Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Вентиляция. Учебное пособие.pdf
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Оренбургский государственный университет»
И.А. Оденбах, А.В. Колотвин, О.Н. Шевченко
ВЕНТИЛЯЦИЯ
Учебное пособие
Рекомендовано учёным советом
федерального государственного бюджетного образовательного учреждения
высшего образования «Оренбургский государственный университет»
для обучающихся по образовательной программе высшего образования
по направлению подготовки 08.03.01 Строительство
Оренбург
2024
УДК 697.9(075.8)
ББК 38.762.2я73
О 41
Рецензент – генеральный директор ООО «Виктори Альянс»
Р.И. Султангузин
Оденбах, И.А.
О 41 Вентиляция [Электронный ресурс] : учебное пособие /
И.А. Оденбах, А.В. Колотвин, О.Н. Шевченко; Оренбургский гос.
ун-т. – Оренбург : ОГУ, 2024. – 1 электрон. опт. диск (СD-ROM) :
зв., цв. ; 12 см. – Систем. требования: Intel Core или аналогич.;
Microsoft Windows 7 ; 512 Мб ; дополнительные программные
инструменты: Adobe Acrobat Reader XI. – Загл. с этикетки диска. –
Текст: электронный.
ISBN 978-5-7410-3205-3
Настоящее пособие позволит освоить дисциплины «Вентиляция» и
«Вентиляция на промышленных предприятиях», «Проектная практика»
обучающимся профиля университета «Теплогазоснабжение и вентиляция».
Учебное пособие по вентиляции предназначено для обучающихся
строительно-инженерного направления всех форм обучения и для
самостоятельной работы обучающихся.
УДК 697.9(075.8)
ББК 38.762.2я73
ISBN 978-5-7410-3205-3 © Оденбах И.А.,
Колотвин А.В.,
Шевченко О.Н., 2024
© ОГУ, 2024
Содержание
1 Вентиляция ................................................................................................................ 5
1.1 Системы вентиляции и их классификация ..................................................... 5
1.2 Конструктивные элементы вентиляционных установок и систем............. 10
1.3 Пусконаладочные работы систем вентиляции ............................................. 25
1.4 Основы промышленной вентиляции ............................................................. 29
1.5 Местная вытяжная вентиляция ...................................................................... 35
1.6 Местная приточная вентиляция ..................................................................... 43
1.7 Аспирация и пневмотранспорт ...................................................................... 49
1.8 Основы аэродинамики. Неорганизованный воздухообмен ........................ 71
1.9 Аэрация. Организованный воздухообмен в зданиях ................................... 74
1.10 Аварийная и противодымная вентиляция .................................................. 76
1.11 Энергосбережение в системах вентиляции ................................................ 87
2 Вентиляция на промышленных предприятиях ................................................... 90
2.1 Классификация систем промышленной вентиляции ................................... 90
2.2 Требования к системам промышленной вентиляции .................................. 92
2.3 Особенности проектирования систем промышленной вентиляции .......... 93
2.4 Местная приточная и вытяжная вентиляция ................................................ 97
2.5 Аспирация и пневмотранспорт .................................................................... 103
2.6 Система вентиляции сельскохозяйственных предприятий ...................... 106
Список использованных источников .................................................................... 109
3
Введение
Настоящее учебное пособие является расширенным курсом лекций,
которые читаются автором в Оренбургском государственном университете.
При написании данного учебного пособия автор стремился, чтобы
обучающиеся смогли получить представление о системах вентиляции. Для
этого в представленном учебном пособии относительно подробно рассмотрены
вопросы, касающиеся систем вентиляции и вентиляции на промышленных
предприятиях. Автор настоящего пособия не ставил перед собой цель изложить
все вопросы, которые связаны с комплексной задачей проектирования систем
вентиляции.
Большое внимание необходимо уделять экономическому обоснованию
выбора конструкций систем вентиляции.
При проектировании систем вентиляции необходимы знания в области
классификации систем вентиляции, конструктивных элементов
вентиляционных установок и систем, местной вытяжной вентиляции, местной
механической вентиляции, местной приточной вентиляции, аспирации и
пневмотранспорта, аэродинамики здания, аэрации, аварийной и
противодымной вентиляции, энергосбережения в системах вентиляции,
понимание отличительных черт промышленной вентиляции. Также
необходимы знания о пусконаладочных работах систем вентиляции. Поэтому
рациональное проектирование систем вентиляции возможно только при
условии чёткого представления о взаимосвязи всех составных элементах
вентиляционных установок и систем.
4
1 Вентиляция
1.1 Системы вентиляции и их классификация
Вентиляция – это движение воздуха в помещении. В здание воздух
поступает с улицы. Попадая внутрь помещения, воздух наполняется
различными веществами (пылью, углекислым газом от дыхания, химическими
выделениями от предметов, шерстью животных и пр.). Этот загрязнённый
воздух движется к вытяжке и выводится через неё наружу. В это время в
помещение поступает новый свежий воздух снаружи, который также выйдет в
вытяжку. Этот процесс называется вентиляцией. Климатическое оборудование,
которое обеспечивает функционирование этого процесса, также называют
вентиляцией. Она бывает естественной, механической, канальной, компактной,
приточной, вытяжной. Благодаря вентиляции в помещении образуется
здоровый и комфортный микроклимат:
– нормализуется уровень углекислого газа, т. е. нет ощущения духоты;
– нормализуется влажность, т. е. не будет образовываться плесень.
По способу перемещения и давления воздуха бывает искусственная и
естественная вентиляция.
По использованию бывает вытяжная и приточная вентиляция.
По зоне обслуживания вентиляция бывает общеобменная и локальная.
По конструкции бывает бесканальная и канальная вентиляция.
В принудительной системе основным движущим элементом является
вентилятор. Это прибор, который состоит из корпуса, крыльчатки и
электрического двигателя. Для любой вентиляции, кроме естественной,
необходимо организовывать подключение к электричеству. В частных и
многоэтажных домах обычно устраивают вытяжные каналы в стенах на кухне и
в санитарной комнате. Между остальными помещениями должен быть налажен
воздухообмен. Естественные каналы работают за счёт разницы давлений.
Бывают моменты, когда давление внутри и снаружи помещения выравнивается.
5
Тогда воздухообмен прекращается или даже возникает обратная тяга. В
морозную солнечную погоду тяга очень сильная, но в осенний дождливый день
может возникать движение наружного воздуха внутрь помещения. В осевых
вентиляторах движение воздуха происходит через крыльчатку
перпендикулярно лопастям. В центробежных вентиляторах воздух движется
параллельно лопасти, огибая её. Кроме вентилятора принудительная система
может состоять из дополнительных элементов:
– шумоглушители для уменьшения уровня шума и вибрации;
– фильтры для очистки приточного или вытяжного воздуха от
загрязняющих веществ и пыли (класс фильтра F6 задерживает пыль,
применяют для города);
– электрические или водяные калориферы – это агрегаты для подогрева
приточного воздуха;
– диффузоры, решётки, анемостаты, т. е. приборы для распределения
потоков воздуха.
Также применяют монтажные материалы: хомуты, утеплители,
регуляторы мощности вентиляторов и температуры.
Естественные приточные системы не контролируют подачу воздуха.
На рисунке 1 приведена примерная схема принудительной приточной
системы.
6
Рисунок 1 – Схема принудительной приточной системы
Приточно-вытяжная система вентиляции с рекуперацией. Рекуператор
– это агрегат, который перемещает вытяжной и приточный воздух. Потоки
воздуха в рекуператоре пересекаются, но не перемешиваются, благодаря чему
тепло от вытяжного воздуха передаётся приточному, что помогает сэкономить
до 80 % тепла и возвратить его в помещение, а не выбрасывать на улицу.
Рекуператор – это теплообменник поверхностного типа, использует
теплоту отходящих газов, теплообмен осуществляется через разделяющую
стенку. Рекуператор состоит из корпуса, вмонтированы вентиляторы, фильтры.
Роторный рекуператор работает с помощью вращательного элемента;
барабан изготавливают из алюминиевой фольги, она хорошо проводит тепло.
Тепло при удалении передаётся входящим воздушным массам. Он не
восприимчив к морозам; возможно устанавливать необходимое число оборотов
ротора.
7
Пластинчатый рекуператор: выходной и входной поток ограждается
алюминиевыми пластинами, через которые происходит нагрев. На пластинах
появляется конденсат, при морозной погоде на улице в приборе появляется лёд.
Его растапливает электронагреватель, во время отогрева теплообмен не
происходит.
Рециркуляционный водяной рекуператор: для передачи тепла
используется жидкость; выходящий воздух нагревает воду, входящий воздух –
забирает тепло. Обмен влажности воздуха не предусмотрен, только удаление и
передача тепла в помещение.
Камерный рекуператор: тепло и холод встречаются в одной камере,
которая отделена разворачивающейся заслонкой. Тепло передаётся через
стенки камеры. Заслонка меняет направление то на выход, то на вход.
Фреонный рекуператор: используются фреоновые трубки. Один конец
трубы, в которой находятся трубки, располагают в потолке, он нагревается,
содержимое трубок закипает и перегоняет тепло в другой конец, который
расположен в притяжном потоке. Фреон конденсируется и отдаёт тепло.
Расходы на рекуператоры окупаются. Пластинчатые рекуператоры
устанавливают в умеренном климате. Необходимо вовремя чистить фильтры
один раз в год, например, пропылесосить. Эффективность рекуператора
,
S =
где T
T
T
– температура поступающего потока, °С;
1
– температура на улице, °С;
2
– температура в помещении, °С.
3
Например: T1 = 19 °С; T2 = +7 °С; T3 = 24 °С.
S =
= 0,71 = 71 %.
8
Рекуператоры работают непрерывно, автоматически; 50 сек. вытягивают
воздух из помещения, затем столько же по времени притягивают. При -20 °С
помещение прогревается до +15 °С. Монтируется в течение полутора часов.
Используют для «умных» домов в качестве энергосбережения.
Общеобменные системы работают на всё помещение. Локальные
(местные) системы работают на определённую зону, например, над кухонной
плитой, над сварочным местом.
Аварийная вентиляция бывает только вытяжная механическая;
устанавливают в помещениях, где возможен прорыв взрывоопасных газов или
паров. В таких системах монтируют искрозащищённые и взрывозащищённые
вентиляторы, у которых двигатель находится во взрывонепроницаемой
оболочке.
Зона для расчёта локальной вентиляции называется рабочей зоной – это
пространство, отстоящее на 50 см от стен и оконных проёмов и 180 см над
полом, если высота меньше 180 см, то 10 см над полом.
Кондиционирование отличается от вентиляции тем, что
кондиционирование – это обработка воздуха в помещении круговой
рециркуляцией с одновременным охлаждением. При этом сам воздух не
заменяется на приточный, как при вентиляции, а его компоненты остаются
прежними. При кондиционировании возможно изменение влажностного и
температурного режимов.
Основная функция вентиляции – это обеспечение процесса
воздухообмена. Вентиляция помещений позволяет подавать воздух снаружи и
удалять уже отработанный, т. е. производить циркуляцию. Вентилирование
включает два процесса – вытяжку и приток воздуха. Также у вентиляции есть
ещё одна функция, которая заключается в том, чтобы подготовить воздух,
поступающий внутрь помещения, а также создавать условия для комфортной
жизнедеятельности, для этого нужно отфильтровать, нагреть или увлажнить
воздух. А кондиционирование предполагает снижение температуры воздуха.
9
Для проектирования систем вентиляции существует современная
нормативная база.
1.2 Конструктивные элементы вентиляционных установок и систем
Воздуховоды представляют собой каналы, по которым транспортируется
вентиляционный воздух. Материал, форма и их размеры зависят от схемы и
назначения вентиляционной системы, а также от параметров
транспортируемого воздуха. Они служат для обеспечения вытяжной и
приточной вентиляции, для отвода продуктов сгорания газа и дымоудаления.
Их применяют в гражданском строительстве и в промышленности. По
материалу, из которого изготавливают воздуховоды, из делят на пластиковые и
металлические. К металлическим относят изделия из листов алюминия или
стали. Воздуховоды из алюминиевой ленты обеспечивают низкий коэффициент
динамических потерь, герметичный шов. Он стойкий к коррозии, не горючий,
отличается гладкой внутренней поверхностью. При изготовлении пластиковых
воздуховодов используют модифицированный поливинилхлорид (ПВХ). Из-за
гладкой поверхности изделий потери давлений в этих воздуховодах
минимальные. Пластиковые системы обычно обладают широким
ассортиментом фитингов (т. е. соединительных элементов), поэтому монтаж
простой. По своей форме воздуховоды бывают прямоугольные и круглые.
Круглые воздуховоды более технологичные, т. к. на их изготовление
расходуется меньшее количество трудозатрат и материала, но они занимают
больше пространства.
Решётки – это устройства с воздухораспределительными функциями,
закрывают технологические отверстия, которые ведут к главной шахте. В
здании может быть от нескольких единиц до десятка и более решёток. В
зависимости от вида они выполняют вытяжные и приточные функции.
Приточные – обеспечивают доставку свежего воздуха; вытяжные – выводят
воздух из помещения. Их монтируют:
10