
- •7.1. Балансні рівняння повітрообміну приміщень і виділень в них забрудників [1]
- •7.2. Загальний повітрообмін приміщення за усталеного режиму
- •Загальна вентиляція при тепло- і вологонадлишках
- •7.3. Загальний повітрообмін при надлишках забрудників
- •7.4. Часткові випадки загальної веНтиляції
- •7.5. Повітрообмін загальної вентиляції для усунення запахів
- •7.6. Визначення повітрообміну загальної вентиляції
- •Розрахунковий повітрообмін загальної вентиляціЇ
- •7.8. Ефективність загальної вентиляції приміщень [22, 23]
- •Література до розділу 7
7.4. Часткові випадки загальної веНтиляції
а) за відсутності витікальної місцевої вентиляції
Для розрахунку повітрообміну по надлишках повної теплоти потрібно розв’язати систему рівнянь:
(7.32)
Розв’язок цієї системи має вигляд
, кг/год
, (7.33)
де індекс “1” вказує на загальний повітрообмін за дії однієї притікальної і однієї витікальної СВ.
Об’ємні витрати повітряних потоків при цьому обраховуються за формулами:
,
м3/год. (7.34)
Очевидно, що
оскільки
.
б) за наявності витікальної місцевої вентиляції і всмоктування внутрішнього повітря системами загальної витікальної вентиляції в одномудвох рівнях приміщення
До даного випадку
відноситься більшість виробничих
приміщень за наявності в них систем
витікальної місцевої вентиляції, що
засмоктують внутрішнє повітря із робочої
зони в кількості
, і витікальної загальної вентиляції
із верхньої зони продуктивністю
,
кг/год. В громадських будинках також є
приміщення, в яких повітрообмін
відбувається за цією схемою. Наприклад,
за подібною схемою відбувається
повітрообмін в приміщеннях залів
громадського харчування (витікання
внутрішнього повітря в двох різних
рівнях), у глядацьких і актових залах
(розташування отворів для витікального
(рециркуляційного) повітря в нижній
зоні і для витікального (викидного)
повітря – у верхній зоні приміщення).
В цьому випадку для розрахунку повітрообміну по надлишках повної теплоти застосовують рівняння (7.16) ... (7.18).
В деяких випадках
при розрахунках повітропродуктивності
загальної вентиляції за цією схемою,
рекомендується приймати наперед задане
співвідношення між
і
.
Розв’язок системи рівнянь (7.16 – 7.17) при
цьому має вигляд [6].
, (7.35)
де
.
В цьому випадку кількість внутрішнього повітря, що витікає із верхньої зони приміщення
. (7.36)
Кількість внутрішнього повітря, що витікає в сусідні приміщення через прорізи і нещільності внутрішніх огорож:
. (7.37)
Розрахунок
повітропродуктивності загальної
вентиляції при розміщенні отворів для
витікального (рециркуляційного) повітря
не у верхній зоні приміщення, а на
довільній висоті також виконується за
формулою (7.35). В цьому випадку
– ентальпія внутрішнього повітря на
рівні отворів витікального (рециркуляційного)
повітря, а величина z
визначається за співвідношенням витрат
рециркуляційного і притікального
(суміші зовнішнього і рециркуляційного)
повітря.
в) при витіканні повітря із приміщення в двох рівнях та притіканні повітря
від двох джерел
Така схема повітрообміну має місце в гарячих цехах підприємств громадського харчування при влаштуванні вентиляційного ковпака (зонта) над плитою для готування їжі. За цією ж схемою відбувається перетікання повітря в приміщеннях для ливарного, термічного та інших подібних виробництв за наявності в них дахових провітрювачів, cистем місцевої витікальної і місцевої притікальної вентиляції.
В таких випадках для розрахунку повітрообміну по надлишках повної теплоти використовують систему рівнянь:
Величини
і
(відповідно повітропродуктивності
системи місцевої притікальної (система
душування) і систем місцевої витікальної
вентиляції) відомі.
Розв’язок системи має вигляд:
; (7.40)
, кг/год . (7.41)
Величини
і
характеризують повітропродуктивності
відповідних систем загальної вентиляції
(в гарячих цехах підприємств громадського
харчування) або витрати повітря через
регульовані отвори зовнішніх огорож
(аерацію) приміщень (гарячі виробничі
приміщення промислових будинків). В
останньому випадку повітрообміни, як
правило, розраховують по надлишках
явної теплоти:
,
кг/год.
(7.42)
Приклад
7.1. Визначити
повітропродуктивності систем загальної
витікально-притікальної вентиляції
кувального цеху, якщо температура
притікального повітря
оС
і барометричний тиск 101,3 кПа. Надлишки
явної теплоти
кДж/год. В приміщенні діють: система
механічної притікальної місцевої
вентиляції (душування робочих місць),
яка забезпечує витрату притікального
повітря
кг/год з температурою
оС;
системи місцевої витікальної вентиляції
загальною продуктивністю
кг/год,
які вилучають внутрішнє повітря із
робочої зони приміщення з
оС.
Внутрішній об’єм приміщення
м3,
а його висота
м. Притікання зовнішнього повітря в
кількості
передбачається безпосередньо в робочу
зону цеху, а витікання внутрішнього
(викидного) повітря в кількості
із верхньої зони цеху (тобто схема
випирального перетікання повітря
“знизу-уверх”).
Розв’язування.
Визначаємо питомі надлишки явної теплоти qя в приміщенні (теплову напругу приміщення)
.
Згідно даних
табл.6.8 приймемо величину температурного
градієнта
(при
і
Вт/м3).
Визначаємо температуру витікального повітря, тобто внутрішнього повітря у верхній (пристельовій) зоні приміщення за формулою
оС
За формулою (7.40) обраховуємо повітропродуктивність загальної витікальної вентиляції
кг/год,
де
оС.
Тобто
м3/год,
де
кг/м3
.
За формулою (7.41) визначаємо:
кг/год,
або
м3/год,
де
кг/м3
.
Визначаємо кратність загального повітрообміну приміщення по притоку за формулою
год-1.
Повітрообмін загальної вентиляції приміщення за умов розчинення (асиміляції) надлишкових явних тепловиділень і схеми перетікання повітря “знизу-уверх”, обраховуються за формулою:
, кг/год , (7.43)
де
(для виробничих приміщень);
-
надлишкові явні тепловиділення, Вт;
– коефіцієнт температурної ефективності
загальної вентиляції,
(табл.5.2 [4]).
У випадку невисоких
приміщень (
м), або у випадку струминного перемішувального
перетікання повітря через приміщення
.
Повітрообмін приміщення за умов рівномірного розчинення в ньому надлишків діоксиду вуглецю (СО2) до ГДК, за відсутності витікальної і притікальної місцевої вентиляції, обраховують за формулою
, кг/год
, (7.44)
де
-
кількість діоксиду вуглецю, що виділяється
в приміщенні, л/год або г/год;
- гранично
допускна концентрація СО2
у внутрішньому
повітрі, л/м3
або г/м3;
– концентрація
СО2
в притікальному (зовнішньому) повітрі,
л/м3 або
г/м3.
Кількість СО2 , що виділяється дорослою людиною, залежить від рівня тяжкості її праці і подається в табл.7.1.
Допускні концентрації СО2 в приміщеннях [5]:
- постійного перебування людей (житлові будинки) 1 л/м3 (1,5 г/кг);
- лікарень 0,7 л/м3 (1,0 г/кг);
- періодичного перебування людей (бюро, офіси) 1,25 л/м3 (1,75 г/кг);
- короткочасного перебування людей 2,0 л/м3 (3,0 г/кг).
Вміст СО2 у зовнішньому повітрі рекомендується приймати [5]:
- для сільської місцевості 0,40 л/м3 (0,6 г/м3);
- для селищ 0,47 л/м3 (0,6 г/м3);
- для міст 0,60 л/м3 (0,9 г/м3).
Граничні допускні концентрації СО2, згідно [8], подані в додатку 8
Таблиця 7.1
Виділення СО2 дорослою людиною [9]
-
Стан людини
Виділення СО2 , л/год
Під час відпочинку у позиції лежачи
10 ... 12
Під час відпочинку у позиції сидячи
12 ... 15
Легка праця в кабінеті (аудиторії)
19 ... 24
Праця середньої тяжкості, гімнастика
33 ... 43
Теніс, танець, тяжка праця
55 ... 70
Заувага. Дитина виділяє СО2 в кількості 70 ... 80 % від поданих у таблиці величин.
Приклад
7.2. Визначити
повітрообмін загальної вентиляції для
зали зібрань на 200 дорослих людей із
умов рівномірного розчинення надлишків
СО2
до ГДК за наступних даних: кількість
СО2,
що виділяється однією людиною – 23 л/год
(легка праця); гранично-допускний вміст
СО2
у внутрішньому повітрі
л/м3
(за короткочасного перебування);
л/м3
(для міста);
кг/м3;
кг/м3.
Розв’язування.
Для визначення повітрообміну використаємо формулу (7.44):
,
кг/год .
Повітрообмін загальної вентиляції приміщення, за умови розчинення в ньому надлишкових газовиділень та перемішувального перетікання повітря і відсутності місцевих СВ, обраховують за формулою
,
кг/год , (7.45)
де
– виділення газу в приміщення, мг/год;
– концентрація газу у витікальному
повітрі (рівна ГДК), мг/м3;
– концентрація газу в притікальному
(зовнішньому) повітрі, мг/м3
(
,
за відсутності даних).
Повітрообмін загальної вентиляції приміщення за умов рівномірного розчинення у внутрішньому повітрі надлишкових пиловиділень і відсутності місцевих СВ також обраховують за формулою
,
кг/год , (7.46)
де
– маса пиловиділень в приміщенні,
мг/год;
– ГДК пилу у внутрішньому (витікальному)
повітрі, мг/м3;
– концентрація пилу в притікальному
(зовнішньому) повітрі, мг/м3
(
).
У виробничих
приміщеннях з переважально конвективними
тепловиділеннями, як правило, концентрації
забрудників (газів, аерозолі) у верхній
зоні більші, ніж в робочій зоні. У випадку
виділення в приміщенні газів, що важчі
за повітря, цей висновок є справедливим
при відповідному значенні параметра
[6]:
г/(м3·К)
, (7.47)
де
– концентрація забрудника (газу,
аерозолі) в робочій зоні, г/м3
(
);
при аварії
, де
- максимально можлива концентрація при
аварії, г/м3
; μг
- молекуляра
маса забрудника, кг/кмоль.
При виділенні
газів і аерозолі, за величини
г/(м3·К),
отвори витікального повітря треба
передбачати у верхній зоні приміщення.
При
г/(м3·К)
в нижній зоні є найбільші концентрації
забрудника і витікання внутрішнього
(витікального) повітря треба передбачати
із цієї зони.
Якщо при виділенні
важких газів, для яких
г/(м3·К),
супутньо виділяються гази, для яких
г/(м3·К),
то отвори для витікання внутрішнього
повітря передбачають з верхньої і
нижньої зон приміщення.
Найбільша концентрація забрудника в нижній зоні спостерігається у випадках, коли їх виділення супроводжується охолодженням внутрішнього повітря, наприлад при витраті його теплового потенціалу на випаровування рідин, або за контакту з поверхнями обладнання, що мають нижчу температуру.
У виробничих приміщеннях з конвективними тепловиділеннями (температура нагрітих поверхонь ≥ 60 оС), концентрацію забрудників у верхній (пристельовій) зоні приміщення, можна визначити за формулою [6]
,
г/м3. (7.48)
Концентрацію забрудника в притікальному (зовнішньому) повітрі приймають за даними натурних замірів (фонова концентрація), а за їх відсутністі – 0,3 СГДК.