Книги / Каменев П.Н. Вентиляция1

Боковые

отсосы (рис. 7.25) применяют в случаях, когда

устрой-

-

панелей

ство

равномерного всасывания, бортовых отсосов невоз

по

условиям

технологического

процесса.

Боковые

отсосы

КНО

0>

-

М

страивают

стенках, ограничивающих

источник

вредных

в

выделе

ний

Если

таких стенок нет, боковой отсос желательно оборудовать

-

границами всасывающего фа-

экраном

. В обоих случаях угол между

кела

ограничивается

величиной к и

меньшими

значениями, что

п

воляет

уменьшить расход отсасываемого воздуха при сохранении

03

в)

А 7

б)	К

и

ь

А

*

0

7

о

>4

7

0

' /

к

г)

'

оэ

ф

х

0

7

У

о

7

/

/

-

/

&

7

т

/

0

7

7

V

а -

Рис

7.25. Боковые

отсосы

отсос

в стенке или с

широким

фланцем; б

- отсос

без фланца

в -

отсос с экраном, г - наклонный отсос

Необходимой эффективности отсоса.

Всасывающее

отверстие

-

полняется

прямоугольным. Длина

равной

вы

его А

принимается

ди

аметру)

длине

(

источника,

а высота В

=

(0,5

...1)(лг + 0,5Ъ). Объем

вы-

Тяжки

0

некоторо

от отсосов всех

типов определяется произведением

-

251

Электронная

библиотека

Ъббр://:1 д

V.кЬзби.ги

го	характерного
эффициент к.

объема

вытяжки I	на	некоторый
0

	)	=	Ш Щ з+<	5
Ц			1) .

поправочный

(7.43)

где	2	- тепловая мощность		=		0	+	0
	<		источника, Вт; 5		0,5(х			у
с1 -
	диаметр (эквивалентный диаметр) источника					вредных
	Расчетный расход равен:

+ выделений

) .

Поправочный бенности отсоса.

Ьрасч коэффициент

= к

Ьо	-к.
учитывает

конструктивные

осо-

252

Электронная

библиотека

Ъббр:

/

/

Ьдч.кНзби.ги

Глава 8

ОРГАНИЗАЦИЯ И РАСЧЕТ ВОЗДУХООБМЕНА В ПОМЕЩЕНИИ

§49. Определение расчетного общеобменного

воздухообмена и температуры притока

Решение по организации воздухообмена принимается, исходя из

CA;>289 эффективного использования вентиляционного воздуха, кон-

структивных особенностей здания, особенностей технологического

процесса, времени года, экономических и иных соображений. Напри-

мер, в теплый период года предпочтение следует отдавать естествен-

ному притоку через окна или иные проемы, а не механическому, при-

точный воздух предпочтительно подавать в рабочую зону и т.д. Схе- ча организации воздухообмена должна позволять проводить техноло- гический процесс в условиях, отличающихся от расчетных, например,

уменьшения фактических теплопоступлений, например, вследствие

отсутствия достаточного количества заказов на предприятии.

В основу определения воздухообмена заложен принцип расчета

на максимальную величину потока вредных выделений. Справедли-

во полагают, что рассчитанный по максимуму вредных выделений

воздухообмен справится и с меньшим их количеством, а возможные

колебания параметров воздуха в рабочей зоне будут скорректирова-

ны системами автоматического регулирования.

В помещениях гражданских и производственных зданий часто выделяются несколько видов вредных выделений. Для вычисления общеобменных притока и вытяжки или температуры притока необ-

ходимо составить систему балансовых уравнении расходов воздуха и

потоков вредностей. Поскольку количество выделяющихся вред-

ных выделений может быть значительным, получается система, со- стоящая из нескольких линейных уравнений, которую несложно ре-

ШИТЬ, используя компьютер и пакет математических программ, на-

пример МаЮАО.

В практике ручного счета поступают проще. Составляется система

Из Двух балансовых уравнений: расходов воздуха и теплосодержаний.

^ыбор именно этого сочетания обусловлен тем обстоятельством, что

Теплоизбытки являются наиболее часто встречающимся видом вред-

Мь'Д выделений, а их величина определяет температуру притока.

Возможно заменить систему уравнений расходов и теплосодер-

/Каний одним уравнением балансов изменения теплосодержаний, но

253

Электронная библиотека ЪССр://:1 дV.ккзби.ги

его

составление требует определенных опыта и навыков.

Именц

последним способом

пользуются

имеющие

практику расчетов

0

.

женеры. Ниже будут

даны оба

способа,

хотя на этапе

Ин

обучения

предпочтение будет отдаваться первому, формализованному

и

простому для усвоения.

более

В

результате решения этих уравнений

получают величину

воз

духообмена, обеспечивающую поддержание

требуемой

-

в

рабочей зоне. Ее величина сравнивается

температура

со значениями

воздухо

обменов, достаточными для поддержания в

рабочей зоне

ПДК

.

всех

прочих видов вредных выделений, вычисляемых по формуле:

Ь

=

Г ^

М
	вр
	-
	-
	Г
рз	'

о

’

(

8.1)

где	Мвр - количество					выделяющегося	/-го вредного
мг/ч.;		Срз	и С	-	концентрация вредного выделения в
			0
в приточном воздухе,						3
						мг/м .

газа	или	пара
		,

рабочей	зоне	и

из

В качестве полученных

расчетного	принимается
воздухообмена
	наибольшее
значений, после чего уточняется температура притока.

Если большем

имеет	место	одно вредное	выделение - Срз
количестве
	выделяющихся вредных выделений

=	Спдк	При
Срз должен

удовлетворять

соотношению

(

1.9

)

главы

1

,

а

если

пары

и

газы

взры-

воопасны

-

то

и

(

1.10

).

При

выборе

величины

расчетного

общеобменного

воздухообме-

на учитывается

ных выделений.

также

одно

-

и

разнонаправленностъ

действия

вред

-

Если

имеет

место

выделение

вредных

выделений

однонаправ

-

ленного

действия

,

расчётный

воздухообмен

равен

сумме

воздухооб

-

менов,

вычисленных

для

каждого

вида

вредных

выделений

из

усло-

вия

поддержания

в

рабочей

зоне

требуемых

параметров

воздуха

(	формула 8.1).
хообмен		равен

Если действие разнонаправленное, расчетный возду-

большему из определённых для каждого вида вред-

ностей

воздухообменов

.

Последовательность

составления

,

анализа

и

расчета

балан

-

совых уравнений.		поме	-
• Принимается решение об организации воздухообмена в
щении: зоны	подачи притока и размещения вытяжных отверстии
(рабочая зона,	верхняя). Уточняется возможность устройства	аэра	-

ции

по

технологическим

требованиям

.

254

Электронная

библиотека

ЕЕЕр://:1 д

V.

кЬзЕи

.ги

•

Вычерчивается

схема организации воздухообмена

,

на которой

казываются

виды расходов: приток механический

-

все

местный

или

(общеобмен

'

[ й

)

естественный; вытяжка местная, общеобменная,

1

Ь

схеме

На

указывается величина теплоизбытков или теплонедостатков.

•

Составляются

балансовые уравнения расходов воздуха и теп-

составлении уравнения расходов

руководству-

.

При

юсодержаиий

имеет знак

правилом

воздух,

поступающий в помещение,

ется

:

удаляемый

-

знак

минус. В уравнении теплосодержаний знак

110

с,

-

плюс, теплопотерь - минус. Теплосодержания

теплопоступлений

представляют

собой

произведение удельной теплоемкости воздуха

,

Сып
1	С
	°

			/(кг		°С),		массы	воздушного потока,
	кДж			*	-1.
	,-	с	‘ С
			воз			изменения теплосодержаний
	Уравнение

С	кг/ч,	и температуры
		,
составляется, исходя из

следующих

предпосылок:

•

приточный

воздух удаляется

либо

через

местные отсосы, либо

зоны;

из

верхней

удаляемого через мест-

•

изменение

теплосодержания

воздуха,

температур

(

{пр -

( рз ), а удален-

ные отсосы определяется разностью

ное

количество теплоты составит

св03

Си0

( „

- 1

)

1

р

рз \

или

аэрационные

•

удаляемый

через фонари, верхние фрамуги

от

пр

до 1

,а

теплота, удаляемая

шахты воздух изменяет температуру

(

из

верхней

зоны,

составит свозСу(1

- у);

У

пр

•

составление

балансового

уравнения

заключается

в

приравни-

вании

удаляемой

теплоты

к

теплоизбыткам

или

теплонедостаткам

помещения

±

Решение

.

•
Система уравнений расходов воздуха и теплосодержаний
Уравнение изменения	теплосодержаний анализируется с целью
явления неизвестных	величин, которые необходимо определить.

или вы-

• При методом помощью

ручном счете решение подстановки. Несложно

пакета математических

системы	уравнений		производится
решать	эту	систему	уравнений	с
программ.

		•	Проводится		анализ
	рого		либо	окончательно
	с
		*\ема, либо ее заменяют

полученных	результатов,	по	итогам кото-
принимается	выбранная	в начале		расчета
вследствие неприемлемости.

Некоторые

случаи

определения

расчетного

воздухообмена

и

Температуры	притока рассмотрены на примере	помещения
в
°
Дственного
Расчеты	здания, имеющего местные отсосы.
	предпочтительно начинать с холодного периода

произ-

года.

255

Электронная

библиотека

Ы::1 р:/

/

Ь

д

м

.

кЬзби.ги

Холодный период года.

Вариант 1. Аэрация по условиям технологического процеСС(1

возможна. В помещении, имеют место теплонедостатки. Газо~

вые вредные выделения в воздух помещения отсутствуют. Через

местные отсосы удаляется воздух в количестве См0 .

Решение.

Несмотря на возможность применения аэрации по условиям

технологического процесса, по причине теплонедостатков (-0 сле-

дует применить приточно-вытяжную вентиляцию с механическим

побуждением и подогревом притока в калориферах. Так как газовые

выделения отсутствуют - можно ограничиться механическим при-

током, Смех п? кг/ч, компенсирующим местные отсосы, Смо, кг/ч. При-

ток подается в рабочую зону, т.к. вентиляция может быть совмещена

с воздушным отоплением.

Расчет температуры притока с помощью системы из 2-хурав- нении.

Система уравнений:

• уравнение расходов воздуха

	мех п	Сги о ~ б,
	• уравнение теплосодержаний			,
		(	,
	Свозбмех п С		0	— О
		Св03 Уи01рз

где (п и 1рз - соответственно, температуры притока и удаляемого

из рабочей зоны воздуха, °С.

Неизвестной величиной является температура притока темпе-

ратура рабочей зоны принимается по данным главы 1.

Подставляя в уравнение теплосодержаний величину Смо = Смех П

и проведя необходимые преобразования, получим:

Рр	^воз^-Грз^рз "I” @	(8.2)
	Своз^~* мех.п
Расчет температуры притока с помощью уравнения изменения
теплосодержаний.		компенси-
Приточный воздух вносит в помещение теплоту,

рующую теплонедостатки - 0 он изменяет температуру от				1п Д
IР35 изменение теплосодержания притока составит свозСп((„				— 1рз°)'
поэтому	$п	рз	О
Своз
	С"мех п (	1 )	. —

откуда получаем выражение для Г„ (см. формулу 8.2).

256

Электронная библиотека Ыбр://'ЬдV.кЬзби.ги

	Вариант 2. Аэрация по условиям технологического процесса
7	чожна, в помещении имеют место теплонедостатки и вы-
6)е1ение вредных газов и паров легче воздуха. Через местные от-
сосы удаляется воздух в количестве Смо.
тем	Удаление вредных выделений легче воздуха производится пу-
	организации вытяжки из верхней зоны в количестве Су, кг/ч.
Механический приток с подогревом - в рабочую, вытяжка через ме-
стНые отсосы - из рабочей зоны.
	Система уравнений:
	• уравнение расходов воздуха		Су — О
	Смех п	С ю		,
		\

• уравнение теплосодержаний

СвОЗС мех >1 С Св03 СМО 1рз ~ Своз Су1у (2 ~

Неизвестными величинами являются: Смех /7 9 Су и (п. Система не

определена, т.к. имеем три неизвестных и два уравнения. Неопреде- ленность устраняется, если принимать вытяжку из верхней зоны

кратностью Ккр = 0,5 1/ч. Тогда Су = КкрруУП0 м ( ру и Vпом, соответст-

венно, плотность удаляемого воздуха, кг/м3 и объем помещения, м3).

Уравнение теплосодержаний примет вид:

Своз^-* мех п С“ СвпзСмо1рз ~ Своз Ру Упом^у ~ 0, ~ О*

Подставив С мех п = Смо+ Су и проведя соответствующие преобра-

зования, получим выражение для определения температуры притока:

	^воз					^	в о з Р п о у	О
„= ^			мо	^	рз			*	(	8.3	)
					(.		Т Ру пом )
1							^
		Своз Смо

Расчет температуры притока с помощью уравнения изменения

теплосодержаний.

Уравнение изменения теплосодержаний имеет вид:

СвозС мо (С	—		Р>	/	0	(8.4)
		1рз ) 'Н Св0з	' Упои (С	у)	. ~ О-

Раскрыв скобки и произведя преобразования, получим формулу

ДЛЯ определения 1п.

Анализ полученных результатов вариантов 1 и 2. Темпера-

т-уРа притока выше температуры рабочей зоны, однако ее величина

не Должна превышать некоторый предел. В противном случае на-

	детый воздух поднимется под потолок и образует «температурное
	ПеРекрытие». Температура ограничивается предельными величи-
	ями текущего критерия Архимеда и геометрической характери-
	ВенТИЛЯЦИЯ	257
		Электронная библиотека Ы::1 р:/ / Удм.кЬзби.ги

стики струи. Подробно этот

вопрос рассматривается

в

главах

5

19.

Если

требуемая

температура

превышает

этот

предел

,

в

поме

щении необходимо

устроить

систему отопления,

полностью

Или

частично

(фоновое,

дежурное

отопление) компенсирующего

теп

лопотери.

Вариант 3. Аэрация по

условиям технологического

процесС

(

возможна, в помещении имеют

место теплоизбытки.

Формаль

1

-

но,

если

расчетные

теплоизбытки

достаточно

велики,

можно

огра

-

ничиться

устройством аэрации. Однако, принятое решение

вентиля

-

ции

должно обеспечивать осуществление

технологического процес

са

и

в условиях существенного сокращения теплоизбытков. В

-

этих

условиях

более целесообразно

все

же предусмотреть устройство

ме

-

ханического

подогревом воздуха в

объеме

местных

притока С мех пр с

отсосов Си0 , что гарантирует

надежную работу вентиляции

при

лю

-

бой

загруженности производства.

Температура притока

выбирается

меньше тельный

температуры			-	°
	рабочей зоны, но не ниже 10 12 С. Дополни
воздухообмен для		удаления	теплоизбытков		-
				можно осуще
					-

ствить

с

помощью

аэрации

(

Сап

;

Оау

)

.

Система

уравнений:

•

уравнение

расходов С' мех

воздуха
п		(
	+	ла п

(-*мо

~

бга

.

у

=

0

;

•

уравнение теплосодержаний
Своз	С	мех п	(10	-г12°С) + с	С,
				60	а п

С

(

ЮЗ

Слю

{

рз

Св03

Сха

у

1у

\- -

0,

~~

0,

где С	мех п ?	О
зону,		а п ч Оау
	аэрационный
тура притока через

- соответственно, механический в		рабочую
приток, аэрационная вытяжка;	{„-	темпера-
аэрационные проемы, равная	температуре

наиболее

холодной

пятидневки

.

Неизвестными			Са у •
В	величинами являются Оапи
	уравнении расходов	воздуха СV/ П = оМО9	поэтому
подставив это равенство в		уравнение теплосодержаний,
образований, получим величину С
		ау

С	ау =
после

Сап пре

. -

^ воз^

мех п

10 120С )-

свозОлю

1

(}

с

С

&

- О

(

+

Рэ

+

а у

а п

^

у

воз

Расчет

общеобменного

воздухообмена

с

помощью

изменения теплосодержаний.

(8.5	)
уравнения

258

Электронная

библиотека

ЫЕр://:^д

V.кЪзби

.ги

Составляющими

общего воздухообмена

являются:

•

механическая

вентиляция с

С

и п =

С

моэ

приток которой удаля-

СГСЯ

через

местные

отсосы,

а

воздух

изменяет температуру

от

?°С

) до

ассимилирует и удаляет теплоизбытки в количестве

,

л

^

1

I

..л

Й

» -(Ю

12вС)];

)

С

*

.

воздухообмен

с

С

с

воздушный

поток

ко

С « 3

аэрационный

а п =

>

>

-

изменяет

от

ги

а

и уда

торого

У

температуру

до

1

,

ассимилирующий

-

яюший

теплоизбытки в количестве

св03

у

И \

Сау( 1

- 1 )

1

Обе

ассимилирующие теплоизбытки

составляющие

в

общее

сравнение

«минус»,

а уравнение изменения

записываются со знаком

теплосодержаний

будет иметь

вид:

(2

-

свозСип

[

1рз

-

(

10

ч-

12°

С

)

]

-

свозСау

(

{

у

-

4

)

=

0.

Если

решать

это

уравнение

относительно

Сау

,

после

преобразо-

ваний	получим формулу (8.5).
Анализ			полученных результатов. Вычисленная
ционного		воздухообмена будет иметь положительное

величина аэра- значение в слу-

чае, если лишь часть теплоизбытков
Если	ассимилирующая способность
превышает величину теплоизбытков,

удаляется через местные	отсосы.
вытяжки через местные	отсосы
то значение Отбудет иметь знак

«

минус».

В

этом

случае

организацию

воздухообмена

следует

изменить:

•	если	проветривание верхней зоны	не
принять схему организации воздухообмена по

требуется, то

варианту 1;

следует

•	проветривание	верхней
если
схема организации воздухообмена

зоны требуется,

по варианту 2.

то

принимается

Искомой величиной при решении уравнений

ляется температура приточного воздуха.

вариантов

1

и

2

яв-

Теплый

период

года.

Вариант возможна, в

4. Аэрация по условиям технологического процесса

помещении имеют место теплоизбытки. В этом

Случае	приточные	установки,	как	правило,

ишь
1	вытяжные установки местных отсосов

отключаются, работают

. Поступивший снаружи

Через

нижние

фрамуги

окон

воздух

удаляется

частично

через

мест-

НЬ	1	е отсосы, а	частично	через	верхние фрамуги	окон, аэрационную

^	ахту		или		аэрационно-световой	фонарь.	Температура		приточного
в
°		духа		принимается для теплого		периода	по	параметрам		А, темпе-
	3

^					возду
	атУра		рабочей зоны -	по действующим нормам, удаляемого
	а				-
\		- по материалам §51.

259

Электронная

библиотека

ЪЕЕр://'Ьд

V.кЪзЕи.ги

Система балансовых уравнений:
•
уравнение расходов воздуха
Сап	/о	Сау
	бг;

О

»

•

уравнение теплосодержаний
СвозСап С	,
	СвозС\ 01рз

С

воз

Са

у

1у

+

С2

~

где ток

,

Сап , Смо, вытяжка

Сау - через

расходы, местные

соответственно, аэрационный
отсосы,	аэрационная	вытяжка

при ; (

-

температура
притока через аэрационные проемы, принимая			-
ной температуре наружного воздуха по параметрам А			рав
		тепло
го периода.	для		-

Неизвестными

величинами

являются

(/а

„

и Са

у*

Определив

из

уравнения

расходов

воздуха

аэрационный

приток

как Сап проведя

=	&	ио + Сау, подставив его	в уравнение
необходимые
		преобразования, получим:

теплосодержаний

и

Аэрационный

Са приток

		СвозСио			(		С
	у		Своз				^
						С у
	равен:
	С	_	С			+		С
		а п		а	у

I	рз	)
6/		)

МО •

"^

б

(	8.6)

(8.7)

Расчет	общеобменного	воздухообмена

изменения теплосодержаний.

с

помощью

уравнения

Приточный

воздух

,

поступающий

в

помещение

с

температурой

нагревается

теплоизбытками

до

различных

температур

.

Часть

притока, удаляемая через местные отсосы, нагревается до темпера-

туры 1

, тем

самым

изменяет

свое теплосодержание

на

величину

рз

рз - С)

СвозОХ10 (

{

-

Другая

часть

приточного воздуха удаляется из верх-

ней зоны с температурой (

. Изменение теплосодержания этой части

притока

составит

св03

у

-

-

у

н

Сау(1 -

)

(

содержаний

равна теплоизбыткам.

(2

свозСЛю

{

1р3

?//

)

свозСау

{

1у

6/

)

-

0

.

Решая

уравнения

относительно

Са

}

,

получим

выражение

(8.6

).

Анализ	полученных результатов.

Поскольку приточный воздух частично

удаляется

через

местные

отсосы, то аэрационный объем притока должен быть больше объема
аэрационной вытяжки на величину Сх,0 . Если		все теплоизбытки уДа
		'
ляются	через местные отсосы, аэрационная	вытяжка Сау можег

26

0

Электронная

библиотека

ЪЕЕр://:1 д

V.кЬзЕи.ги