Этапы

Подбор оптимальной по мощности и стоимости системы воздухообмена проходит пошагово. Порядок проектирования очень важен, так как от его соблюдения зависит эффективность работы конечного продукта:

• Определение типа вентсистемы. Проектировщик анализирует исходные данные. Если требуется проветрить небольшое жилое помещение, то выбор падает на приточно-вытяжную систему с естественным побуждением. Этого будет достаточно, когда расход воздуха небольшой, вредных примесей нет. Если требуется рассчитать большой венткомплекс для завода или общественного здания, то предпочтение отдаётся механической вентиляции с функцией подогрева/охлаждения приточки, а если понадобится, то и с расчётом по вредностям.
• Анализ выбросов. Сюда входит: тепловая энергия от осветительных приборов и станков; испарения от станков; выбросы (газы, химикаты, тяжёлые металлы).
• Расчет воздухообмена. Задача систем вентилирования – удаление из помещения избытков тепла, влаги, примесей с равновесной или чуть отличающейся подачей свежего воздуха. Для этого определяется кратность воздухообмена, согласно которой подбирается оборудование.
• Подбор оборудования. Производится по полученным параметрам: требуемый объем воздуха на приточку/вытяжку; температура и влажность внутри помещения; наличие вредных выбросов, подбираются вентустановки или готовые мультикомплексы. Самый важный из параметров – объём воздуха, необходимый для поддержания проектной кратности. Фильтры, калориферы, рекуператоры, кондиционеры и гидравлические насосы идут как дополнительные устройства сети, обеспечивающие качество воздуха.

Физкультурно оздоровительные учреждения

При занятиях в спортивном зале кратность обмена воздуха играет важную роль, поскольку во время физических нагрузок необходимо обеспечить поступление свежего кислорода в легкие каждого из посетителей с учетом достаточно больших объемов зала. Таким образом, требования оговаривают необходимость обеспечения поступления в спортзал при наличии посетителей 80 м3/ч воздуха.

Расчет кратности воздухообмена для бассейна исходит из количества находящихся в нем людей и должен составлять 20 м³/ч в расчете на 1 человека. В то же время, учитывая специфику нахождения в сауне, в бане, необходимо обеспечить смену 10 м³ воздуха в течение каждого часа. При этом учитывая большие объемы вырабатываемого насыщенного пара, можно вести расчет воздухообмена по влаговыделениям.

Расчёт выбросов

Объём воздухообмена и интенсивность работы системы зависят от двух этих параметров:

• Нормы, требования и рекомендации, прописанные в СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование», а также другой, более узкоспециализированной нормативной документации.
• Фактические выбросы. Рассчитываются по специальным формулам для каждого источника, и приведены в таблице:

Тепловыделения, Дж
Двигатель электрический		N – мощность двигателя по номиналу, Вт; K1 – загрузочный коэффициент 0,7-0,9 k2η — коэффициент работы в одно время 0,5-1.
Приборы освещения
Человек		n – расчётное число людей для этого помещения; q – количество теплоты, которое выделяет организм одного человека. Зависит от температуры воздуха и интенсивности работы.
Поверхность бассейна		V – скорость движение воздуха над водной поверхностью, м/с; Т – температура воды, 0С F – площадь водного зеркала, м2
Влаговыделение, кг/ч
Водная поверхность, например бассейн		Р — коэффициент массоотдачи; F-площадь поверхности испарения, м2; Рн1, Рн2 — парциальные давления насыщенного водяного пара при определенной температуре воды и воздуха в помещении, Па; РБ – давление барометрическое. Па.
Мокрый пол		F — площадь мокрой поверхности пола, м2; tс, tм – температуры воздушных масс, замеренные по сухому/мокрому термометру,0С.

Используя данные, полученные в результате вычисления вредных выделений, проектировщик продолжает рассчитывать параметры вентиляционной системы.

Сравнение расчетов

Из всех вышепредложенных примеров видно, что значение воздухообмена в каждом из вариантов разное. 

(∑ Lвыт1=280 м3/час < ∑ Lвыт3=340 м3/час < ∑ Lвыт2=438 м3/час).

Все три варианта являются правильными согласно норм.

Однако, первый третий более простые и дешевые в реализации, а второй немного дороже, но создает более комфортные условия для человека.

Как правило, при проектировании выбор варианта расчета зависит от желания заказчика, точнее от его бюджета.

Вычисляем диаметры вентканалов

Дальнейшие расчеты несколько сложнее, поэтому каждый этап мы сопроводим примерами вычислений. Результатом станет диаметр и высота вентиляционных шахт нашего одноэтажного здания.

Весь объем вытяжного воздуха мы распределили на 3 канала: 100 м. куб. принудительно удаляет вытяжка на кухне в период включения плиты, оставшийся 271 кубометр уходит по двум одинаковым шахтам естественным образом. Расход через 1 воздуховод получится 271 / 2 = 135.5 м³/ч. Площадь сечения трубы определяется по формуле:

• F – площадь поперечного сечения вентканала, м²;
• L – расход вытяжки через шахту, м³/ч;
• ʋ — скорость движения потока, м/с.

Справка. Скорость воздуха в каналах естественной вентиляции лежит в пределах 0.5—1.5 м/с. В качестве расчетного значения принимаем средний показатель – 1 м/с.

Как рассчитать сечение и диаметр одной трубы в примере:

1. Находим размер поперечника в квадратных метрах F = 135.5 / 3600 х 1 = 0.0378 м².
2. Из школьной формулы площади круга определяем диаметр канала D = 0.22 м. Выбираем ближайший больший воздуховод из стандартного ряда – Ø225 мм.
3. Если речь идет о заложенной внутрь стены кирпичной шахте, то под найденное сечение подойдет размер вентканала 140 х 270 мм (удачное совпадение, F = 0.0378 м. кв.).

Кирпичные шахты имеют строго фиксированные размеры — 14 х 14 и 27 х 14 см

Диаметр отводящей трубы под бытовую вытяжку считается аналогичным образом, только скорость потока, нагнетаемого вентилятором, принимается больше – 3 м/с. F = 100 / 3600 х 3 = 0.009 м² или Ø110 мм.

Почему правильный воздухообмен важен

Нормы воздухообмена придуманы не просто так. При грамотно организованной вентиляции в помещении приятно находиться. Не ощущается спертого воздуха. В помещении не сохраняются надолго неприятные запахи. А также микроклимат не создает предпосылок к появлению плесени.

Система вентиляции – важная составляющая в организации хорошего показателя воздухообмена. И создания оптимальной атмосферы в помещении.

Разновидности систем вентиляции

Сегодня выполняется два вида вентиляции в жилых помещениях. Они различаются по методике монтажа и организации. А также по результативности в разных условиях эксплуатации.

Однако функции обоих видов вентиляции идентичны:

Следующие виды вентиляционных систем используются в строительстве:

• естественная вентиляция. Выполняется она в виде воздуховодов. Через них осуществляется отток воздуха из помещения. А приток – через неплотности и щели в дверях и окнах. Действие естественной вентиляции начинается только при разнице температур воздуха между помещением и вне его. Она должна составлять 10-15°С;
• принудительная вентиляция. Она будет работать вне зависимости от любых внешних факторов. Представляет собой вентиляторного типа устройство. Оно устанавливается в толщу стены здания. И может работать и на приток, и на отток воздуха.

Принудительный тип вентиляции справляется с задачей воздухообмена эффективнее. Существуют разновидности таких устройств. Они могут различаться по объему обрабатываемого воздуха. Оснащаться системой подогрева воздуха, который поступает с улицы. Стоимость устройства зависит от его возможностей и функций.

Схематично прибор принудительной вентиляции представлен на картинке ниже:

Возможность сочетания разных видов вентиляции

Можно сочетать оба вида вентиляции в одном помещении. Такой подход позволит обеспечить нормальный воздухообмен в любое время года. Ведь в летний период естественная вентиляция уже не работает. Связано это с отсутствием разницы температуры воздуха внутри и снаружи помещения.

Особенностью работы принудительной вентиляции по требованиям СНиП является обязательное расположение радиаторов отопления строго под окнами. Объясняется это тем, что приток воздуха преимущественно осуществляется через щели в окнах.

Получив представление о понятии воздухообмена и нормах, можно организовать грамотную вентиляцию внутри жилого помещения. Это обеспечит оптимальный микроклимат в нем. И поможет ощущать себя комфортно в любое время года.

Воздухообмен по санитарным нормам

Расчет воздухообмена в помещении по санитарным нормам (по количеству людей) определяется  с условия обеспечения человека необходимым количеством свежего воздуха. Для общественных зданий санитарные нормы предусматривают подачу 20 м3/час•чел при временном пребывании человека в помещении, 40 м3/час•чел при длительном пребывании и 80м3/час•чел для спорт зала.

Формула расчета воздухообмена:

L= n•l  (м3/час),

где n — количество людей, чел;

l — санитарная норма подачи воздуха, м3/час•чел.

Услуги по замерам воздухопроницаемости

Наши услуги по испытанию здания на воздухопроницаемость (герметичность) помогут вам

• проконтролировать качество работы подрядчика,
• определить причины энергопотерь в здании,
• проверить достаточность воздухообмена в здании,
• проверить качество монтажа ограждающих конструкций,
• выяснить правильность настройки и регулировки окон,
• проверить работу вентиляции,
• определить причину образования грибков и плесени.

Измерение воздухопроницаемости не требует специальных погодных или температурных условий и может проводится в любое время года и при любой погоде.

Выясняем воздухообмен по числу жильцов

Приложение «К» СП 60.13330.2012 предписывает производить расчёт вентиляции помещения по простейшей формуле:

Расшифруем обозначения представленной формулы:

• L – искомая величина притока (вытяжки), м³/ч;
• m – объем воздушной чистой смеси в расчете на 1 чел., указанный в таблице Приложения «К», м³/ч;
• N – количество людей, постоянно находящихся в рассматриваемой комнате 2 часа в день и более.

Очередной пример. Резонно предположить, что в той же гостиной одноэтажного дома два члена семьи пребывают длительное время. Учитывая, что проветривание организовано и на каждого жильца приходится свыше 20 квадратов площади, параметр m принимается равным 30 м³/ч. Считаем количество притока: L = 30 х 2 = 60 м³/ч.

Важно. Заметьте, полученный результат больше значения, определенного по кратности (47.25 м³/ч). В дальнейшие расчеты следует включить цифру 60 м³/ч.

Результаты подсчетов лучше сразу нанести на планировку этажа здания

Если количество проживающих в квартире настолько велико, что каждому человеку отведено меньше 20 м² (в среднем), то представленную выше формулу использовать нельзя. Правила указывают: в данном случае площадь гостиной и других комнат следует умножить на 3 м³/ч. Поскольку общая квадратура жилища равна 91.5 м², расчетный объем вентиляционного воздуха составит 91.5 х 3 = 274.5 м³/ч.

В просторных залах с высокими потолками (от 3 м) обновление атмосферы считается двумя способами:

1. Если в помещении часто пребывает большое число людей, вычисляйте кубатуру подаваемого воздуха по удельному показателю 30 м³/ч на 1 чел.
2. Когда количество посетителей постоянно меняется, вводится понятие обслуживаемой зоны высотой 2 метра от пола. Определяете объем этого пространства (умножьте площадь на 2) и обеспечиваете требуемую нормами кратность, как описано в предыдущем разделе.

Определение расхода воздуха по кратности

Данный типовой расчет приточно-вытяжной вентиляции выполняется отдельно для каждой комнаты квартиры либо загородного коттеджа. Чтобы выяснить расход воздушных масс по зданию в целом, полученные результаты суммируются. Используется довольно простая формула:

Расшифровка обозначений:

• L – искомый объем приточного и вытяжного воздуха, м³/ч;
• S – квадратура помещения, где рассчитывается вентиляция, м²;
• h – высота потолков, м;
• n – число обновлений воздушной среды комнаты в течение 1 часа (регламентируется СНиП).

Пример вычисления. Площадь гостиной одноэтажного здания с высотой потолков 3 м составляет 15.75 м². Согласно предписаниям СНиП 31-01-2003, кратность n для жилых помещений равна единице. Тогда часовой расход воздушной смеси составит L = 15.75 х 3 х 1 = 47.25 м³/ч.

Важный момент. Определение объема воздушной смеси, удаляемой из кухни с газовой плитой, зависит от устанавливаемого вентиляционного оборудования. Распространенная схема выглядит так: однократный обмен согласно нормативам обеспечивает система естественной вентиляции, а дополнительные 100 м³/ч выбрасывает бытовая кухонная вытяжка.

Аналогичные расчеты делаются по всем остальным комнатам, разрабатывается схема организации воздухообмена (естественной или принудительной) и определяются размеры вентиляционных каналов (смотрим пример ниже). Автоматизировать и ускорить процесс поможет расчетная программа.

Методы расчета для помещений жилого дома

Приток необходимого количества воздуха в жилых помещениях в зависимости от типа комнаты может обеспечиваться через автономные воздушные клапана в стенах с регулируемыми параметрами открывания, форточки, двери, фрамуги и окна. Специалисты обращают внимание проектировщиков на то, что при расчете показателей полной замены воздуха в жилых комнатах, необходимо учитывать ряд параметров, среди которых:

• назначение помещения;
• количество постоянно находящихся в сооружении людей;
• температура и влажность воздуха в помещении;
• количество работающих электрических приборов и норма выделяемого ими тепла;
• тип естественной вентиляции и обеспечиваемые им показатели кратности замены кислорода в течение 1 ч.

Для создания комфортных условий согласно нормам СП 54.13330.2016 величина воздухообмена должна составлять:

1. При площади помещения, приходящегося на 1 человека в размере менее 20 м² для детских комнаты в квартире, спален, гостиных и общих помещений подача воздуха должна составлять 3 м³/ч на 1 м² площади каждой из комнат.
2. При общей площади в расчете на одного человека превышающей 20 м², интенсивность воздухообмена должна составлять 30 м³/ч на 1 человека.
3. Для кухни, оснащенной электрической плитой минимальные показатели подачи кислорода не могут быть меньше 60 м³/ч.
4. Если на кухне используется газовая плита, минимальное значение нормы воздухообмена увеличивается до 80-100 м³/ч.
5. Нормативные показатели кратности воздухообмена для вестибюлей, лестничных клеток и коридоров составляет 3 м³/ч.
6. Параметры воздухообмена несколько возрастают при увеличении влажности и температуры в помещении и составляют для сушильных, гладильных и постирочных комнат 7 м³/ч.
7. При организации в жилом помещении ванной и уборной, расположенных отдельно друг от друга, норма воздухообмена должна быть не меньше 25 м³/ч, при совмещенном расположении санузла и ванной комнаты, этот показатель увеличивается до 50 единиц.

Учитывая то, что при готовке помимо пара образуется ряд летучих соединений с содержанием масла и гари, при организации системы воздухообмена на кухне необходимо исключить попадание этих веществ в пространство жилых комнат. Для этого воздух кухонного помещения за счет создания тяги в вентиляционном канале, высотой не менее 5 м и использования специального вытяжного зонта удаляется наружу. Такой тип организации ротации воздушных масс обеспечивает устранение и избыточного количества тепла. Однако во избежание попадания отработанного воздуха в квартиры, расположенные на верхних этажах при строительстве сооружения выполняется воздушный затвор, обеспечивающий изменение направления воздушного потока.

Как подобрать сечение воздуховода?

Система вентилирования, как известно, может быть канальной или бесканальной. В первом случае нужно правильно подобрать сечение каналов. Если принято решение устанавливать конструкции с прямоугольным сечением, то соотношение его длины и ширины должно приближаться к 3:1.

Длина и ширина сечения канальных воздуховодов с прямоугольной конфигурацией должны соотноситься как три к одному, чтобы уменьшить количество шума

Стандартная скорость перемещения воздушных масс по основному вентканалу должна составлять около пяти метров в секунду, а на ответвлениях — до трех метров в секунду. Это обеспечит работу системы с минимальным количеством шума. Скорость движения воздуха во многом зависит от площади сечения воздуховода.

Чтобы подобрать размеры конструкции, можно использовать специальные расчетные таблицы. В такой таблице нужно выбрать слева объем воздухообмена, например, 400 куб.мч, а сверху выбрать значение скорости — пять метров в секунду.

Затем нужно найти пересечение горизонтальной линии по воздухообмену с вертикальной линией по скорости.

С помощью этой диаграммы вычисляют сечение воздуховодов для канальной вентиляционной системы. Скорость движения в магистральном канале не должна превышать 5 м/сек

От этого места пересечения проводят линию вниз до кривой, по которой можно определить подходящее сечение. Для прямоугольного воздуховода это будет значение площади, а для круглого – диаметр в миллиметрах. Сначала делают расчеты для магистрального воздуховода, а затем – для ответвлений.

Таким образом расчеты делают, если в доме планируется только один вытяжной канал. Если же предполагается установить несколько вытяжных каналов, то общий объем воздуховода по вытяжке нужно разделить на количество каналов, а затем провести расчеты по изложенному принципу.

Эта таблица позволяет подобрать сечение воздуховода для канальной вентиляции с учетом объемов и скорости перемещения воздушных масс

Кроме того, существуют специализированные калькуляционные программы, с помощью которых можно выполнить подобные расчеты. Для квартир и жилых домов такие программы могут быть даже удобнее, поскольку дают более точный результат.

Подбор высоты трубы

Правильно высчитать высоту вентиляционных труб можно в зависимости от их диаметра. Но если непосредственно рядом оказывается дымовой канал, их величина должна совпадать. Иначе дым неизбежно станет засасываться внутрь. Если воздуховод ближе 1,5 м к парапету или коньку, надо поднимать его хотя бы на 0,5 м. А если дистанция варьируется от 150 до 300 см, высота выводной части воздуховода должна быть равна коньку или превосходить его.

Как рассчитать вентиляцию производственного помещения: принцип вычисления минимально необходимого воздухообмена и факторы влияющие на требования к вентиляционной системе

При работе на производстве должны соблюдаться различные нормативы, к условиям труда предъявляются строгие требования. Немало зависит на предприятиях от правильного воздухообмена. Естественная вентиляция не поможет его обеспечить, поэтому необходимо устанавливать приточно-вытяжную вентиляцию. Для этого требуется специальное оборудование, а значит, необходим расчет вентиляции производственного помещения.

Факторы, влияющие на минимально необходимую мощность вентиляционной системы

Во-первых, на качество вентиляции влияет загрязнение воздуха. В производстве встречаются следующие виды выделений вредных веществ:

• теплота, выделяемая работающим оборудованием,
• испарения и пары вредных веществ,
• выделения различных газов,
• влажность,
• выделения людей (пот, дыхание и т.п.).
  
  Практически на всех предприятиях присутствуют хотя бы какие-то из этих загрязнений. Высчитывая мощность системы вентиляции, их надо брать в расчет.

Приточно-вытяжная вентиляция должна выполнять следующие функции:

1. Удаление вредных веществ.
2. Удаление излишков влаги.
3. Очистка загрязненного воздуха.
4. Удаленный выброс вредных веществ.
5. Регуляция температуры помещения, поглощение излишнего тепла.
6. Наполнение помещения чистым воздухом.
7. Нагрев, охлаждение или увлажнение поступающего воздуха.

Все эти функции требуют определенных затрат мощности при работе вентиляционной системы. Поэтому при ее установке необходимо выбрать и рассчитать все необходимые параметры.

При проектировании устройства вентилирования рассчитывают расход воздуха по формуле:

• F обозначает суммарную площадь проемов в м 2 ,
• Wо — среднее значение скорости втягивания воздуха. Эта функция зависит от степени загрязненности воздуха и характера выполняемых операций.

Еще один фактор, влияющий на мощность вентиляции — это подогрев поступающего воздуха. Чтобы затраты были меньше, используют рециркуляцию: часть очищенного воздуха нагревается и возвращается в помещение. При этом должны быть соблюдены следующие правила:

• снаружи должно поступать не менее 10% чистого воздуха, а в обратно поступающем воздухе вредных примесей не должно быть более 30%;
• запрещается применение рециркуляции на производстве, где в воздухе присутствуют взрывоопасные вещества, вредные микроорганизмы, выбросы, относящиеся к 1-3 классу опасности.

РАСЧЕТ ПОТРЕБНОГО ВОЗДУХООБМЕНА ПРИ ОБЩЕОБМЕННОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ

Определить необходимый воздухообмен в помещении исходя из условия удаления избыточной теплоты и разбавления вредных выделений свежим воздухом до допустимых концентраций. Выполнить расчет по варианту.

При общеобменной вентиляции потребный воздухообмен определяют из условия удаления избыточной теплоты и разбавления вредных выделений свежим воздухом до допустимых концентраций. Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны устанавливают по ГОСТ 12.1.005-88.

1. Расход приточного воздуха, м3/ч, необходимый для отвода избыточной теплоты,

L1=Qизб/cρ(tуд- tпр), (1)

где Qизб — избыточное количество теплоты, кДж/ч; с — теплоемкость воздуха Дж/(кг∙К); с=1,2 кДж/( кг∙К); ρ- плотность воздуха, кг/ м3 ; tуд- температура воздуха, удаляемого из помещения, принимается равной температуре воздуха в рабочей зоне, °С; tпр –температура приточного ρ воздуха, °С.

L1=50064/1,2·1,195·(27,3- 22,3) = 6982 м 3 /ч,

Расчетное значение температуры приточного воздуха зависит от географического расположения предприятия; для Волгограда ее принимают равной 22,3 °С.

Температуру воздуха в рабочей зоне принимают на 3-5°С выше расчетной температуры наружного воздуха.

Плотность воздуха, кг/ м3 , поступающего в помещение,

ρ = 353/(27.3+ 22,3)=1,195 кг/м 3 . (2)

Избыточное количество теплоты, подлежащей удалению из производственного помещения, определяют по тепловому балансу:

Qизб= ∑Qпр -∑Qрасх, (3)

где Qпр- теплота, поступающая в помещение от различных источников, кДж/ч; Qрасх- теплота, расходуемая (теряемая) стенами здания и уходящая с нагретыми материалами, кДж/ч.

К основным источникам тепловыделений в производственных помещениях относятся: горячие поверхности оборудования (печи, сушильные камеры, трубопроводы и др.); оборудование с приводом от электродвигателей; солнечная радиация; персонал, работающий в помещении; различные остывающие массы (металл, вода и др.).

Поскольку перепад температур воздуха внутри и снаружи здания в теплый период года незначительный (3…5 °С), то при расчете воздухообмена по избытку тепловыделений потери теплоты через конструкции зданий можно не учитывать. При этом некоторое увеличение воздухообмена благоприятно влияет на условия труда работающих в наиболее жаркие дни теплого периода года.

С учетом изложенного формула (3) принимает следующий вид:

В настоящей задаче избыточное количество теплоты определяется только с учетом тепловыделений электрооборудования и работающего персонала:

где Qэ.о – теплота, выделяемая при работе электродвигателей оборудования, кДж/ч; Q р – теплота, выделяемая работающим персоналом, кДж/ч.

∑Qпр =20064+30000= 50064 кДж/ч

Теплота, выделяемая электродвигателями оборудования,

где β- коэффициент, учитывающий загрузку оборудования, одновременность его работы, режим работы; β= 0,25…0,35; N-общая установочная мощность электродвигателей, кВт.

Qэ.о= 352·0,3·190= 20064кВт/ч

Теплота, выделяемая работающим персоналом,

где n- число работающих, чел.; Kр – теплота, выделяемая одним человеком, кДж/ч (принимается равной при легкой работе 300 кДж/ч; при работе средней тяжести 400 кДж/ч; при тяжелой работе 500 кДж/ч).

Qр= 100·300=30000 кДж/ч

2. Расход приточного воздуха, м3/ч, необходимый для поддержания концентрации

вредных веществ в заданных пределах,

где G – количество выделяемых вредных веществ, мг/ч; qуд – концентрация вредных веществ в удаляемом воздухе, qуд ≤ qпдк , мг/м3 ; qпр – концентрация вредных веществ в приточном воздухе, мг/м3 , qуд≤0,3 qпдк

L2=20000/200- 60 = 142,857 м 3 /ч

3. Определение потребного воздухообмена, 1/ч,

где L- потребный воздухообмен, м3/ч ; Vп — объем помещения, м3

Кратность воздухообмена помещений обычно составляет от 1 до 10 1/ч.

Значение потребного воздухообмена принимаем L=6982 в связи с тем, что действие вердных факторов является разнонаправленным: температура в помещении влияет на систему терморегуляции, а вредное вещество (аммиак) оказывает отравляющее действие.

К= 1/ч ≈ 1 1/ч

Потребный воздухообмен округляем до 1, поскольку это минимальный допустимый воздухообмен в помещении.

ЗАДАЧА 2.

Дата добавления: 2018-02-28 ; просмотров: 2139 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Источник

Вычисление воздухообмена

Специалисты используют две основные схемы:

• По укрупненным показателям. В данной методике не предусматриваются вредные выбросы, такие как тепло и вода. Условно назовем его «Способ №1».
• Метод с учётом избытков тепла и влаги. Условное название «Способ №2».

Способ №1

Единица измерения — м3/ч (кубические метры в час). Применяют две упрощенные формулы:

L=K ×V(м3/ч); L=Z ×n (м3/ч), где

K – кратность воздухообмена. Отношение объёма приточки за одни час, к общему воздуху в помещении, крат в час;
V – объём помещения, м3;
Z – значение удельного обмена воздуха за единицу верчения,
n – количество единиц измерения.

Подбор вентрешёток осуществляется по специальной таблице. При подборе также учитывается средняя скорость прохождение потока воздуха по каналу.

Таблица выбора размеров вентиляционных решёток

Способ №2

При расчёте учитывается ассимиляция тепла и влаги. Если в производственном или общественном здании избыток тепла, то используется формула:

где ΣQ — сумма тепловыделений от всех источников, Вт;
с – тепловая ёмкость воздуха, 1 кДж/(кг*К);
tyx – температура воздуха, направленного на вытяжку,°С;
tnp — температура воздуха, направленного на приточку,°С;
Температура воздуха, направленного на вытяжку:

где tp.3 – нормативная тем-ра в рабочей зоне,0С;
ψ- коэффициент увеличение температуры, зависящий от высоты измерения, равный 0,5-1,5 0С/м;
Н – длина плеча от пола до середины вытяжки, м.

Когда технологический процесс предполагает выделение большого объема влаги, то используется другая формула:

где G – объём влаги, кг/ч;
dyx и dnp – содержание воды на один килограмм сухого воздуха приточки и вытяжки.

Существует несколько случаев, более подробно описанных в нормативной документации, когда требуемые воздухообмен определяется по кратности:

L=k×V, где

k – кратность смены воздуха в помещении, раз в час;
V — объём помещения, м3.

Расчёт сечения

Площадь поперечного сечения воздуховода измеряется в м2. Её можно посчитать по формуле:

где v – скорость воздушных масс внутри канала, м/с.

Различается для основных воздуховодов 6-12 м/с и боковых придатков не более 8 м/с. Квадратура влияет на пропускную способность канала, нагрузку на него, а также уровень шума и способ монтажа.

Расчёт потерь давления

Стенки воздуховода не гладкие, и внутренняя полость не заполнена вакуумом, поэтому часть энергии воздушных масс при движении теряется на преодоления этих сопротивлений. Величина потери рассчитывается по формуле:

где ג – сопротивление трению, определяется, как:

Формулы, приведенные выше, являются правильными для каналов круглого сечения. Если воздуховод квадратный или прямоугольный, то существует формула приведения к эквиваленту диаметра:

где a,b – размеры сторон канала, м.

Мощность напора и двигателя

Напор воздуха от лопастей H должен полностью компенсировать потери давления P, при этом создавая расчётное динамическое Pд на выходе.

H = P + Pд.

Мощность электрического двигателя вентилятора:

Подбор калорифера

Часто отопление интегрируется в систему вентиляции. Для этого используются калориферы, разные виды рекуператоров, а также метод рециркуляции. Выбор устройства осуществляется по двум параметрам:

• Qв – предельный расход тепловой энергии, Вт/ч;
• Fk – определение поверхности нагрева для калорифера.

Расчёт гравитационного давления

Применяется только для естественной системы вентилирования. С его помощью определяется её производительность без механического побуждения.

Выяснение воздухообмена по количеству жильцов

Свои особенности имеет определение потребного количества воздуха, которое поступает через общеобменную систему вентиляции. Она нужна, чтобы в помещение поступал свежий очищенный воздух, а наружу отводились:

• избыток тепла;
• неоправданно высокое количество влаги;
• вредные вещества, возникшие вследствие человеческой жизнедеятельности или при использовании жилища.

Чаще всего в любом здании объем воздуха, который проходит в здание путем общеобменной вентиляции, равен отводимому ею объему. Но в ряде случаев, в том числе в особо чистых производственных цехах, критически важны меры противодействия пыли. Основная из них состоит в том, что приток существенно больше, чем вытягиваемая масса. Обычно на 1 человека должно приходиться по 30 куб. м. поступающего воздуха, если помещение проветривается. А вот если по какой-то причине открыть окна невозможно, количество необходимого воздуха сразу удваивается.

Общеобменная вентиляция в таком случае должна быть выстроена по приточно-вытяжному типу с естественным гравитационным движением. Определив число тех, кто будет находиться в комнате, умножают его на часовой персональный расход воздуха. Вытяжка естественного типа делается в шахте вертикального типа, доходящей до кровли. Тягу в канале определяют, умножая темп движения воздуха на площадь сечения внутри шахты. Для общественных зданий каждого типа (медицинских, образовательных, производственных и других), а также для их отдельных частей есть свои санитарно-гигиенические стандарты.

Ошибки при вычислении квадратуры и объема воздуховодов грозят тем, что производительность очень мала и не отвечает потребностям. Чтобы исключить возникновение проблем, требуется заранее изучить санитарно-гигиенические правила и нормы. Рекомендуется провести расчет как по всему помещению в целом, так и по отдельным сегментам. Дополнительно сократить вероятность промаха помогает использование сайтов со специальными калькуляторами. Это надежнее, чем вычисления на листе бумаги.

Подбор оборудования

По полученным данным о воздухообмене, форме и размере сечение воздуховодов и решёток, количестве энергии для обогрева подбирается основное оборудование, а также фитинги, дефлектор, переходники и другие сопутствующие детали. Вентиляторы подбираются с запасом мощности под пиковые периоды работы, воздуховоды с учетом агрессивности среды и объёмов вентилирования, а калориферы и рекуператоры — исходя из тепловых запросов системы.

Административные и бытовые здания

Как уже упоминалось, показатели кратности имеют различные значения для разных зданий, при этом в части случаев эксплуатация систем обеспечения ротации воздушных масс, предусматривает использование естественной вентиляции и в холодное время года. При этом, в части используемых помещений, например душевых и уборных вытяжная система вентиляции должна работать более интенсивно, чем система подачи свежего кислорода в комнатах общего назначения. Так, параметры ежечасно удаляемого из помещений душевых воздуха с паром должна исходить из расчета 75 м³/ч из расчета на 1 сетку, а при организации удаления загрязненного воздуха из уборных из расчета 25 м³/ч на 1 писсуар и 50 м³/ч на 1 унитаз.

Таблица кратности для торговых помещений.

При обеспечении смены воздуха в кафе организация системы вентиляции и кондиционирования должна обеспечить кратность замены воздуха в приточной системе на уровне 3 ед/ч, для системы вытяжки этот показатель должен составлять 2 ед/час. Расчет системы полной замены воздуха в торговом зале зависит от типа используемой вентиляции. Так, если при наличии вентиляции приточно-вытяжного типа кратность замены воздуха определяется расчетным путем для всех типов торговых залов, то при обустройстве сооружения вытяжкой, не обеспечивающей приток воздуха, кратность воздухообмена должна составлять 1,5 ед/ч.

Таблица кратности для помещений кафе

При использовании помещений, обладающих большим количеством пара, влаги, тепла или газа, расчет воздухообмена может вестись исходя из имеющегося избытка. Для того, чтобы рассчитать воздухообмен по теплоизбыткам используется формула (4):

где Qпом – количество выделяемой в помещение теплоты;
ρ – плотность воздуха;
c — теплоемкость воздуха;
t вывод — температура воздуха, удаляемого при помощи вентиляции;
t подав — температура воздуха, подаваемого в помещение.

Организация системы обмена воздуха в котельной исходит из типа используемого котла и должна обеспечивать 1-3 кратную замену всего объема кислорода в течение часа.

Инструкция: вычисления по зданиям промышленного назначения

Расчет воздуховодов – подбор прямоугольных сечений.

В составе этого вида зданий находится множество комнат и кабинетов. Те из них, в которых вентиляция должна обеспечить комфортный труд людей низкой категории тяжести работ (администрация, бухгалтерия и так далее), рассчитываются по алгоритму, приведенному выше. В остальных помещениях, в которых проходят технологические и вспомогательные процессы, необходимо рассчитывать приточно-вытяжную вентиляцию в соответствии со СНиП 41-01 по видам выделяющихся в них вредных или горючих веществ, излишкам тепла.

Прежде чем приступить к расчету общеобменной вентиляции, нужно выяснить, сколько воздуха из пространства комнаты уходит из-за работы местных отсосов. К ним относятся вытяжные зонты и лабораторные шкафы, различные всасывающие панели и укрытия. Применяются они с целью отобрать вредные вещества прямо от источника их выделения, не допуская распространения по всему объему помещения. Зачастую местные отсосы идут в комплекте с технологическим оборудованием, поэтому их производительность заранее известна. Другие требуется рассчитать и установить в зависимости от размеров и интенсивности источника выброса, порядок этих расчетов приведен в технической литературе. Для укрупненного определения производительности местного отсоса можно применить знакомую формулу: Lотс=3600ϑ*Sотс, где:

• ϑ – скорость воздушного потока в рабочем проеме вытяжного зонта или шкафа (принимается 1 м/с);
• Lотс – расход воздуха через этот рабочий проем (м3/ч);
• Sотс – площадь проема (м2).

Полученная величина будет участвовать в дальнейшем просчете необходимого количества приточного воздуха. Но сначала нужно выяснить, сколько необходимо подать воздуха с улицы для различных условий. Суть операции в том, чтобы определить виды и количество выделяющихся в пространство помещения вредных для здоровья человека или горючих и взрывоопасных веществ. Вычисления производить на основании этих данных. Если источников выделений несколько, то считать придется по каждому из них, а для вентиляции принять наибольший результат.

Таблица предельно допустимых концентраций вредных веществ.

Зная, сколько выделяется каждого вещества в помещение за промежуток времени (мг/ч), не трудно определить его концентрацию (мг/м3). Условно считается, что вещество распределяется на весь объем комнаты. После этого находят значение предельно допустимой концентрации (ПДК) этого вещества в соответствующей нормативной документации. Если концентрация в помещении превышает ПДК, нужно подать определенное количество свежего воздуха, а загрязненный – удалить. Величину притока считают по формуле: L=Mвв/yпом-yп, где:

• L – необходимое количество свежего притока (м3/ч);
• Mвв – значение массы выделяющегося вредного вещества за 1 час (мг/ч);
• yпом – расчетная величина удельной концентрации вещества в объеме комнаты (мг/м3);
• yп – его удельная концентрация в поступающих с улицы воздушных массах (мг/м3).

От полученного значения L нужно отнять величину Lотс, полученную ранее. Результатом будет расход воздушных масс, которые необходимо удалить из помещения с помощью общеобменной вытяжной вентиляции.