Воздухообмен по избыткам явного тепла

Уравнение воздушного баланса при наличии общеобменной и местной вентиляции («два притока» и «две вытяжки»):

G п+ G в.д. – G в– G м.о. = 0, (53)

где G п, G в – расход воздуха, кг/ч, общеобменной приточной и вытяжной

вентиляции соответственно;

G в.д., G м.о. – расход воздуха, кг/ч, подаваемый воздушными душами и

удаляемый местными отсосами соответственно.

Уравнение баланса по явному теплу:

при избытках теплоты Q изб, Вт, в помещении

3,6 Q изб+ G п c t п+ G в.д. c t в.д. – G в с t ух – G м.о. с t р.з. = 0, (54)

- при недостатках тепла Q нед, Вт, в помещении

G п c t п + G в.д. c t в.д. – G в с t ух – G м.о. с t р.з. – 3,6 Q нед= 0, (55)

где t п - температура приточного воздуха, °C;

t в.д. – температура воздуха, подаваемого воздушными душами, °C (определяется при расчете воздушного душирования);

t ух- температура воздуха, удаляемого общеобменной вытяжной вентиляцией, °C, при удалении воздуха из верхней зоны определяется по формуле (4).

При расчете воздухообмена для теплого и переходного периодов года температура приточного воздуха принимается: t п= t н– при естественной приточной вентиляции; t п= t н+ (1-1,5)°C – при механической вентиляции (учитывается подогрев воздуха в вентиляторе и воздуховодах). Если в теплый период года предусматривается охлаждение воздуха в системе общеобменной приточной вентиляции, то t п= t о+ (1-1,5)°С, где t о– температура воздуха после воздухоохладителя. При расчете воздухообмена для холодного периода года при наличии избытков теплоты в помещении температура приточного воздуха принимается на (4-8)°С ниже температуры воздуха в рабочей зоне в зависимости от выбранного способа раздачи воздуха в помещение.

Решая систему из двух уравнений (53) и (54), находят расходы воздуха, кг/ч, общеобменной вентиляции:

 

G в=[3,6 Q изб+ с G в.д. (t в.д.- t п) – с G м.о.(t р.з.- t п)] / с (t ух– t п), (56)

G п= G м.о. + G в– G в.д. (57)

Определяют объемные расходы воздуха L в, L п, м³/ч:

L = G / ρ, (58)

где ρ – плотность воздуха, кг/ м³, при t ухи t псоответственно.

 

В случае недостатка теплоты в помещении в холодный период года решается обратная задача: определяется температура приточного воздуха общеобменной вентиляции. Для этого задаются общеобменной вытяжкой Gв, если она необходима в соответствии со СниПом и нормами производства (расход удаляемого воздуха см. в пункте 7.1), и из уравнения (53) определяют G п. Далее из уравнения (55) находят температуру притока t п.

 

 

Воздухообмен по газовым вредностям

Воздухообмен для ассимиляции газовых выделений рассчитывают с учетом массы газов, не уловленных местными отсосами, и массы, поступившей от оборудования, не имеющего местных отсосов, М вр, мг/ч. Уравнения воздушного баланса и массового баланса по рассматриваемому виду вредностей:

G п+ G в.д. – G в– G м.о. = 0, (59)

М вр+ G псп/ρп+ G в.д. спв.д./ρв.д. – G всух/ρух– G м.о. ср.з./ρр.з. = 0, (60)

где сп– концентрация вредностей, мг/м³, в приточном воздухе; согласно [1] она не должна превышать 30% от предельно-допустимой концентрации в рабочей зоне (ПДКр.з.);

ср.з.- концентрация вредности в рабочей зоне, мг/м³, ср.з.= ПДКр.з.;

сух - концентрация вредности в уходящем воздухе, мг/м³; при удалении

воздуха из верхней зоны сухопределяется по формуле сух= сп+ Kq(ср.з. –сп), (61)

где Kq– коэффициент воздухообмена, принимается по табл.17.10,17.11 [6];

ρ – плотность воздуха при температуре воздуха, подаваемого общеобменной (п), местной (в.д.) приточной вентиляцией, и удаляемого общеобменной (ух) и местной (р.з.) вытяжной вентиляцией.

В результате решения системы двух уравнений находят воздухообмены общеобменной вентиляции:

G в=[ М вр+ G в.д.(спв.д./ρв.д.–сп/ρп)– G м.о.(ср.з./ρр.з.-сп/ρп)] / (сух/ρух- сп/ρп). (62)

Определяют G ппо формуле (57), L в, L п- по формуле (58).

Если в помещение поступает несколько видов вредных веществ, не обладающих суммацией действия, воздухообмен следует принимать по большему из полученных расходов для ассимиляции каждого из вредных веществ. Если выделяются вещества однонаправленного действия, следует суммировать расходы приточного воздуха, полученные для ассимиляции каждого из веществ в отдельности.

 

 

Выбор расчетного воздухообмена. Таблица воздушного баланса

За расчетный воздухообмен принимается наибольший из рассчитанных на ассимиляцию теплоизбытков и газовыделений.

Результаты расчетов заносят в табл.19.

 

ВЫБОР СПОСОБОВ ПОДАЧИ ВОЗДУХА.

РАСЧЕТ ВОЗДУХОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ

Выбор способов подачи приточного воздуха и типа воздухораспределителей (ВР) производится в зависимости от категории помещения, габаритов технологического оборудования и требований к микроклимату.

Производственные помещения условно делят на две категории.

К первой категории относят помещения высотой от 6 до 18 м с пролетами шириной 12-36 м (основные цехи заводов автомобилестроения, химического

 

 

Таблица 19

Воздушный баланс помещений

Наи- мено- вание поме- щения, объем V, м³

Пери- од года

t р.з., °C

Избытки, недостат- ки тепла ± Q, Вт

Приточная вентиляция,

Вытяжная вентиляция,

Воздуш- ное души- рование G в.д./ L в.д.

Общеоб- менная   G п/ L п

Всего

Кр, 1/ч

t п, ºC

Местная G м.о./ L м.о.

Общеоб- менная G в/ L в

Всего

Кр, 1/ч

t ух, ºC

Меха- ничес- кая

Естес- твен- ная

Меха- ничес- кая

Естес- твен- ная

Холод- ный

Пере- ходный

Теплый

 

 

машиностроения, домостроительных комбинатов и т.п.). Кратность воздухообмена - до 5-7 1/ч.

В помещениях первой категории с незначительными избытками явной теплоты рекомендуются следующие способы подачи воздуха:

1) наклонными струями в направлении рабочей зоны (РЗ) через воздухораспределители типа НРВ, РВ, ВВР с высоты не более 4 м – в помещения с кратностью менее 3-5 1/ч и без рециркуляции; с высоты более 4 м – в помещения с кратностью воздухообмена более 3-5 1/ч или при наличии рециркуляции;

2) сосредоточенно выше РЗ через воздухораспределители типа ВСП, ВГК, РР, РВ;

3) непосредственно в РЗ через воздухораспределители типа ВЭПш;

4) смыкающимися коническими струями сверху вниз с высоты не более 8 м через воздухораспределители типов ВР и ПРМ.

В помещениях с крупногабаритным технологическим оборудованием (высотой более 3 м) рекомендуется раздача воздуха:

непосредственно в рабочую зону;

наклонными струями в пространство между технологическим оборудованием.

В помещениях первой категории со значительными избытками явной теплоты рекомендуются следующие способы подачи воздуха:

непосредственно в РЗ через воздухораспределители типа ВЭПш;

наклонными струями в направлении РЗ с высоты не более 4 м через воздухораспределители типов НРВ, РВ, ВВР.

Ко второй категории относят производственные помещения высотой менее 6-8 м (основные цехи заводов радиотехнической, станкостроительной, приборостроительной, легкой промышленности и т.п.). Помещения обычно размещаются в зданиях с пролетами 6,9,12 м. Кратность воздухообмена свыше 10 1/ч. Технологический процесс зависит от равномерности распределения параметров воздуха по РЗ. В этих помещениях рекомендуются следующие способы подачи воздуха:

1) сверху вниз веерными или несмыкающимися коническими струями через воздухораспределители типов ВР, ВДШп, ПРМ;

2) сверху вниз настилающимися компактными струями или неполными веерными струями через воздухораспределители типов РР и РВ;

3) сверху вниз плоскими струями через воздухораспределители типа ВПК;

4)непосредственно в РЗ через воздухораспределители типов ВЭПш.

В помещениях с технологическим оборудованием высотой более 2 м воздух следует подавать в проходы между оборудованием.

В курсовом проекте необходимо выбрать тип воздухораспределителя, определить их количество, разместить на плане, разрезе и выполнить расчет воздухораспределения по главе 17 [7] или выпускам 0 типовых рабочих чертежей воздухораспределителей [17].

 

РАСЧЕТ АЭРАЦИИ

Расчет аэрации (естественной организованной регулируемой вентиляции) под действием гравитационного давления производится для помещений с избытками тепла. Для притока наружного воздуха устраиваются проемы в наружных стенах, низ проемов располагают на высоте 0,3-1,8 м от пола в теплый период года и не менее 4 м от пола в переходный и холодный периоды. Приточные проемы можно размещать в два и более ярусов, в качестве приточных проемов используют также ворота. Для удаления воздуха из помещений применяют незадуваемые аэрационные фонари, шахты, дефлекторы, аэрационные проемы в стенах. Створки аэрационных проемов должны быть оборудованы механизмами для открывания и закрывания (механизмы предусматриваются строительной частью проекта).

При расчете аэрации определяют площади аэрационных отверстий F пи F в. Расчет производят для периодов года, в которые предусматривается аэрация, в следующей последовательности.

1. Вычисляют располагаемое давление по формуле

P 1,2 = Н (ρн–ρв) g, Па, (63)

где Н – расстояние между центрами приточных и вытяжных проемов;

ρн, ρв– плотность при температуре наружного и внутреннего воздуха.

Температуру внутреннего воздуха принимают 0,5(t р.з.+ t в.з.).

2. Потери давления при проходе воздуха через приточные проемы составляют

∆ Ρ 1 = n P 1,2, (64)

где n – доля располагаемого давления, расходуемая на проход воздуха через приточные проемы. Площадь приточных проемов должна быть большей, что обеспечит невысокую скорость воздуха в проемах и устойчивость восходящих конвективных потоков. Рекомендуется принимать n =0,1-0,4.

3. Потери давления при проходе воздуха через вытяжные проемы:

∆ Ρ 2 = P 1,2 - ∆ Ρ 1. (65)

4. Определяют требуемые площади приточных и вытяжных проемов:

 

F п= G п / 3600 (2 ∆ Ρ 1 ρн / ζ1)^0,5, (66)

F в= G в / 3600 (2 ∆ Ρ 2ρв.з./ ζ2)^0,5, (67)

где ζ1 и ζ2 - коэффициенты местных сопротивлений приточных и вытяжных проемов соответственно, принимаются по табл.20, 21 или табл.5.1, 5.2 [7].

На основании этих данных необходимо проверить: соответствуют ли фактические площади проемов требуемым; установить, какие створки в окнах и фонарях будут открываться для аэрации в разное время года.

 

Таблица 20

Значения коэффициентов местного сопротивления приточных проемов ζ1

Тип створки	h / b	Значение ζ при угле открытия створки, град.
Створка двойная с верхней подвеской (ζ1)	0,5	30,8 14,8	9,8 4,9	5,2 3,8	3,5	2,4 2,4
Аэрационные ворота		-	-	-	-	2,4

Примечание. h – высота проема, м; b – длина проема вдоль стены, м.

 

Таблица 21 Значения коэффициентов местного сопротивления вытяжных проемов (фонаря)

Устройство	Размеры, м	Угол открыва- ния,град.	Коэффициент местного со- противления ζ2
ширина горловины	высота створки
П-образный светоаэрационный фонарь с верхнеподвесными створками с ветрозащитными панелями	6; 12	1,72		11,5 7,1 5,9
То же без ветрозащитных панелей	6; 12	1,74		8,9 5,9 3,8