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

Курсовой проект

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

Одной из глобальных тенденций в современном обществе является преобладание сферы услуг (третичного сектора экономики) над индустриальными секторами народного хозяйства (первичными являются сельское и лесное хозяйство, добывающие отрасли, а вторичными — перерабатывающие отрасли). Индустриальный цикл, в котором сейчас происходит развитие экономики, является последним циклом индустриального развития и представляет собой своеобразный переход к постиндустриальному информационно-сервисному обществу. Экономика постиндустриального периода будет представлять собой экономику неиндустриальных отношений, складывающихся не в процессе производства, а в сфере его обслуживания. Это проявляется в динамично растущей доле сферы услуг в национальном доходе и в занятости населения.

Сфера услуг является трудоемким сектором экономики с большой долей ручного труда. Это связано со спецификой природы услуги и ограниченными по сравнению с производством и реализацией физических продуктов возможностями технизации оказания услуг. Применение современной техники и прогрессивного оборудования в сфере услуг не приводит к значительному высвобождению работников, но может способствовать повышению качества услуг и улучшить условия труда занятых в этой сфере работников. Поэтому трудосберегающий эффект научно-технического прогресса в сфере услуг меньше, чем в индустриальных секторах экономики: преобладает тенденция отставания роста производительности труда и повышения трудоемкости в сервисных отраслях по сравнению с индустриальными. Этим и объясняется более высокий рост занятости в сфере услуг по сравнению с промышленным производством и рост стоимости услуги.

В России банная индустрия получила развитие со времен перестройки, когда появились первые специализированные банные магазины и строительные фирмы.

В настоящее время существуют целые направления дизайнерских, представительских, бизнес, класса «премиум» саун (бань). Они представляют лучшие разработки по дизайну и эргономике саун, многофункциональны, например, можно создавать разные режимы парения, от сухого финского до влажного русского пара. Для этого используются самые современные технологии, оборудование и материалы для бани и сауны со всего мира. Например, электрокаменка со встроенным парогенератором, оригинальный светильник «звездное небо», обшивка из канадского кедра и многое другое. В дополнение к сауне могут быть купель, обливное устройство, банная мебель и разнообразные полезные аксессуары.

В духе со временем в России появилось много предложений и по инфракрасным кабинам (саунам). Различаются они в основном используемыми в них излучателями, то есть длиной волн инфракрасных лучей, а также комплектацией и отделкой. Часть ИК кабин привозится из других стран, но есть и собственного российского производства. В чем еще существенное преимущество изделий «сделано в России», так это возможность изготовления сборных саун и инфракрасных кабин нестандартных размеров, оригинального дизайна и комплектации под желания клиента, причем, оперативно по времени.

В настоящее время можно с уверенностью заявить, что в России создана своя индустрия саун, бань, товаров для комплектации их строительства и всевозможных банных принадлежностей для приятного и полезного времяпровождения.

1. Подбор и компоновка оборудования технологической системы отрасли в помещении

Современное банное оборудование позволяет быстро нагревать помещение. Разнообразие возможностей обеспечивает электрическая каменная печь, которую можно установить и в отдельно стоящей бане на загородном участке, и в компактной сауне городской квартиры.

В отличие от дровяной печи камни получают тепло не от пламени, а от электронагревательных элементов. Соответственно процесс нагрева камней не сопровождается образованием дыма и избавлен от опасности пожара.

Электрические печи для сауны или бани должны быть удобными, компактными, но, прежде всего пожаробезопасными и мощными для обеспечения комнаты горячим воздухом, паром, а также просушки данного помещения после его использования. Немаловажно и возможность регулировки мощности в широком диапазоне.

Форма и дизайн печи тоже имеет значение. Электропечь должна быть и красивой, и безопасной. Нужно свести к нулю случаи получения ожога в результате случайного прикосновения к печи в сауне или бане. Нужно помнить, что воздух в сауне очень влажный, поэтому электрическая печь должна быть и электробезопасной.

Сейчас электропечи делаются из разных материалов. Изготовители печей принимают во внимание все замечания и требования, которые предъявляются к печам. Печи из нержавеющей стали, в сравнении с печью из цинково-алюминиевого сплава или же из окрашенной «оцинковки», являются более долговечными и экологически чистыми.

При выборе электрической печи следует принять во внимание объем помещения, которое нужно прогреть, наличие в сауне или бане предметов из кирпича, природного камня, стекла, также выбрать мощность печи. При выборе мощности нужно учесть затраты энергии на разогрев свежего воздуха и поддержание заданной влажности.

Электрические печи являются экологически безопасными, гигиеничными, а также имеют небольшой размер. Есть возможность регулировки их мощности при помощи встроенного или переносного пульта управления. С помощью пульта можно запрограммировать подогрев сауны или бани до необходимой температуры и к нужному времени. Данные пульты оснащены термостатом и предохранителем от перегрева. В любой момент времени есть возможность выключить печь. Рабочее напряжение электрической печи составляет от 220 до 380 В. Для печей с мощностью более 7 кВт нужно напряжение в 380 В. Необходимо точно определить необходимую мощность печи. Иначе каменка недостаточной мощности не обеспечит должного нагрева, а излишне мощная печь раньше времени выйдет из строя.

Важной характеристикой электрической каменки является качество трубчатых электронагревателей (ТЭНов). Во-первых, от этого зависит долговечность работы печи. Максимальный срок гарантии, предоставляемый производителями электронагревателей для саун, составляет 3 года. Во-вторых, эффективность ТЭНов определяет расход электроэнергии. Хорошие ТЭНы быстро прогревают парильню и камни, после чего начинается отдача накопленного ими тепла, а работа нагревателей либо прекращается, либо переводится в экономичный термостатический режим.

Качество тепла в первую очередь отличает баню от обычной помывки и ставит ее в ряд целительных процедур. Благотворное воздействие обеспечивают именно камни, участвующие в парообразовании и излучающие теплоту, которая, глубоко проникая в тело, стимулирует кровообращение и обмен веществ, способствует выводу шлаков.

В банных печах используются специальные камни. Основные требования к ним — высокая теплоемкость, стойкость к температурным нагрузкам и экологическая чистота: материал не должен выделять вредных газов и посторонних запахов. Чем больше камней вмещает печь, тем дольше и активнее осуществляется излучение тепла, воспринятого ими от ТЭНов, и соответственно тем насыщеннее и продолжительнее банная физиотерапия. Среди современных каменок наряду с моделями, вмещающими 15−20 кг камней, есть и суперпечи, рассчитанные на загрузку 100−160 кг.

Недавно на рынке появились печи, у которых из натурального камня частично или полностью изготовлен корпус. Каменные панели резко повышают теплоаккумулирующую способность печи, а также оптимизируют распределение тепловых потоков в парильне. Тепловое излучение от фронтальных сторон печи в этом случае распространяется горизонтально.

Качество пара и эффективность парообразования зависят от степени прогрева камней. Легкий (т.е. высокодисперсный) пар, с которым принято поздравлять после бани, образуется при нагреве камней до температуры 300−700°С. Показателем добротности парообразования является «безотходность» процесса, когда вся вода при поливе превращается в пар, не успевая протечь под камни. В большинстве моделей камни контактируют с ТЭНами, но это не должно быть препятствием для полива. Высококачественные нагреватели спокойно выдерживают контакт с водой.

Разнообразны модификации каменок по местоположению в сауне: печи напольные и навесные (настенные), модели «потайного» свойства, устанавливаемые под полком, не занимая дополнительного пространства. Если позволяют объем и планировка помещения, каменку можно расположить в центре парильни. К напольным моделям (за исключением потайных) необходимо подобрать соответствующее ограждение — во избежание случайных контактов с горячим корпусом. Если печь спрятана под полком, необходимо иметь в нем маленькую врезную дверцу для полива камней. К ней крепится воронка, от которой по шлангу вода поступает к каменке.

Многие электрокаменки оснащают термостатами и таймерами, позволяющими поддерживать желаемый температурный режим в парилке и задавать продолжительность работы печки. Электроника позволяет управлять работой каменки с помощью панели управления, индицирующей режим, длительность работы печки, температуру и влажность воздуха в парной. Панели бывают встроенные и выносные (они предназначены для управления печкой извне). Некоторые панели позволяют программировать работу сауны по Интернету или с мобильного телефона.

Проектируется сауна со следующими помещениями:

1. Раздевалка

2. Комната отдыха

3. Помывочная

4. Парная

В качестве банной электрической печи выбрана каменка Elegance фирмы «Harvia» (Финляндия). Это качественная каменка, дающая достаточно тепла благодаря большому количеству камней. Дополнительные принадлежности: деревянный поручень или поручень с подсветкой. Подсвеченный четырьмя лампочками мощностью 10 Вт каждая, поручень обеспечивает достаточное освещение сауны. Каменка оснащается отдельным пультом управления и термостатом. В Приложении представлены четыре модели, различающиеся мощностью.

Наиболее подходящей для проектируемой сауны (объем парной 2,1×2,4×2,2=11 м³) представляется модель F10,5. Кроме электрокаменки, оборудование помещений включает также электрический самовар (уровень энергопотребления 2 кВт) и телевизор (габариты 37×47×36 см, энергопотребление 0,07 кВт).

2. Расчет искусственного освещения помещений

освещение вентиляция электроснабжение Принимаем высоту помещений 2,2 м.

В соответствии с предложенной планировкой площадь помещений равна:

1. Раздевалка — 4,56 м²

2. Комната отдыха — 14,04 м²

3. Помывочная — 4,8 м²

4. Парная — 5,04 м²

С учетом требований СНиП 23−05−95 «Естественное и искусственное освещение» в части выполнения освещения помещений общественных, производственных и вспомогательных зданий расчет выполняем для разрядных ламп. Применение ламп накаливания предусматривается при технико-экономической нецелесообразности применения разрядных ламп. Необходимое число ламп для освещения n вычислим по выражению где:

Е_н — минимальная (нормированная освещенность).

Согласно СНиП 11−4-89 зрительные работы при средней точности в помещении относятся ко II разряду с освещенностью Е_н=200 лк.

К_з — коэффициент запаса (К_з = 1,5…1,7);

F — площадь освещаемого помещения, м²;

К_о — коэффициент минимальной освещенности, равный отношению средней освещенности к минимальной, К_о = 1,1…1,5;

S — световой поток ламп, лм;

К_и — коэффициент использования светового потока, равный отношению потока, падающего на рабочую поверхность, к общему потоку ламп.

Значение высоты подвеса светильника над рабочей поверхностью принимаем для всех типов помещений (светильники крепятся на потолке, высота рабочего места — 0,8 м) равным 1,4 м.

1. Раздевалка

— 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_с(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» 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:

ДU= ДU%*U/100, В.

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

Расчет.

ДU=5*220/100=11 В для осветительных сетей, ДU=10*380/100=38 В для силовых сетей.

Сечение проводов должно быть не менее чем подсчитанное по выражению:

где: г — 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=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 ц₀₁ — коэффициент мощности участка 01.

Расчет.

4. Расчет вентиляции (кондиционирования) помещений

4.1 Расчет теплои 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*12 570=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=45 252+6300+461=52 013 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 щ=0,1 кг/ч, общая численность — 5 чел.).

4.2 Определение расхода воздуха для удаления теплои 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=52 013 кДж/ч (14 448 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.

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

q=Q_п/V=14 448/62,6=230,8 Вт/м³

Определение температуры воздуха, удаляемого из помещения:

t_у= t_р.з +Д (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 теплои влагоизбытков:

а) вычисляем параметр е= Q_п /W= 52 013/0,5 = 104 026 кДж/кг б) на i-d диаграмме (приложение 5 «Методических указаний») находим точку «Е» (е= 104 026) и точку «А» (t₀= 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».

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 ц_п%, и в точке «С» — i_у кДж/кг, d_у г/кг сух. воздуха и ц_у%.

d_п = 11 г./кг ц_п = 65%

d_у = 11,1 г/кг сух. воздуха

i_у = 52 кДж/кг ц_у =60%

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

при температуре воздуха, поступающего в помещение t_п:

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

при температуре удаляемого воздуха t_у:

с_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)* с_п]= 52 013/[(52−50)* 1,2]=21 672 м³/ч и влаговыделений:

L_В= (1000W/ [(d_у — d_п))* с_п]=(1000*0,5)/ [(11,1−11,0)*1,2]=4166,7 м³/ч В дальнейшем за расчетный принимаем более высокий воздухообмен.

Определение кратности вентиляционного воздухообмена, 1/ч:

К_вв=L_max/V= 21 672/62,6~346 1/ч Вычисляем теплоту, уносимую с вентилируемым воздухом, по выражению:

Q_в= с* с_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) К_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=0,117×28,44+0,185×48,18+0,565×1,89+0,468*3,87= 3,33+8,91+1,07+1,81= 15,12 Вт Расчетная теплоотдача калорифера, Вт:

Q_к=Q_в+Q_o=7096+15,12= 7111,12 Вт Вычисляем мощность калорифера по формуле, Вт:

Р_к=Q_к / з_к=7111,12/1=7111,12 Вт где з_К — к.п.д. калорифера.

14. Вычисляем суммарную поверхность нагрева калорифера, м²:

F_к=Q_к/(К_тт*Дt)

F_к=7111,12/(1,003×4)= 1772,5 м²,

где К_тт — коэффициент теплопередачи теплообменника 1,003 [Вт/(м*°С)]

Дt=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 Рi, Па.

а) определение параметров вентилятора.

Для обеспечения воздухообмена с L=21 672 м³/ч (6 м³/с) возможно применение следующих вентиляторов, где з_в — частота вращения, мин^-1; Р — напор, Па и v — окружная скорость колеса, м/с,

№ 12 при з_в =300 мин^-1, Р=250 Па, v=17 м/с

№ 10 при з_в =500 мин^-1, Р=650 Па, v=27 м/с

№ 8 при з_в =1700 мин^-1, Р=1000 Па, v=43 м/с б) определение мощности электродвигателя для привода вентилятора.

Р_эд =LхР_i х К_з /(3600×1000х з_в х з_п х з_Р),

где К_з — коэффициент запаса 1,25;

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

з_п — к. п, д., учитывающий механические потери в подшипниках з_п =0,95;

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

Р_эд=(21 672×650×1,25)/(3600×1000×0,85×0,95×0,9)=6,73 кВт По приложению 7 методического руководства выбираем электродвигатель типа А-51−2, Р=7,0 кВт, щ = 2890 об/мин. При этом применяется клиноременная передача с передаточным отношением

i_по=з_в/щ=1700/2890=0,59.

5. Расчет надежности оборудования (системы)

Надежность функционирования систем сервиса рассчитывают по известным показателям надежности их составных частей и подсистем. Для этого структуру систем сервиса представляют в виде так называемой «модели надежности», являющейся функционально-структурной схемой параллельного, последовательного и параллельно-последовательного соединения подсистем и элементов.

1. Составим функционально-структурную схему надежности технической системы, имеющей выше выбранные механизмы и устройства согласно конструкции и принципу работы отдельных устройств.

В структурную схему модели надежности предприятия не включены подсистемы городского наружного и внутреннего водоснабжения по причине малого влияния на производственный процесс в целом.

2. Распределим и объединим элементы по подгруппам и группам с учетом их взаимодействия.

Подсистема технологического оборудования содержит следующие элементы:

1 — печь-электрокаменка (вероятность безотказной работы 0,97);

2 — электрический самовар (0,95);

3 — телевизор (0,93).

3. Составим расчетные выражения для вычисления вероятностей безотказной работы подсистемы технологического оборудования и системы в целом.

Р_т=1 — (1-Р₁) х (1-Р₂) х (1-Р₃).

Р_сс(t)=Р_нэ(t) хР_вэ(t) хР_сотм(t)=Р_нэ(t) хР_вэ(t) х [1 — (1-P_c) x (1-P₀)] x [1 — (1-P_т) х (1-Р_м)]

4. Рассчитаем вероятность безотказной работы.

Р_т=1 — (1−0,97) х (1−0,95) х (1−0,93)=0,999 895?1.

Р_сс(t)=0,95×0,95х [1 — (1−0,95) x (1−0,95)] x [1 — (1−1) х (1−0,95)]=0,9002.

5. Вычислим среднюю наработку на отказ.

При вероятности безотказной работы системы, превышающей 0,9, т. е. л_сt?0,1 с достаточной для практики точность при внезапных отказах элементов, когда приработка оборудования закончена, а старение еще не наступило, наиболее применим экспоненциальный закон распределения вероятности безотказной работы, т. е.

где — интенсивность отказа системы, 1/ч.; t — время работы, ч.

Откуда:

Частота отказов:

Средняя наработка на отказ (до первого отказа), ч.: Т_ср.с=1/л_с при максимальной частоте отказов (а_с.max).

При средней вероятности безотказной работы элементов подсистем Р_с.ср.=0,948 имеем в течение t₀=10 часов работы: л₀t₀=0,052, т. е. л₀=0,052/10=0,0052 1/ч. Средняя наработка до первого отказа системы Т_ср=2Т⁰_ср, где Т⁰_ср — средняя наработка до первого отказа нерезервированной системы:

Т⁰_ср =1/л₀=1/0,0052=192 ч Средняя наработка до первого отказа резервированной системы Тср.=2 Т⁰_ср=384 ч.

6. Построим графические зависимости л_с и a_c в функции времени. Значения л_с и a_c сведем в таблицу.

Частота отказов вычисляется по формуле:

Интенсивность отказов вычисляется по выражению:

При построении графиков зависимости a_c и л_с в функции времени t, значения времени задаем с расчетным интервалом 15 000 час (1,5Ч10⁴ч.).

Рис. 3. Зависимость частоты и интенсивности отказов в функции времени Значения частоты и интенсивности отказов в функции времени

Заключение

В проекте произведен подбор и компоновка оборудования технологической системы в помещении сауны. Рассчитаны показатели искусственного освещения: количество светильников, величина коэффициента светового потока светильника. Произведен расчет электроснабжения помещения: распределение нагрузки по фазам, расчет сечения проводников и кабелей. Рассчитаны теплои влагоизбытки, определен расход воздуха, необходимого для их удаления, решена задача подбора вентилятора и электродвигателя. Рассчитана надежность оборудования (системы): вычислена вероятность безотказной работы, средняя наработка на отказ, построены графические зависимости частоты и интенсивности отказов в функции времени.

При выполнении работы использованы нормативные документы, литература по теме, а также интернет-источники.

1. ГОСТ 30 494–96 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях».

2. СНиП 2.04.05−91 «Отопление, вентиляция и кондиционирование». Дата введения 1992;01−01.

3. СНиП 23−05−95 «Естественное и искусственное освещение». Дата введения 1996;01−01.

4. Гладкевич В. В., Зайцев В. А. Методическое руководство «Технологические системы сферы сервиса». — СПб.: СПбГАСЭ, 2004.

5. Проектирование предприятий бытового обслуживания населения (Справ. пособие к СНиП) / Государственный научно-проектный институт учебно-воспитательных, торгово-бытовых и досуговых зданий. — М.: Стройиздат, 2009.

6. Семенов В. М., Васильева О. Е. Сервис промышленных товаров. — М.: Центр экономики и маркетинга, 2011.

7. Синопальников В. А. Надежность и диагностика технологических систем. — М.: Высшая школа, 2009.

8. Материалы интернет-сайта компании «Дельфин»: [http://s-legkim-parom.ru]

9. Каталог электрических печей фирмы «Harvia» (Финляндия): [http://www.pechikamini.ru/electro_harvia₃.php]