Лекция №8  Определение требуемой производительности вентиляционных систем

План

 

8.1. Общие положения

8.2. Определение производительности систем общеобменной вентиляции в общем случае

8.3. Отсутствие местной вентиляции

8.4. Удаление воздуха из помещения на двух разных уровнях

8.5. Поступление воздуха в помещение от двух источников

8.6.Удаление воздуха из помещения на двух разных уровнях при поступлении воздуха от двух источников

 

8.1. Общие положения

Вентиляционные системы здания и их производительность выбирают в результате расчёта воздухообмена. Подход к решению этой задачи зависит от вида системы, а также от способа раздачи воздуха и удаления его из помещения. При расчёте общеобменной вентиляции должны быть известны количества воздуха, подаваемого в помещение и удаляемого из него местной вентиляцией, а также воздухообмен помещения со смежными помещениями и через неплотности в наружных ограждениях.

Для определения требуемой производительности систем общеобменной вентиляции по заданному виду вредных выделений необходимо решить соответствующую систему из двух уравнений – уравнения баланса вредных выделений и уравнения баланса воздуха в помещении.

 

8.2. Определение производительности систем общеобменной вентиляции в общем случае

Пусть в уравнениях (7.1), (7.5), (7.6), (7.10) и (7.12) G_П1 и G_У1 –искомые производительности соответственно приточной и вытяжной системы общеобменной вентиляции. Если количество воздуха, подаваемого и удаляемого остальными n –1 приточными и m –1 вытяжными системами, задано, то, решая попарно уравнения (7.1) и (7.5); (7.1) и (7.6); (7.1) и (7.10); (7.1) и (7.12), можно найти требуемую производительность систем общеобменной вентиляции соответственно по избыткам явного тепла, по избыткам полного тепла, по влаговыделениям, по вредным веществам.

В общем случае расчёт воздухообмена по избыткам явного тепла, заключается в следующем.

Из уравнения (8.1)                 .  

Подставляя это выражение в уравнение (7.6) и выделяя G_У1, получим:

 

. (8.1)

 

Решая это уравнение относительно G_У1,находят требуемую производительность вытяжной системы общеобменной вентиляции по избыткам явного тепла, кг/ч

 

.      (8.2)

 

Общеобменная вытяжка, рассчитанная по избыткам полного тепла, составляет, кг/ч

.             (8.3)

 

Общеобменная вытяжка, рассчитанная по влаговыделениям, составляет, кг/ч

.             (8.4)

 

Требуемый общеобменный приток G_П1 по избыткам полного тепла или по влаговыделениям определяется из уравнения баланса воздуха по формуле (7.1).

 Воздухообмен, рассчитанный для одного помещения по избыткам явного и полного тепла и влаговыделениям должен быть одинаков.

 Общеобменная вытяжка, расчитанная по вредным веществам, составляет, кг/ч

 

,                (8.5)

где М_вр –количество вредного вещества, поступающего в помещение, мг/ч;  С –концентрация вредного вещества, поступающего в помещение, мг/м³.

Для общественных зданий воздухообмен, рассчитанный по вредным веществам, обычно меньше воздухообмена, рассчитанного по теплоизбыткам и влаговыделениям. Поэтому для этих зданий формулу (9.5) применяют для определения количества наружного воздух для систем с рециркуляцией.

Для проветривания помещения принимается максимальное количество воздуха из найденных значений. Это количество воздуха проверяется по нормам подачи воздуха на 1 человека. При определении воздухообмена по условиям разбавления ядовитых газов, потребное количество воздуха определяется по каждому газу и к расчёту принимается максимальное из найденных значений. Если же в воздух выделяются газы однонаправленного действия, потребное количество воздуха подсчитывается по каждому газу в отдельности и суммируется.

 

8.3. Отсутствие местной вентиляции

К этому случаю относятся большинство помещений жилых и общественных зданий, некоторые производственные помещения механические цехи и т.п. Схема организации воздухообмена в помещении приведена на рисунке IV.3.

Рис. IV.3. Схема организации воздухообмена.

 

     Для расчета воздухообмена по избыткам тепла необходимо решить систему уравнений:

                              (8.6.)

 

     Решение этой системы имеет вид, кг/ч:

 

                                    (8.7.)

     Аналогичные формулы для расчета воздухообмена по избыткам явного тепла, влаги и вредным веществам:

- по избыткам явного тепла

                              (8.8.)

- по влаговыделениям        

                                 (8.9.)

- по вредным веществам

                                  (8.10.)

8.4. Удаление воздуха из помещения на двух разных уровнях

     К этому случаю относятся большинство производственных помещений при наличии в них местных отсосов, забирающих воздух из рабочей зоны в количестве G_у2, кг/ч (рис. IV.4,а). Примером таких помещений могут служить деревообрабатывающие, обувные, малярные цехи и т. п. В общественных зданиях также имеются помещения, в которых воздухообмен происходит по этой схеме. Примером могут служить кухни предприятия общественного питания. В некоторых помещениях на двух разных уровнях на уровне верхней G_у1 и нижней G_у2 зоны осуществляется общеобменная вытяжка (рис. IV.4,б). По описываемой схеме происходит воздухообмен в помещениях обеденных залов (удаление воздуха на двух разных уровнях), в зрительных и актовых залах (расположение отверстий для рециркуляции воздуха в нижней зоне помещения).

а)                                                            б)

Рис. IV. 4. Схема организации воздухообмена:

                   а) один приток, две вытяжки;

б) один приток, одна вытяжка и поток перетекающего воздуха.

 

     В этом случае для расчета воздухообмена по избыткам полного тепла используют систему уравнений:

                                 (8.11.)

     Решение системы имеет вид, кг/ч:

                    (8.12.)

     В некоторых случаях при расчете воздухообмена по рассматриваемой схеме бывает задано соотношение между величинами G_п и G_у2. Примером может служить обеденный зал столовой или ресторана, где соотношение указанных величин нормируется с целью создания некоторого подпора для предотвращения перетекания в зал загрязненного воздуха из подсобных помещений. Расход воздуха G_у2 выдавливается в соседние помещения через проемы и не плотности. Решение системы (9.11.) этом случае имеет вид, кг/ч

 

                                  (8.13.)

где К= G_у2/ G_п коэффициент, принимаемый для обеденных залов от 0.5 до 1.

              Количество воздуха, удаляемого в этом случае из верхней зоны помещения, кг/ч

 

                                                 (8.14.)

     Количество воздуха, перетекающего в соседние помещения через проемы и неплотности, кг/ч

 

                                                             (8.15)

     Расчет воздухообмена при расположении отверстий для рециркуляции воздуха не в верхней зоне помещения, а на произвольном уровне производится также по формуле (8.13.). в этом случае I_у2 энтальпия воздуха на уровне рециркуляционных отверстий, а величина [K] определяется по соотношению расходов рециркуляционного и приточного воздуха.

 

8.5. Поступление воздуха в помещениях от двух источников

К этому случаю относятся загрязненные помещения, в которых за счет некоторого создаваемого в них разряжения из соседних помещений через проемы проникает определенное количество воздуха. Расход этого воздуха

G_п2 определяется при расчете воздушного режима. К помещениям такого рода в промышленных зданиях относятся гальванические цехи, ряд цехов химических производств, помещения с выделением взрывоопасных паров и газов. В общественных зданиях это помещения пунктов питания (буфеты, кухни и другие помещения для приготовления и разогрева пищи), раздевалки при душевых и т.п. Схема воздухообмена для этого случая представлена на рисунке IV.5.

Рис. IV.5. Схема организации воздухообмена

     Для расчета воздухообмена по избыткам полного тепла необходимо решить систему уравнений:

                         (8.16.)

     Решение этой системы имеет вид, кг/ч:

                                        (8.17.)

.                                                           (8.18.)

     Расчет воздухообмена по избыткам полного тепла в этом случае затруднен необходимостью определять величину I_у  подбором. Задачу можно решить путем вспомогательного построения в Id диаграмме, используя для составления системы уравнений геометрическое подобие фигур, образованных линиями процесса на диаграмме.

     Однако в рассматриваемом случае можно применить и весьма простой прием определения искомых величин G_у и G_п1. При известной величине t_у целесообразней рассчитать воздухообмен по избыткам явного тепла DQ_я»DQ_пМ_вл×I_пар. Здесь I_пар энтальпия пара при t_в

 

                                  (8.19.)

 

     Величина G_п1, определяется по формуле (9.18). Параметры воздуха в помещении и воздуха, удаляемого из помещения, определяются аналитически или построением в Id – диаграмме процессов смешения и изменения состояния воздуха в помещении. Для помещений со значительными влаговыделениями величину G_у после определения I_у целесообразно проверить по формуле (9.17.).