Книги / Каменев П.Н. Вентиляция1

тому может оказаться экономически более выгодным установка

[10здушноЭ -отопительных агрегатов. Решение на использование при-

ВОмой камеры для целей отопления в нерабочее время должно ТО^основываться технико-экономическим расчетом.

§54. Обеспечение принятой расчетной схемы

распространения струи приточного воздуха в помещении

Поскольку в случае воздушного отопления подается перегретый

воздух, существует опасность всплытия приточной струи под пере-

крытие, в то время, как рабочая зона практически не будет отапли-

ваться. Если подача осуществляется наклонными струями «сверху

вниз» - струи теплого воздуха под действием гравитационных сил

могут не доходить до рабочей зоны. На рис. 8.10 представлены схе-

мы развития нагретых приточных струй в помещении.

Параметрами, характеризующими поведение неизотермических

струй, являются текущий критерий Архимеда Агх и геометрическая

характеристика струи Н, рассмотренные в главе 5. Распространение

струи в расчетном направлении обеспечивается в случае, если зна

чения текущего критерия Архимеда не превышает некоторых значе-

ний. В табл. 8.3 приводятся предельные значения текущего критерия

Архимеда, обеспечивающие расчетные схемы воздухообмена для различных способов подачи воздуха в помещение.

Таблица 8.3

Предельные значения текущего критерия Архимеда,

обеспечивающие расчетную траекторию струи приточного воздуха

систем воздушного отопления

	Способы подачи	Выпуск	Выпуск
	приточного воздуха	охлажденного	нагретого
	в помещение	воздуха	воздуха
	1	2	3
	1 Непосредственно в рабочую
	3°НУ (рис. 8.10а)	Схема циркуляции	Мх < 0,2
	Ненастилающимися на пол
	СтРУями	не зависит от Ат*
	* настилающимися на пол	То же	Ар < 0,4
	?РУями		* = (0,8-г 1,0)Я

281

Электронная библиотека НССр:/ / Ь д у .кЕзби.ги

1

2. Струями, поступающими в

верхнюю зону помещения вертикально

•настилающимися компакт-

ными и неполными веерными струями

•настилающимися веерными струями

•вниз смыкающимися кони-

ческими случаями

3. Струями, поступающими в

рабочую зону под углом

4. Сосредоточенно, компактны-

ми ненастилающимися струями

Продолжение таблицы § 3

2

3

=	Ахх < 0,4					Агх< 0,5
	( ,	-	, )В	х		В+( Н ~	|
х 0 8		ч	1 0		=		Нр }
	Атх < 0,2					3,< 0,5
х = (0,8-г1,0)5				х = В/ 2+( Н ~ 1гр				^
Схема циркуляции						АгЛ < 0,5
не зависит от Ат*					х = ( Н - Нрз)

Агх < 0,2

х =1нуст -Арт)2 +[(0,3+0,5)/,, ]2

АгЛ < 0,2

х = хкр 1 = 0,22т ( А„)

П р и м е ч а н и е:	В	-	ширина помещения,		обслуживаемая			-
							одним	воздухо
распределителем; /„		-	длина помещения	, обслуживаемая		одним воздухорас
								-
предителем.
а)			б )

	:
	2
	-5;	\
с		^цдщтддщцщд^

Рис 8 10 Схемы развития приточных струй в помещении

- расчетные схемы, фактические схемы струй при при Агд > А1>"«

а - подача непосредственно в рабочую зону, б - наклонной струей в работу10 зону; в - сосредоточенная подача в рабочую зону, г - вертикальной стрУеИ «сверху-вниз»

282

Электронная библиотека НбСр://ЪдV.кНзби.ги

3

случае

подачи

горизонтальными ненастилающимися

струями

в

непосредственно в

рабочую

зону

компактными

струями

нежела-

нное

значение

те

явление «всплытия» исключается, если предельное

итерия

Архимеда,

посчитанное

с

учетом характерного

размера

кр

решения не превышает 0,2.

Тогда

допускаемый

перепад

темпера-

по*

составляет

Т

>

р

:

6т

2

Уо

А/

(8

-

19)

&

0

п

(

х

/

|

		, п -
где	т	коэффициент
температуры
		.

затухания

осевых

скорости

и

избыточной

ся

При выпуске нагретого воздуха в рабочую
на	пол струями Аг	<	0,4. В этом случае
	^

зону

настилающими

-

АГ0

<

и

	2
12га		Уо
	..
(	тАМ
		>

)^

•

(

8.20

)

Подача притока в рабочую зону наклонными струями свер

ху вниз. В этом случае текущий критерий Архимеда также не дол

жен превышать 0,2, и избыточная температура на выходе из возду

- - -

хораспределителя

не

должен

превышать

значений

,

полученных

по

формуле (8.19).		Характерным
ется	расстояние	по оси струи

размером при вычислении

от воздухораспределителя

Аг0 до

являточки

пересечения осью струи

ляемое из выражения:

лс - 0,7

верхней границы

уст	~	крз )	2	+	(0,3

рабочей

	-	,	5/„)	2
	^	0			,

зоны

,

в

опреде

(8.21

-

)

	где
	И
	лет и Нрз - соответственно, высота центра приточного отверстия
	воздухораспределителя	и	верхней границы рабочей зоны относи-
	тельно
	пола помещения, м; /„ - длина зоны помещения, обслуживае-

Мая

одной

струей

.

,		Сосредоточенная			подача	воздуха в		верхнюю зону		помеще-
	я	-	Поведение
Н{				неизотермической			струи	исследовано		-
									при относи
Те
-Тьно небольшой высоте помещения, находящейся в пределах:

°^					0,33	< Н„/Вп
Г	е	Нп	и	Вп	- соответственно,	высота
	°СлУживаемая одной струей, м.

< и

1,

ширина

части

помещения

,

283

Электронная

библиотека

Пббр://

Ьд

V.кЬзби

.ги

При этом высота установки воздухораспределителя куст

изменя

лась в

пределах (0,5

-

условиях горизонтальная

нагретая

к>

И )Н„. В этих

(

1

струя

хотя

и

отклонялась вверх, достигала потолка,

но

р3)

лась

затем вдоль

него,

до противоположной стенки,

двига

опускалась

и

омывала

зону

обратным

потоком. Попадание

ненастилаю

рабочую

щейся

струи

в рабочую зону прямым потоком

обеспечивается

Со

-

блюдением

соотношения:

^	уст	крз	^	0,30	Вп	•
Максимально допустимая избыточная
-
приточного насадка не должна			превышать

Нп .

температура значение:

на

(	8.22)
выходе
	из

Д?о

—

пАп

(

8.23)

0	- площадь приточного отверстия	воздухораспределителя, м	;
где А		2

„	- площадь	поперечного
А			части	помещения, обслуживае
		сечения
		2		-
мого одной струей, м .

Подача

в

воздуха

рабочую

зону

вертикальными

струями

в

направлении	сверху вниз	компактными			и
няет расчетное направление при			Агл	< 0,5.

плоскими струями сохра-

В случае применения при-

точно

-

вытяжных

камер

«

Ноуа1,

ОрегаПп§

Мо

<Зе

$

ЬН

\

\б>

требуемая

подача

нагретого

воздуха

в

рабочую

зону

обеспечивается

соответст-

вующим

регулированием

приточного

патрубка

,

что

предусмотрено

его

конструкцией

.

§

55

	-		диаграмме
Построение		6
	вентиляционных процессов в 1
для	стационарного режима работы вентиляции

В теплый период года в гражданских зданиях применяется

пря

-

моточная схема вентиляции

помещений,

как с естественным (аэра-

ция)

так и с механическим побуждением;

в холодный - прямоточная

или

схема с рециркуляцией.

В помещении воздух

ассимилирует теп

-

лоту

и

водяные пары, поэтому процесс изменения

его

тепло влажно

-

стного

состояния в I- А диаграмме

изображается

лучом

процесса

с

угловым коэффициентом е.

Если приток

естественный (рис. 8.

II

#

)

'

через оконные или аэрационные проемы, подогрев

отсутствует и

точ

-

ка параметров удаляемого воздуха определится пересечением

изотер

мы

у

лучом процесса, проведенным из точки Я. В случае

'

{

с

механиче

-

ской

вентиляции наружный

воздух

(точка Я) на 0,5-1

°С

подогрева

'

ется

в

вентиляторе при постоянной

влажности (линия

с1

=

соп 0

и

$

284

Электронная

библиотека

ЕЕЕр://

Ед'У.

кНзЕи

.ги

пар

метрами

притока (точка П) поступает в

помещение (рис. 8.116).

аметры

удаляемого воздуха

определяются

точкой пересечения

Пар

воздуха

^

с

лучом процесса.

температуры удаляемого

-

1

отерМЫ

!

в

холодный

период

года

при

прямоточной

механической

-

Вен

еции

наружный воздух (точка

Н)

(рис.

8.1\в ) подогревается

в

гюрифеРе

по

В

=

сопзЦ

Через точку

В проводится луч процесса

г

Смещения

Его

пересечение

с

В

=

соп 1: точки

Н

определяет

пара-

.

притока

/7,

$

метры

точка

пересечения

луча

процесса с изотермой

^

даляемого

воздуха определяет

его фактические

параметры (точка

Вследствие

малой

величины абсолютного влагосодержания на-

п

ружного

воздуха,

относительная

влажность

притока оказывается

существенно

рекомендуемых

нормами

минимальных 30%.

системах

меньше

3

вентиляции

отсутствуют

устройства

увлажнения

воз-

поэтому

низкая

относительная

влажность

притока

является

духа

,

недостатком работы

вентиляционных систем

в холод

неизбежным

-

ный

период

года. Необходимо

отметить также,

что величины

вла-

госодержаний,

полученных построениями

в

/-<7

диаграмме

и

вы-

численных

с

помощью

соответствующего

коэффициента

воздухо-

обмена	могут	не
влагосодержаний

совпадать. Коэффициенты	воздухообмена
получены экспериментально	и учитывают

для спо-

собность

водяных

паров

накапливаться

под

перекрытием

вследст-

вие

их

меньшей

плотности

по

сравнению

с

воздухом

.

Расчет

по

/-<7

диаграмме

этой

особенности

не

учитывает.

В

помещениях,

предназначенных

для

пребывания

значительного

количества

людей

(

конференцзалы

,

зрительные

залы

театров,

кино-

театров

,

спортивных

залов

)

в

холодный

период

года

устраивается

»

)

м

Рис

8

11

У

Ф =100%

^7 Построение

у

процессов изменения состояния воздуха

общеобменной вентиляции в 1-6

диаграмме

	=
Ф	100%

^ с1

при

а - при общеобменной вентиляции и

аэРационные проемы в теплый период года,

притоке через окна или

б - при механическом притоке

при

механической

прямоточной

вентиляции

в

холодный

период

года

285

Электронная

библиотека

ЫдЕр://:1 д

V.

кКзЕи.ги

рециркуляция. Наружный воздух должен подаваться

в

объеме

Не

менее

выделяем

санитарной нормы, обеспечивающей разбавление

ой

людьми

-

углекислоты до

предельно допустимой концентрации.

Обыч

но

воздух

на

рециркуляцию забирают

из верхней

зоны

и

он

имеет

параметры

удаляемого

и наружного

точки У. Параметры смеси

духа

на

1

диаграмме

находятся на

прямой линии,

воз

точки

-д

соединяющей

У.

Возможны

два варианта:

Ни

•

•

	прямая Н-У не пересекает кривую ф = 100%.			воздухоподогре
	В этом случае возможно предварительное,		до			-
	вателей, смешивание наружного и рециркуляционного				воздуха
	с последующим
		подогревом смеси до точки П (рис. 8.12
	прямая Н-У пересекает кривую ф = 100%.				а).
	а) I	б )

Рис	8.12. Построение процессов изменения состояния воздуха
для холодного периода года при общеобменной вентиляции с
	внутреннего воздуха

в 1-д	диаграмме
рециркуляцией

а

- в случае отсутствия конденсации водяных паров при смешивании наружного

и рециркуляционного воздуха, б - в случае конденсации водяных паров при смешивании наружного и рециркуляционного воздуха

сти ния

Если пересечение имеет место, это свидетельствует о возможно
			-
конденсации	водяных паров в смесительной камере и	образова	-
в ней наледи, поэтому необходим предварительный		подогрев

наружного

воздуха

до

температуры

,

обеспечивающей

выход

прямой

НУ

в

зону

ф

<

100

%

(

рис

.

8.126).

и

	Последовательность			построения:
	Вариант 1. Линия	У
			-	Н не пересекает кривую ф			.
					=	100%
	1) наносятся на 1						(точка
		д диаграмму параметры внутреннего
	-
	наружного воздуха (точка //);

В

)

286

Электронная

библиотека

ЬЕЕр://:1 д

V.кЕзби

.ги

2

)

вычисляется

угловой

коэффициент в луча процесса измене-

тепло

НИ

Я

-влажностного состояния воздуха в помещении;

3

)

через точку

В

проводится

луч процесса изменения

тепло

разностного

помещении в;

состояния воздуха в

тем-

4

)

специальным расчетом или

на основе опыта

выбираются

пРитока

и удаляемого воздуха;

пераТУРь

1

температур притока и

воз-

5

)

пересечение

изотерм

удаляемого

-

с

лучом процесса

в помещении создаст точки Я и У;

ДУ

ха

соединяем

точки У и

Я, проводим через

точку Я линию Я

6)

У-Н даст

точку смеси С.

=

соп

51, пересечение которой с линией

-

После

построения

процессов

по

соотношению между

длина

ми	отрезков			Н-С и С-У следует убедиться
		в	смеси		соответствует санитарной
воздуха

, что объем наружного норме. Ордината П-С

называет		величину
добрать	калорифер,

разности температур, на которую

в котором должен подогреваться

следует по-

весь объем

притока	.
Вариант 2. Линия
Этапы		построения

У-Н

1, 2,

пересекает кривую ср	=	100%.
3, 4, 5 выполняются также, как

и

первом

варианте	. Далее проводим линию
направлении точки Н проводится

Я	=	сопз!через точку
луч процесса таким

Н. Из точки У в

образом, чтобы

он прошел между кривыми	р	=	90%
	(
чение с в даст точку К, температуру,

и	<	р	=	95% до Я	=	сопзЕ Ее пересе-
до			которой следует подогреть на-

ружный которой

воздух.

с лучом

Через точку П

УК даст точку

проводим смеси С.

линию

Я

=

сопз1,

пересечение

После

построения

процессов

по

соотношению

между

длинами

отрезков К-С и

воздуха в смеси

С-У следует убедиться в том, что соответствует санитарной норме.

объем

наружного

Этот случай неудобен для вентиляционных приточных систем.

Группу калориферов приходится

делить

на

две. 1-я группа калори-

феров подогревает

наружный воздух

от

Я до К, 2-я - полный

при-

ток

от С до Я. Экономия теплоты определяется разностью энталь-

пий

Я и С. По достижении

воздухом температуры

точек

наружным

тонки К воздухонагреватели 1-й

< О,

ступени отключают. Если

(

воздухонагреватели желательно

выполнить

к

ЭТИ

электрическими

предусмотреть

меры, исключающие

замерзание теплоносителя

Или

В

НИХ.

°

Более

удобным

для эксплуатации приточной

камеры

-

иметь

Дин

блок

воздухоподогревателей, При такой конструкции

приточ-

н

н

°

камеры рециркуляция обеспечивает более близкую к норме или

ИоРмативную относительную влажность

воздуха

в помещении. В

287

Электронная

библиотека

ЬЕЕр:

/

/

Ьду

.

кЬзЕи

.

ги

этом случае процесс в /-й диаграмме строится несколько
иначе. {
	Р а
носятся точки Ни В. Через точку В проводится луч процесса е изме
нения тепловлажностного состояния воздуха в помещении, наносит--
ся точка У. Через точку Н проводится линия = соп51 до пересече-
ния с лучом е, получаем точку К, температуру, до которой следует
подогреть наружный воздух. Влагосодержания точек У и Я, количе-
ства наружного и рециркулируемого воздуха известны. Вычисляется
влагосодержание точки смеси как:
*с =-ВуСуС ,.++ снЛнОн

После чего проводится линия Вс = соп$1 до пересечения с линией

8, получается точка С. Расчетные параметры для вычисления возду-

хообмена определяются точками С и У.

В переходный период возможно применение как прямоточной

вентиляции, так и вентиляции с рециркуляцией. Построение венти-

ляционных процессов ведется по первому варианту, задав парамет-

ры наружного воздуха: температура +8°С (+10°С) и удельная эн-

тальпия 22,5 кДж/кг (26,5 кДж/ч).

§56. Нестационарный режим вентилируемого помещения

Расчет нестационарного режима вентилируемого помещения позволяет определять изменения во времени концентрации вредных

веществ в помещении при изменяющихся потоках вредностей и ра-

ботающей вентиляции. Подобные расчеты позволяют в некоторых

случаях снизить расчетный воздухообмен, определить время загряз-

нения помещения до заданного уровня, а также рассчитать воздухо-

обмен для системы аварийной вентиляции.

Изменение концентрации вредных веществ в помещении

при отсутствии вентиляции.

Пусть в начальный момент времени концентрация вредных ве-

ществ в воздухе помещения составляет С0 единиц массы вещества

на 1 м3 воздуха. Если в этот момент в помещении начинает действо-

вать источник выделения вредных веществ с интенсивностью Мг

единиц массы вещества в 1ч, то уравнение баланса вредных вешсств

в любой момент времени имеет вид:	(8 241
А1/ вр(1х УП0\1 (1С — О,

где Упом - объем помещения, мо.

288

Электронная библиотека ЕЕЕр://'ЬдV.кЕзЕи.ги

Уравнение

написано

при

допущении

,

что

вредные

вещества

	рз	сПределяются		по всему объему
			нцентрация
	КО		вредных веществ -
			Проинтегрируем		уравнение (

помещения	равномерно, а искомая
средняя по объему величина.
8.24) от 0 до т (произвольного мо-

мента

времени

):

		тг
Мвр
	|
V			е/
	П О М	0

т

с =|с1с

(

8.25

)

решив получим:

уравнение

(

8.25

) относительно

с= с	+	М	«р	т.
0		V
		>
		Ю\1

текущей

концентрации С,

(8.26)

Последнее

выражение

представляет

концентрацию

в

любой

мо-

мент	времени как линейную функцию от т. Темп увеличения
центрации определяется величиной отношения		интенсивности
деления вредных веществ к объему помещения.

кон-

вы-

Формулой

(

8.26

)

можно

воспользоваться

для

определения

необ

-

ходимости устройства			вентиляции
при сравнительно малом выде-
лении	вредных	веществ.		На
рис. 8.13 показан		ход	увеличе-
ния	концентрации		вредных
веществ в воздухе помещения

	в	помещениях большого объема
		СА	1
	пдк		2
			3

	при	разной	величине	отноше-
	ния	Мвр /Упоу. Для случая, когда
	содержание
	помещении		вредных веществ в
			достигает	ПДК при

С0

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1

0

Х

,

ч

т

1

часа

(линия

7), вентиля-

Рис

8 13 Изменение во

времени кон-

центрации

невенти-

ция

обязательна.

В

случае

из-

вредных веществ в

лируемом помещении

биения

концентрации

их

по

1 и 2

- ПДК достигается в

течение рабо-

Шнии 2

(8

ч

> т > 1

ч) вентиля-

чего

времени, 3 - ПДК не

достигается в

цию

можно

включать

через

течение рабочего времени

•

^

которое

время

после

начала

Раооты.

Если содержание вредных веществ не достигает ПДК в те-

Чение

рабочего

времени (линия

3), вентиляцию можно

не

устран-

ить

.

ограничиваясь

неорганизованным

воздухообменом.

Изменение

Ри

концентрации

вредных веществ в помещении

11

заданном

Если в некоторый начальный

момент

Сб

ени

воздухообмене.

’

средняя

концентрация

вредных выделений равна С

, в этот

0

^

С||тиляция

Электронная

библиотека

289 КССр://:1 дV.кЪзби.ги

момент

одновременно начинают действовать источник

вредных

.

делений

интенсивностью

Мвр и приточно-вытяжная

вентиляция

ВЫ

пРо

изводительностью С,

,

= Ьу. Применяем допущение, что

вредные

в

«

7

/

.

ства

источника вредных

выделений

еЩе

от действующего

распределяю

равномерно

тся

по помещению, поэтому в любой момент времени

^

С

=

Уравнение баланса вредных веществ

в помещении в

С

циальной

диффер

форме:

Мврс

+ ЬуСпр с1т -

ЬпРСйт

- Упол,аС = 0.

(

1т

8.27)

Разделив

переменные

и

представив

дифференциал

с1С

в

виде

:

проинтегрируем

ас=	а{-с) =	-а
	-
уравнение (8.28):

МвР Iу

+

с„

-

с

,

(

8.28

)

аг I ~ пом

х

=

~

]

п

Мвр
I	У
Мвр
ь
у

+	с	С
	„-
+С„-С
		0

(8.29

)

Последнее выражение	можно преобразовать в
назначения расчета. При расчете периода изменения
заданных
пределах

зависимости от

концентрации в

При

расчете

					Сп		0		Мир
		V				~	С	+	ь
т	=				1п						у
		пом
		ь		у	с„ -с			+	мвр
									I
										У
изменения			концентрации

•

(8.30

)

С

=

М«р 4

+

с„

-

Кр
I	У

+

с„

-

С0

У ХЧпои

(

8.31

)

Следует заметить, что учет условия

р„ D

ру при

получении зави

-

симостей (8.30) и (8.31) приводит к появлению у величины С„мн			°
			'
жителя (	Ру	/ рпУ

290

Электронная

библиотека

Ыбр://:1 д

V.

кЪзЪи

.ги