Двусторонние воздушно-тепловые завесы

Шифр завесы	Производительность	Ширина щели, мм	Размеры проема ворот, м	Относительная площадь
по воздуху G, Кг/ч	по теплу Q,Bt
ширина	высота
ЗТ.В2-25.01.УЗ
ЗТ.В2-28.01.УЗ.				3,6	3,6
А5				2,4	2,4
А5-01				3,6
ЗВТ1.00.000 ЗВТ2.00.000				3,6
ЗВТ1.00.000-01 ЗВТ2.00.000-01				3,6.
ЗВТ1.00.000-02 ЗВТ2.00.000-02		232 600		3,6 4,2	3,6
3BTI.00.000-03 ЗВТ2.00.000-0З				3,6 4,2	3,6
ЗВТЗ-1 ЗВТ6-1				3,6	4,2
ЗВТЗ-2 ЗВТ6-2				3,6	4,2
ЗВТЗ-3 ЗВТ6-3				3,6	3,2
ЗВТЗ-4 ЗВТ6-4				4,2	4,2
ЗВТЗ-5 ЗВТ6-5				4,2	4,2
ЗВТ4-1 ЗВТ7-1				4,2	4,8
ЗВТ4-2 ЗВТ7-2				4,2	4,8
ЗВТ5-1 ЗВТ8-1				4,2	4,8
ЗВТ5-2 ЗВТ8-2				4,2	4,8
ЗВТ5-3 ЗВТ8-3				4,8	5,4
ЗВТ5-4 ЗВТ8-4				4,8	5,4
ЗВТ5-5 ЗВТ8-5				4,8	5,4
Примечание: В таблице приведена суммарная производительность завес (двух установок, располагаемых с обеих сторон проема ворот) при теплоносителе -перегретой воде с параметрами 150-170 °С и температуре поступающего в вентилятор воздуха, равной 14°С.

 

Условные обозначения: F_пр - площадь открываемого проема, оборудованного завесой; F_щ - суммарная площадь выпускных щелей.

 

Расчет воздушных завес

1. Завесы шиберного типа

Общий расход воздуха, подаваемого завесой шиберного типа, определяют по формуле:

G = 5100·q·μ_пр·F_пр·(ΔР·ρ_см)^1/2, (3.1)

где:

q - отношение расхода воздуха, подаваемого завесой, к расходу воздуха, проходящего в помещение через проем при работе завесы;

- коэффициент расхода проема при работе завесы (табл. 3.6);

F_пр - площадь открываемого проема, оборудованного завесой, м²:

ΔР - разность давлений воздуха с двух сторон наружного ограждения на уровне проема;

ρ_см - плотность воздуха при температуре t_cм, равной нормативной

ρ_см = 353/(273 + t_см).

Таблица 3.6

Коэффициенты расхода проемов μ_пр для завес шиберного типа

 

 

 

 

 

 

 

 

Тип завесы	Относительная площадь	Значения μпр при относительном расходе воздуха, подаваемого завесой, q
0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0
Боковая		0,42 0,36	0,38 0,32	0,35 0,31	0,33 0,28	0,31 0,26	0,29 0,25
	0,35 0,3	0,32 0,27	0,3 0,26	0,29 0,25	0,25	0,29 0,25
	0,31 0,27	0,29 0,25	0,29 0,25	0,25	0,29 0,25	0,25
	0,29 0,25	0,29 0,25	0,29 0,25	0,29 0,25	0,29 0,25	0,25
Нижняя		0,5 0,42	0,45 0,38	0,4 0,36	0,37 0,32	0,34 0,3	0,31 0,27
	0,4 0,34	0,35 0,3	0,3 0,28	0,28 0,25	0,25 0,23	0,23 0,21
	0,35 0,31	0,3 0,26	0,27 0,24	0,24 0,21	0,22 0,2	0,2 0,18
	0,31 0,27,	0,27 0,24	0.24 0,21	0,21 0,19	0,2 0,17	0,18 0,15
Примечания: 1. Первыми приведены значения μпр для раздвижного проема, а вторыми - для распашного. 2. Значения относительного расхода q и относительной площади F принимают исходя из технико-экономических соображений. В первом приближении рекомендуется принимать q = 0,6÷0,7; F = 20÷30.

 

Разность давлений ΔР определяют расчетом в результате решения уравнений воздушных балансов помещений с учетом ветрового давления для холодного периода года.

Для ориентировочных расчетов, если нет полных исходных данных, значение ΔР можно определять по формуле:

ΔР = ΔР_r + k₁·ΔР₃ (3.2)

где:

k₁ - поправочный коэффициент на ветровое давление, учитывающий степень герметичности зданий (табл. 3.7).

Таблица 3.7

Поправки коэффициента К₁ на ветровое давление

Задание	К1
Без аэрационных проемов	0,2
С аэрационными проемами, закрытыми в холодный период года	0,5
То же, открытыми в холодный период года	0,8

 

ΔР₁ = 9,8·h_расч·(ρ_н – ρ_в) (3.2а)

ΔР_в = c·v_в²·ρ_н/2

где:

h_расч - расчетная высота, т. е. расстояние по вертикали от центра проема, оборудованного завесой, до уровня нулевых давлений, где давления снаружи и внутри здания равны (высота нейтральной зоны), м;

ρ_н - плотность воздуха, кг/м³ при температуре наружного воздуха (параметры Б);

ρ_в - то же, при средней по высоте помещений температуре внутреннего воздуха t_в.

v_в - расчетная скорость ветра, значение которой принимается при параметрах Б для холодного периода года;

с - расчетный аэродинамический коэффициент, значение которого следует принимать по СНиП 2.01.07-85.

Расчетную высоту h_расч ориентировочно можно принимать:

а) для зданий без аэрационных проемов и фонарей:

h_расч = 0,5·h_пр

где:

h_пр - высота открываемого проема, оборудованного завесой;

б) для зданий с аэрационными проемами, закрытыми в холодный период года:

h_расч = h₁ + h₂/(0,25-(L_п/L_в)² + 1)

где:

h₁ - расстояние от центра проема, оборудованного завесой, до центра приточных проемов, м;

h₂ - расстояние между центрами приточных и вытяжных проемов, м;

L_п - длина открываемых в теплый период года притворов приточных проемов, м;

L_b - то же, вытяжных проемов, м (для зданий со светоаэрационными или зенитными фонарями, закрытыми в холодный период года.

Усредненные значения h_расч приведены в табл. 3.8.

в) для зданий с аэрационными проемами, открытыми в холодный период года:

h_расч = h₁ + h_п

где:

h_п - расстояние от центра открытых приточных аэрационных проемов до уровня нулевого давления.

Таблица 3.8

Усредненные значения h_расч для одноэтажных производственных зданий

Высота здания, м	Значения hрасч при размерах проема ворот, м
3x3	3,6x3	3,6x3,6	4,2x4,2	4,8x5,4
7,2	5,6	5,4	4,8	4,1	2,7
2,9	2,5		2,1	2,7
8,4	6,4	6,1	5,6	4,8
3,4	2,9	2,4	2,1	2,7
10,8	7,8	7,6		6,1
4,4	3,8	3,2	2,8	2,7
15,6	10,9	10,5	9,8	8,7	6,2
6,2	5,5	4,8	3,8	2,7
Примечание: Первыми приведены значения hрасч для зданий со светоаэрационными фонарями, вторыми - для зданий с зенитными фонарями.

 

Требуемая температура воздуха завесы t_з определяется на основании уравнения теплового баланса по формуле:

t_з = t_н + (t_см – t_в)/(q·(1–Q)), (3.3)

где:

Q - отношение теплоты, теряемой с воздухом, уходящим через открытый проем наружу, к тепловой мощности завесы (рис. 3.2).

Для боковых завес значение t_з может быть определено с помощью номограммы, приведенной на рис. 3.3.

Тепловая мощность калориферов воздушно-тепловой завесы:

Q_з = A·G_з·(t_з – t_нач), (3.4)

где:

А = 0,28 - коэффициент;

t_нач - температура воздуха, забираемого для завесы, ºС (на уровне всасывающего отверстия вентилятора t_нач принимается равной температуре смеси воздуха, поступающего в помещение; из верхней зоны - равной температуре воздуха в верхней зоне; снаружи - равной температуре наружного воздуха для холодного периода года, соответствующей параметрам Б).

Если в результате расчета t окажется меньше t, то следует использовать завесы без калориферных секций.

Для экономии тепловой энергии целесообразно использовать комбинированные воздушно-тепловые завесы (КВТЗ), подающие часть воздуха без подогрева.

КВТЗ состоят из двух пар вертикальных воздухораспределительных коробов (стояков), установленных внутри помещения (рис. 3.4).

Наружная пара стояков, расположенная ближе к воротам, подает недогретый воздух, а внутренняя пара - нагретый до 70°С, что позволяет снизить тепловые потери струи воздушной завесы.

Расчет КВТЗ ведется в следующем порядке:

Задается относительный расход воздуха и относительная площадь щелей наружной пары стояков воздушной завесы q_н и F_h. Рекомендуется принимать q_н = 0,8; F_H= 15 (рис. 3.2).

 

 

 

 

 

 

Затем вычисляется относительный расход воздуха через "внутреннюю" завесу по формуле:

q = (t_см-t_н)·[(1 - q_н·(1 - Q)]/(70-t_н)

Рассчитывается относительная площадь воздуховыпускных щелей "внутренней" завесы:

F_з = 0,84·F_н-q_н/q_в

Определяется общая относительная площадь воздуховыпускных щелей и общий относительный расход КВТЗ:

F = F_в·F_н·(F_в + F_н)

q = q_в + q_н

По полученным значениям F и q по табл. 3.6 находится m_пр и рассчитывается общий расход воздуха G, подаваемого КВТЗ по формуле (3.1).

После этого определяется расход воздуха через наружную и внутреннюю завесу соответственно:

G_н = G_з·q_н/q

G_в = G_з·q_в/q

Тепловая мощность калориферов КВТЗ рассчитывается по формуле (3.4) при G_з = G_в и t_з = 70°С.

 

Пример 1.

Рассчитать боковую двустороннюю завесу и подобрать типовое решение, если завеса должна быть устроена у раздвижных ворот, размером F_пр = 3,6x3,6 = 12,96 м² в одноэтажном производственном здании высотой 8,4 м, имеющем зенитные фонари.

Расчетная температура наружного воздуха t = - 20°С;

р_н = 1,39 кг/м³. Температура воздуха в помещении t = 18ºС;

р_с = 1,21 кг/м³. При работе завесы температура смеси воздуха t_cм=14°С;

р_см = 1,23 кг/м³. Расчетная скорость ветра V_b = 5,5 м/сек.

Расчетный аэродинамический коэффициент е = 0,8.

Поправочный коэффициент К₁ = 0,2 (см. табл. 3.7).

 

Решение.

Принимаем, согласно табл. 3.6, значение q = 0,65. В этом случае и при F = 20-30 для раздвижных ворот находим µ = 0,3.

По табл. 3.8 при принятых размерах ворот и высоте здания h_расч=2,4м.

Расчетная разность давлений по (3.2), (3.2а) составит:

ΔР = 9,8·2,4·(1,39-1,21) + 0,2·0,8·5,5²·1,39/2 = 7,64 Па.

Общий расход воздуха завесы по формуле (1):

G = 5100·0,65·0,3·12,96·(7,64·1,23)^1/2 = 39500 кг/ч.

Принимаем к установке по табл. 3.5 завесы типа ЗВТ1.00.000-03 суммарной производительностью по воздуху G_в = 40800 кг/ч. Для принятого по табл. 3.5 решения получим F = 20 и из формулы (3.1) вычислим:

q = 40800/[5100·03·12,96·(7,64·1,23)^1/2] = 0,67

Требуемую температуру воздуха, подаваемого завесой, находим по формуле (3.3):

t_з =-20 + [(14 + 20)/0,67· (1-0,1)] = 36ºС

Требуемую суммарную тепловую мощность калориферов завесы вычисляем по формуле (3.4):

Q = 0,28·40800·(36,4 - 14) = 255900 Вт

Поскольку суммарная тепловая мощность принятой типовой конструкции, согласно табл. 3.5, составляет 511700 Вт, т. е. вдвое больше требуемой, то в данном случае целесообразно в одном из агрегатов завесы не устанавливать калориферную секцию или принять однорядную установку калориферов.

 

Завесы смешивающего типа

Расход воздуха для воздушно-тепловой завесы смешивающего типа определяется по формуле:

G_з = 5100·k₂·m_нх·F_вх·(t_см – t_н)·(ΔPρ_н)^1/2/(t_з – t_см), (3.5)

где:

k₂ - поправочный коэффициент для учета числа проходящих людей, места забора воздуха для завесы и типа вестибюля (табл. 3.9);

μ_вх - коэффициент расхода, зависящий от конструкции входа (табл. 3.10)

F_bx - площадь одной открываемой створки наружных входных дверей, м². Значение У принимают равным расходу воздуха, необходимого для приточной вентиляции, но не менее значения, определяемого по формуле (3.5).

Таблица 3.9

Поправочный коэффициент k₂ для завес смешивающего типа

Место забора воздуха и тип вестибюля	Двери	Значения k2, при числе людей n, проходящих через вход в здание за 1 ч
Забор воздуха из вестибюля открытого	Одинарные	0,05	0,1	0,15	0,2	0,25	0,28	0,31	0,35	0,39	0,43	0,47	0,51	0,55	0,58
Двойные или вращающиеся	0,04	0,08	0,11	0,15	0,19	0,21	0,26	0,3	0,34	0,38	0,41	0,44	0,48	0,51
Тройные	0,03	0,06	0,08	0,11	0,14	0,16	0,2	0,25	0,28	0,32	0,35	0,38	0,41	0,44
То же, закрытого	Одинарные	0,05	0,09	0,14	0,18	0,22	0,23	0,27	0,32	0,35	0,39	0,43	0,46	0,49	0,52
Двойные или вращающиеся	0,03	0,07	0,1	0,14	0,17	0,19	0,23	0,27	0,31	0,34	0,47	0,4	0,43	0,46
Тройные	0,02	0,05	0,07	0,1	0,12	0,15	0,18	0,23	0?5	0,29	0,32	0,34	0,37	0,4
Забор воздуха снаружи или при вестибюле открытом	Одинарные	0,04	0,08	0,12	0,16	0,2	0,21	0,24	0,28	0,31	0,34	0,38	0,41	0,44	0,47
Двойные или вращающиеся	0,03	0,06	0,09	0,12	0,15	0,17	0,21	0,24	0,27	0,30	0,33	0,35	0,38	0,41
Тройные	0,02	0,04	0,07	0,09	0,11	0,13	0,16	0,2	0,23	0,26	0,2S	0,3	0,33	0,35
То же, закрытом	Одинарные	0,04	0,07	0,11	0,14	0,17	0,18	0,22	0,25	0,28	0,31	0,34	0,35	0,38	0,4
Двойные или вращающиеся	0,03	0,05	0,08	0,11	0,13	0,15	0,18	0,21	0,24	0,26	0,29	0,31	0,33	0,36
Тройные	0,02	0,04	0,06	0,08	0,1	0,12	0,15	0,18	0,2	0,22	0,24	0,26	0,29	0,31

 

Значение ΔР определяют в результате расчета воздушного режима здания с учетом ветрового давления. При отсутствии полных исходных данных можно рассчитывать по формуле (2а), где значение h_расч вычисляют с учетом ветрового давления в зависимости от этажности здания по формулам:

для зданий с числом этажей три и меньше:

h_расч = h_дк – 0,5·h_дв

для зданий с числом этажей больше трех:

h_расч = 0,5·(h_л.к + 2·h_эт - h_дв) (3.6)

где:

h_л.к - высота лестничной клетки от планировочной отметки земли, м;

h_дв - высота створки входных дверей, м;

h_эт - полная высота одного этажа, м.

Таблица 3.10

Коэффициент расхода μ_вх

Конструкция входа	Коэффициент μвх
Одинарные двери	0,6
Двойные двери с тамбуром, прямой проход	0,6
Тройные двери с тамбуром, прямой проход	0,6
Двойные двери с тамбуром, зигзагообразный проход	0,55
Тройные двери с тамбуром, зигзагообразный проход	0,4
Вращающиеся двери	0,1

 

Тепловую мощность калориферов воздушно-тепловой завесы определяют по формуле (3.4).

 

Пример 2.

Рассчитать воздушно-тепловую завесу для главного входа в административное здание при заборе воздуха из открытого вестибюля. Входные двери вращающиеся (μ_вх по табл. 3.10).

Исходные данные:

t_н = -25°C; р_н = 1,42 кг/м²; t_в = 16°С;

ρ_в = 1,22 кг/м²; t_cм = 12ºС; h_л.к = 60 м;

h_дв = -2,5 м; h_эт = 3,3 м; F_вх = 0,8·2,5 = 2 м²;

n = 2500 чел/ч.

 

Решение.

Находим значение h_расч по формуле (3.6):

h_расч = 0,5·(60 + 2·3,3 - 2,5) = 32,1 м.

Определяем ΔР:

ΔР = 9,8·h_расч·(ρ_н - ρ_в) = 9,8·32,1·(1,42 - 1,22) = 62,9 Па.

Находим коэффициент К по табл.3.9, так как число людей, проходящих в здание, превышает 1500 чел/ч, то расчетное число людей одной створки составит n = 2500/2 = 1250 чел/ч.

При заборе воздуха из открытого вестибюля, вращающихся дверях, в числе людей через одну створку, 1250 за 1 ч. получим К₂ = 0,46.

Определяем G_з по формуле (3.5)с учетом того, что люди проходят одновременно через две створки и температура t_з = 50°С:

G_з = 5100·0,46·0,1·2·2·(12 + 25)·[62,9·1,42]^1/2/(50 - 12) = 8630 кг/ч.

Вычисляем Q₃, по формуле (3.4):

Q_з = 0,28·8630·(50 - 12) = 91820 Вт

Воздушное душирование

Если допустимые нормы (табл. 3.2) невозможно обеспечить по производственным или экономическим условиям, то следует предусмотреть воздушное душирование или кондиционирование воздуха на постоянных рабочих местах.

 

Постоянное рабочее место

Место, на котором работающий находится большую часть своего рабочего времени (более 50% или более 2 ч непрерывно). Если при этом работа осуществляется в различных пунктах рабочей зоны, постоянным рабочим местом считается вся рабочая зона.

Непостоянное рабочее место

Место, на котором рабочий находится меньшую часть (менее 50% или менее 2 ч непрерывно) своего рабочего времени.

Рабочая зона

Пространство, ограниченное по высоте 2 м над уровнем пола или площадки, на которых находятся места постоянного или непостоянного (временного) пребывания работающих.

Рабочее место

Место постоянного или временного пребывания работающих в процессе трудовой деятельности.

Воздушное душирование также применяется при тепловых облучениях и если технологическое оборудование, выделяющее вредные вещества, не имеет укрытий или местной вытяжной вентиляции. При душировании можно подавать или наружный воздух с обработкой его в приточных камерах (очисткой, охлаждением и нагреванием в холодный период года), или внутренний воздух. Для воздушного душирования следует предусматривать минимальную турбулизацию воздушной струи и позволяющие изменять направление струи в горизонтальной плоскости на угол 180° и в вертикальной плоскости на угол 30°. Воздушное душирование должно обеспечивать на постоянных рабочих местах (СНиП 2.04.05-91) температуру и скорость воздуха в соответствии с требованиями табл. 3.11.

Душирование наружным воздухом рекомендуется применять также при интенсивности облучения 350 Вт/м² и более.

В табл. 6.2 [1] приведена интенсивность теплового облучения на рабочих местах для отдельных видов производств.

Душирующие воздухораспределители типа УДВ приведены в работе [1] на рис. 6.1-6.4, 6, 7 и в табл. 6.3 [1].

Таблица 3.11