1. Расчет воздухообмена в помещении с местными отсосами

Схема “один приток - две вытяжки”:

уравнение воздушного баланса

G_п - G_м.о - G_у = 0, (57)

уравнения баланса явной теплоты

c_pвG_пt_п + 3.6DQ^я - с_рвG_м.оt_р.з - с_рвG_уt_у = 0, (58)

уравнение баланса полной теплоты

G_пh_п + 3.6DQ^п - G_м.оh_р.з - G_уh_у = 0, (59)

где G_п, G_м.о, G_у - соответственно расход приточного воздуха, воздуха, удаляемого через местные отсосы и воздуха, удаляемого из верхней зоны помещения, кг/ч; t_п, t_р.з, t_у - соответственно температура приточного воздуха, воздуха рабочей зоны и воздуха, удаляемого из верхней зоны помещения, ^оС; h_п, h_р.з, h_у - соответственно энтальпия приточного воздуха, воздуха рабочей зоны и воздуха, удаляемого из верхней зоны помещения, кДж/кг; DQ^я, DQ^п - соответственно избытки явной и полной теплоты в помещении (при недостатках теплоты величины входят в уравнения (58) и (59) со знаком минус), Вт; с_рв = 1.005 кДж/(кг×К) - удельная теплоемкость воздуха.

Расчет производят для трех периодов года. В ТП года, как правило, требуется определить расходы приточного G_п и удаляемого воздуха G_у. Поэтому систему уравнений (57), (58) или (57), (59) решают относительно G_у. При ассимиляции избытков явной теплоты получим:

3.6DQя - Gм.Осрв(tр.З - tп)

G_у = ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾. (60)

с_рв(t_у - t_п)

В уравнении (60) неизвестными величинами являются температуры приточного t_п и удаляемого t_у воздуха. В ТП года рекомендуется использовать естественный приток, через открывающиеся фрамуги окон, если это допустимо по архитектурно-строительным и технологическим условиям. В этом случае

t_п = t_н^А­, (61)

где t_н^А - температура наружного воздуха (параметры А), ^оС.

При подаче воздуха системой с искусственным побуждением, следует учитывать подогрев воздуха в вентиляторе. Согласно [4, прил.17]

t_п = t_н^А + 0.001p_вен., (62)

где р_вен. - полное давление вентилятора, Па. В первом приближении при неизвестном давлении вентилятора допускается принимать величину подогрева в пределах 0.5 - 1.0^оС.

Температура воздуха, удаляемого из верхней зоны, наиболее корректно может быть определена по одной из следующих формул:

t_у = t_п + k_t(t_р.з - t_п), (63)

t_у = t_п + (t_р.з - t_п)/m, (64)

где k_t - коэффициент эффективности воздухообмена; m - коэффициент теплового распределения.

Коэффициент k_t корректно может быть рассчитан, если известна схема воздухообмена, схема воздухораспределения и распределение избытков теплоты в верхней и нижней зоне [19]. Однако при первом расчете воздухообменов такие данные, как правило, отсутствуют, поэтому значения k_t принимают как укрупненный измеритель.

Для помещений, в которых циркуляция воздуха обусловлена совместным действием приточных струй и конвективных потоков от крупногабаритного оборудования (d_экв ³ 1.5 м) с шагом расстановки воздухораспределителей 12 м и более, значения k_t следует принимать по данным таблицы 15. В цехах, в которых циркуляция воздуха обусловлена только действием приточных струй (основные цехи радиотехнической и электронной промышленности, цехи механической обработки металлов, сборочно-сварочные, гальванические, деревообрабатывающие) значения k_t могут быть приняты по данным таблицы 16.

Таблица 15. Значения k_t для цехов с нагретым оборудованием и механическим притоком [3]

Способ подачи воздуха	Ап, м2 не бо-	Кратность воздухообмена, ч-1
	лее	3	5	10	15	20	25
Приколонная подача непосредственно в РЗ (до 2 м от пола)	300	1.85	1.75	1.65	1.60	1.55	1.50
Приколонная подача с высоты 4 м от пола наклонными веерными струями в направлении РЗ	600	1.40	1.35	1.25	1.20	1.15	1.15
Горизонтальная подача компактными струями выше 6 м от пола	900	1.10	1.0	0.90	0.85	0.80	0.80
Подача сверху вниз вертикальными закрученными струями выше 6 м от пола	600	1.10	1.05	1.00	0.95	0.95	0.90

Примечание: А_п - площадь зоны действия воздухораспределителей

Величина DQ_р.з может быть определена по формуле

DQ_р.з = 0.278с_рвG_м.о(t_р.з - t_п). (65)

Формулу (64), как правило, используют при расчете аэрации (см. п. 9.2).

При расчете воздухообмена на ассимиляцию избытков полной теплоты решают систему уравнений (57), (59), а значения энтальпии воздуха в соответствующих точках вентиляционного процесса определяют по h-d-диаграмме. Для этого строят луч вентиляционного процесса и на пересечении луча с изотермами t_п = const, t_р.з = const, t_у = const определяют значения соответствующих параметров воздуха.

Если в помещении, кроме избытков теплоты и влаги, выделяются также и вредные вещества, то необходимо произвести расчет воздухообменов на разбавление до ПДК. Из уравнения воздушного баланса и баланса вредности получим:

Таблица 16. Коэффициент эффективности воздухообмена k_t в цехах, не имеющих нагретого технологического оборудования [3]

Способ подачи воздуха	Место удаления воздуха общеобменной вентиляцией	Доля тепловыделений в РЗ qр.з	kt
Непосредственно в РЗ	Из верхней зоны	1.0 0.7 0.5	1.0 1.4 2.0
Наклонными струями в направлении РЗ с высоты 4 м от пола	То же	1.0 0.7 0.5	1.0 1.2 1.3
То же более 4 м	- “ -	1.0 0.7 0.5	1.0 1.0 1.2
Выше рабочей зоны: настилающимися и ненастилающимися струями плоскими или компактными и веерными струями настилающимися струями ненастилающимися струями	Вне зоны непосредственного воздействия струи В зоне непосредственного воздействия струи То же при h/Fстр: 10 20 30 из верхней зоны	1.0 0.7 0.5 1.0 0.5 - - - 1.0 0.7 0.5	1.1 1.15 1.2 0.90 0.85 0.80 0.90 0.95 0.85 0.95 1.0

Примечания: 1. q_р.з = DQ_р.з/DQ, где DQ_р.з - количество теплоты, поступившей в РЗ, Вт; DQ - избытки теплоты в помещении, Вт; 2. h - расстояние по горизонтали от всасывающего отверстия до выпуска струи, м; F_стр - площадь струи на входе в РЗ, м².