Тема№5 вентиляция

НАЗНАЧЕНИЕ ВЕНТИЛЯЦИИ И КЛАССИФИКАЦИЯ СИСТЕМ

Вентиляцией называется замена воздуха помещения наружным воздухом. Задача вентиляции состоит в том, чтобы обеспечить воздушную среду в помещении, отвечающую санитарно-гигиеническим и технологическим требованиям.

Системы вентиляции представляют собой комплекс инженерных устройств, включающих воздушный тракт (воздуховоды), оборудование для обработки и транспортировки воздуха, а также сетевое оборудование (воздухоприемные, воздухораспределительные устройства, дроссель-клапаны и др.).

Системы вентиляции классифицируют по ряду признаков:

по природе давления —

на системы с гравитационным побуждением воздуха (естественная вентиляция) и

с искусственным побуждением (механическая вентиляция),

по функциональному признаку —

на вытяжные,

приточные и

приточно-вытяжные;

по схеме воздухообмена —

на местные (воздух удаляется или подается непосредственно у места образования вредных веществ, а также у места работающего);

общеобменные (смена воздуха происходит в объеме помещения) и

смешанные (общеобменные в сочетании с местными).

По характеру обработки воздуха системы вентиляции могут быть

прямоточными (в помещение подается только наружный воздух) и

рециркуляционные (весь воздух из помещения или его часть после обработки вновь поступает в помещение). Системы с частичной рециркуляцией позволяют утилизировать теплоту выбросного воздуха.

Сухой атмосферный воздух представляет собой однородную смесь нескольких газов (по массе): 75,55% азота, 23,1% кислорода, 1,35% инертных и прочих газов. Соотношение количеств этих компонентов в атмосферном воздухе стабильно. Атмосферный воздух всегда содержит также некоторое количество водяных паров. Смесь сухого воздуха с водяными парами называется влажным воздухом. Количество водяных паров, содержащихся во влажном воздухе, может меняться в значительных пределах. Влажный воздух можно рассматривать с точностью, достаточной для расчетов систем вентиляции как смесь двух идеальных газов — сухого воздуха и водяного пара.

ЕСТЕСТВЕННАЯ ВЕНТИЛЯЦИЯ

Давление, заставляющее воздух перемещаться при естественной вентиляции, обусловлено гравитационными силами, возникающими вследствие разности плотности воздуха помещения рвн наружного воздуха рн при температуре 5 °С. Оно определяется по формуле

Не=(рн-рвн)h9,81 Па,

где h — расстояние по вертикали от центра приточного проема до центра вытяжного, м;

9,81 — гравитационное ускорение, м/с².

Это давление расходуется на преодоление сопротивления движению воздуха на его пути.

Способ естественной вентиляции помещений при бесканальных системах, организованный с помощью регулируемых приточных и вытяжных проемов, называется аэрацией. Аэрация применяется в производственных цехах со значительными теплоизбытками (кузнечные, литейные цеха и пр.). Проемы в стенах здания для притока наружного воздуха располагают на высоте 3...4 м от пола. Для удаления воздуха из аэрируемого помещения на кровле устанавливают вытяжные шахты или аэрационные фонари Проемы, шахты и фонари оборудуются специальными устройствами для регулирования их открывания и закрывания. Количество приточного воздуха G, кг/ч, которое должно пocтупать в приточные проемы аэрируемого здания, вычисляют по формуле:

G = 3,6Q/c(tyx-tпp),где

с — удельная массовая теплоемкость воздуха, кДж/кг * К

Q - теплоизбытки в помещении, Вт/ч;

tпp — расчетная температура приточного воздуха, °С

tyx — температура уходящего воздуха, °С, вычисляемая по формуле:

t yx = t рз — Δτ(Н— hм), где

t рз — температура воздуха в рабочей зоне;

Δτ — нарастание температуры на каждый метр высоты выше плоскости рабочей зоны (hм),

для помещений с небольшим тепловыделением Δτ = 0,5°С,

а с большим Δτ =0,7...1,5 °С;

Н —высота помещения, м.

В жилых, общественных и производственных зданиях, не требующих интенсивного воздухообмена, большое распространение получили вытяжные канальные системы естественной вентиляции. Вертикальные вытяжные каналы этих систем обычно располагают в толще внутренних стен или в специальных железобетонных блоках и шахтах.

Системы естественной вентиляции имеют простое устройство, несложны в эксплуатации, однако из-за малого радиуса действия (до 8 м) малоэффективны, особенно для помещений с незначительными избытками теплоты.

Скорость воздуха в воздуховодах систем с гравитационным (естественным) побуждением принимают 0,5... 1,0 м/с.

Сборные короба и вытяжные шахты на чердаке выполняют с утепленными стенками во избежание выпадения конденсата на их внутренних поверхностях в зимнее время. Материал стенок каналов и шахт должен быть несгораем.

В жилых зданиях вытяжные вентиляционные каналы из помещении, обращенных на противоположные фасады, не объединяют.

В квартирах вытяжку устраивают из кухонь, ванных комнат и санузлов.

Специальных приточных систем вентиляции в этих зданиях не предусматривают.

МЕХАНИЧЕСКАЯ ВЕНТИЛЯЦИЯ

Системы вентиляции с механическим побуждением обладают рядом достоинств, главное из них — увеличение радиуса действия (до 50 м), возможность подвергать воздух различной обработке (нагревать, обеспыливать, увлажнять и т. д.). Эти системы позволяют обслуживать большое число помещений, что дает экономию за счет укрупнения единичной мощности вентиляционного оборудования.

Механическая вентиляция может быть как приточной, так и вытяжной. Она дает возможность использовать различные схемы воздухообмена путем применения и местных, и общеобменных систем.

Приточный воздух следует подавать так, чтобы он не поступал через зоны с большим загрязнением в зоны с меньшим загрязнением и не нарушал работы местных отсосов. В производственных помещениях приточный воздух следует подавать в рабочую зону из воздухораспределителей: горизонтальными струями, выпускаемыми в пределах или вне рабочей зоны; наклонными (вниз) струями, выпускаемыми на высоте 2 м и более от пола.

Для удаления избытков теплоты, влаги и вредных газов вытяжной воздух следует удалять из верхней зоны помещения через отверстия, размещенные под потолком, но не ниже 2 м от пола до низа отверстий. При удалении взрывоопасных смесей газов, паров и аэрозолей вытяжные отверстия располагают не ниже 0,4 м от плоскости потолка.

Воздухозаборные отверстия в уличных шахтах следует располагать не ниже 2 м от поверхности земли.

ОБОРУДОВАНИЕ СИСТЕМ ВЕНТИЛЯЦИИ

Оборудование вентиляционных систем, предназначенное для обработки воздуха, обычно располагают в специальных камерах.

В приточной системе наружный воздух последовательно проходит воздухозаборную шахту, многостворчатый утепленный клапан, фильтр, калорифер и далее вентилятором нагнетается через шумоглушитель в приточные воздуховоды системы.

В вытяжных системах выбросной воздух, пройдя вытяжные решетки, по воздуховодам поступает в вытяжную камеру, где он вентилятором нагнетается через фильтр (если воздух сильно запылен) в выбросную шахту.

Рассмотрим устройство основного оборудования вентиляционных камер.

Вентиляторы — механизмы, предназначенные для перемещения воздуха или других газов. По принципу действия различают вентиляторы радиальные (центробежные) с одно- и двусторонним забором воздуха, осевые — одно- и многоступенчатые.

Калориферы предназначены для нагрева (или охлаждения) воздуха. Воздух в калорифере нагревается (или охлаждается) в процессе его контакта с поверхностью, представляющей собой пучки труб с оребрением. Оребрение может быть навивным (стальная лента на ребро), насадным (отдельные ребра, пластины) или накатным (обычно на трубах из меди или алюминия). Стальные калориферы подвергаются горячему оцинкованию методом окунания в расплавленный цинк. Их выпускают одноходовыми многоходовыми на пар и на воду.

Фильтры используют для обеспыливания воздуха. Различают фильтры: ячейковые (размер ячеек 514x514x68 мм), заполненные замасленными сетками из металла, пластмассы или керамическими кольцами; самоочищающиеся с движущимися четырьмя рядами металлической сетки, смоченной маслом, рулонные из рыхлого синтетического мата. Эти фильтры используют в приточных системах вентиляции.

Фильтры для обеспыливания выбросного воздуха применяют в случаях, если пыль представляет собой полезный продукт.

Например, на мукомольных и хлебопекарных предприятиях улавливают мучную пыль в рукавных матерчатых фильтрах, а на деревообрабатывающих предприятиях — древесную стружку в циклонах. Принцип действия циклона основан на отделении пылинок из вихревого потока за счет центробежных сил, которые отбрасывают пылинки к неподвижной стенке. Пылинки теряют скорость и ссыпаются в нижнюю часть циклона, откуда периодически удаляются.

Шумоглушители устанавливают на трактах как приточного воздуха, так и вытяжного воздуха. Шумоглушители могут быть пластинчатого, сотового и трубчатого вида. В качестве шумопоглощающего материала используют минераловатные плиты плотностью 70 кг/м3, плиты из стекловолокна плотностью 40 кг/м3 или мягкие маты из супертонкого стекловолокна плотностью 15 кг/м³.

КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ ВОЗДУХА

Сущность кондиционирования воздуха заключается в создании и автоматическом поддержании определенного состава воздушной среды в помещении (температуры, относительной влажности, подвижности, запыленности и пр.) независимо от изменения метеорологических условий и интенсивности выделений теплоты и влаги в помещениях. Кондиционирование применяют в тех случаях, когда заданные параметры микроклимата в помещении не могут быть обеспечены вентиляцией.

Значение кондиционирования воздуха весьма велико. Только в условиях контролируемого микроклимата в производственных помещениях возможно получение современной качественной продукции в таких отраслях, как текстильная, полиграфическая, точное машиностроение, электронное приборостроение, производство медикаментов и пр. Поддержание в медицинских учреждениях чисто стерильной воздушной среды с заданными температурно-влажностными условиями является необходимой составляющей успешного лечения людей. Кондиционирование воздуха имеет важное значение в обеспечении безотказной работы ЭВМ, при выполнении исследований в области биологии, химии, при работе с радиоактивными веществами, при хранении культурных и исторических ценностей, измерительных эталонов.

Применение кондиционирования воздуха в нашей стране имеет специфику, обусловленную большим разнообразием климата. По экстремальным теплым и холодным условиям, по различной продолжительности теплого и холодного периодов наша страна отличается от многих государств и поэтому необходим широкий диапазон решений, позволяющих поддерживать необходимый микроклимат в зданиях, находящихся в различных климатических районах страны.

КЛАССИФИКАЦИЯ СИСТЕМ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА

По назначению кондиционирование воздуха делится на

комфортное и

технологическое.

Комфортное кондиционирование воздуха предназначено для создания микроклимата, оптимального для жизнедеятельности людей. Отклонение параметров воздуха от заданных при комфортном кондиционировании, как правило, составляет по температуре +,- 1,0 °С, по относительной влажности +, -7%, по подвижности воздуха +,- 0,1 м/с в течение года в среднем от 100 до 450 ч.

Технологическое кондиционирование обеспечивает необходимые условия для технологических процессов. Система кондиционирования (СКВ) включают воздухоприготовительное устройство (кондиционер), сеть воздуховодов и сетевое оборудование (доводчики, воздухораспределители, шумоглушители, средства автоматического регулирования).

По характеру связи с обслуживаемым помещением СКВ разделяются

на центральные

и местные.

По схеме обработки воздуха СКВ разделяют

на прямоточные и

на рециркуляционные.

Кондиционеры бывают неавтономные и автономные.

Неавтономные кондиционеры не имеют источников холода в составе их конструкций. Они представляют собой разборные (секционные) и неразборные (шкафные) агрегаты, к которым необходимо подводить холодо- и теплоноситель.

Секционные неавтономные кондиционеры поступают на место монтажа в разобранном виде (посекционно). Широкое распространение получили центральные неавтономные кондиционеры типа КТЦ воздухопроизводительностью от 7 до 250 тыс. м³/ч. К неавтономным кондиционерам можно отнести различного рода доводчики, назначение которых состоит в том, чтобы «доводить» до требуемых параметров воздух, поступающий в помещение из центральных СКВ.

Автономные кондиционеры характеризуются наличием источника холода (холодильной машины). К ним должны быть подведены электроэнергия для привода компрессора холодильной машины, вентилятора и для нагрева воздуха в электрокалорифере, а также воды или воздуха для охлаждения конденсатора холодильной машины. В последнее время широкое распространение получили СКВ на базе раздельных автономных кондиционеров (сплит-системы) зарубежного производства. Холодильный агрегат этих кондиционеров обычно размещают на наружной стороне стены, а воздухообрабатывающую его часть в обслуживаемом помещении. Компрессор этих кондиционеров охлаждается уличным воздухом. В качестве хладагента используют газ фреон.

Литература

 

1. Инженерные сети. Оборудование зданий и сооружений. / Под ред.проф. Ю. П. Соснина – М.: Высшая школа, 2001.- 416с.

2. Орлов К.С. Монтаж санитарно-технических, вентиляционных систем и оборудования.- М.: Издат. Дом «Ореол», 1997.

3. Соснин Ю. П., Бухаркин Е.Н. Камины, бытовые печи, высокоэффективные котлы. – М.: «Новая волна», 2000г.

4. Соснин Ю. П., Бухаркин Е.Н. Высокоэффективные контактные газонагреватели. – М.: Стройиздат, 1988г.