3.4.3. Баланс по парам, газам и пыли.

Поскольку аналитически баланс по пыли составить сложно, а опасные пары и газы в проектируемом цехе не выделяются, то на основании отраслевых норм считаем, что воздухообмена, необходимого для поглощения теплоты, достаточно и для поддержания концентрации пыли на уровне не выше предельно допустимого.

4. Выбор схемы организации воздухообмена и режима работы скв для расчетных периодов

Выбор схемы организации воздухообмена предусматривает выбор способа подачи приточного воздуха и удаления отработанного. При этом принимаются во внимание следующие соображения:

- приточный воздух должен полностью поглощать выделяемые вредности;

- удаляемый воздух желательно забирать в месте скопления вредностей или в месте их выделения;

- воздухораспределители необходимо установить так, чтобы воздух на входе в рабочую зону имел допустимые параметры;

- для исключения инфильтрации наружного воздуха, недопустимой при создании оптимального микроклимата, расход приточного должен превышать расход удаляемого из помещения воздуха, для высоты помещения до 6 м на однократный воздухообмен в час.

Составление баланса по вредностям показало, что воздухообмен необходимо ориентировать на борьбу с теплотой. Схема воздухообмена зависит от положения воздухораспределителей и воздухосборников. Последние целесообразно вывести из зоны обслуживания для исключения помех для персонала, создаваемых достаточно громоздкими воздуховодами вытяжной системы. На рассматриваемом участке цеха, тем не менее, предпочтительным по требованию нормативных документов является расположение вытяжных воздуховодов в пределах нижней части рабочей зоны в связи с пылевыделениями. Воздуховоды с вытяжными решетками целесообразно при этой схеме расположить вдоль наружных стен.

При больших количествах выделяющейся теплоты и пыли рекомендуется использовать схему организации воздухообмена «сверху-вниз».

Таким образом, воздухораспределители размещаются предварительно в рабочей зоне, а в процессе расчета воздухообмена их положение уточняется и обосновывается принятие схемы «сверху-вниз».

5. Расчет воздухообменов. Определение параметров приточного воздуха

5.1. Общие положения

При создании микроклимата используется качественный способ регулирования параметров воздуха в рабочей зоне.

Наибольший небаланс по теплоте в рассматриваемом участке цеха получен в теплый период года в рабочее время. С этого режима и необходимо начать расчет воздухообмена, чтобы получить максимальное значение подачи воздуха, и согласовать его с нормативными требованиями по кратности воздухообмена.

Полученное значение далее принимается в качестве расчетного полезного воздухообмена, который поддерживается неизменным и в других расчетных режимах и используется для определения параметров приточного воздуха с помощью h-d диаграммы.

5.2. Расчет воздухообмена в теплый период года в рабочее время

Сначала необходимо определить расход приточного воздуха , для схемы воздухообмена «снизу-вниз», так как подача воздуха в рабочую зону является наиболее предпочтительным решением для обслуживающего персонала.

Угловой коэффициент процесса поглощения теплоты и влаги для теплого периода:

Угловой коэффициент принят равным .

В h-d диаграмме процесс поглощения избытков теплоты пойдет вертикально вверх (по линии ).

Точка В^т – расчетные параметры воздуха в рабочей зоне в теплый период года:

Необходимо провести оценку воздухообмена при подаче воздуха в рабочую зону. Для этого случая допустимая разность температур Δt_доп = 2 °С. Рабочая разность температур не должна превышать Δt_доп.

После построения в h-d диаграмме процесса поглощения теплоты в рабочей зоне определяются параметры приточного воздуха (точка ):

Средняя плотность воздуха при таких параметрах - .

Расход приточного воздуха при таких параметрах определяется по формуле:

Тогда кратность воздухообмена в помещении:

Полученное значение кратности воздухообмена превышает максимальное значение кратности, принятое отраслевыми нормами ( ). Это приводит (кроме увеличения затрат на обеспечение микроклимата) к отклонению подвижности воздуха в рабочей зоне от установленных нормативных требований.

Для снижения расхода приточного воздуха необходимо установить воздухораспределители выше рабочей зоны, т.е. принять схему воздухообмена «сверху-вниз» (рисунок 5.1).

Рисунок 5.1 – Схема воздухообмена «сверху-вниз»:

1 – прядильные машины; 2 – воздухораспределители; 3 – вытяжные решетки;

4 – рабочая зона.

Приняты воздухораспределители (ВР) ПРМ2 (рисунок 5.2), параметры которых приведены в таблице 5.1.

Таблица 5.1 – Параметры ВР ПРМ2.

масса	1,6 кг;
размеры канала	0,25*0,25 м;
расчетная площадь	0,06 м^2;
диапазон расхода воздуха	430-18000 м^3/ч;
скорость	2–20 м/с.

Рисунок 5.2 – Эскиз регулируемого ВР ПРМ2.

Находится максимальная рабочая разность температур :

где – допустимая разность температур воздуха, поступающего в рабочую зону, и воздуха в рабочей зоне, 2 °С;

х – расстояние от выходного сечения воздухораспределителя до рабочей зоны; определяется как разница между высотой до подвесного потолка и высотойрабочей зоны : x= - =4.8-2=2.8м

n – коэффициент затухания температуры, ВР ПРМ2 (n = 0,6–2,8); предварительно принимается n = 1,0;

– расчетная площадь ВР, ;

– коэффициент стеснения;

– коэффициент взаимодействия;

– коэффициент неизотермичности (значения коэффициентов , , приняты равными единице):

Скорость , которую может иметь поток воздуха на выходе из ВР, определяется по формуле:

где m – коэффициент изменения скорости струи.

Для ВР ПРМ2 m находится в диапазоне от 0,7 до 3,2. Предварительно принимаем m = 1,1.

где – нормируемая скорость воздуха, ; – коэффициент перехода от максимальной скорости на входе в рабочую зону к нормируемой скорости в рабочей зоне (для работы средней тяжести IIа при допустимых условиях и избытках теплоты), .

Расход воздуха , м³/ч, через один ВР:

Полученное значение расхода входит в рабочий диапазон расходов воздухораспределителя ПРМ2.

По значению скорости интерполяцией уточняется значение коэффициента , зависящего от скорости:

Уточним значения скорости и объемного расхода воздуха через один воздухораспределитель ПРМ2 для полученного значения :

Аналогично уточняется значение коэффициента изменения температуры воздуха в струе :

Уточняется значение максимальной допустимой рабочей разности температур:

При рабочей разности температур параметры приточного воздуха (точка ) находятся в области пересыщенного влагой состояния. По этой причине использовать полученную разность температур полностью нельзя, хотя при этой рабочей разности температур был бы минимальный расход воздуха.

Приточный воздух перед подачей в помещение обрабатывается в секции орошения кондиционера до состояния точки К^Т и , если это необходимо (температура на выходе из секции орошения меньше температуры приточного воздуха ), в поверхностном воздухонагревателе 2-й ступени.

В рассматриваемом случае второй подогрев воздуха не требуется, т.к. больше .

Для снижения требуемого воздухообмена, зависящего от разности удельных энтальпий приточного воздуха и нормируемой в рабочей зоне , принимаем параметры точки О^т, совпадающими с параметрами точки выхода воздуха из секции орошения (точка К^т).

В этом варианте параметры приточного воздуха (точка О^т):

При этих параметрах расход приточного воздуха равен:

Тогда кратность воздухообмена в помещении:

Полученное значение кратности воздухообмена находится в пределах нормативных требований.

Окончательно принимается расчетный расход приточного воздуха L^Р равным полученному ( ).

Расход удаляемого (вытяжного) воздуха (для исключения инфильтрации и поступления загрязненного воздуха из соседних помещений) должен быть меньше расхода приточного воздуха:

где – превышение расхода приточного воздуха над вытяжным, м³/с.

Для помещений высотой до 6 м м³/ч, при n_в=1 ч^–1;

Следовательно, м³/ч, а

м³/ч или 22м³/с.

До увлажнение в помещении цеха применять нет необходимости, хотя оно позволило бы снизить требуемый воздухообмен и предоставило бы возможность уменьшить вероятность появления статического электричества.

Количество устанавливаемых воздухораспределителей:

Минимальное расстояние между воздухораспределителями ПРМ2 определяется по формуле: