3.2 Вентиляция

Вентиляция – система мероприятий и устройств, предназначенных для обеспечения в жилых и рабочих зонах помещений метеорологических условий, соответствующих гигиеническим и техническим требованиям.

Система вентиляции должна обеспечивать параметры воздушной атмосферы производственных и бытовых помещений, при которых выполняется трудовая деятельность при сохранении оптимального теплового состояния человека в течении рабочего дня.

Так как основной характеристикой комфортности воздушной среды на рабочем месте являются показатели микроклимата, то на всех стадиях проектирования следует ориентироваться на показатели, указанные в нормативных документах.

Для обеспечения комфортных условий на предприятиях общественного питания вместимостью 50 мест и более проектируется собственная система приточно-вытяжной механической вентиляции. Объем механической вытяжки из горячего цеха должен в 2 раза превышать объем притока. Вокруг тепловыделяющего оборудования устраивают кольцевые вытяжные воздуховоды или же колпаки, на 0,5 м превышающие периметр оборудования, через них осуществляется не менее 65 % вытяжки. В связи с этим необходимо группировать тепловыделяющее оборудование в компактные блоки. Если раздаточная имеет прямую связь с горячим цехом, 35 % воздуха в этот цех подается из раздаточной, создавая «подпор» воздуха. Проемы между раздаточной и горячим цехом должны иметь высоту не более 2-2,2 м от пола, чтобы горячий воздух из цеха не проникал в раздаточную на уровне потолка. Фонари верхнего света в горячих цехах и моечных в целях удаления конденсата требует усиленной вентиляции или обогрева.

Естественная вентиляция без механического побуждения должна быть обеспечена во всех помещениях, кроме охлаждаемых камер и технических помещений. Окна должны иметь не менее 15-25 % открываемых переплетов. В южных районах обязательно, а в средней полосе желательно устройство сквозного проветривания основных производственных помещений и помещений для посетителей, включая коридоры обеих групп.

Для крупных предприятий с количеством мест более 300, а в IV климатическом поясе более 200 мест необходимо предусмотреть охлаждение приточного воздуха с помощью кондиционирования.

3.2.1 Определение количества вредностей и расчет необходимых воздухообменов

При разработке дипломного проекта в части вентиляции следует учесть, что для обеденного зала, буфета и др. помещений, а также для горячих цехов воздухообмены L, т.е. количество вентиляционного воздуха L в м³/ч, определяются расчетным путем.

Для прочих помещений воздухообмены назначаются по кратности воздухообмена.

Количество вентиляционного воздуха (L) (приточного и вытяжного) при этом определяется по выражению (||-40), с. 102 [6].

L=n×V (м3/ч),

(3.5)

где V – объем помещения, м³;

n – кратность воздухообмена.

Ниже приводятся примеры расчета воздухообменов в обеденном зале и горячем цехе.

Пример.

Определить воздухообмены для одновременного удаления тепло- и влагоизбытков, углекислого газа из обеденного зала столовой открытого типа на сто мест (n₁ = 100) с обслуживанием официантами, расположенной в г. Москве.

Исходные данные: высота помещения зала Н=3 м; зал имеет вертикальное двойное остекление F_оcт = 22,6 м²; солнцезащитные устройства - внутренние шторы из ткани; количество обслуживающего персонала n₂ ⁼ 8.

Решение.

Прежде всего находим климатические параметры района строительства здания столовой.

Для г.Москвы расчетные температура и теплосодержание наружного воздуха согласно приложения 2.14, составляет [7]:

t_нрвл.=22,3°С; l_нрвл=11,8 ккал/кг.

Дальнейший расчет воздухообмена происходит в следующей последовательности:

1.определяем температуру воздуха в рабочей зоне обеденного зала

t_рз=t_нрвл.+3=22,3+3=25,3°С.

2.производим подсчет полных тепловыделений людьми при t_рз=25,3 °С из выражения

Q_п=n₁q₁+n₂q₂=100 125+8 170=13860 (ккал/ч) 1,163=16119Вт

(q₁, q₂ – см. приложение 6).

3.Количество тепловыделений от горячей пищи определяем из выражения

(ккал/г)х1,163==4768,3 Вт

где g – средний вес блюд, приходящихся на одного обедающего (принимаем равным 0,85 кг);

Сср – средняя теплоемкость блюд, входящих в состав обеда (принимаем равной 0,8 ккал/кг град);

t_н – средняя температура блюд, поступающих в обеденный зал (принимаем равной 70 ^оС);

t_к – средняя температура блюд в момент потребления (принимаем равной 40 ^оС);

n₁ – количество посадочных мест;

τ – продолжительность приема пищи одним посетителем; принимается: для ресторанов – 1ч; для столовых без самообслуживания 0,5÷0,75 ч; для столовых с самообслуживанием – 0,3 ч.

4.Теплопоступление в зал за счет солнечной радиации определяем из выражения

Q_ср=F_ост q_ост К β(ккал/ч) 1,163 (Вт.)

где q_ост – количество тепла, поступающего через 1 м² остекления в зависимости от географической широты расположения данного предприятия [16, таблица 6.8]

Для Москвы q_ост – 125 ккал/м²ч 1,163=145,4 Вт/м²;

К=1,15 – коэффициент, зависящий от характера остекления: при двойном остеклении в раздельных переплетах К=1, тоже при двойном остеклении в одной раме К=1,15;

β=0,5 – коэффициент, учитывающий загрязнение стекол или применения солнцезащитных устройств.

Qср=2,26 125 1,15 0,50=1850 (ккал/ч) 1,163=2152 Вт

5.определяем общие тепловыделения в зале

Q=Qл + Qгп + Qср = 13860 + 4100 + 1850 = 19810 (ккал/ч) 1,163=23039Вт.

6.Определяем количество влаги, выделяемое людьми, из выражения

G_л=n₁g₁+n₂g₂=100 115+8 185=11500+1480=12980 г/ч≈13,0 кг/ч.

g₁и g₂ – (см. приложение 6).

7.Находим влаговыделения от горячей пищи из формулы

кг/ч,

где К – коэффициент, учитывающий неравномерность потребления пищи, а также наличие жировой пленки, затрудняющей испарение влаги (принимается равным 0,34);

597,3 – скрытая теплота испарения при 0 °С, ккал/кг;

0,43 – теплоемкость водяного пара;

tср – средняя температура испарения, .

8.Подсчитываем общие влаговыделения в зале

G=Gл+Gгп=13,0+4,6=17,6 кг/ч.

9.Определяем тепловлажностное отношение

_{ккал/кг.вл.×4,19=4692,8кДж/кг.вл.}

10.Вычисляем температуру уходящего воздуха

tух=tрз+∆t (H-2)=25,3+1,0(3,3-2)=26,6 °С.

где ∆t – возрастание температуры воздуха по вертикали на каждый метр высоты помещения сверх 2м (для торговых залов ∆t принимается равной 1°С; для горячих цехов – 1,5 °С), °С;

Н – высота помещения, м.

11.Количество приточного воздуха, которое необходимо подать в помещение зала для ассимиляции тепло- и влагоизбытков находим из выражения

£_пр= м³/ч.

где γ – 1,25 кг/м³ – объемный вес воздуха при температуре помещения, кг/м³ (таблица 16, с.98 [6]);

I_пр – теплосодержание подаваемого в зал приточного воздуха, I_пр=I_нрвл=11,8 ккал/кг (для города Москвы);

I_ух – теплосодержание удаляемого из зала вытяжного воздуха, ккал/кг.

Для определения I_ух производим в I-d – диаграмме построение процесса изменения состояния воздуха в зале. Прежде всего находим на I-d – диаграмме точку А, соответствующую параметрам воздуха: (Рис. 2.6)

t_пр=t_нрвл=22,3°С.

I_пр=I_нрвл=11,8 (ккал/кг)×4,19=49,44 кДж/кг.

Затем по I-d – диаграмме находим влагосодержание приточного воздуха d_пр=10,8 г/кг. Из начальной точки А процесса проводим прямую (луч процесса), параллельную направлению тепловлажностного отношения ε=1120 до пересечения с изотермой t_ух=26,6°С.Точка пересечения В и есть конечная точка процесса изменения состояния воздуха, соответствующая параметрам уходящего воздуха.

tух=26,6°С; I_ух =13,8 ккал/ч; d_ух=12,6 г/кг.

Для проверки точности построения процесса определяем тепловлажностное отношение по полученным по I-d – диаграмме параметра воздуха по выражению

_{ккал/кг.вл.×4,19=4650кДж/кг.вл.}

Так как принятое для построения ε=1120, ошибка вследствие неточности построения составит .

Рекомендуемая точность допускает ошибку до 6%. Таким образом, точность данного построения удовлетворительная, и полученные результаты можно использовать для расчета.

Следовательно,

£_пр= м³/ч

Проверяем достаточность полученного воздухообмена для удаления углекислого газа CO₂. Проверка воздухообмена на удаление углекислого газа производится по рекомендациям. Для условий примера

U=n₁u₁+n₂u₂=100 23+8 30=2540 л/ч.

Воздухообмен для удаления CO₂

£со₂= м³/ч.

где р_ном – предельно допустимая концентрация СО₂ в воздухе помещения, л/м³;

р_пр – содержание СО₂ в приточном воздухе.

Воздухообмен на удаление тепло- и влагоизбытков оказался больше чем £со₂. Таким образом, за расчетный воздухообмен по притоку принят £_пр=8250 м³/ч.

Во избежание проникновения в зал загрязненного воздуха из горячего цеха £_выт<£_пр.

Воздухообмен по вытяжке можно ориентировочно принимать в пределах £_выт=(0,6÷0,8) £_пр.

Примем £_выт=0,7 8250=5800 м³/ч.

Недостающее для баланса количество воздуха удаляется через производственный коридор, дверные и раздаточный проемы.

Пример 2.

Определить воздухообмен в горячем цехе, оснащенном электрическим секционным модулированным оборудованием согласно нижеприведенной таблице 2.18.

Внутренний объем горячего цеха V_гц=132 м³.

Цех сообщается с обеденным залом через раздаточный проем.

Решение.

1.Определяем количество вентиляционного воздуха, подаваемого и удаляемого от модулированного оборудования местными отсосами МВО по данным таблицы 3.4.

Таблица 3.4 - Определение количества вентиляционного воздуха, перемещаемого через МВО

№ пп	Оборудование	Ус­тано­вочная мощ­ность	Количество оборудования	Объем вытяжного воздуха, м3/ч		Объем приточного воздуха, м3/ч
				на единицу оборудования	всего	на единицу оборудования	всего
1	2	3	4	5	6	7	8
1	ПЭСМ-4Ш	18,8	2	1250	2500	800	1600
2	ПЭСМ-2К	3,8	1	350	350	200	200
3	МЭСН-60	4,0	1	400	400	400	400
4	ФЭСМ-20	7,5	1	550	550	200	200
5	СЭССМ-0,2	6,0	2	500	1000	400	800
6	КПЭСМ-60	8,6	2	750	1500	400	800
7	СРТЭСМ	2,0	1	-	-	-	-

Всего: £_выт^м=6300 м³/ч;

£_пр^м =4000 м³/ч.

Таким образом, через местные вентиляционные отсосы удаляется воздуха £_выт^м =6300 м³/ч и попадает £_пр^м =4000 м³/ч.

При применении немодулированного оборудования количество вентиляционного воздуха, перемещаемого местной системой вентиляции £_выт^н определяется по аналогии в соответствии с мощностью оборудования.

Для условий примера, ввиду отсутствия немодулированного оборудования £_выт^н =0.

2.Расчитываем количество вытяжного воздуха, удаляемого

общеобменной системой вентиляции, из выражения

£_выт=(2÷4)V_гц,

Для условий примера примем

£_выт^общ =3 132=396 м³/ч.

3.Определяем общее количество воздуха, удаляемого из цеха механической вентиляцией

£_выт^гц=£_выт^м+£_выт^н+£_выт^общ=630+0+396=6696 м³/ч.

4.Определяем количество приточного воздуха, подаваемого в цех общеобменной механической вентиляцией, из выражения

£_пр^м+£_выт^общ =(0,6÷0,9) £_выт^гц.

Примем коэффициент равным 0,65. Тогда

£_пр^общ=0,65 £_выт^гц-£_пр^м=0,65 6696-4000=360 м³/ч.

5.Недостающее по балансу количество приточного воздуха поступит в цех из зала через раздаточный проем естественным путем.

£_пр^разд=0,35 6696=2336 м³/ч.

Таким образом, в цехе механическая вытяжка преобладает над притоком, обеспечиваемым механической системой вентиляции.

Недостающее по балансу количество воздуха восполняется естественным путем (через раздаточный проем, через производственные коридоры, внутренние двери). Таким образом, загрязненный воздух из цеха не проникает в соседние помещения и в том числе в обеденный зал.