Определение требуемых воздухообменов.

Рассмотрим задачу в общем: пусть в помещение воздух поступает с n притоками и удаляется m вытяжками.

 

Известно:

а) количество вредных выделений, поступающих в помещение: количество избыточной явной теплоты , избыточной полной теплоты , избыточной влаги , а также количество вредных газов .

б) количество воздуха, подаваемого всеми приточными и вытяжными системами, начиная со второго номера:

;

;

они определяются по специальным методикам.

в) параметры всех систем:

;

;

Необходимо определить требуемые воздухообмены общеобменной вентиляции для каждого периода по каждому виду вредных выделений, т.е.  и .

Для определения воздухообменов составляем системы уравнений. Например, чтобы определить воздухообмен по явной теплоте, составляем балансовые уравнения по воздуху (6.1.) и явной теплоте (6.2.):

 

                                                                          

                                                                          

(6.1)

 

(6.2)

 

Из уравнения 6.1. выразим .

               (6.3)                                                                                         

Подставим полученное значение  во второе уравнение и решим его относительно

 

                         (6.4.)

 

Если воздухообмен необходимо определить по полной теплоте, то в результате решения двух балансовых уравнений – по воздуху и полной теплоте, получим требуемый воздухообмен:

 

                          (6.5.)

 

Требуемый воздухообмен по влагоизбыткам определяется в результате решения балансовых уравнений по воздуху и влаге:

 

                   (6.6.)

 

Воздухообмен, определяемый по формулам 6.5. и 6.6. должен быть одинаковым.

Аналогично можно определить воздухообмен по газовым вредностям:

 

(6.7)                            

 

по выражению (6.7.) определяется количество наружного воздуха, которое необходимо подать в помещение.

 

6.1.2. Частные случаи определения требуемых воздухообменов

  Схема 1: один приток, одна вытяжка. Наиболее распространенная схема в общественных зданиях.

 

В результате расчетов по формулам (6.3.) – (6.7.) получим, кг/ч:

 

                                 (6.8.)

 

                          (6.9.)

 

                         (6.10.)

 

                      (6.11.)

 

                         (6.12.)

Схема 2: один приток, две вытяжки.

 

                          (6.13.)

              (6.14.)

                  (6.15.)

           (6.16.)

                 (6.17.)

Количество воздуха, удаляемого из рабочей зоны,  определяется по нормативным документам или по специальным методикам.

Схема 3: два притока, одна вытяжка.

Требуемые воздухообмены в этом случае определятся следующим образом:

 

                         (6.18.)

 

            (6.19.)

 

                 (6.20.)

 

           (6.21.)

 

                 (6.22)

В формулах 6.1. – 6.22. приняты следующие обозначения:

,  - массовый расход удаляемого и приточного воздуха, кг/ч;

,  - удельная энтальпия удаляемого и приточного воздуха, кДж/кг;

,  - концентрация вредных веществ в удаляемом и приточном воздухе, г/м³

,  - плотность удаляемого и приточного воздуха, кг/м³.

Для других случаев воздухообмены можно определить, используя формулы 6.3, 6.4, 6.5, 6.6, 6.7.

 

РАСЧЕТ ВОЗДУХОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ В ПОМЕЩЕНИИ И ПОДБОР ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ РЕШЕТОК

Приточные струи

Приточные струи – это струи, которые образуются в результате принудительного истечения воздуха из воздухораспределителей (ВР). В зависимости от конструкции ВР, струи могут быть прямоточными или закрученными. /7/.

Каждый вид струй обладает собственной способностью к затуханию. Эта способность оценивается:

· Коэффициентом затухания осевой скорости m;

· Температурным коэффициентом n.

Воздухораспределитель представляет собой устройство, через которое воздух из приточного воздуховода поступает в помещение.

По геометрической форме прямоточные струи могут быть: компактными, плоскими, веерными (как разновидность последних – неполные веерные и конические).

Рис. 7.1.

 

Компактные струи образуются при выпуске воздуха из цилиндрических труб, душирующих патрубков, круглых и прямоугольных отверстий, как открытых, так и затененных решетками, перфорированными листами и тому подобными устройствами (рис. 7.1.).

Плоские струи формируются при истечении воздуха из щелевых каналов воздушных завес, воздуховодов активной раздачи, прямоугольных вытянутых отверстий, как открытых, так и закрытых решетками, перфорированными листами (рис. 7.2. а, б.).

Рис. 7.2.

 

Веерные струи образуются при раздаче воздуха через насадки с плоским диском, установленным поперек потока, через однодисковые и многодиффузорные плафоны, в том числе и с закручивающими устройствами (рис. 7.3. а, б, в.).

Рис. 7.3.

 

Неполные веерные струи (как одна из разновидностей веерных струй) формируется при выпуске воздуха через решетки с расходящимися под некоторым углом лопатками. Такая струя также постепенно трансформируется в компактную.

Конические струи (также относятся к веерным) создаются при выпуске воздуха через насадки с конусом или плафоны в виде диффузоров с установленным в них плоским отражательным диском. При угле расширения на истечении менее 120⁰ полная коническая струя имеет тенденцию к смыканию, постепенно превращаясь в компактную.

Компактные и плоские струи считаются прямоточными, если в них векторы скорости на истечении параллельны между собой. Они имеют сравнительно небольшой угол расширения. Векторы скорости на истечении в этих струях расходятся под некоторым углом друг к другу. Эти струи называют рассеянными.

Струи, которым с помощью установленного на выходе закручивающего устройства придается вращательное движение, считаются закрученными. В таких струях, кроме векторов поступательного движения, имеются векторы вращательного движения. Закрученные струи также бывают компактные и конические.

У закрученных струй большая степень интенсивности перемешивания, поэтому падение скорости и избыточной температуры воздуха в них происходит на меньшем расстоянии от воздухораспределителя, чем в прямоточных.

При распространении прямоточной струи вблизи ограждения образуется настилающая струя, “дальнобойность” которой больше, чем свободной.

Устройства воздухоудаления представляют собой приемные отверстия вытяжного и рециркуляционного воздуха, оборудованные решетками, перфорированными панелями и другими сетевыми элементами.

При всасывании в устройство воздухоудаления воздух поступает со всех сторон. Закономерности течения воздуха в этом случае зависят от формы отверстия: у круглого отверстия с острыми кромками уже на расстоянии одного диаметра, скорость составляет всего 5% от скорости в центре отверстия, а у прямоугольного отверстия с соотношением сторон 1:10 на расстоянии, равном ширине щели, скорость составляет 20% от скорости ее в центре. Однако, в любом случае, по мере удаления от устройства воздухоудаления, скорость воздуха затухает быстрее, чем у приточной струи.

Расчет приточных струй проводят согласно /3/.

В /3/, а также в каталогах фирм, предлагающих воздухораспределители и вытяжные устройства приведены их характеристики: коэффициенты m, n и коэффициенты местного сопротивления .