5.3.1. Расчет воздухообмена при механической вентиляции

Количество воздуха, которое должно подаваться в производственное помещение системой общеобменной вентиляции, определяется с учетом вида вредного фактора, загрязняющего воздушную среду (токсичные вещества, теплоизбытки, влагоизбытки).

1. При выделении токсичных веществ (газы, пары, пыли) объем подаваемого в помещение свежего воздуха, необходимого для разбавления выделяющихся вредных веществ до предельно допустимых концентраций, определяется из соотношения

L_в = , м³/ч, (5.7)

где G – масса вредных веществ, выделяющихся в рабочее помещение, мг/ч; C_ПДК – предельно допустимая концентрация (ПДК) вредных веществ, мг/м³; С_пр – концентрация вредных веществ в приточном воздухе, мг/м³.

Концентрация вредных веществ в приточном воздухе должна быть по возможности минимальной и не превышать

30 % ПДК, то есть С_пр  0,3С_ПДК.

Расход воздуха для обеспечения норм взрывопожарной безопасности определяется по формуле

, м³/ч, (5.8)

где q – нижний концентрационный предел распространения пламени для выделяющихся газо-, паро-, пылевоздушных смесей, мг/м³; G – количество взрывопожароопасного вещества в воздухе, мг/ч.

Расчетные формулы и методики определения количества вредностей, выделяющихся в производственное помещение, принимаются из специальной литературы [8─10].

Например, расчет количества вредных веществ, поступающих из газового объема трубопроводов и аппаратов, работающих под внутренним давлением, приводится по формуле [8]

G = 3,57 10 ^-2 m P_изб  V , кг/ч , (5.9)

где  ─ коэффициент запаса, принимаемый равным 1,52; m – коэффициент негерметичности оборудования (выбирается по таблице [8, 9]); P_изб – избыточное давление в оборудовании, кПа; V – объем оборудования, занимаемый газовой (паровой) фазой, м³; T – абсолютная рабочая температура газа или пара

в оборудовании, К; M – молярная масса газа или пара.

Для определения количества вредных веществ, поступающих в атмосферный воздух через сальниковые уплотнения поршневых насосов при перекачке нефтепродуктов, предложена формула [8]

G =3,1910 ^-3 D B , г/ч, (5.10)

где D – диаметр штока, мм; B – опытный коэффициент, рав -

ный 5 для агрессивных нефтепродуктов (алкилаты и др.) и 2,5 – для бензинов, лигроинов, керосинов; P – давление, развиваемое насосом, Па.

Количество паров или газов, выделяющихся через лабиринтное уплотнение, может быть определено по формуле [8]

G = 10 f  , г/с, (5.11)

где f – площадь зазора лабиринтного уплотнения, см²; P₁ – давление перед лабиринтом, Па; P₂  давление после лабиринта, Па;

n – число камер лабиринта;   плотность пара или газа, кг/м³.

Наряду с расчетными формулами на практике используются методики определения вредностей, выделяющихся в условиях отдельных производств, по удельным показателям [20]. Эти методики, например, применяются при определении вредных веществ, поступающих в атмосферный воздух, от гальванических производств, от участков механической обработки материалов, при сварочных работах, при деревообработке, при сжигании топлива различных видов.

При одновременном выделении в рабочую зону нескольких вредных веществ, не обладающих однонаправленным характером действия на организм человека, потребный воздухообмен общеобменной вентиляции допускается принимать по тому веществу, для которого требуется подача наибольшего количества чистого воздуха.

При одновременном выделении в воздух рабочей зоны нескольких вредных веществ однонаправленного действия (серный и сернистый ангидрид; окислы азота совместно с окисью углерода и др.) расчет общеобменной вентиляции следует производить путем суммирования объемов воздуха, необходимых для разбавления каждого вещества в отдельности до его предельно допустимой концентрации.

2. Для вычисления требуемого расхода воздуха в помещениях, где образуется избыток тепла, применяется формула

, м³/ч, (5.12)

где Q_изб – количество избыточного тепла, выделяющегося в помещение, кДж/ч;  ─ плотность воздуха, кг/м³; с – удельная теплоемкость воздуха, равная 1,005 кДж/(м³⁰С); t_п , t_ух – температура подаваемого воздуха в рабочую зону и удаляемого из помещения, ⁰С.

При этом температура удаляемого из помещения воздуха определяется по зависимости

t_ух = t_рз + t (h – 2), ( 5.13)

где t – температурный градиент по высоте помещения, ⁰С/м (принимается равным 0,51,5 ⁰С/м); h – расстояние от пола до центра вытяжных проемов, м; 2 – высота рабочей зоны, м.

Температура подаваемого воздуха (t_n) должна быть на

58 ⁰С ниже температуры воздуха в рабочей зоне.

Количество избыточного тепла, выделившегося в помещение, рассчитывается по формуле

Q_изб = Q_я – Q_ух, (5.14)

где Q_я – явная теплота, выделяемая в ходе технологического процесса (оборудованием, работающими и др.); Q_ух – теплота, уходящая из помещения (потребляемая в ходе процесса, отводимая в строительные конструкции и др.).

Поскольку вентиляция рассчитывается для летнего периода, Q_ух допускается принимать равной 0. Тогда Q_изб = Q_я, которая складывается из теплоты, выделяемой в помещение от технологического оборудования (Q_об), электрооборудования

(Q_эл), от источников искусственного освещения (Q_осв), от работа-ющих (Q_р), то есть

Q_изб = Q_об + Q_эл + Q_осв + Q_р. (5.15)

3. В помещениях с избыточным влаговыделением необходимое количество воздуха, которое должна обеспечивать общеобменная система, рассчитывается по формуле

L_в = , м³/ч, (5.16) где I_вп – масса водяных паров, выделяющихся в помещение, г/ч;

d_уд – содержание влаги в воздухе, удаляемом из помещения, г/кг, (определяется по диаграммам с учетом значения температуры и относительной влажности, которые должны быть в помещении в соответствии с нормативными требованиями); d_пр – содержание влаги в наружном воздухе, подаваемом в помещение, г/кг.

При одновременном поступлении в помещение тепла и влаги необходимый воздухообмен принимается по наибольшему количеству воздуха, полученного в расчетах для каждого вида производственных выделений.

Методики определения тепло- и влаговыделений при различных условиях изложены, в частности, в [10].

При одновременном выделении в воздух рабочей зоны вредных веществ, тепла и влаги необходимый воздухообмен принимается по наибольшему количеству воздуха, полученного в расчетах для каждого вида производственных вредностей.

В тех случаях, когда количество выделяемых вредных веществ в воздухе помещений трудно определить, допускается рассчитывать количество вентиляционного воздуха по кратности воздухообмена, установленной ведомственными нормативными документами. Кратность воздухообмена К показывает, сколько раз в течение часа воздух в помещении должен быть заменен полностью:

К = , ч^-1, (5.17)

где L_в – объем воздуха для вентиляции помещения, м³/ч; V_пом –

объем помещения, м³.