10281

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

Е.С. Козлов

ОСНОВЫ ВЕНТИЛЯЦИИ

Учебно-методическое пособие по подготовке к лекциям по дисциплине «Теплогазоснабжение и вентиляция»

для обучающихся по направлению подготовки 08.03.01 Строительство, профиль Теплогазоснабжение, вентиляция, водоснабжение и водоотведение зданий, сооружений, населенных пунктов

Нижний Новгород

2016

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

Е.С. Козлов

ОСНОВЫ ВЕНТИЛЯЦИИ

Учебно-методическое пособие по подготовке к лекциям по дисциплине «Теплогазоснабжение и вентиляция»

для обучающихся по направлению подготовки 08.03.01 Строительство, профиль Теплогазоснабжение, вентиляция, водоснабжение и водоотведение

Нижний Новгород ННГАСУ

2016

УДК 697.9

Козлов Е. С. Основы вентиляции [Электронный ресурс]: учеб. - метод. пос. / Е. С. Козлов; Нижегор. гос. архитектур. - строит. ун - т – Н. Новгород: ННГАСУ, 2016. – 150 с; ил. 50 электрон. опт. диск (CD-RW)

Приведены теоретические и практические материалы по организации вентиляции на основе современных достижений отечественной и мировой практики в области обеспечения микроклимата в зданиях различного назначения.

Ключевые слова: микроклимат, воздушная среда помещений, влажный воздух вентиляция, приточные системы, вытяжные системы, тепловой баланс, воздушный баланс, баланс вредных выделений, воздухообмен, приточные центры, воздуховоды, расчет воздуховодов.

Предназначено обучающимся в ННГАСУ по направлению подготовки 08.03.01 Строительство, профиль Теплогазоснабжение, вентиляция, водоснабжение и водоотведение

3

1.2.I-d- диаграмма влажного воздуха……………………………………. 11

2.Классификация систем вентиляции…………………………………. 19

3.Расчетные параметры воздушной среды……………………………. 25

5.1.Способы определения воздухообмена………………………………. 58 Определение требуемой производительности вентиляционных

5.2.систем………………………………………………………………….. 60

7.Оборудование систем вентиляции…………………………………... 80

7.1.Воздуховоды…………………………………………………………... 80

4

9.Устройства для нагрева воздуха……………………………………... 98

9.2.Конструктивное исполнение калориферов…………………………. 100

9.3Узлы управления калориферами…………………………………….. 104

9.4.Расчет и подбор калориферов………………………………………... 107

10.3.Устройства для очистки приточного воздуха………………………. 124

11.1.Общие сведения об источниках шума………………………………. 136

11.2.Способы распространения шума…………………………………….. 140

5

ВВЕДЕНИЕ

Вентиляция это комплекс технических мероприятий, систем и устройств, предназначенных для создания и поддержания в помещениях зданий и сооружений нормируемых значений параметров воздуха.

Вбольшинстве зданий нормируемыми параметрами являются температура, относительная влажность, подвижность воздуха, концентрации вредных примесей.

Современные требования к уровню комфорта вместе с ограничениями, по экологии и энергопотреблению обусловили стремительное развитие вентиляционной техники. Расширяется номенклатура оборудования для транспортирования, температурно-влажностной обработки, очистки приточного воздуха и вентвыбросов. Появились новые технологии и материалы для изготовления воздуховодов и сетевого оборудования, для регулирования и обеспечения безотказной эксплуатации вентсистем. Повысились требования к качеству изготовления и монтажа систем. Для расчета процессов, подбора оборудования и автоматического регулирования режимов работы вентиляционных систем широко используются компьютерные технологии.

Отмеченное выше оказывает влияние и на требования к специалисту, занимающемуся проектированием, монтажом и эксплуатацией систем вентиляции.

Всовременной практике заметно изменился набор материалов, оборудования, альтернативных конструктивных и схемных решений систем вентиляции. Это зачастую затрудняет выбор рациональных решении и требует от специалиста хорошей подготовки не только в области собственно вентиляции, но и в базовых дисциплинах, таких как техническая термодинамика, механика жидкости и газа, тепломассообмен, информатика, прикладная математика и др..

6

1.СВОЙСТВА ВЛАЖНОГО ВОЗДУХА

1.1.Параметры, характеризующие состояние влажного воздуха

Основной средой, которая обеспечивает создание требуемых

климатических условий в помещении и подвергается различным видам обработки в системах вентиляции является влажный воздух. Комфортная (для людей или технологических процессов) обстановка в помещении во многом зависит от параметров влажного воздуха.

Воздух рассматривают как смесь сухих газов приблизительно постоянного состава с переменным количеством водяного пара. Такая двухкомпонентная смесь сухих газов и водяного пара называется влажным

воздухом.

Таблица 1.1

Примерный состав влажного воздуха

Основными физическими параметрами воздуха, характеризующими его состояние, а также закономерности перехода из одного состояния в другое,

являются температура t, оС; давление р, Па; плотность ρ, кг/м3, и удельный объем γ, м3/кг; абсолютная, кг/м3, и относительная влажность φ, %;

влагосодержание d, г/кг сух.в.; теплоемкость с, кДж/(кг оС); энтальпия I ,

кДж/кг.

Температура.

Единицей измерения температуры в системе СИ (по термодинамической шкале температур) является “ градус Кельвина”, К. Допускается использование единицы температуры по международной практической шкале в “ градусах Цельсия”, оС.

7

Соотношение между этими единицами представлено зависимостью

t, оС = T, К – 273,15 (1.1)

В зарубежной практике применяют единицу измерения температуры по шкале Фаренгейта, oF.

Давление.

Единицей измерения давления в Международной системе единиц

является Паскаль, Па (1 Па = Н/м2 = кг/(м·с2).

В практических расчетах атмосферный воздух рассматривают как смесь сухой части и водяных паров.

Согласно закону Дальтона атмосферное (барометрическое) давление может быть представлено как сумма давлений сухого воздуха и водяных паров:

где Рс.в. – парциальное давление сухой части воздуха, Па;

Рв.п – парциальное давление водяных паров, Па.

Влажный воздух при атмосферном давлении принято считать по своим свойствам близким к “ идеальному газу”.

В практических расчетах к влажному воздуху применяют основные

К)), водяного пара (Rв.п. = 461 Дж/(кг К)) и влажного воздуха;

V – объем влажного воздуха, м3;

8

T – температура влажного воздуха, оС.

Газовая постоянная для влажного воздуха определяется из выражения:

Плотность и удельный объем.

Плотность атмосферного воздуха ρ, кг/м3, и удельный объем v, м3/кг,

определяют по соотношениям:

ρ = G/ V; v = V / G.

Из уравнения состояния можно выразить

pi / Ri T = Gi / V т.е. ρ = pi / Ri T

Если воздух абсолютно сухой, то его парциальное давление

Рс.в = Рб

Тогда, зная газовую постоянную Rс.в. =287 Дж/(кг К), определим

ρс.в. = Рб / 287 T

При давлении 760 мм рт. ст. (101325 Па)

ρс.в. = 101325 / 287 T ≈ 353 / T.

Для водяного пара (Rв.п. = 461 Дж/(кг К)

ρв.п. = 101325 / 461 T ≈ 219 / T.

Для влажного воздуха плотность определится как для смеси сухого воздуха и водяного пара:

Из приведенного расчета следует вывод - плотность влажного воздуха меньше плотности сухого воздуха.

9

При обычных условиях в помещении парциальное давление водяного пара незначительно, второе слагаемое в выражении (1.6) незначительно и, поэтому, в инженерных расчетах принимают

ρв.в. = ρс.в. = 353 / T.

Влагосодержание воздуха – масса водяного пара в килограммах, приходящегося на 1 кг сухого воздуха в составе влажного воздуха:

малых величин d, поэтому чаще применяют зависимость, где единицей измерения является г/кг сух.возд. :

Относительная влажность воздуха – величина, характеризующая степень насыщенности воздуха водяными парами по отношению: