Методи розрахунку систем штучної вентиляції

Основне завдання розрахунку загальнообмінних систем штучної вентиляції -визначити кількість повітря L (м³/ год), що необхідно подати або вилучити з примі­щення. При розрахунку вентиляції в цехах, повітрообмін, як правило, визначають розрахунковим шляхом за конкретними даними про кількість шкідливих виділень (теплоти, вологи, парів, газів, пилу).

1. Для цехів, де виділяються шкідливі речовини, повітрообмін визначають за кількістю шкідливих газів, парів, пилу, що надходять у робочу зону, з метою розбавлення їх припливним повітрям до гранично допустимих концентрацій:

 

(2.7)

де U — кількість шкідливих речовин, що надходять у повітря цеху, мг/ год;

k_t — граничне допустима концентрація шкідливих речовин, що надходять у повітря цеху, мг/м³;

k₂ — концентрація тих же шкідливих речовин у припливному повітрі, мг/м³.

2. Для цехів з виділенням надлишкового тепла кількість припливного повітря визначається із умови асиміляції цього тепла;

L=Q_над/(Cy(t_в-t_п)) (2,8)

 

де Q_над— надлишкове тепло в цеху, кДж/год;

С — питома теплоємність повітря при постійному тиску, що дорівнює 1 кДж/ (кг°С);

у — густина припливного повітря, кг/м³,

t — температура повітря, що виходить з цеху, °С;

t_n — температура припливного повітря, °С.

3. Для цехів зі значним виділенням водяних парів необхідний повітрообмін
визначається за надлишком вологи:

L=G/(y(d_в-d_п) (2,9)

де G — маса водяних парів, що виділяються різними джерелами в приміщення, г/год; d_B — вологовміст повітря, що виходить з цеху, г/ кг; d_n — вологовміст повітря, що надходить у цех (припливного), г/кг; у — густина припливного повітря, кг/м³.

4. Для приміщень, де немає шкідливих виділень (або кількість їх незначна)
приплив (витяжку) повітря можна визначити за кратністю повітрообміну (k) —
відношенням об'єму повітря, що подається (вилучається) за одиницю часу L (м³/год) до об'єму приміщення V _п (м³):

k = L/V_n, (2.10)

Кратність повітрообміну показує скільки разів протягом години необхідно замінити весь об'єм повітря в даному приміщенні для створення нормальних умов повітряного середовища. Визначивши за довідником кратність повітрообмі­ну і знаючи об'єм приміщення можна порахувати кількість припливного повітря чи витяжки.

5. Для приміщень, де не утворюються шкідливі виділення та надлишкове тепло і немає необхідності у створенні метеорологічного комфорту можна використати формулу:

L = l*n, (2.11)

де / — мінімальна подача повітря на одного працівника відповідно до санітарних норм (при об'ємі приміщення, що припадає на одного працівника, до 20 м³— t = ЗО м³/год, а при об'ємі більше 20 м³ — / = 20 м³/год);

п — кількість працівників у приміщенні.

При розрахунку місцевої витяжної вентиляції кількість повітря, що вилучається місцевою витяжкою (зонт, панель, шафа) можна порахувати за формулою:

L = F * v * 3600 (м³/год), (2.12)

де F — площа поперечного перерізу отвору місцевої витяжки, м²;

v — швидкість руху вилученого повітря в цьому отворі (приймається від 0,5 до 1,7 м/с в залежності від токсичності та леткості газів та парів).

ОСНОВНІ ВИМОГИ ДО СИСТЕМ ВЕНТИЛЯЦІЇ

Природна та штучна вентиляції повинні відповідати наступним санітарно-гігі­єнічним вимогам:

— створювати в робочій зоні приміщень нормовані метеорологічні умови праці
(температуру, вологість і швидкість руху повітря);

— повністю усувати з приміщень шкідливі гази, пари, пил та аерозолі або роз­
чиняти їх до допустимих концентрацій;

— не вносити в приміщення забруднене повітря ззовні або шляхом засмокту­
вання із суміжних приміщень;

— не створювати на робочих місцях протягів чи різкого охолодження;

— бути доступними для керування та ремонту під час експлуатації;

—не створювати під час експлуатації додаткових незручностей (наприклад, шуму, вібрацій, попадання дощу, снігу і т. п.).

Необхідно зазначити, що до вентиляційних систем, встановлених у пожежо- та вибухонебезпечних приміщеннях висувається ціла низка додаткових вимог, які в цьому розділі не розглядаються.

КОНДИЦЮНУВАННЯ ПОВІТРЯ

Кондиціонування повітря — це створення та автоматичне підтримування в приміщенні заданих або таких, що змінюються за певною програмою метеорологіч­них умов, які є найбільш сприятливими для працівників чи для нормального проті­кання технологічного процесу. Кондиціонування повітря може бути повним та непов­ним. Повне Кондиціонування повітря передбачає регулювання температури, вологості, швидкості руху повітря, а також можливість його додаткового оброблення (очищення від пилу, дезінфекції, дезодорації, озонування). При неповному кондиціонуванні регу­люється лише частина параметрів повітря.

Кондиціонування повітря здійснюється кондиціонерами, які підрозділяються на центральні та місцеві. Центральні кондиціонери призначені для обслуговування ве­ликих за розмірами приміщень. Оброблення повітря проводиться в одному центрі, що розташований поза приміщеннями, в яких здійснюється Кондиціонування і зв'язано­го з останніми каналами для подачі та рециркуляції повітря. Місцеві кондиціонери мають малу продуктивність і встановлюються безпосередньо в невеликих приміщеннях. Такі кондиціонери, зазвичай, працюють на зовнішньому повітрі за, так званою, припливною схемою.

Центральний кондиціонер (рис. 2.14) складається із трьох основних частин: відділення змішування повітря, промивної камери і відділення другого підігрівання. У відділенні змішування зовнішнє повітря змішується із відповідною кількістю повітря із приміщень, а в холодний період року ще й підігрівається калорифером першого підігрівання. У промивній камері повітря очищується, зволожується та охолоджується (в теплий період) водою, що розпорошується форсунками. У відділенні другого піді­грівання очищене повітря знову підігрівається калорифером, його відносна вологість знижується до заданої, після чого повітря за допомогою вентилятора подається по повітропроводу в приміщення.

Система кондиціонування оснащується спеціальними пристроями, які автоматично регулюють за заданими умовами необхідні параметри повітря, а отже й відповідні характеристики теплоносія та холодної води.

Слід зазначити, що при вирішенні питання щодо доцільності кондиціонування повітря необхідно враховувати й економічні чинники.

СИСТЕМИ ОПАЛЕННЯ

Системи опалення являють собою комплекс елементів, необхідних для нагріван­ня приміщень у холодний період року. До основних елементів систем опалення належать джерела тепла, теплопроводи, нагрівальні прилади (радіатори). Теплоносі­ями можуть бути нагріта вода, пара чи повітря.

Системи опалення поділяють на місцеві та центральні.

 

До місцевого належать пічне та повітряне опалення, а також опалення місце­вими газовими та електричними пристроями. Місцеве опалення застосовується, як правило, в житлових та побутових приміщеннях, а також у невеликих виробничих приміщеннях малих підприємств.

До систем центрального опалення належать: водяне, парове, панельне, повіт­ряне, комбіноване.

Водяна та парова системи опалення в залежності від тиску пари чи температури води можуть бути низького тиску (тиск пари до 70 кПа чи температура води до 100 °С) та високого тиску (тиск пари більше 70 кПа чи температура води понад 100 °С).

Водяне опалення низького тиску відповідає основним санітарно-гігієнічним вимогам і тому широко використовується на багатьох підприємствах різних галузей промисловості. Основні переваги цієї системи: рівномірне нагрівання приміщення; можливість централізованого регулювання температури теплоносія (води); відсут­ність запаху гару, при осіданні пилу на радіатори; підтримання відносної вологості повітря на відповідному рівні (повітря не пересушується); виключення опіків від нагрівальних приладів; пожежна безпека.

Основний недолік системи водяного опалення — можливість її замерзання при вимиканні в зимовий період, а також повільне нагрівання великих приміщень після тривалої перерви в опаленні.

Парове опалення має низку санітарно-гігієнічних недоліків. Зокрема, внаслідок перегрівання повітря знижується його відносна вологість, а органічний пил, що осідає на нагрівальних приладах, підгоряє і створює запах гару. Окрім того, існує небезпека пожеж та опіків. Враховуючи вищевказані недоліки не допускається застосування парового опалення в пожежонебезпечних приміщеннях та приміщеннях зі значним виділенням органічного пилу.

З економічної точки зору систему парового опалення ефективно влаштовувати на великих підприємствах, де одна котельня забезпечує необхідний нагрів примі­щень усіх корпусів та будівель.

Панельне опалення доцільно застосовувати в адміністративно-побутових при­міщеннях. Воно діє завдяки віддачі тепла від будівельних конструкцій, в яких вмон­товані спеціальні нагрівальні прилади (труби, по яких циркулює вода) або електрона­грівальні елементи. До переваг цієї системи опалення належать: рівномірний нагрів та постійність температури і вологості повітря в приміщенні; економія виробничої площі за рахунок відсутності винесених нагрівальних приладів; можливість викори­стання в літній період для охолодження приміщень, пропускаючи холодну воду через систему. Основні недоліки — відносно високі початкові витрати при встановленні та важкість ремонту при експлуатації.

Повітряне опалення може бути центральним (з подачею нагрітого повітря від єдиного джерела тепла) та місцевим (з подачею теплого повітря від місцевих нагрі­вальних приладів). Основні переваги цієї системи опалення: швидкий тепловий ефект в приміщенні при вмиканні системи; відсутність у приміщенні нагрівальних приладів; можливість використання в літній період для охолодження та вентиляції приміщень; економічність, особливо, якщо це опалення суміщене із загальнообмінною вентиляцією.

При виборі системи опалення підприємств, що проектуються чи реконструюють­ся необхідно враховувати санітарно-гігієнічні, виробничі, експлуатаційні та еконо­мічні чинники. Слід зазначити, що досить ефективною є комбінована система опален­ня (центральне повітряне опалення, суміщене із загальнообмінною вентиляцією та водяне низького тиску).