Основная цель расчета общеобменных систем искусственной вентиляции — определить количество воздуха, которое необходимо подать и удалить из помещения При расчете вентиляции в цехах, воздухообмен, как правило, определяют расчетным путем по конкретным данным о количестве вредных выделений (тепла, влаги, паров, газов)
Для цехов, где выделяются вредные вещества, воздухообмен определяют по количеству вредных газов, паров, пыли, которые поступают в рабочую зону, с целью разбавления их приточным воздухом до предельно допустимых концентраций:
(2.1)
где U — количество вредных выделений в цехе, мг/ч;
к1, — предельно допустимая концентрация вредных выделений в воздухе цеха, мг/м3,
k2 — концентрация вредных выделений в приточном воздухе, мг/м3.
Для помещений, где вредные выделения отсутствуют (или количество их незначительно) приток (вытяжку) воздуха можно определить по кратностивоздухообмена (k) — отношения объема вентиляционного воздуха L (м3/час) к объему помещения Vп (м3):
(2.2)
Кратность воздухообмена показывает сколько раз в течение часа необходимо поменять весь объем воздуха в данном помещении для создания нормальных условий воздушной среды. Определив по справочнику кратность воздухообмена при известном объеме помещения можно рассчитать объем приточного воздуха или вытяжки.
Для помещений, в которых отсутствуют вредные выделения и избыточное тепло и нет необходимости в создании метеорологического комфорта можно использовать формулу:
(2.3)
где l - минимальная подача воздуха на одного работающего в соответствии с санитарными нормами (при объеме помещения на одного работающего, до 20 м3 – 30м3/ч, a при объеме больше 20м3 — 20 м3/ч);
n — количество работающих в помещении.
При расчете местной вытяжной вентиляции количество воздуха, удаляемое местным отсосом (зонт, панель, шкаф) можно определить по формуле:
(2.4)
где F — площадь сечения отверстия местного отсоса, м2;
v — скорость движения удаляемого воздуха в этом отверстии (принимается от 0,5 до 1,7 м/с в зависимости от токсичности и летучести газов и паров).
Естественная и искусственная вентиляции должны отвечать следующим санитарно-гигиеническим требованиям.
— создавать в рабочей зоне помещений соответствующие нормам метеорологические условия труда (температуру, влажность и скорость движения воздуха);
— полностью удалять из помещений вредные газы, пары, пыль и аэрозоли или растворять их до предельно допустимых концентраций;
— не вносить в помещение загрязненный воздух снаружи или путем засасывания из смежных помещений;
— не создавать на рабочих местах сквозняков или резкого охлаждения;
— быть доступными для управления и ремонта в процессе эксплуатации;
— не создавать в процессе эксплуатации дополнительных неудобств (например, шума, вибраций, попадания дождя, снега)
Следует учесть, что к вентиляционным системам, установленным в пожаро- и взрывоопасных помещениях предъявляется целый ряд дополнительных требований, которые в этом разделе не рассматриваются.
Кондиционирование воздуха— это создание и автоматическое поддержание в помещениях постоянных или изменяющихся по программе определенных метеорологических условий, наиболее благоприятных для работающих или требуемых для нормального протекания технологического процесса. Кондиционированние воздуха может быть полным и неполным. Полное кондиционирование воздуха предусматривает регулирование температуры, влажности, подвижности и чистоты воздуха, а также, в ряде случаев, возможность его дополнительной обработки (обеззараживания, ароматизации, ионизации). При неполном кондиционировании регулируется только часть параметров воздуха.
Кондиционирование воздуха осуществляется кондиционерами, которые подразделяются на центральные и местные. Центральные кондиционеры предназначены для обслуживания больших за размерами помещений.
Определение выделений тепла.
Расчет воздухообмена при проектировании общеобменной вентиляции и кондиционирования воздуха.
Действие общеобменной вентиляции основано на разбавлении выделяющихся вредных веществ свежим воздухом до предельно допустимых концентраций или температур. Одна из задач проектирования обще обменной вентиляции и кондиционирования состоит в том, чтобы рассчитать требуемый тепловой режим помещения. При составлении теплового и влажностного балансов помещения учитывают:
· тепловыделение работающих машин;
· тепловыделение от источников освещения;
· тепловыделение, поступающее в помещение от солнечной радиации;
· тепловыделение от людей.
Воздухообмен по теплу определяем по формуле, м3/ч
(2.5)
где Qизб - избыточное тепло в помещении, ккал/ ч;
С - удельная теплоемкость воздуха при постоянном давлении, равная одному кДж/кгК;
γ - плотность приточного воздуха, кг/м3;
tу - температура воздуха, удаляемого из цеха, °С;
tn -температура приточного воздуха, °С.
Для помещений с влаговыделениями воздухообмен определяют по избыткам влаги
(2.6)
где G - масса водяных паров, выделяемых различными источниками в помещение, г/ч;
dy- влагосодержание удаляемого из помещения воздуха, г/кг;
dH - влагосодержание наружного (приточного) воздуха, г/кг;
γ - плотность приточного воздуха, кг/м3.
Кратность воздухообмена показывает сколько раз в течение часа необходимо поменять весь объем воздуха в данном помещении для создания нормальных условий воздушной среды. Определив по справочнику кратность воздухообмена при известном объеме помещения, можно рассчитать объем приточного воздуха или вытяжки.
· Тепловыделения работающих машин, механизмов, электродвигателей, ккал/ч
Q1 = N(l - η)860/ η, (2.7)
где Nсут - установочная или номинальная мощность электродвигателя, Вт;
η - КПД электродвигателя.
· Тепловыделение от источников освещения, ккал/ч
Q2 = qЕнS, (2.8)
где Q2 - тепло от источников света, ккал/ч
Ен – нормированная освещенность, принятая по нормам СНиП ІІ-4-79. Естественное и искусственное освещение. Нормы проектирования.
q=0,05 ккал – тепло, выделяемое на 1 м2 освещаемой поверхности
· Тепловыделение, поступающее от солнечной радиации в помещение для остекленных поверхностей, ккал/ч
Q3 = FостqостAост, (2.9)
Q3 - тепловыделение от солнечной радиации, ккал/ч ;
Fост - площадь поверхности остекления, м2;
qост - величина радиации через 1 м2 остекления, ккал/(м2ч); солнечная радиация через остекление для широты
35° = 20 ккал/(м2 ч); для 45° = 18 ккал/(м2 ч);
для 55° = 15 ккал/(м2 ч); и для 65° = 12 ккал/(м2 ч);
Аост- коэффициент, зависящий от характеристики остекления;
Ниже приведены значения коэффициента Аост: