6.3. Рівняння балансів забрудників і повітряного балансу вентильованого приміщення в тпр

Повітряний баланс вентильованого приміщення за щільних зовнішніх огорож приміщення і наявності в ньому n ситем загальної притікальної, m систем загальної витікальної і k систем місцевої витікальної вентиляції має вигляд

, (6.5)

де - загальна продуктивність систем притікальної вентиляції, кг/год; - загальна продуктивність систем витікальної вентиляції, кг/год; - загальна продуктивність систем місцевої витікальної вентиляції, кг/год;

Тепловий баланс вентильованого приміщення:

по повних тепловиділеннях

, (6.6)

по явних тепловиділеннях

(6.7)

де і - надлишки, відповідно, повної та явної теплоти, яка надходить в приміщення від різних джерел теплоти, Вт; - питомі ентальпії, кДж/кг.с.пов, відповідно притікального, витікального (внутрішнього ВЗ) та внутрішнього повітря ЗО чи РЗ (вилучається місцевими СВ); - температура, відповідно, притікального, витікального та внутрішнього повітря, ^оС; - масова теплоємність повітря за сталого тиску, ( = 1,005 кДж/(кгК)).

Вологісний баланс вентильованого приміщення

, (6.8)

де - кількість вологи, що виділяється в приміщенні, кг/год; - вологовміст, відповідно, притікального, витікального та внутрішнього повітря, г/кг.

Баланс вентильованого приміщення по СО₂ матиме вигляд:

, (6.9)

де - кількість СО₂, що виділяється в приміщенні людьми, мг/год; С_пр.i , С_вит.j , С_в – концентрації СО₂ , відповідно в притікальному, витікальному і повітрі РЗ, мг/м³. За відсутності систем місцевої витікальної вентиляції балансові рівняння спрощуються.

Розв’язуючи системи рівнянь (6.6) і (6.5), (6.7) і (6.5), (6.8) і (6.5), (6.9) і (6.5), визначають продуктивності загальної вентиляції середнього нульового надтиску по притоку і витоку . За розрахунковий приймають максимальний із визначених повітрообмінів.

6.4. Розрахунковий повітрообмін загальної вентиляції приміщення в тпр із зображенням схеми процесів готування повітря і вентилювання приміщення в I-d діаграмі

Необхідний повітрообмін загальної притікально-витікальної вентиляції нульового надтиску визначають за кількістю забрудників невентильованого приміщення, параметрів станів вентильованого повітря (процеси в I-d діаграмі) та балансовими рівняннями вентильованого приміщення (6.5)…(6.9).

Побудову процесів прямотечійного готування повітря і безрециркуляційного вентилювання приміщення виконують у такій послідовності:

• за балансами тепла і вологи невентильованого приміщення в ТПР визначають тепло-вологісне відношення (кутовий коефіцієнт променя процесу

, кДж/кг ; (6.10)

• на I-d діаграмі (рис. 1) за відомими і наносять т.З, що відповідає параметрам А зовнішнього повітря у ТПР;

• температуру притікального повітря (т.П) знаходять за формулою (6.3) ^оС; ( Па – тиск вентилятора системи малошвидкісної притікальної вентиляції);

• від т.З проводять лінію d = const до перетину з ізотермою t_пр і наносять т.П;

• знаходять температуру внутрішнього повітря в ЗО (РЗ) (t_р – розрахунковий перепад температури внутрішнього (ЗО) t_в і притікального t_пр повітря). При підкрісельному або підлоговому джерельному повітророзподіленні в зальних приміщеннях з підвищеними термічними вимогами слід приймати t_р  0,5 ^оС, в інших приміщеннях t_р  1,5 ^оС, а при використанні стельових ежекційних повітророзподільників t_р = 2…3 ^оС за висоти приміщень H  3 м і t_р = 4…6 ^оС та більше у приміщеннях висотою H > 3 м;

• з т.П проводять промінь ^*, паралельний променю , до перетину з ізотермами t_в у т.В, а також з t_вит.1 у т.В₁. Знаходять у точках П, В і В₁ параметри повітря (I_п , d_п , _п ; I_в , d_в , _в ; I_вит.1 , d_вит.1 , _вит.1).

Рис.6.1. а) - схема термодинамічних процесів загального притікального вентилювання приміщення в ТПР при ежекційному повітророзподіленні та перетіканні повітря “знизу-вгору”;

б) - схема загальної притікально-витікальної вентиляції приміщення за наявності систем витікальної місцевої вентиляції:

т.З – розрахункові параметри зовнішнього повітря (категорія А); т.П – параметри притікального повітря загальної механічної СВ; т.В – параметри внутрішнього повітря в ЗО (РЗ); т.В₁ - параметри внутрішнього повітря у ВЗ приміщення (витікального повітря); 1 – повітроготувальник без задіяння штучного охолодження повітря

Температуру витікального повітря t_вит.1 при верхньому ежекційно-перемішувальному повітророзподіленні і витоку повітря із верхньої зони ("зверху-вверх") слід прийняти . При повітророзподіленні в ЗО (РЗ) і витоку повітря із верхньої зони ("знизу-вверх") t_вит.1 можна визначити із врахуванням величини теплонапруги приміщення

, ^оС (6.11)

де _t – температурний градієнт, ^оС/м [16, табл. 6.7]; H – висота приміщення (від підлоги до центра отворів витікального повітря) , м; h – висота зони обслуговування, м.

Температуру витікального повітря t_вит.1 при повітророзподіленні в ЗО (РЗ) можна також визначити за величиною температурного показника _t (m_t)

,

прийнявши:

_t (m_t) = 0,2 … 0,3 – при природному термовипиральному вентилюванні (аерації);

_t (m_t)  0,5 – при термовипиральному вентилюванні;

_t (m_t) = 0,6…0,9 – при ежекційно-перемішувальному вентилюванні;

_t (m_t)   – при повному перемішувальному вентилюванні;

На перетині променя процесу з ізотермою t_вит.1 в т.В₁ знаходять параметри витікального повітря (I_в1 , d_в1 , _в1).

Якщо ^оС, то в повітроготувальнику слід передбачити штучне вологе або сухе охолодження зовнішнього повітря.

Параметри отриманих станів готованого повітря, що характеризуються точками на I-d діаграмі заносимо у табл. 6.1.

З балансових рівнянь (6.5)…(6.9) за відсутності систем місцевої витікальної вентиляції і наявності однієї системи загальної притікальної і однієї системи загальної витікальної вентиляції, отримуємо:

, кг/год (6.12)

, кг/год (6.13)

, кг/год (6.14)

де - кількість СО₂ , мг/год; х_вит.1 , х_п - концентрація СО₂ відповідно у витікальному (внутрішньому) і притікальному (зовнішньому) повітрі, мг/м³ ( - за відсутності даних, - коли штучно не зменшується вміст СО₂ у притікальному повітрі [10; 8]).

Повітрообмін у приміщенні за нормами

, кг/год (6.15)

де - нормована кількість зовнішнього повітря на одну людину, м³/(годособу), приймається за приписами ДБН залежно від призначення будинку (c.225 [10]); n - кількість людей у приміщенні.

За розрахунковий повітрообмін у приміщенні приймається найбільший за величиною з отриманих повітрообмінів.

Кратність повітрообміну приміщення

, 1/год (6.16)

де - розрахунковий повітрообмін, м³/год ( ).

Витрата зовнішнього повітря на одну особу

, м³/(годособу) (6.17)

6.5. Розрахунковий повітрообмін загальної вентиляції приміщення в ХПР із зображенням схеми процесів готування повітря і вентилювання приміщення в I-d діаграмі. Теплопродуктивність повітропідігрівників первинного і вторинного підігріву готованого повітря

У ХПР розрахунковий повітрообмін приміщення приймають рівним розрахунковому повітрообміну в ТПР. При цьому витрату зовнішнього повітря приймають не меншою мінімально нормованої для однієї особи (за плюсових температур зовнішнього повітря). Кількість зовнішнього повітря доцільно зменшити до 50% від нормованої за від’ємних температур зовнішнього повітря. Забезпечення розрахункового повітрообміну компенсується внаслідок використання рециркуляційного повітря. За відсутності людей у приміщенні вентиляційні системи функціонують в режимі повної рециркуляції (повітряного рециркуляційного обігрівання).

Слід врахувати, що витрата конвекційного потоку на рівні голови людини, що сидить, становить близько 72 м³/год. За компенсації цього витоку при ефективному джерельному підкрісельному або підлоговому повітророзпо-діленні якість повітря в зоні дихання в цьому разі найкраща.

При зниженні витрати притікального повітря на 50% (до 36 м³/год особу), як це рекомендується в ХПР і аналогічному повітророзподіленні, якість повітря в зоні дихання погіршується лише на 10%.

Параметри готованого і внутрішнього повітря визначають на основі побудови процесів на I-d діаграмі (рис. 2).

Побудову процесів прямотечійного готування повітря і вентилювання приміщення виконують у такій послідовності:

• за балансами тепла і вологи невентильованого приміщення в ХПР визначають тепловологісне відношення (кутовий коефіцієнт променя процесу) змішування притікального і внутрішнього повітря

, кДж/кг ; (6.18)

• на I-d діаграмі наносять т.З за відомими і , що відповідає розрахунковим параметрам категорії Б у ХПР. Проводять ізотерму, температура якої дорівнює розрахунковій температурі внутрішнього повітря в ЗО (за умови термічної комфортності). За відомих надлишків або недостачі тепла невентильованого приміщення в ХПР і верхньому ежекційному повітророзподіленні визначають температуру притікального повітря

, °С (6.19)

де t_в - розрахункова внутрішня температура в ЗО (РЗ) приміщення в ХПР.

При джерельному повітророзподіленні в глядацьких залах приймають t_п ≥ 21 °С (за умови термічної комфортності на рівні щиколотків ніг);

• аналізують різницю темперератур (t_в - t_п), в т.ч. і розрахунком струменів, сформованих повітророзподільниками;

• будують промінь d_з = const до перетину з ізотермою t_п та отримують т.П, що характеризує параметри притікального повітря. З т.П проводять промінь ^*, паралельний променю , до перетину з ізотермами t_в у т.В, а також з t_вит.1 у т.В₁. Знаходять у точках П, В і В₁ параметри повітря (I_п , d_п , _п ; I_в , d_в , _в ; I_вит.1 , d_вит.1 , _вит.1);

• на 1^оС нижче т.П по d_з = const наносять т.П₁(Т), що характеризує параметри готованого повітря після повітроготувальника. Температура t_т повинна складати 6 ^оС;

• якщо перевищує прийняте в ТПР, то приймаємо , як для ТПР. Тоді ;

• параметри станів повітря в ТПР та ХПР, отримані при побудові процесу на I-d діаграмі заносять у табл. 6.1.

Рис.6.2. а) схема термодинамічних процесів повітроготування і загального прямотечійного притікального вентилювання приміщення в ХПР при ежекційному повітророзподіленні та перетіканні повітря через приміщення “знизу-вгору”; б) схема загального притікально-витікального вентилювання приміщення (за наявності систем місцевої витікальної вентиляції):

т.З – характеризує стан зовнішнього повітря; т.П – характеризує стан притікального повітря (зовнішнього підігрітого в повітроготувальнику повітря); т.В – характеризує стан повітря в РЗ (ЗО) приміщення; т.В₁ - характеризує стан повітря у ВЗ приміщення (за схеми перетікання повітря знизу-уверх)

Витрата теплоти на підігрівання зовнішнього повітря

, Вт (6.20)

де с_p – питома теплоємність повітря, кДж/(кг ^оС); – витрата зовнішнього повітря в ХПР, кг/год (при t_з = 0 ^оС і нормативній витраті; при та половинній нормативній витраті).

За отриманою теплопродуктивністю підбирають повітронагрівач.

Таблиця 6.1