Определение необходимого воздухообмена

Расчёт вентиляции при выделении вредных веществ

1. Определение технологического процесса и перечня выделяющихся загрязняющих веществ.

2. Определение ПДК [мг/м³] выделяющихся вредных веществ.

3. Определение массы, выделяющихся вредных веществ (m_ВЕЩ).

Масса вредных веществ, поступающих в воздух помещения, определяется в зависимости от вида деятельности. Например, для малярного участка количество вредных веществ, выделяющихся с окрашенной поверхности (m_ВЕЩ [мг/ч]), определяется по следующей формуле:

m_ВЕЩ=10aq_Мmn, (3.8)

где a – производительность одного рабочего, м²/ч; q_М – расход лакокрасочных материалов на единицу площади изделия, г/м²; m – содержание летучих компонентов в краске, %; n – численность рабочих [10].

Для гальванического цеха массу вредных веществ, поступающих в воздух можно определить по следующей формуле:

, (3.9)

где У^ЗВ - величина удельного выделения (удельный показатель) ингредиента, выделяющегося с единицы поверхности гальванической ванны, г/(с x м²); F_В - площадь зеркала ванны,м²; К_У - коэффициент укрытия ванны. При наличии в составе раствора поверхностно - активных веществ (ПАВ) К_У = 0,5; при отсутствии ПАВ К_У = 1.

В местах горения топлива масса выделяющихся вредных веществ определяется по формуле (3.10)., (3.10)где α_Г– доля продуктов сгорания, поступающих в воздух рабочей зоны: обычно α_Г≤0,05; К_Г– коэффициент, учитывающий количество воздуха, необходимого для сгорания 1 кг топлива; d– доля вредного вещества, по которому проводят расчёт продуктов сгорания; m_Т– масса топлива, сжигаемого в печах, кг/ч.Для сварочного поста:, (3.11)где G – масса израсходованных электродов, кг/ч; q – удельное выделение вредных веществ на 1 кг расходуемого сварочного материала, мг/кг.4. Определение воздухообмена, L [м³/ч].Воздухообмен определяется отдельно для систем местной вентиляции, общеобменной вентиляции с учётом и без учёта местной вентиляции. Воздухообмен системы местной вентиляции L_М [м³/ч]

Объём воздуха, удаляемого вытяжным зонтом или вытяжной панелью, определяется по следующей формуле:

, (3.12)

где F – площадь открытого сечения вытяжного устройства, м²; v_opt – оптимальная скорость удаления вредных веществ (принимается в зависимости от токсичности и летучести газов и паров и технологического процесса); К_З – коэффициент запаса, учитывающий износ оборудования: К_З = 1,1…1,5.

Общее количество воздуха, удаляемого несколькими системами местной вентиляции определяется как сумма удаляемого воздуха от каждого рабочего места (l).

, (3.13)

Для некоторых технологических процессов возможны и другие способы определения величины воздуха, удаляемого местной вентиляцией.

Воздухообмен общеобменной вентиляции без учёта системы местной вентиляции L [м³/с]В случае отсутствия системы местной вентиляции объём воздуха, который необходимо подать в помещение определяется аналогично воздухообмену, при расчёте естественной вентиляции:

. (3.14)

Воздухообмен общеобменной вентиляции с учётом системы местной вентиляции L_П [м³/с]

, (3.15)

где L_М – расход воздуха, удаляемого через систему местной вентиляции, м³/час; m_ВЕЩ – масса каждого вредного вещества, поступающего в воздух помещения, мг/ч; С_Р.З – концентрация вредного вещества в воздухе рабочей зоны, удаляемого местными отсосами, мг/м³; С_Р.З = ПДК_РЗ; С_ПР – концентрация вредного вещества в воздухе, подаваемом в помещение, мг/м³ (может отсутствовать или составлять незначительный процент от ПДК); С_ВЫТ – концентрация вредного вещества в воздухе за пределами рабочей зоны, мг/м³ (ПДК_С/С).

Расчёт вентиляции при избытке влаги

1. Определение температуры сухого t_С,°С и влажного t_ВЛ, °С термометров аспирационного психрометра.

2. Определение относительной влажности воздуха и температуры воздуха в рабочей зоне, воздуха, подаваемого в помещение и воздуха, удаляемого из помещения за пределами рабочей зоны, φ %.

3. Определение массы влаги, испаряющейся с поверхности пола W, г/ч

, (3.16)

где S – площадь поверхности пола, с которого испаряется влага, м².

4. Определение влагосодержания воздуха рабочей зоны d_Р.З, воздуха подаваемого в помещение и воздуха d_ПР, удаляемого из помещения за пределами рабочей зоны d_ВЫТ по диаграмме, г/кг (рис. 3.4).

Рис. 3.4. Схема определения параметров влажного воздуха на I-d диаграмме (I – энтальпия сухой части воздуха, кДж/кг)

Энтальпи́я, также тепловая функция и теплосодержание — термодинамический потенциал, характеризующий состояние системы в термодинамическом равновесии при выборе в качестве независимых переменных давления, энтропии и числа частиц. Энтальпия - это та энергия, которая доступна для преобразования в теплоту при определённых температуре и давлении.

5. Определение необходимого воздухообмена.

Воздухообмен общеобменной вентиляции без учёта системы местной вентиляции L [м³/с]В случае отсутствия системы местной вентиляции объём воздуха, который необходимо подать в помещение определяется аналогично воздухообмену, при расчёте естественной вентиляции:

, (3.17)

где ρ – плотность воздуха, кг/м³.

Воздухообмен общеобменной вентиляции с учётом системы местной вентиляции L_П [м³/с]

. (3.18)

Расчёт вентиляции при избытке явной теплоты (расчёт кондиционирования)

Избытки явной теплоты - разность тепловых потоков, поступающих в помещение и уходящих из него при расчетных параметрах наружного воздуха.

1. Определение количества оборудования (n_обi), находящегося в помещении, и его мощности (Nоб_i, [Вт]) и суммарной мощности оборудования (Nоб, [Вт]).

. (3.19)

2. Определение количества светильников(n_свi) в помещении и их мощности (Nсв_i, [Вт]) и суммарной мощности светильников (Nсв, [Вт]).

. (3.20)

3. Определение количества людей, работающих в помещении (n_л).

4. Определение температуры воздуха в рабочей зоне, удаляемого системами местной вентиляции (t_РЗ); температуры воздуха, подаваемого в помещение (t_ПР), принимается равной температуре наружного воздуха по СНиП 23-01-99; температуры воздуха, удаляемого из помещения за пределами рабочей зоны (t_ВЫТ) (принимается по ГОСТ 12.01.005-88).

5. Определение наружного объёма всего здания (V_Н).

6. Определение удельной вентиляционной характеристики здания (q_В) определяется по "Методике определения потребности в топливе, электрической энергии и воде при производстве и передаче тепловой энергии и теплоносителей в системах коммунального теплоснабжения" МДК 4-05.2004

7. Определение поправочного коэффициента, учитывающего влияние местных климатических условий (a).

. (3.21)

8. Определение избытков явной теплоты.

, (3.22)

где Q_ИЗБ – количества тепла в помещении, Вт; Q_об – тепло от оборудования, Вт; Q_л – поступление тепла от персонала, Вт; Q_осв – выделение тепла искусственным освещением, Вт; Q_огр – поступление летом (со знаком +) и потери зимой (со знаком –) тепла через ограждающие конструкции, Вт.

Тепло от оборудования:

, (3.23)

где К₁ – коэффициент использования установочной мощности оборудования, обычно К₁ = 0,95; К₂ – коэффициент, учитывающий процент одновременно работающего оборудования (К₂ = 0,8…1,0).

Поступление тепла от персонала:

, (3.24)

где q – количество полного тепла, выделяемого одним человеком в помещении (q =140Вт).

Выделение тепла искусственным освещением:

, (3.25)

где К₃ – коэффициент, зависящий от способа установки светильников производственного помещения и типа источников света (К₃ = 1 – для подвесных светильников с люминесцентными лампами, К₃ = 0,7…0,9 – для ламп накаливания, К₃ = 0,15…0,45 – для светильников, встроенных в подвесной потолок; К₄ – коэффициент, учитывающий пускорегулирующую аппаратуру светильника (К₂ = 1,2…1,3).

Тепловой поток, поступающий через ограждающие конструкции.

Тепловой поток, поступающий в помещение от прямой и рассеянной солнечной радиации, следует учитывать при проектировании: вентиляции - для теплого периода года; кондиционирования - для теплого и холодного периодов года и для переходных условий.

Для холодного периода года.

. (3.26)

9. Определение необходимого воздухообмена.

Воздухообмен общеобменной вентиляции без учёта системы местной вентиляции и при удалении всего воздуха из одной зоны помещения в случае расчёта кондиционирования L [м³/с]В случае отсутствия системы местной вентиляции объём воздуха, который необходимо подать в помещение определяется аналогично воздухообмену, при расчёте естественной вентиляции:

, (3.27)

где с – удельная теплоёмкость воздуха при постоянном давлении, с = 1 кДж/(кг*ºС).

Воздухообмен общеобменной вентиляции с учётом системы местной вентиляции и при удалении только части воздуха из нижней обслуживаемой зоны помещения в случае расчёта кондиционирования L [м³/с]

. (3.28)

После определение необходимого воздухообмена от каждого рабочего места, от каждого места подачи или вытяжки воздуха необходимо рассчитать полную производительность вентиляции (кондиционера)

Определение полной производительности L_В м³/ч.

, (3.29)

где К_ПОТ – коэффициент учитывающий потери в воздуховодах, К_ПОТ = 1,1…1,15.

В случае расчёта кондиционирования после определения требуемой производительности подбирают необходимый кондиционер.