Основы расчета приточной-вытяжной вентиляции для удаления избыточных теплоты, водяных паров, газов и пыли

Процесс создания в помещениях воздушной среды, удовлетворяющей установленным гигиеническим нормам и технологическим нормам и технологическим требованиям, зависит от характера помещений, температуры окружающей среды и наличия вредных выделений. Воздух в помещениях должен быть чистым, а относительная влажность и температура воздуха должны соответствовать гигиеническим требованиям, предусмотренным ГОСТ 12.1005-88 CCБТ “Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиенические требования”.

Рассмотрим существующие подходы к поддержанию нормального состояния воздушной среды в рабочей зоне производственного оборудования и алгоритмы оценки количества влаги, находящейся в воздухе, паров и газов, выделяемых в производственных процессах, наличия пыли и, наконец, температурного режима в воздухе.

Удаление избыточной теплоты

В рабочих помещениях, где имеются источники выделения теплоты, требуется дополнительная приточно-вытяжная вентиляция. Объем воздуха , необходимый для удаления избыточной теплоты, рассчитывается по формуле:

м /ч, (1)

где Q – количество выделяющейся в помещение избыточной теплоты, Вт; - нормально допустимая температура воздуха в рабочем помещении и температура поступающего (наружного) воздух, - удельная теплоемкость воздуха в кДж/кг - плотность приточного воздуха в кг/м .

Количество поступающей в помещение избыточной теплоты зависит от технологии производства, от применяемого оборудования, от времени года, от условий хранения готовой продукции и других факторов.

Рассмотрим решение с учетом следующих источников выделения теплоты:

• выделение теплоты поверхностями оборудования, трубопроводами, батареями отопления и другими агрегатами, , Вт/ч.

• выделение теплоты хранимой в рабочем помещении горячей продукции, , Вт/ч.

• выделение теплоты от работающих электрических нагревательных и силовых устройств, , Вт/ч.

Тогда количество избыточной теплоты, на основании которого определяется необходимый объем воздуха , вычисляется так:

, Вт/ч. (2)

Расчет избыточной теплоты

1. Выделение теплоты поверхностями оборудования, трубопроводами, батареями отопления и другими агрегатами. В этом случае величина теплового потока в час определяется по формуле:

, Вт/с, кДж/ч, (3)

где F – площадь тепловыделяющей поверхности, м ; к – коэффициент теплоотдачи, Вт/(м ч С); - температура тепловыделяющей поверхности, С; - нормально допустимая температура воздуха в рабочем помещении, С.

2. Выделение теплоты хранимой в рабочем помещении горячей продукции. Тепловой поток в час для этого вида тепловыделения определяется по формуле:

, Вт/с, кДж/ч, (4)

где М – масса нагретой продукции, хранимой в рабочем помещении, кг;

- теплоемкость материала хранимой продукции (усредненная теплоемкость нагретой массы продукции), Вт/кг С;

- температура массы продукции по фактическому замеру, С;

- поправочный коэффициент, учитывающий неравномерность остывания массы продукции.

При оценочных расчетах принимаются значения:

Вт/(м ч С);

С; . (5)

3. Выделение теплоты работающими электрическими нагревателями и силовыми устройствами. Тепловой поток в час при переходе электрической энергии в тепловую определяется по формуле:

, кВт, (6)

где Р – установочная мощность электрических устройств, кВт;

- коэффициент перехода электрической энергии в тепловую (на практике принимается равным 0,58);

f – коэффициент использования установочной мощности электрических устройств (для расчетов принимается равным 0,75);

- поправочный коэффициент, учитывающий одновременность работы тепловыделяющих электрических устройств (принимается равным 0,9).

Окончательным результатом расчета теплового воздухоотвода является величина кратности воздухообмена N, определяемая как отношение воздуха, необходимого для удаления избыточной теплоты Q, к объему рабочего помещения , т.е.

, 1/ч. (7)