Книги / Каменев П.Н. Вентиляция1

отрицательное

аэрация не требует

затрат

и

меть

значение. Поскольку

вытяжные

отверстия при этом не закрывают, а уве-

ектроэнеРгии

1

’

несколько снизит

-

3

против

расчетного воздухообмен

ценный

^

^

тем

Л

1

оче

зоне

0ТИВ расчетной.

раТУРУ

в

Ра

ПР

»

5.

Аэрация по условиям технологического

процесса

Вариант

возможна

,

в

помещении имеют место

.

В

по

не

теплоизбытки

-

м

ешениях

подобного рода

приточно-вытяжная

вентиляция

, запроек-

тированная

для

условий

переходного и холодного

периодов

года,

круглогодично,

но ее производительность

оказывается

не

работает

-

для

удаления

теплоизбытков

Необходимо

устройство

достаточной

дополнительных

вентиляционных систем:

приточной и

вытяжной.

Специфичность

конструкции приточных камер для теплого периода

года

заключается

в

отсутствии калориферной группы. Дополнитель-

вытяжные

вентиляционные установки

имеют обычную

конст-

ные

Поэтому

общая

схема организации

вентиляции

такого рода

р

\

кцию.

помещений

может включать в себя:

•

щую

приточную систему круглогодичного вытяжку местных отсосов;

действия

,

компенсирую-

	•	вентиляционные	системы, обслуживающие местные отсосы;
	•	вентустановку для вентиляции верхней зоны помещения;
	•	дополнительную	приточную камеру для работы в			теплый пе-
		года с подачей С	_		вытяжную вентустанов
риод			,
			„ ет\ дополнительную			-
ку	для работы в теплый период года с			подачей Су.1ет ,		производи-

тельность

которой

равна

производительности

приточной

.

Производительность	вентсистем,	обслуживающих	холодный		и
переходный периоды года, известна по результатам расчетов					-
				холод

ного

периода

.

Поэтому

определению

подлежит

производительность

приточной	и	вытяжной

балансовых	уравнений
быть
записана в виде:

систем для теплого периода года			.	Система
для	рассматриваемого	помещения			может

•

уравнение

расходов воздуха:
Сп 1ст + смех п	-	Си0

-

С

}

~

С

у

,

1СП

1

=

0;

•

•
	уравнение теплосодержаний:
С	воз Сп чет С	Т	Св03	С	\ЩХ П С —Св03	С	и0	1
								р3

—

св03

Су

{

у

св03

Су

7

СЙ

/

Т

0^

—

0.

Температура притока 1	принимается
п
учитывающих подогрев воздуха

равной параметрам в вентиляторе.

^

плюс

Решая

эту

систему,

получим

выражение

для

определения

СУгКт

Электронная

библиотека

261 ЫзТр://:1 дV.кПзби.ги

С

п

чет

=

с

у

лет

Своз

^

мех

п

^	воз
С	,
	01

^ 0

	^	рз
мо
у	~		К

)

^

воз

^

у

^

у

@

•

(

8.8

)

Расчет			общеобменного воздухообмена с помощью		уравнецщ
изменения	теплосодержаний. Уравнение теплосодержаний,					как	и
предыдущих							а
			случаях,	следует составлять на основе потоков	удаляемо
го воздуха.		В данном					-
				случае температура приточного воздуха, пода.
ваемого зимними и летними приточными камерами одинакова
						и
						равна

температуре наружного воздуха по параметрам Л плюс 0,5...1°С.
личества теплоты, ассимилируемое	и удаляемое	различными
душными
потоками, составит:

Ко-

воз-

• •

через местные отсосы	6				(1			-
							1
Своз	}		мо		рз		>д>
из
верхней зоны установками зимней
Своз	б/	у		(	1	1	),
					у	п

вентиляции

• из верхней зоны

откуда

летними		вытяжными
	6		(	—
Своз	}		ду
		у чет

установками

2	Своз б.мо дрз		>д	Св03	Су		у	гд	Свозббулет ду
(	(	(	^			{			(
Уравнение		решается относительно СУлет -
Переходный период				года.

С

)

~~

0.

(

8.9

)

В переходный период избыток, так и недостаток

года в помещении

теплоты. В случае

могут иметь место как

теплонедостатков пре-

дусматривается

устройство

приточно

-

вытяжной

вентиляции

по

вариантам 1 или 2. В	случае
приток подают через	верхние

теплоизбытков и устройстве			аэрации
фрамуги, вытяжку	-	через аэрацион		-

ные ного

шахты	или	аэрационно-световой фонарь.
воздуха
	принимается равной 8°С (+10°С

Температура	наруж
). Если значение		вы

- -

тяжки получается			-
		равным нулю, это означает, что все теплоизбыт
ки удаляются через местные отсосы. Если величина вытяжки полу-
чается со знаком «минус», это означает, что теплоизбытки не толь			-
ко	полностью удаляются через местные отсосы, но их недостаточ		-
но для поддержания расчетного значения температуры рабочей зо-
ны. Следует отказаться от принятой схемы 4 и принять варианты
		1

или

2

организации

воздухообмена

с

последующим

определений

температура	притока.	выше уравнений удобно проводить
Решение	приведенных
мощью пакетов математических программ Ма1:САО или Мар1е.

с

по-

262

Электронная

библиотека

ЕСЕр://

Едлг.кЕзЕи

.ги

	.
50
§

Упрощенные

способы	определения
в помещении

воздухообмена

относятся

К

упрощенным

способам

:

по

кратности

;

воздухообмена

определение

расчетного

1

)

;

, отнесенных

к человеку

2

)

по

величине

удельных

расходов воздуха

,

отнесенных

к еди-

расходов

)

по

величине

удельных

воздуха

3

;

нице

оборудования

расходов

воздуха, отнесенных

к квад-

)

по

величине

удельных

4

;

ратному

площади

пола

метру

воздухообмена

конкретным

значением

для по-

5

)

нормирование

назначения

мещений

определенного

.

кратности

.

воздухообмена

по

нормативной

Определение

воздуха,

отношение

объема

Кратностью

воздухообмена

называется

одного

него

в течение

в

помещение или удаляемого из

подаваемого

помещения

(

размерность

1/ч).

,

к

объему

часа

кР
=	V.
	пом

Расчетный
	3
, м /ч:
ставлять

воздухообмен	помещения
ЬР= КР-		У	1ПОМ ч

в этих случаях должен со-

(8.10)

, 1/ч;

У

-

где

Кр

- нормативная

кратность

воздухообмена

помещения

1ЮХ1

,

3

объем

м .

помещения

значения

Кр

для

различных

помещений приво-

Нормативные

СНиП

и иных нормативных

доку-

дятся

в соответствующих главах

ментах.

задан

. Для

помещений

Воздухообмен

нормой на 1-го человека

-

классов общеобразовательных

школ

объем

наружного

воздуха опре

учащегося

, для спор-

3

делен

нормами

в количестве 16

м /ч

на

одного

рода

такого

тивных залов

- 80

м /ч.

Имеются

и

другие

примеры

.

3

Минимальная

подача наружного

воздуха в помещение

определяется

людей

в

произведением

удельной

нормы

на

расчетное

количество

помещении.

,

Определение

воздухообмена

на основе

удельных

расходов

не-

внесенных

к

единице

оборудования

. В нормах

указывается

вида обо-

°°

конкретного

объем

притока

или

вытяжки для

ходимый

устанав-

рудования.

Например, для помещений

кинопроекционных

до

Дивается объем вытяжки от проекторов с

ксеноновыми

лампами

Электронная

библиотека

263 Ыбр:/ / У дм. кЬзби.ги

1 кВт - 300		3
	м /ч.		Обычно
проектора,
поэтому
составить 600		м /ч.	объем
		3

в	кинопроекционной			устанавливают
вытяжки		из
			кинопроекционной
				дол
				ке
				>

2

Определение

воздухообмена

на

основе удельных

расходов

отнесенных

к единице площади

пола.

Например,

нормами

’

лена

подача

свежего

опреде

воздуха

в

жилые комнаты объеме 3

м /ч

3

на

площади пола.

Требуемый

воздухообмен

в

каждой

комнате

1

опреде

лится

перемножением

указанной

нормы на

площадь

пола

в

квадрат

»

ных

-

метрах.

Воздухообмен

задан конкретной величиной. По нормам

в

лых

домах

с

посемейным

заселением

жи

-

квартир

объем

вытяжки

из

ванных

должен

быть не менее

25

м

/ч.

Имеются

и

нормы.

3

другие

подобные

§51.

Стратификационные

явления и

определение

удаляемого

воздуха для

расчета

параметров

уравнений

воздухообмена на

основе

воздушно-теплового баланса

Одним

из

требований,

предъявляемых

к организации

воздухо

обмена

в помещении,

является

обеспечение

равномерности

-

распре-

деления

расчетных

параметров

воздуха

в

рабочей

зоне

помещения.

Это

требование

возможно

зоны

будет

равномерно

выполнить, если весь объем рабочей

проветриваться.

Последнее

требование

имеет

особое

значение

для

производственных

помещений

с выделениями

взрывоопасных

паров

и

газов,

в которых

взрывоопасные

смеси

мо-

гут

накапливаться

и

создавать

взрывоопасные концентрации

в

не-

проветриваемых

местах

даже

в случае,

если

расчет

воздухообмена

произведен

для

условия

обеспечения

взрывобезопасной

концентра-

ции

для

помещения

в

целом.

Экспериментально

было установлено

что

взаимное

,

расположение

приточных

и

вытяжных

отверстий

оп-

ределяет

воздуха

в помещении.

На

характер движения

помеще-

рис.

8.1

представлены

движения воздуха

в

нии,

полученные

схемы

В.В.

Батуриным

и

В.И.

Ханжонковым,

которые

дают

возможность

составить

качественное

представление

о

дви-

жении

воздуха

при

различном

взаимном

расположении

приточных

и

вытяжных

отверстий.

Тепловыделения

в

данных

экспериментах

со-

не

моделировались.

Особенность

движения

воздушных

масс

стоит

в том, что

приточные

и

вытяжные

отверстия соединены

воз

-

душными

потоками

а

меж

ними

располагаются

'

объемы

с

циркУ

,

ляционным (вихревым)

движением

воздуха.

Исследования

показа

-

264

Электронная

библиотека

БТТр://:1 д

V.

кБзТи.ги

1

И

-

чТо	обмен		между свежим воздухом
куляции		затруднен,		и именно зоны

приточных струй, и зонами

циркуляции представляют

'

0

й

застойные

зоны, в

которых

наблюдаются отклонения

от

рз

-

четных

параметров воздуха. Наилучшее проветривание

объема

<

еЩения

имеет

место в

случаях 8.1а

и 8.16, худшими

являются

1

варианты

8.1

^

и

8.1и.

В

случае

протяженного

помещения

:)

1/3 помещения не

проветривается

даже час-

примерно

(

рис

8.1

,

так

как

этот

объем

полностью

заполнен

непроветриваемой

ЧНо

1

составить

представление

об

циркуляции.

Чтобы

объемное

зоНой

картине

движения

воздуха

в

пространственной модели,

05

щей

плоскость

с изображением потоков начать вращать

вокруг

следует

описы-

оси

приточного

отверстия

0

0; тогда

непрерывный

след,

ваемый

например,

ядром

-

области даст в

пространстве

,

вихревой

полукольцо. Таким

путем

была воссоздана

картина дви-

вихревое

жения

потоков

в пространственной модели. На

рис. 8.2 и 8.3 пред-

ставлены

движения

потоков

в

пространственной модели, соответ-

ствующий

случаям

рис. 8.1г и

рис. 8.16.

а

)

ж) \

СЪ

к

)

Рис

8.1

.

Схемы

движения

воздуха

в

модели

вентилируемого

помещения

Электронная

библиотека

	265
ЪТТр:	/.кЬзТи.ги
	/ / Ьдл

Рис.

8.2.

Движение потоков в пространственной модели вытяжным отверстиями внизу модели

с

приточным

и

Рис. 8.3. Движение модели с приточным

потоков в пространственной отверстием в середине стенки

	Представление						-
				помещении, на полу	кото
			о движении воздуха в
	рого находится источник тепла, дает рис. 8.4. Схемы циркуляции бы						-
							-
	ли получены В.В. Батуриным по на пространственной модели для					те
							-
	плого и	холодного периодов года с расположенным по центру и сме
	щенным	к	стене источником тепловыделений. Лучшие условия		про
						'
	ветривания		обеспечивает размещение источника тепловыделений			по
	центру помещения, смещение его к стене			с аэрационным проемом
						в
	нижней части окон нежелательно, так как формирующаяся над источ						-

ником

тепловая

струя

препятствует

поступлению

воздуха

в

помеШС'

266

Электронная

библиотека

ВБСр://:1 д

V.

кВзби.ги

нце

.

Подача

воздуха

через

верхние фрамуги окон

при

смещенном к

стене источнике

тепловыделений ухудшают про-

хивоположной

°

Пр

ивание

рабочей

зоны,

так как

на А

рабочей

зоны

размещается

в

тР

1

воздух расходуется

в

значительных объемах на

^

^

Рь

а

приточный

вИ

подпитку

тепловой

струи.

в)

^

7 / 7 7

V

/

г

)

'ТТ77

г22^

I Vш

ЖГ1Ж

252

Рис

8.4.

Схемы

циркуляции потоков воздуха в модели помещения

нем источника тепловыделений

при

наличии

в

а - источник тепловыделений в центре	пролета, двухсторонний приток через
нижние фрамуги, вытяжка через фонарь,	б - источник тепловыделений смещен к
стене, приток в нижние фрамуги с двух сторон, вытяжка через фонарь, в - источ-
	, где
ник тепловыделений смещен к стене, приток в нижние фрамуги со стороны
размещен источник, вытяжка через фонарь, г - источник тепловыделений сме-
щен к стене, приток через верхние фрамуги в стене, противоположной источнику,

вытяжка

через

фонарь

Проявлением стратификационных
зываемое	«температурное	перекрытие

процессов является и так
»	или	«тепловая	подушка

на-

» -

СЛОЙ	воздуха	под	потолком

°					воздуха и
3	ны		температурой
ДУ		воздухом		верхней		зоны	и

с повышенной относительно верхней
четко прослеживаемой границей	меж
	-
«тепловой подушки» (рис. 8.5). «Тем-

Пературное перекрытие» возникает в помещениях с теплоизбытками

ПРИ условии, что масса нагретого воздуха, выносимого конвектив-

ный струями в верхнюю зону помещения превышает объем вытяж-

Ки

из

нее

.

Одной

из

причин

образования

«

тепловой

подушки

»

может

267

Электронная

библиотека

Ьббр://:1 дV.к

1тзби.ги

Н, м

граница рабочей зоны

				, С
			(	°
Рис. 8.5.	Распределение			тем-
пературы	воздуха по		высоте
помещения		с естественным
расслоением		воздуха	в	виде
температурного перекрытия»
«

явиться

завышенная

температура

При

точного

воздуха при воздушном

ото.

плении,

приводящая

к

«

всплыванию

»

перегретого воздуха

под

потолок.

Тем

пература рабочей зоны,

при

ется достаточно низкой.

этом

оста

Стратификационные

явления

.

За

трудняют выбор расчетных

параметров

удаляемого воздуха,

которые

являются

исходными для определения

общеоб

-

менного воздухообмена.

проектиро

В

условиях реального

-

применяются

вания

проверенные

на

моделях

и в натуре схемы организации

воздухообмена,	обеспечивающие
таточную
равномерность
распределения
параметров воздуха в
чей зоне, некоторые из которых будут рассмотрены ниже.

дос	-
рабо
	-

Наибольшая
неравномерность
не	параметров воздуха в рабочей зо-
наблюдается в случае подачи притока непосредственно в рабочую
зону, хотя в этом случае свежий воздух подается непосредственно в
зону дыхания человека	и используется наиболее рационально. Наи-
большую равномерность распределения параметров воздушной сре-

ды

можно

получить

при

схеме

организации

воздухообмена

«

сверху

вниз

»

.

Степень

использования

притока

для

целей

вентиляции

,

в

этом

случае, существенно ниже, чем
вредные выделения	из верхней
в
рабочую.

при подаче в рабочую зону, так как
зоны	вносятся приточными струями

Температура	удаляемого
воздушно-
теплового баланса,

воздуха	входит		с состав	уравнений
влажность		удаляемого воздуха			и	кон	-

центрация в них вредных веществ также определяют общеобменныи
воздухообмен. Точное их определение затруднено		стратификацион-
ными явлениями в	помещении. Обычно значения	параметров уда
		'
ляемого воздуха принимают на основании экспериментов и с учетом
накопленного опыта проектирования вентиляции помещений.
Применяются	нескольких способов определения параметров

удаляемого

воздуха

.

				'
	Температуру удаляемого воздуха можно определить через теМ				-
	пературный		помещения. Основой способа	яв
	ляется	градиент по высоте
		известный факт		'
				ПО
		превышения
			температуры под потолком

мещения

над

температурой

рабочей

зоны

.

268

Электронная

библиотека

ЪТТр:/

/

Ьд

V.

кЬзТи

.ги

		«= */»+ (ёгаа I )(Н„ы- Нрз),		(8.11)
__ температура удаляемого из верхней зоны помещения возду-
гДе !х	1	- расчетная температура рабочей зоны помещения, °С;
С;
. °	Рз
ча а(1 г)	- градиент повышения температуры воздуха по высоте по-
решения		°С/м, см. табл. 8.1; Н,юи и крз- соответственно, высота по-
	,
мещения и рабочей зоны, м.				Таблица 8.1
Градиенты температуры воздуха по высоте помещений жилых и
		Общественных зданий
Удельные избытки явного тепла, кДж/м3			§габ I , 0 С
		Более 80	-	,
		40-80	0,8	1 5
			0,3-1,2
		Менее 40	0,0-0,5

П р и м е ч а н и е: меньшие величины §габ г соответствуют холодному пе-

риоду года, большие - теплому.

Формула расчета температуры уходящего воздуха через темпе-

ратурный градиент корректна, если воздухообмен организован по схеме: приток в рабочую зону, вытяжка из верхней («снизу вверх»).

Если применены схемы организации воздухообмена «сверху вверх»

или «сверху вниз», то температуру уходящего воздуха можно при-

нимать равной температуре рабочей зоны.

Для промышленных зданий параметры удаляемого воздуха оп- ределяются с помощь симплексов температуры, концентрацией вредных веществ и влагосодержания, получивших названия:

• температурный коэффициент воздухообмена:

К, =	12	~ ?0 .			(8.12)
‘р,-‘о ’
• концентрационный коэффициент воздухообмена:
Кс =	Су -С0			’	(8.13)
	Срз ~ С0
• коэффициент воздухообмена по влагосодержанию:
Кс =	<3C ~ 4,				(8.14)
	с1	р3	с1
			о
					269

Электронная библиотека Ыбр://:1 дV.кДзби.ги

где и С, I - соответственно: температура в °С,	концентрация в
(
и
влагосодержание в г/кг; индексы «у», «рз» и «О» - относятся
духу: удаляемому, рабочей зоны и приточному.

мг/		^	3
к	воз
		.

Численные

значения

коэффициентов

воздухообмена

приводятся

в справочно-нормативной

сколькими путями:

литературе

.

Их

значения

определены

не

-

	•		результатов
	обобщением
ней	зоны в	производственных
производств;

натурных замеров

помещениях для

параметров отдельных

верх, видов

•			на
исследованиями				моделях	с	конкретной схемой	подачи		и
удаления	воздуха,	результаты которых представляют в форме
									-
лиц или расчетных зависимостей.								таб

Температура верхней духообмена определяются

зоны помещения

по формуле:

через

коэффициент

воз

-

нии

		у=	рз	р3	—	о	).	(	8.15)
	(		1	К( (1		1
Пример 8.1.									-
Рассчитать	общеобменный		воздухообмен				в	производственном помеще
с						программ Мар1е и МаШСАХ .
применением пакетов математических
									)

Вариант 1	. Расчет производится
ходов
и теплосодержаний.

системой

балансовых

уравнений

рас

-

Исходные данные.
Определить	для	теплого

периода

года

общеобменный

воздухообмен

в

цехе,

расположенного

в

г.

Камышин.

Объем

местной

вытяжки

-

52000

кг/

ч

.

,

теплоизбытки		- 520000 кДж/ч.
рабочей	зоны	+30°С; удаляемого

Температуры воздуха:

воздуха +34,4°С.

снаружи

+

26,6

°

С

;

Расчет. Организация

воздухообмена

:

работают

вытяжные

системы

местных

отсосов,

теплоизбытки

удаляются

аэрацией

.

Вариант		1.
ходов	воздуха	и

Расчет производится с помощью системы уравнений: рас-
теплосодержаний, которая	решается	пакетом	программ

Мар1е.

Система балансовых уравнений имеет вид:

•

воздуха

уравнение расходов

- Са у

-

0;

•

Сап

~

С у о

уравнение теплосодержаний

Своз

С

а

1

Св03

СЛ101р3

Сво3

С

^

ц ц

а у

у

О.

б.

270

Электронная

библиотека

ЪТТр://

^д

V.кЬзби

.ги