5.2 Расчёт воздухообмена в тёплый период года в рабочее время

Вначале рассмотрим схему воздухообмена «снизу-вниз», так как подача воздуха в рабочую зону является оптимальным решением для обслуживающего персонала.

Угловой коэффициент процесса:

789 862. (5.1)

Значение ε очень велико, поэтому примем ε = +∞. То есть в h-d диаграмме процесс поглощения вредностей пойдёт вертикально вверх.

Точка В^т – расчетные параметры воздуха в рабочей зоне в теплый период года:

= 26 ºС; = 60%; =60 кДж/кг_с.в.; = 12,6 г/кг_с.в.;

Необходимо провести оценку воздухообмена при подаче воздуха в рабочую зону (как это было принято предварительно в пункте 4). Для этого случая допустимая разность температур Δt_доп = 2 ºC. Значит параметры точки О^т следующие:

= 24 ºС; = 67%; = 56,5 кДж/кг_с.в.; = 12,6 г/кг_с.в.;

Воздухообмен при таких параметрах приточного воздуха определяется по формуле:

57,5 м³/с. (5.2)

Тогда кратность воздухообмена в помещении:

n 47,9 > 28. (5.3)

Придётся увеличивать разницу , это в конечном итоге приведёт к понижению температуры подаваемого воздуха, что в свою очередь невозможно без выноса воздухораспределителей за пределы рабочей зоны, то есть вверх.

Рассмотрим схему воздухообмена – «сверху – вниз», которая изображена на рисунке 5.1.

1 – станки; 2 – источники искусственного света; 3 – воздухораспределители; 4 – воздухосборники;

5 – технический этаж; 6 – навесной потолок; 7 – рабочая зона.

Рисунок 5.1 – Схема воздухообмена

Принимаем воздухораспределители ПРМ1, так как высота проектируемого помещения небольшая, целесообразно принять более компактные воздухораспределители круглого сечения. Характеристики возьмём из справочника проектировщика (ч.3, книга 2):

Масса – 1,3 кг;

Размеры канала (d₀) – 250 мм;

Площадь канала (A₀) – 0,05 м²;

Диапазон расходов – 360 - 3600 м³/ч;

Cкорость (v₀) – 2 - 20 м/с;

Коэффициенты:

Скоростной m – 0,7-3,2

Температурный n – 0,6-2,8

Местного сопротивления ξ – 1,4

Уточняем допустимую разность температур по формуле Абрамовича:

, (5.4)

где – допустимая разность температур воздуха поступившего в рабочую зону и воздуха рабочей зоны, = 2 ºС;

n – коэффициент затухания температуры, принимаем предварительно n = 0,63.

А₀ – площадь канала, А₀ = 0,05 м²;

х – расстояние от выходного сечения воздухораспределителя до рабочей зоны. Определяется как разница между высотой подвесного потолка и высотой рабочей зоны: х = H_п.п. – H_р.з. = 4,8 – 2 = 2,8 м;

k_с – коэффициент стеснения, k_с = 1;

k_в – коэффициент взаимодействия, k_в = 1;

k_н – коэффициент неизотермичности, k_н = 1.

19,9 ºС.

Скорость, которую может иметь поток воздуха на выходе из плафона, определяется по формуле Абрамовича:

, (5.5)

где А₀ – площадь канала, А₀ = 0,05 м²;

х – расстояние от выходного сечения воздухораспределителя до рабочей зоны, х = 2,8 м;

m – коэффициент затухания скорости струи, принимаем предварительно m = 1;

k_с – коэффициент стеснения, k_с = 1;

k_в – коэффициент взаимодействия, k_в = 1;

k_н – коэффициент неизотермичности, k_н = 1.

6,76 м/с.

Расход через один плафон определяется по уравнению неразрывности:

L_пл. = ·А₀ = 6,76·0,05 = 0,338 м³/с = 1216,8 м³/ч. (5.6)

1216,8 м³/ч входит в рабочий диапазон расходов плафона.

По полученному значению скорости кусочно-линейной интерполяции уточним значение m.

.

Определим значение скорости для полученного значения m.

м/с.

Расход через один плафон:

L_пл = ·А₀ = 4,97·0,05 = 0,25 м³/с = 894,95 м³/ч, входит в рабочий диапазон расходов плафона.

Аналогичным образом уточним значение n.

.

Пересчитаем значение допустимой разности температур.

21,2ºС – значительный перепад.

Технологически возможно снизить влажность воздуха до значений лежащих в следующем диапазоне = 90…97%, примем = 95%. Тогда параметры точки О^т' (вынос воздухораспределителей вверх):

= 18,5 ºС; = 95%; = 50,5 кДж/кг_с.в.; = 12,6 г/кг_с.в.;

Воздухообмен при таких параметрах приточного воздуха:

21,19 м³/с. (5.7)

Тогда кратность воздухообмена в помещении:

n 17,66 < 28 ч^-1.

Кратность в пределах нормы. Следовательно, доувлажнения не требуется.

Расход удаляемого (вытяжного) воздуха для исключения инфильтрации и поступления загрязненного воздуха из соседних помещений, должен быть меньше расхода приточного воздуха:

L_выт=L^р-∆L,

∆L- превышение расхода приточного воздуха над вытяжным, м³/с.

∆L=n_B·V_пом=30·30·6=5400 м³/ч, при n_в=1.

L_выт=21,19·3600-5400=70 884 м³/ч=19,69 м³/с.

Количество устанавливаемых воздухораспределителей :

Примем n_вр=96.

Минимальное расстояние между воздухораспределителями определяется по формуле:

.

Схема плафона на рисунке 5.2.

Рисунок 5.2 – Плафон регулируемый многодиффузорный круглого сечения.