7.3. Расчет требуемых воздухообменов

Энтальпию и влагосодержание приточного и удаляемого воздуха определяют обычно не расчетом по формулам, а снимая значения с I-d диаграммы. Снимать значения следует достаточно аккуратно и точно, чтобы избежать сильного расхождения результатов расчета воздухообменов.

Обычно параметры воздуха студенты представляют в виде таблицы, помещаемой в пояснительной записке рядом со схемой вентиляционных процессов. Наличие такой таблицы позволяет компактно отразить все параметры, и при необходимости быстро найти требуемое значение.

Требуемые воздухообмены по различным видам вредностей определяют, как отмечалось выше, решая систему из двух балансных уравнений: первое уравнение выражает закон сохранения вещества по отношению к перемещаемому через помещение воздуху (баланс по воздуху), а второе — закон сохранения вещества или теплоты по отношению к той или иной вредности (баланс по вредности).

∑G = 0;

∑М_вр = 0

Общее количество воздуха, проходящего через помещение, называется воздухообменом и обозначается G_о. Для общественного здания при отсутствии местных отсосов и местного притока обычно имеет место равенство общего воздухообмена, приточного и удаляемого воздуха G_о= G_п= G_у. Решая составленную систему относительно G_о, получаем окончательное выражение для расчета требуемого воздухообмена по данному типу вредности.

Вид балансного уравнения по вредности и окончательное решение системы для различных видов вредных выделений приведены в таблице 7.1.

Таблица 9. Определение воздухообменов по различным вредностям

Расчетная вредность	Балансное уравнение по вредности	Формула для расчета воздухообмена
Явное тепло	3,6 Qизб.я + Gп с tп – Gу с tу = 0	Gо = 3,6 Qизб.я / с ( tу – tп)
Полное тепло	3,6 Qизб.п + Gп Iп – Gу Iу = 0	Gо = 3,6 Qизб.п / (Iу – Iп)
Влага	Мw + Gп dп – Gу dу = 0	Gо = Мw /(Iу – Iп)
Углекислый газ	VСО2 + Gп Сп /ρп – Gу Су/ρу = 0	Gо = VСО2 /( Су/ρу – Сп /ρп )

Примечание: Величина явного и полного теплопоступлений в приведенных формулах выражена в Вт, поступления влаги — в г/час, поступления углекислого газа — в л/час.

При расчете воздухообмена по углекислому газу символы С_у, и С_п означают концентрации углекислого газа в удаляемом и приточном воздухе (а не теплоемкости !). Комплекс С/ρ предназначен для перевода концентрации из л/м³ в л/кг.

Следует отметить, что при правильном расчете и аккуратном снятии параметров воздуха с I-d диаграммы требуемые воздухообмены по явному теплу, полному теплу и по влаге должны получиться примерно одинаковыми, так как базируются на одних и тех же исходных данных и одних и тех же построениях на I-d диаграмме. В реальной практике обычно не считают все три воздухообмена, а рассчитывают только один, который, согласно построениям на диаграмме, может быть определен с наибольшей точностью. Этот момент является весьма важным, так как луч процесса в помещении может в направлении, близком к вертикальной линии. Тогда разница влагосодержаний удаляемого и приточного воздуха может оказаться очень малой – порядка 0,2-0,3 г/кг. Учитывая, что при снятии значения с диаграммы всегда имеет место некоторая неточность, в этих условиях она может сильно повлиять на результат вычислений. так, если неточность определения влагосодержания каждого воздуха всего 0,1 г/кг, то суммарная погрешность может составить 0,2 г/кг, что соизмеримо с действительной разностью влагосодержаний, и при вычислении можно получить ошибку в значении расхода воздуха до 100%.

На практике выбирают лишь одну из расчетных формул в зависимости от углового коэффициента луча процесса, то есть направления линии на I-d диаграмме:

а) если луч близок к вертикали (ε > 6000 кДж/кг), это означает, что влаговыделения малы, а превалируют выделения явного тепла. Поэтому максимальную точность обеспечивает расчет по избыткам явного тепла (по температуре);

б) если наклон луча близок 45° (3000 < ε < 6000 кДж/кг), это означает, что выделения явного и скрытого тепла соизмеримы. Поэтому максимальную точность обеспечивает расчет по избыткам полного тепла (по энтальпии);

в) если луч близок к горизонтали (0 < ε < 3000 кДж/кг), это означает, что выделения явного тепла невелики, а превалируют влаговыделения. Поэтому максимальную точность обеспечивает расчет по избыткам влаги (по влагосодержанию).

В курсовом проекте в учебных целях студенты выполняют расчет воздухообменов по всем формулам.

Требуемый воздухообмен по санитарной норме определяется в соответствии с количеством людей в помещении и минимальным расходом наружного воздуха, который требуется подавать в расчете на одного человека. Нормативные удельные воздухообмены приведены в Приложении 9 СНиП 2.04.05-91* "Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха".

G_о = L_уд ρ_н N_{чел .}

В помещениях общественных зданий без естественного проветривания этот расход равен 60 м³/(час чел), а для зрительных залов, залов совещаний и других помещений, в которых люди находятся до 3 ч непрерывно — 20 м³/(час чел). Для спортивных залов без зрителей минимальный расход наружного воздуха равен 60 м³/(час чел). Если имеются зрители, расчет ведется отдельно для зрителей и спортсменов, а итоговый расход определяют суммированием.