Практическая работа № 4 Расчет необходимого воздухообмена для производственных помещений

Цель: Освоить методику расчета воздухообмена по избыткам теплоты и влаги.

Вентиляция - это организованный и регулируемый обмен воздуха в помещении для удаления избытков теплоты, влаги, вредных и других веществ, а также улучшающий микроклиматические условия в обслуживаемой или рабочей зоне. Вентиляция бывает обще обменная и местная.

Обще обменная вентиляция предназначена для удаления из помещений вредных паров, газов, пыли, избыточной влажности, теплоты или доведения указанных вредностей до допустимых значений в объеме всего помещения.

В помещение могут поступать одновременно несколько вредностей. В этом случае воздухообмен рассчитывают по каждой вредности, а для проектируемых вентиляционных систем принимают большее из полученных количеств воздуха. Если выделяющиеся вещества действуют на организм человека однонаправлено, то рассчитанные объемы воздуха суммируют.

Рассчитанный объем воздуха следует подавать подогретым в рабочую зону помещения, а загрязненный воздух - удалять от мест выделения вредностей из верхней зоны помещения.

Объем воздуха, требуемый для удаления из помещения углекислоты, м /ч,

L = G/(x₂ – х₁),

где G - количество углекислоты, выделяющейся в помещении, г/ч или л/ч; х₂ - концентрация в воздухе рабочей зоны, г/м³ или л/ м³; х₁ - концентрация углекислоты в наружном воздухе.

Количество воздуха для удаления из помещения вредных паров, газов и пыли, м /ч,

L = G/(c₁ - с₂),

где G - количество газов, паров или пыли, выделяющихся в помещении, мг/ч; c1 - концентрация указанных вредностей в наружном (приточном) воздухе, мг/м³; с2 - предельно допустимая концентрация газа, паров или пыли в воздухе рабочей зоны, мг/м³.

Количество воздуха для удаления из помещения влагоизбытков, м³/ч,

L = G/p • (d₂ – d₁),

где G - количество влаги, испаряющейся в помещении, г/ч;

р - плотность воздуха в помещении, кг/м³; d2 - влагосодержание воздуха, удаляемого из помещения, г/кг сухого воздуха; d1 - влагосодержание приточного воздуха, г/кг сухого воздуха.

Количество воздуха для удаления из помещения избыточной теплоты, м³/ч,

L_изб ⁼ Q_изб / [С • р • (t_выт ^— t_прит)],

где Q_изб ^- количество избыточной теплоты, поступающей в помещение, Вт; С - удельная теплоемкость воздуха, Дж/(кг*К); г - плотность воздуха в помещении, кг/м³; t_выт - температура воздуха в вытяжной системе, °С; t_прит ~ температура приточного воздуха, °С.

Задача 1

Определить необходимый воздухообмен по избыткам тепла в сборочном цехе для теплого периода года. Общая мощность оборудования в цехе Noбop ⁼ 120 кВт. Количество работающих 40 человек. Объем помещения 2000 м³. Температура приточного воздуха t_прит = 22,3 °С, влажность  = 84 %. Тепло солнечной радиации Qсp = 9 кВт. Удельная теплоем-костъ сухого воздуха С = 0,237 Вт/кг*К; плотность приточного воздуха Р =1,13 кг/м³ температура вытяжного воздуха t_выт = 25,3 °С. Принять количество тепла, выделяемого одним человеком, 0,116 кВт; от оборудования 0,2 кВт - на 1 кВт мощности.

Решение

1. Необходимый воздухообмен, м³/ч,

L = Q_изб / [C*p*(t_выт ^— t_прит)] = (Q_изб^люди + Q_изб^обор + Q_ср)/ [C*p*(t_выт ^— t_прит)]

2. Количество тепла от людей, кВт,

Q_изб^люди = 0,116 * 40= 4,64.

3. Количество тепла от оборудования, кВт,

Q_изб^обор = 120 * 0,2 ⁼ 24.

4. Необходимый воздухообмен, м³/ч,

L = = 46849

Задача 2

Определить необходимый воздухообмен в сборочном цехе для холодного периода года. Общая мощность оборудования Noбоp =120 кВт. Количество работающих в цехе - 40 человек. Температура приточного воздуха t_прит = -13 °С, влажность  = 84 %, влагосодержание приточного воздуха d_прит = 1 г/кг, вытяжного воздуха d_выт = 12,95 г/кг. Плотность приточного воздуха  = 1,357 кг/м³ (принимаем в зависимости от температуры приточного воздуха). Тепло потери за счет вентиляции и через ограждения Q_потери = 7 кВт. Влага и тепло, выделяемые одним человеком, соответственно равны 0,18 кг/ч и 0,116 кВт. Влагу и тепло, выделяемые оборудованием, принять равными соответственно 0,15 кг/ч и 0,2 кВт на 1 кВт мощности оборудования. Удельная теплоемкость сухого воздуха С = 0,237 Вт/кг*К; температура вытяжного воздуха t_выт ⁼ 18,5 °С.

Решение

1. Необходимый воздухообмен по избыткам влаги, м³/ч,

L_вл = Q_вд^изб[p*( d_выт - d_прит)]=

(Q_вл^люди + Q_вл^обор )/ [p*(d_выт ^— d_прит)] ,

где р - плотность приточного воздуха.

2. Выделяемое людьми количество влаги, кг/ч,

Q_вл^люди = 40 • 0,18 = 7,2.

3. Выделяемое оборудованием количество влаги, кг/ч,

Q_вл^обор = 0.15 * 120 = 18.

4. Выделяющееся в помещении общее количество влаги, кг/ч,

Q_вд^изб + Q_вл^люди + Q_вл^обор = 7.2 + 18 = 25.2

5. Необходимый воздухообмен, мч,

Lвл ⁼ 25,2 • 1000/[1,357*(12,95 - 1)] =1554.

6. Необходимый воздухообмен по избыткам тепла, м³/ч,

L_тепло = Q_изб / [C*p*(t_выт ^— t_прит)]

7. Выделяемое людьми тепло, кВт,

Q_изб^люди = 0,116.40= 4,64.

8. Выделяемое оборудованием количество тепла, кВт,

Q_изб^обор = 0,2 * 120 = 24

9. Общее количество тепла, кВт,

Q_изб = Q_изб^люди + Q_изб^обор - Q_потери = 4,64 + 24 - 7 = 21,64.

10. Необходимый воздухообмен по избыткам тепла, м³/ч,

L_тепло = 21,64 • 1000/[0,237 • 1,357*(18,5 - (-13))] = 2136.

Вывод: для проектирования вентиляции принимаем воздухообмен по удалению избытков тепла, т. е. 2136 м³/ч