Шиляев.Типовые приверы расчета систем.Оторления вентиляции и кондиционирования

4.Температура наружного воздуха tн= 18 ºС.

5.Скорость ветра vн= 3 м/с; эмпирический коэффициент m = 0,65 (величина обратная коэффициенту воздухообмена).

6.Приточная система механической вентиляции подает Gп2= 40000 кг/ч воздуха с температурой tп2= 17 ºС; вытяжная система удаляет Gу2= 290000 кг/ч воздуха с температурой

tу2= tр.з= 23 ºС.

7.Аэродинамические коэффициенты kаэр1= + 0,8, kаэр2=

=kаэр3= –0,42 (фонарь с ветрозащитными щитами), kаэр4= –0,39;

8.Коэффициенты расхода μп= 0,51, μу= 0,45 (1 – естественная вентиляция (аэрация); 2 – механическая вентиляция.)

Порядок расчета

1. Определяем температуру удаляемого воздуха:

2. Определяем среднюю по высоте помещения температуру внутреннего воздуха:

tв 0,5(23 25,7) 24,3 ºС.

3. Определяем плотность воздуха, соответствующую тем-

пературам tн= tп1= 18 ºС, tу1= 25,7 ºС, tв= 24,3 ºС:

4. Определяем вариант расчета аэрации:

181

Так как 0,5 < 3,4 < 10, то при расчете аэрации следует учитывать совместное действие ветра и гравитационных сил.

5. Определяем расчетные наружные давления, приняв за нуль давление на уровне середины верхних проемов:

Р1 0,8 0,42 1,213 32 8,3 1,213 1,189 9,8 8,6 Па; 2

Р4 0,39 0,42 1,213 32 8,3 1,213 1,189 9,8 2,11 Па; 2

Р2 Р3 0.

6. Определяем дебаланс механической вентиляции:

7. Определяем требуемые аэрационные расходы (решаем систему уравнений балансов тепла и воздуха):

Здесь Gп1, Gу1 – расход приточного и удаляемого аэрационной системой воздуха; Gп2, Gу2 – производительность соответствующих систем механической вентиляции. Решение системы имеет следующий вид:

Q Gп2ср tп2 tп1 Gу2cр tу2 tп1 , (2.214) cр tу1 tп1

182

Gу1 5,3 106 40000 1(17 18) 290000 1(23 18) 0,505 106 кг / ч; 1(25,7 18)

Gп1 0,505 106 0,25 106 0,755 106кг / ч.

8. Определяем избыточное относительно условного нуля внутреннее статическое давление:

Решаем это уравнение подбором, задаваясь значениями Р0: при Р0= 2 Па и при Р0= 1,5 Па правая часть уравнения:

Интерполируя, находим:

Проверка подстановкой в исходное уравнение:

183

Принимаем Р0= 1,8 Па.

9. Определяем площади аэрационных проемов:

10. Проверяем условие устойчивости аэрации согласно выражению (2.206):

у F2 F3

а0,51 2 85 1,28 (допустимое значение). 0,45 2 75

184

3.КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ ВОЗДУХА

3.1.Производительность систем вентиляции

икондиционирования воздуха (СКВ)

3.1.1.Определение воздухообмена в помещении

Определение воздухообмена является одной из главных задач, возникающих при устройстве систем вентиляции и кондиционирования воздуха.

Воздухообменом называется количество воздуха, необходимое для обеспечения нормативных санитарно-гигиенических параметров воздушной среды помещений и одновременно удовлетворяющее (если помещение производственное) технологическим требованиям к воздушной среде производственных помещений. Воздухообмен определяется из уравнений балансов вредностей (избытки тепла, влаги, вредные газы, пыль).

Расход приточного воздуха, кг/ч, в помещениях зданий, где отсутствуют местные отсосы, определяется для теплого, холодного периодов и переходных условий по формулам, в зависимости от удаляемых вредностей:

– по избыткам полного тепла

– по избыткам явного тепла

– по избыткам влаги

G3 W , (3.3) dу dп

– по массе выделяющихся вредных веществ

185

где Qизбявн , Qизбпол – избытки явной и полной теплоты в помеще-

нии, Вт; ρ – плотность воздуха, кг/м3; с – теплоемкость воздуха, с = 1,005 кДж/(кг °С); ty – температура воздуха, удаляемого из помещения за пределами обслуживаемой или рабочей зоны, °С; tп – температура приточного воздуха, °С; W – избытки влаги

впомещении, г/ч; dy – влагосодержание воздуха, удаляемого из помещения за пределами обслуживаемой или рабочей зоны, г/кг; dп – влагосодержание приточного воздуха, г/кг; Mi – расход каждого из вредных или взрывоопасных веществ, поступающих

ввоздух в помещения, г/ч; сyi – концентрация вредного или

взрывоопасного вещества в воздухе, удаляемом за пределами обслуживаемой зоны помещения, г/м3; спi – концентрация вред-

ного или взрывоопасного вещества в воздухе, подаваемом в помещение, г/м3.

Допустимые концентрации СО2, г/м3, в помещениях: с постоянным пребыванием детей, больных – 1,28; с периодическим пребыванием людей (учреждения) – 2,3; с кратковременным пребыванием людей (залы заседаний, зрительные залы и т. п.) – 3,7.

Содержание СО2 в наружном воздухе, г/м3: в сельской местности – 0,6; в поселках и небольших городах – 0,73; в крупных городах – 0,91.

Избытки явной, полной теплоты, а также влаги определяются на основе составления тепловлажностного баланса помещения. Одними из составляющих такого баланса являются поступление вредностей от человека, которые определяются согласно табл. 3.1.

За расчетный воздухообмен принимается большая из величин, полученных по формулам (3.1) – (3.4). Полученный расчетный воздухообмен сопоставляется с нормативной кратностью, определяемой из справочников, либо для общественных зданий с нормативнымипараметрамивоздухообмена для одного человека [32]:

186

–общественные здания – 40 м3/чел·ч;

–кинотеатры, клубы – 20 м3/чел·ч;

–спортзалы – 80 м3/чел·ч.

Таблица 3.1

Количество теплоты и влаги, выделяемое взрослым человеком (мужчиной)

3.1.2. Определение параметров наружного воздуха

Расчетные параметры наружного воздуха при проектировании вентиляции следует принимать в соответствии с [15] для теплого периода по параметрам А, для холодного периода – по параметрам Б. На холодный период года для систем кондиционирования воздуха (СКВ) всех классов в качестве расчетных

187

следует принимать параметры воздуха Б. На теплый период года: для СКВ первого класса – параметры Б; для СКВ второго класса – параметры Б, сниженные на 2 °С; для СКВ третьего класса – параметры А.

3.1.3. Определение параметров внутреннего воздуха

Под параметрами внутреннего воздуха понимают парамет-

ры воздуха в обслуживаемой или рабочей зоне помещения.

В верхней зоне помещения, где обычно нет людей, параметры не нормируются.

Параметры внутреннего воздуха назначаются раздельно для теплого и холодного периодов года. При расчетах вентиляции ориентируются на допускаемый диапазон параметров (табл. 3.2, 3.3), а при расчетах кондиционирования – на оптимальный диапазон параметров внутреннего воздуха по [4, 5, 17]. Относительная влажность принимается в пределах 40–60 %.

Таблица 3.2

Допустимые нормы параметров внутреннего воздуха в обслуживаемой зоне жилых и общественных зданий

(для людей, находящихся в помещении более 2 ч непрерывно)

Примечания:* Для районов с tн = 25 С и выше следует принимать температуру не выше 33 С. **Для общественных зданий с пребыванием людей в уличной одежде следует принимать температуру 14 С. *** В районах с расчетной относительной влажностью наружного воздуха более 75% допускается принимать влажность внутреннего воздуха 75 %.

188

Таблица 3.3

Расчетные параметры воздуха на постоянных и непостоянных рабочих местах производственных помещений

Примечание. Допустимые нормы внутреннего воздуха приведены в виде дроби: в числителе для районов с расчетной температурой наружного воздуха (параметры А) ниже 25 °С, в знаменателе – выше 25 °С.

3.1.4. Определение параметров удаляемого воздуха

Температуру воздуха, удаляемого системами вентиляции и СКВ, в помещениях высотой более 4 м можно определить, °С, по уравнению:

где Н – высота помещения, м; h – высота рабочей зоны помещения, м. Высота рабочей зоны h = 2 м, если работы выполняются стоя; h = 1,5 м, если работы выполняются сидя; grad t – градиент температуры по высоте помещения выше рабочей зоны, °С/м.

Градиент температуры по высоте помещения определяют в зависимостиотудельныхизбытковявноготеплавпомещениипотабл.3.4.

189

Примечание. Меньшие значения градиента следует принимать для холодного периода года, а большие – для теплого периода года.

Удельныевыделенияявнойтеплотыопределяютпоуравнению

Qявн

qя изб , (3.6)

Vп

где Vп – объем помещения по внутреннему обмеру, м3.

Для общественных зданий при высоте помещения менее 4 м можно принимать:

где tв – температура воздуха в рабочей зоне помещения, °С; dв – влагосодержаниевоздуха врабочейзонепомещения,г/кг.

Влагосодержание уходящего воздуха можно определить по

где dн – влагосодержание наружного воздуха, г/кг; G – расчетный воздухообмен в весовых единицах, кг/ч, вычисляется по формулам (3.1) – (3.4).

3.1.5. Определение параметров приточного воздуха

Температуру приточного воздуха tп можно определить по формуле

выбора принципиальной схемы воздухораспределения.

190