Расчет естественной вентиляции

Расход воздуха для проветривания определяется из условия ассимиляции теплоубытков[16]. Так как на участке расположено большое количество оборудования, выделяющее в помещение тепло, то температура воздуха внутри помещения, вследствие выделения избытков явной теплоты бывает, как правило, выше температуры наружного воздуха. Следовательно, плотность наружного воздуха больше плотности воздуха внутри помещения, что обуславливает наличие разностей давления наружного и внутреннего воздуха.

Расход воздуха определяем по формуле:

В этой формуле:

L – объем воздуха, м³/ч;

Q_изб – избыточное тепловыделение, кДж/ч;

C – теплоемкость воздуха (1.005 кДж/(кг×ч));

ρ – плотность проточного воздуха, кг/м³;

t_y, t_n – температура уходящего и приходящего воздуха, °С.

Теплоубытки на участке можно определить по формуле:

(1);

где:

Q_обор, Q_л, Q_осв, Q_огр.к., Q_рад – выделения тепла от оборудования, людей, освещения, ограждающих конструкций, радиации соответственно.

Выделение тепла от оборудования определяется по следующей формуле:

;

где:

ψ₁ – коэффициент использования установочной мощности (ψ₁=0.95);

ψ₂ – коэффициент одновременной работы (ψ₂=1.0);

N – суммарная установочная мощность оборудования, кВт.

Общая мощность оборудования N=10 кВт. Таким образом:

Выделение тепла от людей определим по формуле:

;

где:

n – количество людей, одновременно работающих на участке;

n=4

q – количество тепла, выделяемого одним человеком (q=545 кДж/ч).

Следовательно получим:

Поступление тепла от электрического освещения рассчитываем по следующей формуле:

;

где:

N – суммарная установочная мощность светильников, кВт;

k₁, k₂ – коэффициенты, учитывающие способ установки светильников и особенности светильников.

По рекомендации [16] принимаем k₁=0.3, k₂=1,3.

Подставив найденные значения, получим:

Поступление тепла через наружные ограждающие конструкции от солнечной радиации определяем по формуле:

где:

q` - удельные теплопоступления от солнечной радиации, кДж/(м²×ч);

S – суммарная площадь окон, м².

Принимаем q`=0.24 кВт.

Размеры окна 2.0×1.5 м., соответственно площадь окна – 3 м². Тогда площадь пяти окон будет равна S=5×3= 15м².

Таким образом:

На основе рекомендаций [16] принимаем:

Подставим получившиеся данные в формулу получим:

Расход воздуха составляет:

При температуре наружного воздуха t_н=20°С, ρ=1.205 кг/м³.

Принимаем естественную вентиляцию и рассчитаем вентиляционные проемы в окнах. Ориентировочное сечение вентиляционных отверстий рассчитываем по формуле [17]:

;(1)

где:

S – площадь сечения верхнего проема, м²;

V – скорость воздуха, м/с.

Скорость воздуха определяем по формуле:

(2);

где:

g – ускорение свободного падения, g=9.81 м/с²;

ΔP – разность давления в верхних проемах, Па;

ρ_н – плотность наружного воздуха, ρ_н=1.205 кг/м³.

Для нахождения ΔP построим эпюру распределения давления воздуха в помещении. Принимаем вентиляционные проемы под дверьми размером 0.9×0.04 м.

Рис. 6.2. Эпюра распределения давления.

;

Найдем величину гравитационного давления, под влиянием которого происходит воздухообмен в помещении. Данная величина находится по следующей формуле:

;

где ρ_ср.п. – средняя плотность в помещении, кг/м³.

Для нахождения ρ_ср.п. найдем t_ср.п. по формуле:

;

где:

t_р.з. – температура рабочей зоны, °С;

t_выт – температура удаленного воздуха, °С.

Принимаем t_р.з.=30 °С, t_выт=30 °С.

°С.

Из [16] находим ρ_ср.п.=1.165 кг/м³. Тогда:

Найдем Δр₁ по формуле:

Подставляя Δр₂ в формулу 2 найдем скорость воздуха в верхних вентиляционных проемах:

Подставив значение V в формулу 1, найдем суммарную площадь верхних вентиляционных отверстий.

Рис.6.3. Расположение верхних вентиляционных отверстий.

Таким образом, площадь вентиляционных проемов в окнах должна быть равной или превышать 2.84 м² для обеспечения нужной разности давления. На ремонтном участке имеются 5 окон с вентиляционными проемами площадью S_ф=0.4×1.5м=0.6 м².

Таким образом, суммарная площадь вентиляционных проемов равна: