Книги / Каменев П.Н. Вентиляция1

I ай.шци 1 5

Оптимальные и допустимые нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений

			Температура, °С				Относительная		Скорость
							влажность, %		движения, м/с
Период Категория				допустимая			опти-	допустимая	опти-	допустимая
года работ опти-			верхняя граница		нижняя граница			на рабочих мес-		на рабочих
мальная				на рабочих местах			мальная	тах постоянных	мальная,	местах посто-
			посто- непосто- посто- непосто-					и непостоянных,	не более	янных и непо-
Легкая - 1 а 22-24			янных	янных	яиных	янных		не более		стоянных*
			25	26	21	18	40-60	75	0,1	Не более 0,1
Легкая - 16 21	-	23	24	25	20	17	40-60	75	0 1	Не более 0,2
Средней									,
Холод			23	24	17	15	40-60	75	0,2	Не более 0,3
- тяжести - Па 18-20
ный
Средней			21	23	15	13	40 60	75	0,2	Не более 0,4
тяжести - II б 17-19
Тяжелая - III 16-		18	19	20	13	12	-	75	0,3	Не более 0,5
							40-60
СЗ
Я			28	30	22	20	40-60	55 (при 28°С)	0, 1	0, 1-0,2
73 Легкая - 1 а 23-25
X Легкая - 16 22-24			28	30	21	19	40-60	60 (при 27°С)	0,2	0, 1-0,3
01 Средней			27	29	18	17	40-60	65 (при 26°С)	0,3	0,2-0,4
а Теплый тяжести - Па 21-23
5
Средней
$
Я тяжести - Иб 20-22			27	29	16	15	40-60	70 (при 25°С)	0,3	0,2-0,5
< - 1 - Тяжелая - III 18-20			26	28	15	13	40-60	75 (при 24°С)	0,4	0,2-0,6
г +
73
* Большая скорость движения воздуха в теплый период года соответствует максимальной температуре воздуха, меньшая - мини-
г +		Для	промежуточных величин температуры воздуха скорость его движения допускается определять
< мальной температуре воздуха.
Я интерполяцией ; при минимальной температуре воздуха скорость его движения может приниматься также ниже 0,1										м/с - при легкой
7 Т

д со работе и ниже 0,2 м/с - при работе средней тяжести и тяжелой.

В холодный

период

следует

придерживаться

нижнего

предела

без

тепло

-

нормируемого

диапазона

температур

для

помещений

, в

помещениях

возможно

избытков. При

наличии

теплоизбытков

в

пределах

расчетного

поддерживать

более

высокую

температуру

Это обеспе

.

диапазона путем

снижения

расчетного

воздухообмена

-

использование

теплоизбытков

для целей

создания

чит рациональное

и

труда.

условий

пребывания

благоприятных

в помещении

более

на постоянных рабочих местах рас-

Нормы

позволяют

обеспечивать

или

вентиляционными

четные

условия

местными

отопительными

установками

.

воздуха в

рабочей

зоне

С целью экономии теплоты температуру

производственных

помещений

с полностью

автоматизированным

присутст-

, функционирующим без

технологическим

оборудованием

вия людей, возможно принимать

:

наличии

избытков

теплоты - на

а) для теплого

периода

года

при

А;

параметрам

наружного воздуха

по

4°С выше температуры

+ 10°. При

б) для холодного периода

года и переходных

условий

наличии избытков теплоты -

экономически целесообразную

темпе

-

ратуру

. Подвижность воздуха

в таких

производственных

помещени-

ях

обычно

не

нормируется

.

§

6

.

Прочие факторы, влияющие		на
решения	вентиляционных

конструктивные систем

Категорийность

производственных

помещений

по взрыво-

и

в производственных

пожароопасности

.

Технологические

процессы

взрывоопасных

га-

помещениях могут

сопровождаться

выделением

или

органических

в

бензине

зов и паров (участки

промывки деталей

;

окрасочные

отделения и

цехи), пламени

и

искр

(ко-

растворителях

,

термические

цехи).

В зависимости

от

особен

-

тельные,

кузнечные

,

ностей технологического

процесса

производственного

помещения

требо-

определенным

соответствовать

системы

вентиляции

должны

или пожара.

чтобы не быть причиной взрыва

ваниям,

Общероссийскими

нормами

Государственной

противопожарной

разделяются

на

помещения

службы

МВД России

производственные

методику

опре-

категории

А, Б, В1-В4, Г

и

Д.

Нормы

устанавливают

-

и

пожаро

в

зависимости от количества

деления

категорий помещений

веществ

взрывоопасных

свойств находящихся

(обращающихся)

в них

технологических

процессов

и материалов с учетом

особенностей

.

в

помещения

,

К взрывопожароопасной

категории

А относятся

-

которых

находятся

горючие

газы,

легковоспламеняющиеся

жидко

32

Электронная

библиотека

ЬТБр://

-ЬдV.

кЬзби.ги

сти с температурой вспышки не более 28°С в таком количестве, что

могут образовывать взрывоопасные парогазовоздушные смеси, при

воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа. Вещества и материалы,

способные взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кисло-

родом воздуха или друг с другом в таком количестве, что расчетное

избыточное давление взрыва в помещении превышает 5 кПа.

К взрывопожароопасной категории Б относятся помещения, в

которых находятся горючие пыли и волокна, легковоспламеняю-

щиеся жидкости с температурой вспышки более 28°С, горючие жид-

кости в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные

пылевоздушные или паровоздушные смеси, при воспламенении ко-

торых развивается расчетное избыточное давление взрыва в поме- щении превышающее 5 кПа.

К пожароопасной категории В1-В4 относятся помещения, в

которых находятся горючие и трудногорючие жидкости, твердые горючие и трудногорючие вещества и материалы (в том числе пыли

и волокна), вещества и материалы, способные при взаимодействии с

водой, кислородом воздуха или друг с другом только гореть, при

условии, что помещения, в которых они имеются в наличии или об-

ращаются, не относятся к категориям «А» и «Б».

Ккатегории Г относятся помещения, в которых находятся не-

горючие вещества и материалы в горячем, раскаленном или рас-

плавленном состоянии, процесс обработки которых сопровождается выделением лучистого тепла, искр и пламени; горючие газы, жидко-

сти и твердые вещества, которые сжигаются или утилизируются в

качестве топлива.

Ккатегории Д относятся помещения, в которых находятся не-

горючие вещества и материалы в холодном состоянии.

Разделение помещений на категории В1-В4 производится пу-

тем сравнения расчетного максимального значения удельной вре-

менной пожарной нагрузки с величиной нормативной удельной по-

парной нагрузки.

Указанные категории производственных помещений наклады- вают ограничения на предельную температуру применяемого тепло-

носителя, предписывают к обязательному исполнению некоторых

конструктивных решений отопления и вентиляции. Например, в по-

мещениях категории А и Б с выделением горючей пыли температура

воды в системах отопления не может быть выше 110°С и 130°С. Не

допускается размещать в помещениях подвалов оборудование сис-

	2	Вентиляция			зз
			Электронная	библиотека	БББр://:1 дV.кБзБи.ги

тем помещений категорий А и Б, а также оборудование систем ме-

стных отсосов взрывоопасных смесей и т.д.

В объеме производственного помещения определенной взрыво-

пожароопасной категорийности могут находиться производственные

участки повышенной взрывоопасности или вентиляционные установ- ки, перемещающие смеси воздуха и взрывоопасных паров или газов.

Проектирование вентиляции в указанных случаях должно проводить-

ся в соответствии с «Правилами устройства электроустановок» (ПУЭ).

Классификация вредных веществ по классам опасности.

Нормами установлены классы опасности вредных веществ, представ-

ленные в табл. 1.6.

Таблица 1.6

Классы опасности вредных веществ

Класс	Характеристика	Примеры вредных	веществ
				,
опасности	класса опасности	соответствующих данному классу
		опасности
1	Чрезвычайноопасные	Радиоактивные вещества
2	Высокоопасные	Анилин, бензол, сероводород

3Умеренноопасные Метиловый спирт, камфара

4Малоопасные Аммиак, бензин, керосин, СО

Несмотря на краткость и качественный характер классификация способствует надежному улавливанию вредных выделений, влияя,

например, на выбор величины вытяжки через рабочий проем вы-

тяжного шкафа. В табл. 1.7, в качестве примера, приведены реко-

мендуемые скорости воздуха в рабочих проемах окрасочных камер,

в зависимости от класса опасности паров растворителя.

Таблица 1.7

Рекомендуемые скорости воздуха в проемах окрасочных камер в зависимости от класса опасности вредных выделений

	Метод нанесения	Класс опасности	Рекомендуемая
	лакокрасочного	лакокрасочного	скорость воздуха в
	покрытия	материала	рабочем проеме, м/с
	Пневматическое	1	1,3
		2 и 3	,
	распыление		1 0
		4	0,7

34

Электронная библиотека ЪЪЪр:/ / Ьдч.кЬзЪи.ги

Глава

2

СВОЙСТВА ВОЗДУХА И ПРОЦЕССЫ ИЗМЕНЕНИЯ

ТЕПЛОВЛАЖНОСТНОГО СОСТОЯНИЯ

ЕГО

В

технике

вентиляции

и

кондиционирования

воздуха

приходит-

ся

решать задачи двух видов:

а) определение потребности

в

теплоте

и

влаге

для

подогрева

и

увлажнения

наружного

воздуха

в

вентиляционной

приточной

камере

или

кондиционере с

б) определение

целью получения требуемых

изменения температуры 1,

параметров притока;

относительной влаж-

ности		(		влагосодержания	В приточного	воздуха	при	ассимиляции
		р,							выде
им					2
	в помещении теплоты в количестве (					, кДж, и	влаги С, кг,		-
ленных			людьми и технологическим оборудованием.

Настоящий

раздел

содержит

расчетные

формулы

и

зависимости,

позволяющие решать перечисленные выше задачи, а также определять

расходы теплоты и влаги, необходимые для перехода, от одних темпе-

С, относительной влажности воздуха		<	р%
ратур ?°
отнесенного к 1	кг сухой части воздуха, В, кг/кг, к

и влагосодержания,

другим значениям.

§

7.

Свойства

влажного

воздуха

Окружающий нас атмосферный воздух является практически всегда бывает влажным. Водяные пары,

гих составляющих смеси, могут находиться в воздухе

смесью газов. Он

в отличие от дру-

как в перегретом,

так

и

в

насыщенном

состоянии.

Содержание

водяных

паров

в

воздухе

изменяется, как в процессе влажностной обработки его в приточных
камерах	и кондиционерах, так и при ассимиляции воздухом	влаговы
			-
делений	в помещении. Сухая часть влажного воздуха обычно		содер
жит (по			-
	объему) около 78% азота, 21% кислорода, 0,03% углекислоты
и
незначительное количество инертных газов (аргон, неон, гелий, ксе-
нон, криптон), водорода, озона и др. Указанные компоненты составляю
сухую часть воздуха, прочая часть воздушной массы -водяные			пары.

Воздух		рассматривается как	смесь идеальных газов, что
Дяет	использовать для получения		расчетных формул законы
динамики
	.

позво-

термо-

	в	Согласно закону	Дальтона, каждый газ смеси,	составляющей
		здух, занимает весь объем, имеет свое парциальное давление рь				но
	°
	°				дав
	Динаковую температуру с прочими газами смеси, а сумма этих					-
	аний равна полному		барометрическому давлению В, Па, воздуха:

2*

Электронная

библиотека

35 ЬССр:/ / Ьдч.кКзби.ги

>

-

В

= 5

,

(2.1)

би-

В расчетах вентиляции влажный

воздух

рассматривают как

из водяных паров (

мо

нарную смесь (смесь

двух газов),

состоящую

-

,

условно-

„

) и

лярная

18 кг/моль

сухой части воздуха -

масса М =

молярной массой

Мсв-29

кг/моль

газа с

однородного

.

давление

В,

в

этом случае, согласно (2.1), равно

Барометрическое

пара рп\

сумме

парциальных давлений сухого воздухарсв и водяного

В

~

Р

с

в

Рп

'

(

2.2)

Характеристическое
произвольного	/-го газа в

	уравнение	Клапейрона	для
		смеси имеет вид:
	воздушной

		^	Т
	,	т
Р	=	му		’

тг

>

кг,

массы

(2.3)

где т, - масса
М[ -	молярная
воздуха, К; V
	-

;	К -	универсальная		газовая
/-го газа, кг			абсолютная
	, кг/моль; Т -
масса /-го газа			3
объем, занимаемый воздухом, м .

постоянная	;
температура

Универсальная

газовая

постоянная

в

системе

СИ

В

=

8314,4

	Дж/(мольК)
	.		расчетных		формул более				удобно
	Для получения
	рактеристическое	уравнение		Клапейрона				, написанное
	го газа:
	С, кг, /-			ру		=	с,я,т.

применять	ха-
относительно
(2.4)

=

Газовая постоянная сухой части			воздуха		Ксв
286,7 Дж/кг;	,	водяных		паров
	соответственно

=К /

Вп-

		,4/29		=
Мсв-8314
8314,4	/18	=	,9
			461

Дж/

кг -°С. Плотность

сухой

части

воздуха

и

водяного

пара

.

Запишем

уравнение

(

2.4

)

в

виде

:

Л	_
ЦТ,

=

^V

(

2.5

)

му

,

Плотность
или: р	=	С[ /

есть отношение	массы		газа к объему		им
У. Тогда уравнение (2.5) приобретает				вид
Р	=	Р;
		К,Т

занимаемо-

(2.6)

В случае		абсолютно			сухого воздуха
равно барометрическому					давлению	В,	а
стоянная	Рсв=		286,7	Дж/кг; откуда

	его	парциальное		давление
					по-
	универсальная		газовая

36

Электронная

библиотека

ЪГСр:

/

/

У

д

м

.

кГзСи.ги

	р =		в	Т	‘
		286 7
			,
Если барометрическое давление равно одной физической							атмо
							-
сфере В -101325 Па (760 мм рт. ст.)
9св =	101325		__ 353,4 _			353	(2.7)
	286,1Т			Т		Т '

Если барометрическое давление равно 99325 Па (745 мм. рт. ст),

что характерно для значительной части территорий страны:

	99325		я	346	4
Рсв		Г		,
	286,7			Т	'

Плотность водяного пара определяется аналогично.

При давлении в 1 атм

_ 101325 _ 219, 4

9п 461,9Т Т '

При давлении 99325 Па, (745 мм рт. ст.)

99325 _ 215

Ри 461,9Т Т ‘

(2.8)

(2-9)

(2.10)

Плотность влажного воздуха рв в может быть определена как

плотность сухого воздуха и водяного пара, находящихся в смеси под

своими парциальными давлениями

Рсв	„	_ В	-	„	„
Рб в КсвТ	р			р	р
	КпТ	КсвТ			ВпТ

	_в				А	_1			кI„
	Р<? в кснт				т	[ксв					(2.11)
Если барометрическое давление равно одной физической атмо-
сфере 101325 Па:
Р	в = 101325				рп	1		6	1	9	/I
“	286		7Т		Т 1\	287	,7		461
Или	,7								,7
		353
	Рв в			-				-3	Рп		(2.12
			Т		1, 312 -10				т
											)

Из формулы (2.12) следует важный вывод о том, что плотность

важного воздуха меньше плотности сухого воздуха.

37

Электронная библиотека Ьббр:/ /\гсуч .кЕзби.ги

При	обычных	условиях	в
пара равно приблизительно
		15

помещении, когда давление

мм рт. ст., доля второго члена

водяного в форму,

ле

(

2.12

),

учитывающая

разницу

плотности

влажного

и

сухого

воздуха,

при прочих равных условиях составит
этому в инженерных расчетах	считают

всего
рв	=	рс

0,75% величины			рсв.		По
в					-
		для			-
	и применяют			опре

деления При

плотности влажного воздуха формулы (2.7) и (2.8).

изменении влажности воздуха в вентиляционных

процессах

масса его сухой части остается неизменной, поэтому

водяных паров, содержащихся в воздухе, относить к

принято массу
1	-
	кг сухой час

ти

воздуха.

Абсолютная влажность	воздуха с1
	\
характеризуется массой содержащегося		в

3	воздуха
кг/м . Влажность
.		Массу
нем водяного пара

водяного

пара

в

килограммах,

приходящегося

на

1

кг

сухой

части

влажного

воздуха

,

называют

влагосодержанием

воздуха

с1\

кг

/

кг

.

'	равна:
Величина с1
	9	=	Рп
			Рсв

Я Я

вРп Рсв

286,

461,

7 9

рп рС в

=

0,

622

В

Рп - р

п

(

2.13)

Значение практическом держание д в

д' обычно бывает	малой величиной, неудобной в
применении, поэтому в расчетах принимают		влагосо
		-
граммах влаги на 1	кг сухой части влажного	воздуха
		;

тогда

формула

(

2.13)

приобретает

д	=	622

вид:

Рп В -Рп

'

(

2.14

)

Относительная влажность воздуха. Влагосодержание

воздуха

может быть различным, однако

его

максимальная

величина

при

данной

температуре строго определено полным насыщением

возду

-

ха водяными парами. В связи с

этим

для

характеристики

степени

увлажненности пользуются показателем относительной

влажности

воздуха

ср. Величина <р равна отношению парциального

давления

рп

„

водяного

пара

во влажном воздухе к

парциальному

давлению

р п

возду-

водяного

пара

в

насыщенном состоянии при одной

и

той же

с

хом температуре.

Рп

(2.15

Ф =

)

Рнп

Иногда относительной влажностью воздуха называют отношение

массы водяных

паров во влажном

воздухе

к весу

водяных

паров

в

^

'

воздухе

при той

же температуре

и

полном

насыщении:

1

аС

ф = двп

'

это определение не совсем

, так как ср

ф.

Однако

точно

'

*

38

Электронная

библиотека

Ь^

-Ьр:

/

/

Ьдч

.

кЬзЪи.ги

При

относительной

влажности 100% воздух полностью насы-

щен

водяными

парами,

и его называют

насыщенным влажным воз-

духом, а водяные пары,

содержащиеся

в этом воздухе, находятся в

насыщенном

состоянии. Если

<

содержит водяные

пары

р

<

100%, воздух

в

перегретом состоянии

и

его

называют ненасыщенным

влажным

воздухом.

Давление

водяного

пара

находящегося в насыщенном состоя-

нии

,

,

зависит

только от

температуры. Его величину определяют экс-

периментальным путем

и приводят

в специальных таблицах. Имеет-

ся ст

.

ряд формул	,	аппроксимирующих
от температуры г °С.

зависимость

рит

Па,

или

мм

рт

.

	,	для	области положительных
Например
выше	давление	насыщенного		водяного пара
выражается зависимостью:
			р„„ = 479	+ (11,52 +1,62/)

температур от 0°С и

, Па, приблизительно

2	.	(2.16)

Пользуясь	понятием	относительной
госодержание	воздуха можно определить
		а	=	622	дао
					И п

влажности как:

воздуха

ср,

(

вла-

2.17)

Теплоемкость	сухого воздуха	ссв	и теплоемкость	водяного
пара сп в обычном	для вентиляционного процесса диапазоне темпе-
ратур
можно считать постоянными и равными:

ссв

-

1

,005

кДж/(

кг

•

К

);

с„

=

1

,

8

кДж/(

кг

•

К

).

Здесь	и далее
менительно к 1 кг
ными величинами.

теплоемкость	и энтальпия рассматриваются при-
сухой части	воздуха и поэтому являются удель-

Теплосодержание

(

энтальпия

)

1

кг

сухого

воздуха

равно

гДе

г

-

температура

воздуха

I	С .в
в °С.

”

С

в

1 1

’

(

2.18

)

На

Энтальпию		св	при	г	=
Удельная		сухого воздуха 1
2500	теплота парообразования
	кДж/кг.

0°С для

принимают воды при ?

равной 0.

= 0°С рав-

Теплосодержание (энтальпия) водяного пара /„

Произвольной температуре I составляет:

/„	=	2500	+	1,8л

в

воздухе при

(	2.19	)

Электронная

библиотека

ЬЕЕр:

/

/

Ьду

.

39 кЬзби.ги

	Энтальпия	влажного		воздуха
хой его части и		энтальпии		водяного
1	кг сухой части		влажного	воздуха,

/ складывается из	энтальпии су
		-
пара. Энтальпия /, отнесенная к
кДж/кг, при произвольной		тем	-

пературе

{

и

влагосодержании					й равна:
I	=	1,005	^	+(2500		+	1	,8	/)

а
1000	'

(

2.20)

,

он

нагревается

,

его темпе-

Если воздуху

передается

явное тепло

влажного

воздуха изменя-

ратура повышается. При нагреве

энтальпия

па

части и водяного

сухой

ется в результате

изменения

температуры

-

воздух водяных паров

с

той

же температурой

ра. При поступлении в

от внешних

источников

(изотермическое

увлажнение

) ему

передается

воздуха

при

этом

парообразования

. Энтальпия

скрытая теплота

к

энтальпии

сухой части

, но

вследствие

прибавления

также возрастает

воздуха при

этом

поч

воздуха энтальпии

водяного

. Температура

-

пара

введения

этого

термина

.

, что

и

послужило

причиной

ти не меняется

, энтальпия

влажного

воздуха

состоит

из явной и

В общем случае

иногда называют полной

теп

скрытой теплоты, поэтому

энтальпию

-

лотой.

характеристик

тепловлажностного

состояния

свойства

Кроме

ве

и

паров вредных

в

нем

газов

воздуха оценивают

содержанием

-

в

мг

обычно относят к

1

м

3

ществ. Содержание

вредных

веществ

3

воздуха, и

измеряют в мг/м .

человека

оказывает

со-

Значительное

влияние

на самочувствие

озонирования

,

веществ,

степень его

держание

в

воздухе

пахнущих

-

содержания

в нем

отрицательно

заряженных

легких ионов

кислоро

литературе

да и пр. Освещение

этих вопросов дается

в

специальной

.

	§8. Графический способ расчета				процессов
					-й
	тепловлажностного	состояния		воздуха.1
			воздуха
	влажного

изменения диаграмма

На

основе уравнений (2.14)

и

(2.20)

проф.

.К.

Рамзиным

в

Л

используемая

в

г.

была

составлена

1-й

,

широко

1918

диаграмма

.

Диаграмма

стро-

расчетах

вентиляции, кондиционирования

воздуха

осями

абсцисс

,

угол между

ится

в

косоугольной

системе координат

того, чтобы

изотермы

и

и ординат

составляет

135°. Это сделано

для

кроме

того

не

накладывались

друг на

друга,

линии

изоэнтальпий

косоугольная

система координат

позволила

расширить

на

диаграмме

что

делает

ее

удобной

воздуха,

область

ненасыщенного

влажного

-

для графических

построений

процессов

изменения

тепловлажност

ного

состояния

воздуха

(

рис

.

2.1

).

40

Электронная

библиотека

ЛЕЕр://^1 .

кЬзЕи.ги