Определение требуемого воздухообмена помещения
При проектировании систем вентиляции одной из важнейших задач является определение минимального воздухообмена, при котором может быть достигнут требуемый результат с заданным коэффициентом обеспеченности. Этот минимально требуемый воздухообмен обычно называют требуемым воздухообменом.
Расчет требуемого воздухообмена для основных помещений производится для трех расчетных периодов: теплого (ТП), переходного (ПП) и холодного (ХП). Перед расчетом составляется расчетная схема помещения (рис. 4).
Для расчета требуемого воздухообмена необходимо знать лишь условия в помещении и на его границе: параметры воздуха при подаче его в помещение, внутри помещения и при удалении его из помещения, а также количество выделяющихся вредностей.
В
ерхняя
зона Gу
tу , dу , Iу , cу
Мвл , Qизб,я , VCO2
Gп
tп , dп , Iп , cп Рабочая зона (РЗ)
Рис. 4. Расчетная схема помещения
Баланс по воздуху помещения (из закона сохранения материи) описывается уравнением:
∑G = 0 или Gприточ – Gудал = 0
Воздух в помещение может поступать следующим образом:
- с приточными системами вентиляции (общеобменными, местными, аэрацией – проветриванием через оконные проемы в помещении);
- инфильтрацией – проникновением воздуха в помещение через неплотности ограждающих конструкций.
Удаление воздуха из помещения осуществляется вытяжными системами вентиляции (общеобменными, местными, аэрацией).
Баланс по той или иной вредности описывается аналогичными уравнениями
∑Qизб.я = 0 — баланс помещения по теплу;
∑Мw = 0 — баланс помещения по влаговыделениям;
∑VСО2 = 0 — баланс помещения по газовыделениям.
Уравнения баланса по вредностям в развернутом виде выглядят следующим образом
Qизб.я + Gп iп – Gу iу = 0
Мw + Gп dп – Gу dу = 0
MСО2 + Gп cп– Gу cу = 0
Комбинируя одно из уравнений баланса по той или иной вредности с уравнением баланса по воздуху, получают систему двух уравнений, из которой можно определить два неизвестных: расход приточного воздуха Gп и расход удаляемого воздуха Gу.
Определение требуемого воздухообмена по избытку тепла:
Определение требуемого воздухообмена по влаговыделениям:
Определение требуемого воздухообмена по газовыделениям:
Из всей совокупности воздухообменов выбирают наибольший и принимают за расчетное значение.
Требования, предъявляемые к системам вентиляции
При проектировании систем вентиляции к ним предъявляются основные требования:
1) Санитарно-гигиенические требования: вентиляция должна обеспечивать в помещениях состояние воздуха, соответствующее требованиям санитарных норм. В помещениях должны поддерживаться установленные значения температуры, влажности, концентрации вредных веществ. Особое внимание следует обратить на запыленность воздуха.
2) Технологические требования заключаются в том, что вентиляция должна обеспечивать в помещениях состояние воздуха, соответствующее требованиям протекающего технологического процесса. Многие технологические процессы, особенно связанные с обработкой гигроскопических материалов, весьма чувствительны к температуре и влажности внутреннего воздуха (предприятия легкой промышленности: текстильные, прядильные и трикотажные фабрики, полиграфические предприятия и др. и пищевой промышленности. В этом случае внутренние параметры назначаются, исходя из требований именно технологического процесса, а не комфортного ощущения людей. Во многих случаях для обеспечения требуемых параметров приходится использовать системы кондиционирования воздуха, а не системы вентиляции.
3) Энергетические требования: системы вентиляции должны выполнять возложенные на них функции при минимальном потреблении тепловой и электрической энергии. Выполнение данного требования обеспечивается внедрением современных методов конструирования оборудования и современных технологий его изготовления, правильным выбором размеров оборудования и вентиляционных каналов, использованием более эффективного и экономичного оборудования, использованием вторичных энергетических ресурсов (в первую очередь использованием теплоты удаляемого вентиляционного воздуха), применением современных цифровых систем автоматического регулирования (САР).
4) Экономические требования: стоимость системы вентиляции и ее эксплуатационные затраты должны быть как можно ниже. К сожалению, это требование является наиболее сложно выполнимым.
5) Конструктивно-технологические требования: конструкция системы вентиляции должна обеспечивать современные эффективные способы их производства. Элементы систем вентиляции должны изготавливаться на современном, уже достигнутом уровне технологии производства, с надлежащей степенью точности и соответствующим качеством.
6) Эксплуатационные требования: эксплуатация системы вентиляции должна быть минимально трудоемкой. Это достигается в первую очередь увеличением ресурса работы оборудования, что исключает необходимость частого обслуживания или ремонта. Доступ к обслуживаемым элементам оборудования должен быть максимально облегчен. В больших установках допускается влажная уборка внутренней поверхности.
7) Требования пожарной безопасности: должна быть исключена возможность возникновения пожара при эксплуатация системы вентиляции. Это достигается применением специальных защитных отключающих устройств на воздухонагревателях и двигателях вентиляторов, насосов и компрессоров. Кроме того, если системы вентиляции обслуживает пожаро- или взрывоопасное помещение, используемое оборудование должно быть выполнено во взрывозащищенном исполнении. При необходимости на вентиляционных каналах устанавливаются специальные огнезадерживающие клапаны. Воздуховоды и конструкция корпусов оборудования должны обладать требуемой степенью огнестойкости, что достигается использованием негорючих материалов для воздуховодов, тепловой изоляции, герметизирующих материалов.
8) Экологические требования: работа системы вентиляции не должна негативно сказываться на состоянии окружающей среды. Для конструкции пластмассовых деталей выбираются синтетические материалы, не содержащие и не выделяющие вредных веществ. Производится очистка выбрасываемого в атмосферу воздуха, чтобы избежать ее загрязнения. Снижение энергопотребления уменьшает тепловое загрязнение окружающей среды.
9) Архитектурно-строительные требования: отдельные элементы системы вентиляции, расположенные внутри помещений (воздухораспределители, решетки, воздуховоды), не должны нарушать их внутренний интерьер. Оборудование системы вентиляции располагают на вспомогательных площадках и специально отведенных технических помещениях.
Помещения под вентиляционные камеры и оборудование следует размещать в удаленных от основных помещений местах (чтобы уменьшить уровень шума), но так, чтобы не затруднялась прокладка воздуховодов в вентилируемые помещения. Целесообразно иметь несколько вентиляционных камер в разных концах большого здания, чтобы исключить прокладку длинных воздуховодов. При прокладке воздуховодов по коридорам целесообразно иметь запас по высоте, чтобы расположить воздуховоды за подшивными потолками. Эффективным средством упрощения трассировки воздуховодов в многоэтажных зданиях является устройство специального технического этажа наверху здания, на котором без труда может быть размещено как приточное, так и вытяжное оборудование.
10) Строительно-монтажные требования: конструкция систем вентиляции должна предусматривать технологичные способы монтажа воздуховодов и оборудования на объекте, обеспечивающие надлежащее качество сборки системы. Особое внимание следует уделять герметизации уплотнений при соединении звеньев воздуховодов и присоединении элементов оборудования.
Элементы крепления к конструкциям не должны их повреждать, должны быть унифицированы. Тяжелые элементы оборудования должны иметь раму или каркас с отверстиями для строповки. Габаритное оборудование должно быть по возможности разборным для облегчения транспортировки и доставки в помещения вентиляционных камер.
СИСТЕМЫ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА (СКВ)