отрицательно влияют на здоровье человека. Лучшим средством  для профилактики и лечения многих недугов считалась парная баня. Со временем получили распространение и другие виды бань, в частности - сауна, которая от русской бани отличается более сухим воздухом (влажность менее 15%) и более высокой температурой (90-120 °С).

Посещение сауны небольшими компаниями стало очень популярным способом времяпровождения в последние время, что обуславливает актуальность выбранного для разработки проекта. Сауна - это не только место, где можно приятно отдохнуть, но также и оздоровиться. Она помогает восстановиться после тяжёлых трудовых дней.

Банная процедура возвращает душевное равновесие, устраняет неврозы - бич  нашего напряжённого бурного века, снимает чувство тяжести и  беспокойства. Сауна - необыкновенное место. Она улучшает самочувствие, физическое и душевное, и просто доставляет огромную радость. Потребности человека в покое, уединении, в получении  физической и эмоциональной разрядки все более возрастают. Сауна - это  ни с чем несравнимое удовольствие.

Сауна предназначена для очищения души и тела. Данный курсовой проект ставит своей целью открытие небольшой  уютной, добротной и современной  сауны максимально с 10-ю посадочными  местами, включающей бассейн, комнату  отдыха, оборудованной бильярдным столом, обеденным столом, диваном, стульями, воздухоочистителем. Предполагается привлечение  клиентов с различным уровнем  достатка и различных возрастных категорий.

Сауна используется для отдыха, релаксации, снятия напряжения и чувства усталости. Большим спросом сауна пользуется у спортсменов, особенно после тренировочных  занятий.

Привлекательность открытия частной  сауны заключается в том, что  этот бизнес легко организовать, он не потребует больших затрат и  будет приносить стабильный доход. Хотя в настоящее время конкуренция  в сфере оказания подобного рода услуг достаточно высока, свою нишу занять все-таки можно.

2. Подбор и компоновка оборудования

Предполагаемая сауна располагается  на площади в 141,75 мІ.

Сауна рассчитана на посещение десятью  человеками. Помещение сауны состоит  из (приложение 1):

-сауны, оборудованной электрической  печью;

-бассейна 55,2 мІ, оборудованного электроводонагревателем;

-душевой, оборудованной 4-мя  душевыми кабинами;

-комнаты отдыха, оборудованной  бильярдным столом, обеденным столом, диваном, стульями, воздухоочистителем;

-санузла, оборудованного электросушителем  для рук;

-гардероба.

Габариты и параметры вышеперечисленного оборудования представлены в табл.1.

Таблица 1.

№	Наименование оборудования	Габариты, LxB мм	Потребляемая мощность, кВт	Кол-во тепловыд. кДж/ч	Кол-во влаговыд. кг/ч	Вероятность безотказной работы
1	электрическая печь	850х600	8.0	2500		0,95
2	электроводо-нагреватель	1350х650	4.0	3800		0,94
3	воздухоочиститель, климатезер	400х200	0,6	520		0,96
4	электросушитель для рук	230х200	0,1	120		0,93
5	бильярдный стол	2540x1270				0,96
6	обеденный стол	1000х750				0,96
7	диван (2 шт)	1800х600				0,96
8	стул (4 шт)	400х400				0,96
9	душевая кабинка (4 шт)	1000х1000			2,6	0,96
10	бассейн	9000х4000			5,4	0,96

3.Расчет искусственного освещения  помещения

Естественного освещения, как правило, недостаточно, поэтому прибегают  к дополнительному искусственному освещению.

В качестве искусственного освещения  выбираем лампы накаливания типа НГ-200,со световым потоком S=3000 лм.

Работы в сауне по СниП 11-4-89 относятся к разряду средней точности, поэтому необходимая освещенность составляет Ен =200 лк.

Железобетонные перекрытия потолка  окрашены белой краской, поэтому  коэффициент отражения принимаем 50%.

Стены окрашены темной краской - коэффициент  отражения 30%.

Индекс помещения определяется по формуле:

технический система оборудование сауна

i=, где

А*В -площадь помещения:

-высота подвеса светильника  ( м );

А,В -длина и ширина помещения.

hр=Н-hс-hрм, где

Н -высота помещения (3 м);

hс -высота подвеса светильника от потолка (0,5 м);

hрм -высота рабочего места (0,8 м).

hр=3-0,5-0,8=1,7 м.

i==3,47

коэффициент использования светового  потока

Ки=62%

Необходимое число ламп для освещения  n - определяется по формуле:

n=, где

Ен=200 лм( минимальная (нормированная) освещенность;

Кз=1,5 (коэффициент запаса);

Ко=1,3 (коэффициент минимальной  освещенности);

S=3000 лм (световой поток);

F=13,5*10,5=141,75 мІ (площадь освещаемого помещения);

Ки =0,62 ( коэффициент использования светового потока, равный отношению потока, подающего на рабочую поверхность, к общему потоку ламп).

n==29,72

Округляем количество ламп до 30 шт.

4. Расчет электроснабжения помещения

По выбранному оборудованию и рассчитанному  числу светильников определенные мощности равномерно распределяются по фазам  после размещения оборудования и  светильников на плане помещения (приложение 2).

5. Расчет сечения проводников  и кабелей

Предположив, что провода одного сечения по всей длине проводки, вычисляем моменты нагрузок по полным длинам «L» от каждой нагрузки до источника  электропитания:

Mґ=p1*L1+p2*L2+p3*L3+p4*L4 (Вт*м), где

L1=l1; L2=l1+l2; L3=l1+l2+l3; L4=l1+l2+l3+l4

Mґ=840*1,5+600*4+600*8+540*11,5=14670 (Вт*м)

Если считать моменты нагрузок по участкам, то тогда:

Mґґ=P1*l1+P2*l2+P3*l3+P4*l4, где

P1= p1+p2+p3+p4; P2=p2+p3+p34; P3=p3+p4; P4ґ=p4

Mґґ=2580*1,5+1740*2,5+1140*4+540*3,5=14670 (Вт*м)

Причем Mґ= Mґґ= M

Рассчитаем моменты нагрузок для  силовой сети:

Mґ(сил)=p1*L1+p2*L2+p3*L3+p4*L4 Вт*м

Mґ(сил)=100*2.5+600*5.5+4000*8.5+8000*13.5=145550 (Вт*м)

Mґґ(сил)=P1*l1+P2*l2+P3*l3+P4*l4 Вт*м

Mґґ(сил)=12700*2.5+12600*3+12000*3+8000*5=145550(Вт*м) 
Причем Mґ(сил)= Mґґ(сил)= M(сил)

Допустимая потеря напряжения в  вольтах:

ДU= ДU%*U/100 (B)

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

ДU==11 В

ДU==38 В

Сечение проводов должно быть не менее  чем подсчитанные по выражению:

F=, где

- удельная проводимость, для меди  г=54, а для алюминия г=32;

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

F==0,23 (медь)

F(сил) ==0,38 (медь).

6. Расчет вентиляции (кондиционирования)  помещения

6.1 Расчет тепло и влагоизбытков

Помещение для проектируемой сауны  находится в Санкт-Петербурге, подаваемая температура в помещение t=22°C;

теплосодержание приточного воздуха iп=46,7 кДж/кг;

Количество теплоты, выделяемое оборудованием:

Qоб=3,6*Рпотр , где

Рпотр - потребляемая мощность

Рпотр =8,0+4,0+0,6+0,1=12,7 кВт

Рпотр =12700 Вт

Qоб=3,6*12700=45720 кДж/ч(теплоизбытки от технологического оборудования);

Полные тепловыделения в рабочую  зону:

Qл= Qґл*nл, где

Qґл - теплоизбытки от одного человека, 150..350 Вт; (540..1250 кДж/ч);

nл - число людей, находящихся в помещении.

Qл= 800*10=8000 кДж/ч. ( тепоизбытки от людей)

Qосв=3,6*A*F, где

А- удельный теплоприток в секунду, Вт/(мІс), А=4,5 Вт/(мІс);

F- площадь помещения, F=141.75 мІ

Qосв=3,6*4.5*141.75=2296.35 кДж/ч. ( теплоизбытки от освещения)

Qп= ?Qi= Qоб+Qл+Qл +Qосв=45720+8000+2296,35=56016 кДж/ч

Qп=15560 Вт.( полные тепловыделения в рабочую зону)

Удельные теплоизбытки:

q=, где

V=F*H=141.75*3=425.25 мі

q ==10,2 Вт/ мі

q<16,8 Вт/ мі - Д=0..0,3-градиент температуры, °С/м

Влаговыделение, производимое оборудованием:

Wоб= 2,6+5,4=8 кг/ч

Влаговыделение, производимое людьми:

Wn= Wґn*n, где

Wґn=0,1 кг/ч- выделяет один человек при t=22°C ;

Wn=0,1*10=1 кг/ч.

Полные влаговыделения:

W= Wоб+Wn=8+1=9 кг/ч

Температура воздуха в помещении:

tв=tп+(6°-10°)=22+8=30°С.

Температура воздуха, удаляемого из помещения:

tу=tв+Д(H-2), где

Н=3 м- высота помещения;

tу=30+0,3*(3-2)=30,3°С.

6.2 Определение расхода воздуха,  необходимого для удаления тепло  и влагоизбытков

Температура воздуха подаваемого  в помещение t=22°C; теплосодержание  приточного воздуха, iп=46,7 кДж/кг; полные тепловыделения в помещении

Qп=56016 кДж/ч=15560 Вт; влаговыделения в помещении W=9 кг/ч; объем помещения V=425.25 мі.

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

вычисляем параметр е===6224 кДж/кг;

На диаграмме i-d (приложение 3) находим точку «Е» (е=6264) и точку «А» (tо=0°C и d=0, г/кг сухого воздуха). Соединим точку «А» с точкой «Е» прямой линией на диаграмме i-d и получим луч «АЕ».

Определение направления луча процесса изменения параметров удаляемого воздуха.

-на диаграмме i-d находим точку «В», характеризующуюся параметрами приточного воздуха tп=22°С и iп=46,7 кДж/кг.

-проводим из точки «В» луч  параллельный линии «АЕ» до  пересечения с линией tу=30,3°С и  получаем точку «С» (т.е. линия  ВС¦АЕ).

Находим параметры приточного воздуха  в точке «В», а именно dп г/кг сух. воздуха и цп%, и в точке «С» - iy кДж/кг, dу г/кг сух. воздуха и цу%.

dп=9,7 г/кг сух. воздуха; цп=57 %; dу =12 г/кг сух. воздуха; iy= 62 кДж/кг; цу= 45 %.

Определяем плотность воздуха  с кг/мі при t°С, по выражению:

при температуре воздуха поступающего в помещение tп: сп= ,

при температуре наружного воздуха  tп: сн=; су=.

сп==1,165 кг/мі;

сн=;

су=1,163 кг/мі.

Вычисляем расход воздуха, необходимый  для нейтрализации тепловыделений, /ч:

LT===873,18 /ч

и влаговыделений:

LB===3358,2 /ч.

В дальнейшем за расчетный принимается  более высокий воздухообмен.

Определение кратности вентиляционного  воздухообмена, 1/ч:

Квв===7.9 1/ч.

Вычислим теплоту, уносимую с вентилируемым  воздухом, по выражению:

Qв=с* су*V*(tп-tн)* Квв

с- удельная теплоемкость воздуха, с=0,28 .

Qв=0,28* 1,163*425,25*(30-22)* 7,9=8751,8 Вт,

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

Qо=(tп-tн)*?Кт*F=(tп-tн)*(Ктп*Fп+ Ктс*Fс+ Кто*Fо+ Ктд*Fд), где

Fп, Fс, Fо, Fд -площади ограждений перекрытий, стен, окон и дверей, соответственно.

Кт х10 ()

Fп=141,75 мІ

Ктп=1,17 - перекрытие с теплоизоляцией

Fс=133,4 мІ

Ктс=1,55 - кирпичные стены

Fо=9 мІ

Кто=2,33 - двойные окна

Fд=1,6 9 мІ

Ктд=2,68 - двойные двери

Qо=(30-22)*(1,17*141,75+133,4*1,55+9*2,33+1,69*2,68)=3184,96 Вт

Расчетная теплоотдача калорифера, Вт:

Qк=Qв+Qо

Qк=8751,8+3184,96=11936,76 Вт

Вычисляем мощность калорифера по формуле, Вт:

Рк=, где

?к - к.п.д. калорифера, ?к =0,9

Рк==13263 Вт ?1,3 кВт

Вычисляем суммарную поверхность  нагрева калорифера по выражению, мІ

Fк=, где

Дt- разность между средней температурой теплоносителя теплообменника и температурой воздуха в помещении, т.е. Дt= tу+tср, где tср=

Дt=30,3-26,15=4,15°С

Ктт- для чугунных радиаторов 11,4 Вт/ мІ*градС

Fк==252,3 мІ

6.3 Подбор вентилятора и электродвигателя

Вентилятор подбирается в соответствии с подсчитанным общим расходом воздуха L, мі/ч и общей потерей давления IPi, Па. а) определение параметров вентилятора.

Наиболее современными и экономичными являются центробежные (радиальные) вентиляторы  типа Ц4-70.

Для обеспечения воздухообмена  c L=873,18 /ч (0,24 м3/с) возможно применение следующих вентиляторов, где ?в - частота вращения, мин?1;

Р - напор, Па и v - окружная скорость колеса, м/с.

?в = 1200 мин"1, Р=230 Па, v=22 м/с;

Определение мощности электродвигателя для привода вентилятора.

Pэд=L*?P i*Kз/(3600*1000*?в*?п*?р). кВт

где: Кз - коэффициент запаса (для вентиляторов типа Ц4-70 - Кз=1,25);

?в -к.п.д. вентилятора (по характеристике ?в =0,8 -0,9);

?п - кпд, учитывающий механические потери в подшипниках вентилятора, ?п=0.95,

?р-к.п.д., учитывающий механические потери в передаче от вентилятора и двигателя (для клиноременной передачи ?р=0,9, при непосредственном соединении ?р=1,0

При ?Рi=Р получим для выбранного вентилятора мощность электродвигателя:

Рэд==0,1 кВт

Выбираем электродвигатель типа А-31-4, Р=0,6 кВт. ?д =1410 об/мин. При этом применяется клиноременная передача с передаточным отношением iпo=?в/?д=1200/1410=0,85