Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Вентиляция. Учебное пособие.pdf
например, противопожарные клапаны, в которых по пути потока установлены
одна или несколько заслонок. Это создаёт повышенное сопротивление потоку
на участке. На прямых участках скорость движения воздуха в воздуховодах
неизменная, постоянной остаётся и величина динамического воздействия
Р
динам.
=
· ·
·
, кгс/м
2
,
где V – скорость движения воздуха, м/с;
γ – удельная масса воздуха на этом участке, кг/м
3
.
Значение динамического давления
Р
динам.
= ρ ·
, Па,
3
где ρ – плотность воздуха, кг/м
; ρ = 1,2 кг/м3.
Величину динамического воздействия в каналах определяют, чтобы
найти потери во всей системе вытяжной или приточной вентиляции и
подобрать напор вентилятора, его конструкцию и мощность двигателя. Расчёт
потерь происходит в два этапа: сначала определяют потери на трение о стенки
канала, потом считают падение мощности воздушного потока в местных
сопротивлениях. Параметр динамического давления учитывают в расчёте обоих
этапов. Сопротивление трению на 1 м круглого канала
R =
· Р
динам.
,
где Р
– динамическое давление, кгс/м2 или Па;
динам.
λ – коэффициент сопротивления трению;
d – диаметр воздуховода, м.
Потери на трение определяют отдельно для каждого участка с
различными диаметрами и расходами. Полученное значение R умножают на
21
общую длину каналов расчётного диаметра, прибавляют потери на местных
сопротивлениях и получают общее значение для всей системы
ВС = ∑ (R · L + z), кгс/м
2
,
2
где ВС – общие потери в вентиляционной системе, кгс/м
;
R – потери на трение на 1 м канала круглого сечения;
L – длина участка;
z – потери в местных сопротивлениях (отводах, клапанах, крестовинах и
т.п.), кгс/м
2
.
Акустический расчёт вентиляционных систем. Исходными данными для
акустического расчёта являются шумовые характеристики оборудования –
уровни звуковой мощности (УЗМ) в октавных полосах с частотами 63, 125, 250,
500, 1 000, 2 000, 4 000, 8 000 Гц. Расчётные точки располагают:
– в местах нахождения людей;
– на месте установки вентилятора в вентиляционной камере;
– в зонах или помещениях, которые с местом установки вентилятора;
– в помещениях, которые обслуживает система вентиляции;
– в помещениях, где воздуховоды проходят транзитом;
– в зоне устройства приёма или выброса воздуха, или только приёма
воздуха для рециркуляции.
Расчётные точки ставят в наиболее близких местах от человека.
Акустический расчёт выполняют для:
– установления источника шума;
– изучения шумовых характеристик источников шума;
– разработки шумозащитных мероприятий.
Для акустического расчёта в исходных данных указывают:
– размер помещения;
– предназначение помещения;
– расход воздуха;
– количество вентиляционных решёток;
22
– тип вентиляционных решёток;
– размещение вентиляционных решёток относительно стены;
– размещение вентиляционных решёток относительно рабочего места;
– тип вентилятора;
– параметры вентилятора;
– размер выходного патрубка вентилятора;
– указания по изоляции воздуховодов.
Шум и вибрация в вентиляционных системах.
Образование шума. Вентиляционные системы состоят из отдельных
элементов, каждый их которых может являться источником звуков:
– у вентилятора это может быть двигатель или лопасть. Лопасть шумит
из-за резкого перепада давления с одной и другой стороны. Двигатель – из-за
неправильной установки или поломки. Охлаждающие установки издают шум
по тем же причинам, добавляется также неправильная работа компрессора.
– воздуховоды. Существуют две причины:
1) гул в местах изменения сечения воздуховода;
2) вихревые образования из воздуха, которые ударяются о стенки.
Проблемы решают снижением скорости движения газа.
– строительные конструкции. Побочный шум от вибраций вентиляторов и
других установок передаются на элементы здания. Решение осуществляют за
счёт монтажа специальных опор или прокладок для гашения вибраций.
Например, кондиционер в квартире: если внешний блок закреплён не во всех
точках, или при монтаже не поставили защитные прокладки, то его работа
может доставлять акустический дискомфорт у хозяев установки и их соседей.
Снижение звуковой нагрузки.
– вентиляторы с глушителями;
– выбор места установки. Мощное вентиляционное оборудование
монтируют только за пределами обслуживаемого помещения, т. е. в
специальной камере или на крыше. Если поставить вентилятор на чердак, то
23
жильцы на последнем этаже будут чувствовать звуковой дискомфорт. Поэтому
применяют только крышные вентиляторы.
– подбор скорости движения воздуха по каналам. Для классического
воздуховода 300 х 900 мм скорость 10 м/с. Для определения скорости
выполняют акустический расчёт.
– виброизоляция, экранирование, звукоизоляция. Виброизоляция
предполагает установку специальных опор, которые гасят вибрации.
Звукоизоляцию осуществляют оклейкой корпусов специальным материалом.
Экранирование включают в себя отсечение источника звука от помещения или
здания с помощью щита.
Очистка наружного воздуха. Чтобы обеспечить наибольшую
эффективность смешивания (т. е. ассимиляции) загрязнений в помещении,
приточный воздух должен быть максимально возможно более чистым.
Особенно в зонах с загрязнённой атмосферой окружающей среды. Объём
притока пропорционален степени очистки наружного воздуха. Широко
применяют в системах вентиляции и кондиционирования воздуха (СКВ) для
удаления загрязнений фильтры. Они предназначены для очистки приточного
воздуха и для предохранения оборудования СКВ от загрязнений.
Характеристики таких фильтров различные. Фильтры одного и того же класса
могут иметь разную эффективность пылеулавливания по фракциям и разные
эксплуатационные характеристики. Воздушные фильтры подлежат
сертификации по стандарту. Фильтры, начиная с 7-ого класса обеспечивают
очистку приточного воздуха и защиту оборудования. Для обеспечения
высокого качества воздуха предусматривают двухступенчатую фильтрацию. 1ая ступень – это фильтры грубой очистки, которые улавливают большую массу
частиц пыли, поэтому их необходимо менять чаще, чем фильтры 2-ой ступени.
Фильтры 2-ой ступени – это фильтры тонкой очистки. Двухступенчатая
фильтрация обеспечивает высокое качество приточного воздуха. Чтобы часть
воздуха не проходила мимо фильтров через неплотности в конструкции
приточной камеры и не создавался поток неочищенного воздуха, необходимо
24
уплотнять конструкцию воздухозабора. Необходимо уплотнять элементы
приточной установки между вентилятором и фильтром, которые находятся под
разрежением. Возможно совмещать волокнистые фильтры и электрофильтры –
это способствует высокой эффективности очистки без большого увеличения
расхода энергии в системе. Электрофильтры создают меньше
аэродинамического сопротивления, чем волокнистые фильтры. Расход энергии
на перемещение воздуха 2 Вт на 100 л/с. Электростатические фильтры:
Электрические фильтрующие элементы работают за счёт электростатического
напряжения, которое способствует оседанию компонентов, загрязняющих
воздух; необходима регулярная профилактическая очистка для их эффективной
очистки. Для очистки, наоборот, вентиляционных выбросов аналогично
возможно применять фильтры.
1.3 Пусконаладочные работы систем вентиляции
Пусконаладочные работы – это комплекс мероприятий по вводу в
эксплуатацию смонтированного на объектах строительства оборудования
систем вентиляции. Цель пусковых испытаний и регулировки систем
вентиляции – это установление соответствия параметров их работы
нормативным и проектным показателям, настройка установленного
вентиляционного оборудования при работе на холостом ходу, выявление
недостатков вентустановки и несоответствия проекту, проверка готовности
функционирования системы. Для правильной работы оборудования после
монтажа необходимо проводить пусконаладочные работы, потому что
пусконаладочные работы помогают выявить возможные нарушения при
монтаже, недостатки в работе оборудования до начала его эксплуатации,
обеспечить его бесперебойную работу на протяжении времени эксплуатации.
Задачи пусконаладочных работ систем вентиляции:
– проверка работоспособности основного оборудования вентиляционных
систем и соответствия проекту их параметров;
25
– наладка и регулирование воздушных сетей при отклонении
фактических данных напора и производительности от проектных;
– оформление паспортов на систему вентиляции.
Инженерные и технические работники и рабочие, которые выполняют
испытания и регулирование систем вентиляции воздуха, должны быть
подготовлены и иметь контрольные и измерительные приборы:
микроманометры, анемометры, пневмометрические трубки, термометры,
психрометры, барометры, тахометры, секундомеры.
Для определения фактического режима работы вентилятор испытывают и
результаты сравнивают с данными каталога. Перед испытанием сеть
вентиляторной установки приводят в рабочее положение, все дросселирующие
устройства в воздуховодах открывают, чтобы определить точное давление,
которое развивает вентилятор, замеряют давление до и после вентилятора у
фланцевых соединений, выхлопного и всасывающего патрубков вентилятора.
По сумме абсолютных значений полного давления, замеренных до и после
вентилятора, вычисляют полное давление, Р
, которое развивает вентилятор
полн.
Р
полн.
= Р
полн.всас.
+ Р
полн.нагн.
.
Давление измеряют с помощью микроманометров и пневмометрических
трубок. Пневмометрические трубки к манометру присоединяют на
нагнетательном патрубке и на всасывающем патрубке. Пневмометрическую
трубку к микроманометру присоединяют, чтобы измерить полное давление на
всасывающем патрубке воздуховода до вентилятора. Пневмометрическую
трубку к микроманометру присоединяют для замера полного давления на
нагнетательном воздуховоде за вентилятором с помощью двух шлангов к
одному микроманометру для измерения динамического давления как разности
полного и статического давления. Пневмометрическую трубку вставляют в
воздуховод через специальные люки небольших размеров, которые
устанавливают в заданных местах при монтаже вентиляционной системы. Для
26
измерения давления, разрежения и перепада давлений применяют
микроманометр, который состоит из наклонной трубки и ёмкости. Количество
воздуха, L, м
3
/ч, которое перемещает вентилятор, определяют в сечении
магистрального воздуховода, где условия для измерения лучше. Для
определения скоростей движения воздуха в вытяжных и приточных
ответвлениях анемометр. С помощью этого анемометра измеряют скорость
воздушного потока д 2 м/с. Качество измерений скоростей движений
воздушных сред зависит от правильности установки и отсчёта показаний
анемометра и одновременно включения и выключения анемометров и
секундомеров. Определяя количество воздуха, который проходит через
решётки, анемометр необходимо установить близко от них. Влажность воздуха
в помещении определяют психрометром по показаниям мокрых и сухих
термометров.
Психрометр состоит из двух одинаковых термометров, один из которых
мокрый, другой – сухой. У мокрого термометра ртутный шарик обёрнут тонкой
тканью, конец которой опущен в ёмкость с водой. На мокром ртутном шарике
влага испаряется, при этом она отдаёт своё тепло и этим охлаждает шарик
термометра. Также для определения влажности применяют аспирационные
психрометры; их отличие в том, что они оборудованы небольшим
вентилятором с пружинным заводом. Аспирационный психрометр состоит из
двух ртутных термометров, ключа для пружинного завода, клапана, выхлопной
щели, воздухопроводной трубы. С помощью вентилятора, который установлен
в верхней части психрометра, воздух поступает в специальные трубки со
скоростью 2 м/с. Через такие трубки воздух подаётся к месту расположения
мокрого и сухого термометров. Относительную влажность воздуха при
измерении температуры психрометром определяют по соответствующим
психрометрическим таблицам.
Барометрическое давление измеряют барометрами. Мощность, которую
потребляет вентилятор на перемещение воздуха, зависит от количества
27
перемещаемого воздуха, развиваемого давления и коэффициента полезного
действия.
Частоту вращения колеса вентилятора или электродвигателя определяют
счётчиками оборотов (т. е. частоты вращения) или тахометрами. Для работы со
счётчиком необходим секундомер, который производит измерения в течение 1
минуты. Зная начальный отсчёт и отсчёт по истечении времени измерения,
определяют частоту вращения
·(
N =
)
, мин
-1
или об/мин,
где a
a
– начальный отсчёт;
1
– конечный отсчёт;
2
t – время замера, с.
При определении частоты вращения вентилятора или электродвигателя
тахометром на его шкале сразу снимают показания этой величины – в чём и
состоит преимущество тахометров по сравнению со счётчиками оборотов.
Измерения тахометрами или счётчиками производят два раза. При расхождении
показаний измерений ориентируются на среднее значение. После определения
данных, которые характеризуют работу вентилятора, приступают к испытанию
вентиляционной сети. При этом определяют расход воздуха в каждом
вытяжном или приточном отверстии: магистральном воздуховоде, на
ответвлениях, которые имеют воздухозаборные или воздуховыпускные
устройства, определяют температуру и относительную влажность. Неплотности
в воздуховодах и других элементах систем определяют по величине утечки
воздуха или подсоса.
Температуру транспортируемого воздуха или газа измеряют
термометрами. Для измерений температуры воздуха в помещениях также
применяют термометры. Рабочей жидкостью является ртуть для измерений
температур в пределах от -30 до +500 °С, или спирт – для измерений
28
температур до -130 °С. Для измерения температуры воздуха в рабочей зоне
термометр устанавливают на высоте 1,5 м от пола. Места измерения
температуры воздуха в воздуховодах выбирают так, чтобы установленные
термометры не подвергались вибрации лучистого тепла от калориферов, чтобы
на них не попадали капли воды от оросительных камер. Если необходимо
делать многократные измерения в одних и тех же точках и централизованное
измерение температуры в точках, которые расположены одна над другой на
большом расстоянии, то применяют термоэлектрические термометры.
1.4 Основы промышленной вентиляции
Промышленные вентиляционные системы предназначены для обращения
с большими объёмами воздуха, для работы с большим давлением и
интенсивностью транспортировки воздушных потоков. Требования, которые
предъявляются к системам промышленной вентиляции и фильтрации выше,
чем у систем офисных и жилых зданий. Промышленная вентиляция должна
обеспечивать циркуляцию воздуха на больших площадях, нередко в условиях
высокого давления, сильного термического воздействия, быстро и качественно
обрабатывать большие объёмы воздушных масс и быть устойчивой к
агрессивному влиянию различных сред, которые могут содержаться в
промышленном воздухе.
Существует несколько методов освежения воздуха на промпредприятиях:
– аэрация, когда помещения проветриваются естественным путём;
– общеобменная искусственная вентиляция механического типа, которая
может сочетаться с кондиционирующими системами;
– воздушные завесы и струи;
– локальные воздушные отсосы;
– системы, которые сжимают и разрежают воздух для обеспечения его
потока.
29
Существует также классификация, которая основана на способе
приведения воздуха в движение:
– искусственное механическое движение;
– естественное движение;
– комбинированный метод вентиляции.
Принцип действия естественной вентиляции основан на способности
воздуха к перемещению в зависимости от перепадов его температур и
плотности, когда для этого не применяют никакие технические
приспособления. Естественная вентиляция осуществляется двумя способами:
– проветривание;
– аэрация.
Аэрацию применяют в холодных производственных помещениях, цехах.
Это общеобменный метод вентилирования помещений силой естественного
движения воздуха – ветра. В горячих производственных помещениях, цехах
этот приём осуществляют под взаимным влиянием теплового и ветрового
напоров.
Проветривание – это наиболее простой и экономичный способ.
Воздухообмен осуществляется потому, что наружный и внутренний воздух
имеют разные температуры и плотность, причём ветер способствует их более
активному смешиванию. Вентиляция естественного типа более проста и
экономична. Но у неё есть недостаток – она не подходит для промышленных
объектов, при работе которых происходит выделение в воздух различных
нежелательных веществ. Также поступающий внутрь естественным путём
воздушный поток не очищается, не подогревается и пр.
Действие искусственных механических вентиляционных систем основано
на принудительном воздухообмене. В соответствии с направленностью
воздушного потока выделяют разновидности искусственной вентиляции:
– вытяжная;
– приточная;
– комбинированная, т. е. приточно-вытяжная.
30