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 одномудвох 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 q_я 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 ; μ_г - 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 С_ГДК.