Порядок проектирования искусственной вентиляции

Расчет вентиляции производственных помещений включает в себя определение необходимого количества воздуха и аэродинамический расчет вентиляционной сети.

Проектирование вентиляции рекомендуется проводить в следующем порядке:

1. Устанавливаются необходимые исходные данные (назначение помещения, число и типы оборудования, размеры помещения, количество работающих людей и др.).

2. Определяется количество выделяющихся вредностей (по данным практики или расчетом).

3. Определяется характер выполняемых работ по тяжести, нормируемые параметры микроклимата, ПДК вредных веществ, выделяющихся в воздух рабочей зоны.

4. Выбирается способ проветривания.

5. Рассчитывается необходимое для проветривания количество воздуха.

6. Производится аэродинамический расчет вентиляционной сети и выбирается вентилятор.

 

Определение необходимого количества воздуха

При проектировании общеобменной вентиляции расчет потребного количества воздуха производится по следующим факторам:

1. По количеству людей:

L=Znq, м³/ч (3.25.)

где L – объем приточного (или удаляемого) воздуха, м³/ч; Z=1,10¸1,15 – коэффициент запаса; n – максимальное количество людей, работающих в течение смены в данном помещении; q – норма подачи воздуха на одного работающего.

Нормы подачи воздуха на одного человека: при отсутствии газообразных выделений в помещениях с объемом на каждого работающего менее 20 м³ – 30 м³/час; в помещениях с объемом от 20 до 40 м³ – 20 м³/час; в помещениях с объемом на одного работающего более 40 м³ – достаточно естественного проветривания за счет форточек и окон, при отсутствии естественной вентиляции – 60 м³/час.

2. По выделению газов и пыли:

L=G/(C₂-C₁), м³/ч (3.26.)

где G – количество вредных веществ (газов и пыли), выделяющееся в помещение, мг/ч; С₂ – ПДК газов и пыли, мг/м³; С₁ – концентрация вредных веществ в приточном (чистом) воздуха, мг/м³; С₁£0,3С₂.

3. По выделению избыточного тепла:

L=Q_изб/сr(t₁-t₂), м³/ч (3.27.)

где Q_изб – количество явного тепла, выделяющегося в помещение, кДж/час; с=1,005 кДж/(кг.К) – удельная массовая теплоемкость воздуха; t₁ – температура удаляемого воздуха, ^оС; t₂ - температура приточного воздуха, ^оС; r - плотность приточного воздуха, кг/м³.

Температура удаляемого из помещения воздуха, при отсутствии фактических данных, может быть определена по формуле:

t₁=t_р.з.+Dt(h-2), (3.28.)

где t_р.з. – нормируемая температура в воздухе рабочей зоны, ^оС; Dt – температурный градиент по высоте помещения, ^оС/м; h – расстояние от пола до центра вытяжных проемов, м; Dt принимается на основании натурных измерений (Dt=0,5-1,5); 2 – высота рабочей зоны, м.

Источником загрязнения воздушной среды могут быть также влаговыделения от различных источников. Но, как правило, количество воздуха, определенное из условия удаления избыточного тепла, достаточно и для удаления влаги, поэтому расчет по влаговыделению не производится.

Из вычисленных по вышеуказанным факторам значений для дальнейших расчетов общеобменной вентиляции принимается наибольшее.

Критерием, характеризующим качество проветривания производственного помещения, является кратность воздухообмена:

К=L/V, (3.29.)

где L – количество воздуха, необходимого для воздухообмена, м³/час; V – объем помещения, подлежащего проветриванию, м³.

Количество воздуха, удаляемого местной вентиляцией (отсосом), определяется по формуле:

L=3600Fn, (3.30.)

где F – площадь нижнего сечения зонта, м²; n - скорость движения воздуха в нижнем сечении зонта, м/с.

Рекомендуемые скорости в открытых проемах вентиляционных укрытий:

─ для удаления тепла и влаги – 0,15¸0,25 м/с;

─ для камер пульверизационной окраски, постов сварки – 0,8¸1,2 м/с;

─ для отсосов от круглопильных, фрезерных, плоскошлифовальных, заточных станков - 12¸15 м/с.

Более подробно расчет местной вентиляции рассмотрен в работе [6].

 

Расчет вентиляционной сети

Расчет вентиляционной сети сводится к определению создаваемого вентилятором перепада давления, необходимого для перемещения по трубопроводу заданного количества воздуха. Расчет ведется в следующем порядке:

1. Определяется дебит отсасываемого воздуха от каждого источника выделения вредностей.

2. По рекомендуемым для трубопроводов (с учетом шумности и экономичности вентиляции) скоростям движения воздуха определяется сечение (диаметр) основного трубопровода и ответвлений к пунктам отсосов.

В воздуховодах механической вентиляции скорость принимают в пределах 2-10 м/с, в воздуховодах аспирационных установок (например, отсос пыли) – 10-25 м/с.

3. Вычерчивается расчетная схема системы вентиляции.

4. Определяется напор, необходимый для перемещения воздуха по наиболее длинному и сложному в отношении сопротивлений направлению.

5. Определяется напор в узлах, от которых идут ответвления.

6. Исходя из условий, что потери напора по трудному направлению до узловой точки и по ответвлению должны быть равны между собой, определяется сечение ответвлений, которое регулируется задвижкой, или диаметр трубопровода ответвления, необходимый для соблюдения равенства напоров.

7. По рассчитанным дебиту и напору выбирается вентилятор.

Напор, который должен создать вентилятор, определяется по формуле:

(3.31.)

где - суммарный перепад давления на преодоление сопротивления трения, Па; - суммарные потери давления на местные сопротивления, Па.

Потери давления на преодоление сопротивления трения на каждом последовательном участке определяются по формуле (2.22.), потери давления на преодоление местных сопротивлений – по формуле (2.24.).

 

Вентиляция карьеров