Отсюда

Из выражения (9.5) видно, что при равных Qя воздухообмен уменьшается с увеличением tух. Температура уходящего воздуха tух зависит от многих факторов, в частности от отношения площади, занятой теплоотдающим оборудованием, к площади пола цеха, высоты помещения, способа организации воздухообмена. Следует иметь ввиду что на нагревание воздуха в рабочей зоне расходуется не вся величина Qя, часть теплоты удаляется из рабочей зоны естественным путём и незначительно влияет на её температуру.

План

Выбор расчетного воздухообмена

Лекция №9 Параметры воздуха в вентиляционном процессе.

9.1. Параметры приточного воздуха

9.2. Параметры воздуха удаляемого из помещения

9.3. Выбор расчетного воздухообмена

9.4. Расчет воздухообмена по нормативной кратности

9.5.Определение воздухообмена из условия удаления из помещения газовых вредностей и пыли

9.6. Определение воздухообмена из условия удаления из помещения избыточной теплоты и влаги

9.1. Параметры приточного воздуха

Из уравнений для определения воздухообмена по избыткам явного и полного тепла следует, что чем больше разность параметров удаляемого и приточного воздуха, тем меньше требуемый воздухообмен, т.е. количество подаваемого воздуха. Стремление уменьшить воздухообмен прямо связано с уменьшением затрат на систему вентиляции или кондиционирования воздуха. Количество подаваемого воздуха определяет мощность вентиляционной установки, диаметр воздуховодов, стоимость капитальных и эксплутационных затрат на систему.

В зависимости от типа воздухораспределительного устройства и характеристики помещения, разность температур удаляемого и приточного воздуха может изменяться в пределах от 2 до 12 ⁰С и более. Таким образом, температуру приточного воздуха вентиляционных систем для увеличения ассимиляции им теплоизбытков желательно принимать, как можно более низкой. Однако при выборе температуры притока для холодного периода года следует учитывать недопустимость дискомфортных условий, что осуществляется следующим образом:

а) при высоте помещений жилых и общественных зданий до 3 м прини-мают t_п ниже t_в на 2-3 ⁰С; при высоте помещений более 3 м- ниже t_в на 4-6 ⁰С. Большее понижение значения t_п возможно, но при его выборе необходимо га-рантировать соблюдение заданных параметров воздуха в обслуживаемой зоне помещения, подтвердив это расчетом приточной струи.

б) в помещениях промышленных зданий определяют t_п расчетом из условия, чтобы поток воздуха из приточного отверстия, достигнув рабочего места, имел температуру на 1-1.5 ⁰С ниже t_в; при подаче воздуха в верхнюю зону помещения или в его нижнюю зону опусками, но в отдалении от рабочих мест принимают t_п на 6-10 ⁰С ниже t_в; для приточных систем, подающих воздух для компенсации местных отсосов в цехах со значительными избытками тепла, принимают t_п=5⁰С; для систем душирования параметры приточного воздуха t_п, j_п, а также скорость его подачи определяют специальным расчетом.

9.2. Параметры воздуха удаляемого из помещения

Параметры удаляемого воздуха так же могут быть различными и зависят от места расположения вытяжных отверстий. В верхней зоне помещения и вблизи от технологического тепловыделяющего оборудования температура удаляемого воздуха значительно выше. На основании экспериментальных исследований, получены данные по изменению температуры воздуха в помещении по его высоте

,

где grad(t)- градиент температуры, зависящий от интенсивности тепловыделений в помещении.

Таблица 1

Удельные избытки явного тепла, кДж/м3	grad (t)
более 80 кДж	0,8-1,5
от 40-80 кДж	0,3-1,2
ниже 40 кДж	0-0,5

Параметры удаляемого воздуха зависят также от того, где забирается воздух на рециркуляцию. Согласно СНиП применение полной или частичной рециркуляции воздуха не допускается в помещениях, в воздухе которого содержится болезнетворные микроорганизмы или ядовитые вещества.

Требуемое количество наружного воздуха определяют по количеству углекислого газа, выделяемого при дыхании людей, находящихся в помещении. При этом, санитарные нормы предусматривают, чтобы подача в помещение свежего воздуха была не менее 20 м³/ч на человека при объеме помещения более 20 м³ на человека или 30 м³/ч на человека при меньшем объеме помещения. Кроме того, наружный воздух должен составлять не менее 10% общего количества приточного воздуха, подаваемого в помещение. В расчете принимается большая из величин полученных по указанным рекомендациям.

9.3. Выбор расчетного воздухообмена

После расчета воздухообмена необходимо провести анализ полученной требуемой производительности системы общеобменной вентиляции в разные периоды года. В отличии от производительности систем местной вентиляции, которая не изменяется в течении года, требуемая производительность систем общеобменной вентиляции меняется по сезонам.

Для систем с естественным побуждением движения воздуха сезонное изменение производительности достигается эксплутационным регулированием. Для этих систем расчетным является такой воздухообмен, для осуществления которого требуется большее сечение каналов или большая площадь открываемых проемов. Как правило, это воздухообмен, определенный для теплого периода года (аэрация) или периода с t_н=5 ⁰С (системы канальной вентиляции).

Для систем с механическим побуждением движения воздуха выбор расчетного воздухообмена сложнее. Этот выбор производят по воздухообмену, определяемому для трех расчетных периодов года. На практике встречаются самые разнообразные сочетания требуемого воздухообмена для различных периодов года и разнообразные способы его обеспечения. Рассмотрим наиболее часто встречающиеся случаи.

1. Открывание окон и проветривание помещения не допускается. В этом случае для подбора вентилятора, фильтра и других элементов вентиляционной системы принимается больший из требуемого воздухообмена для трех периодов года.

2. В помещении возможно проветривание (аэрация) в теплый период года. Производительность механической приточной системы вентиляции принимается равной большему из требуемого воздухообмена для холодного и переходного периода года. Производительность вытяжной системы прини-мается равной большему из требуемого воздухообмена для трех периодов го-да. Иногда приточная система может рассчитываться на зимний воздухообмен, а вытяжная - на летний.

Для помещений, упомянутых в пунктах 1 и 2, после выбора расчетного воздухообмена необходимо уточнить параметры приточного воздуха в холодный период года, если производительность приточной системы выбрана по воздухообмену, рассчитанному для переходного или летнего периода.

9.4. Расчет воздухообмена по нормативной кратности

Кратностью воздухообмена называется отношения объема воздуха, подаваемого в помещение или удаляемого из него в течении 1 ч, к объему помещения. Эта величина часто используется для оценки правильности расчета воздухообмена в помещениях. Нормативная кратность используется для расчета воздухообмена в помещениях с избытками в основном СО₂ и тепла. Расчетный воздухообмен помещения в этих случаях должен составлять, м³/ч

где К_р- нормативная кратность воздухообмена помещения, t^-1; V_пом- объем помещения, м³.

Значения К_р для различных помещений приводятся в соответствующих главах СНиП. При этом указывается кратность по вытяжке и по притоку. Если нормативные кратности воздухообмена по притоку и вытяжке для отдельных помещений не совпадают, количество воздуха, необходимого для полного баланса подается в соседнее помещения или помещения коридоров. При этом принято определять суммарные притоки и вытяжку помещений, входящих в один общий шлюз (коридор). Разницу между суммарным притоком и вытяжкой- «дебаланс»- следует подавать или удалять из общего шлюза. Исключение составляют жилые здания, вытяжка из помещений которых по существующим нормам компенсируется естественным притоком через окна.

9.5. Определение воздухообмена из условия удаления из помещения газовых вредностей и пыли

Определение необходимого воздухообмена в помещении (м³/ч) для раз-бавления концентрации СО₂ до предельно допустимой проводится по формуле

(9.1)

где - количество углекислоты, выделяющейся в помещении, л/ч; С_доп - допустимая концентрация СО₂ в воздухе помещения, л/м³; С_о- концентрация СО₂ в наружном (приточном) воздухе, л/м³.

Двуокись углерода является одним из основных видов вредностей, выделяющихся в жилых и общественных зданиях. Количество выделений зависит от ряда факторов: возраста людей, характера выполняемой ими работы. Обычно величина определяет минимальное количество наружного воздуха, которое необходимо подать в помещение.

Воздухообмен из условия удаления из помещения газов, по борьбе с которыми ведётся расчёт, определяется по формуле (м³/ч)

(9.2)

где G – количество газа, выделяющееся в помещении, мг/ч; z₂– допустимая по нормам концентрация газов, мг/м³; z₁ – концентрация газа в наружном воздухе, мг/м³.

Определение воздухообмена из условия удаления пыли (м³/ч)

(9.3)

где G_П – масс попадающей пыли в помещение, мг/ч; s₂ – допустимая концентрация пыли, мг/м³; s₁ – концентрация пыли в наружном воздухе, мг/м³.

При отсутствии в наружном воздухе газа и пыли получим соответственно:

.

Предельно допустимая концентрация пыли в воздухе помещения, точнее в пределах рабочей зоны, в соответствии с нормами не должна превышать 2-10мг/м³.

9.6. Определение воздухообмена из условия удаления из помещения избыточной теплоты и влаги

В помещениях с тепло- и влагоизбытками воздухообмен определяется с помощью I-d-диаграммы. На диаграмме строится процесс изменения состояния приточного воздуха до состояния внутреннего и удаляемого, и выбираются параметры приточного, внутреннего и удаляемого воздуха.

Воздухообмен из условия удаления влагоизбытков устройствами вентиляции (кг/ч)

, (9.4)

где n – коэффициент, учитывающий долю влаги, поступающей в рабочую зону (при отсутствии опытных данных принимают n=1); G_{в.п .} – количество влаги, испаряющейся в помещении, подлежащее удалению, г/ч;

d_ух – влагосодержание воздуха, удаляемого из помещения, г/кг сух. воздуха;

d_пр – влагосодержание приточного воздуха, г/кг сух. воздуха.

Значение коэффициента n зависит в частности, от размещения источни-ков выделения влаги, их размеров, способов локализации источников выделения влаги, распределения уровня подачи приточного воздуха и др. Для каждого производства коэффициент n имеет практически постоянное значение.

Воздухообмен из условия удаления из помещения избыточной теплоты. При выделении в помещении избыточной явной теплоты воздухообмен (кг/ч)

(9.5)

где m – коэффициент, учитывающий долю тепла, поступающего в рабочую зону (при отсутствии опытных данных принимают m=1); Q_я – избыточная явная теплота отводимая из помещения вентиляцией, кДж/ч; с – удельная массовая теплоёмкость воздуха равная 1,005 кДж/(кг∙К); t_ух – температура воздуха уходящего из помещения, ⁰С; t_пр –температура воздуха поступающего в помещение, ⁰С.

При выделении в помещении избыточной полной теплоты воздухообмен (кг/ч)

(9.6)

где Q_п – избыточная полная теплота выделяющаяся в помещении, кДж/ч; I_ух, I_пр –полное теплосодержание воздуха, соответственно удаляемого и вводимого в помещение, кДж/кг сух. воздуха.

Сказанное учитывается коэффициентом m:

При определении воздухообмена из условия одновременного удаления избыточной теплоты и влаги, должно выполняться равенство

(9.7)

т.е. найденный воздухообмен из условия удаления избыточной теплоты должен быть достаточным (одинаковым) и для удаления влаги, что и показано в формуле (9.7).