Охрана труда и техника безопасности, расчет вентиляции и защитного зануления (стр. 2 из 2)

Механическая вентиляция может разрабатываться как общеобменная, так и местная с общеобменной. Во всех производственных помещениях, где требуется надежный обмен воздуха, применяется приточно-вытяжная вентиляция. Высота приемного устройства должна зависеть от расположения загрязненного воздуха. В большинстве случаев приемные устройства располагаются в нижних зонах помещения. Местная вентиляция используется для удаления вредных веществ 1 и 2 классов из мест их образования для предотвращения их распространения в воздухе производственного помещения, а также для обеспечения нормальных условий на рабочих местах.

9.4 РАСЧЕТ ВЫДЕЛЕНИЙ ТЕПЛА

А) Тепловыделения от людей

Тепловыделения человека зависят от тяжести работы, температуры окружающего воздуха и скорости движения воздуха. В расчете используется явное тепло, т.е. тепло, воздействующее на изменение температуры воздуха в помещении. Для умственной работы количество явного тепла, выделяемое одним человеком, составляет 140 ВТ при 10^оС и 16 ВТ при 35^оС. Для нормальных условий (20^оС) явные тепловыделения одного человека составляют около 55 ВТ. Считается, что женщина выделяет 85%, а ребенок – 75% тепловыделений взрослого мужчины. В рассчитываемом помещении (5х10 м) находится 5 человек. Тогда суммарное тепловыделение от людей будет:

Q₁=5*55=275 ВТ (9.19)

Б) Тепловыделения от солнечной радиации.

Расчет тепла поступающего в помещение от солнечной радиации Q_ост и Q_п (ВТ), производится по следующим формулам:

- для остекленных поверхностей

Q_ост=F_ост*q_ост*A_ост (9.20)

- для покрытий

Q_п=F_п*q_п (9.21)

где F_ост и F_п - площади поверхности остекления и покрытия, м²

q_ост и q_п – тепловыделения от солнечной радиации, Вт/м², через 1 м² поверхности остекления (с учетом ориентации по сторонам света) и через 1 м² покрытия;

А_ост – коэффициент учета характера остекления.

В помещении имеется 2 окна размером 2х1,2 м². Тогда F_ост=4,8 м².

Географическую широту примем равной 55^о, окна выходят на юго-восток, характер оконных рам – с двойным остеклением и деревянными переплетами. Тогда,

q_ост=145 Вт/м², А_ост=1,15

Q_ост=4,8*145*1,15=800 Вт

Площадь покрытия F_п=20м². Характер покрытия – с чердаком. Тогда,

q_п=6 Вт/м²

Q_п=20*6=120 Вт

Суммарное тепловыделение от солнечной радиации:

Q₂=Q_ост+Q_п=800+120=920. Вт (9.22)

В) Тепловыделения от источников искусственного освещения.

Расчет тепловыделений от источников искусственного освещения проводится по формуле:

Q₃=N*n*1000, Вт (9.23)

Где N – суммарная мощность источников освещения, кВт;

n – коэффициент тепловых потерь (0,9 для ламп накаливания и 0,55 для люминесцентных ламп).

У нас имеется 20 светильников с двумя лампами ЛД30 (30Вт) и 2 местных светильника с лампами Б215-225-200 или Г215-225-200. Тогда получаем:

Q₃=(20*2*0.03*0.55+2*0.2*0.9)*1000=1020 Вт

Г) Тепловыделения от радиотехнических установок и устройств вычислительной техники.

Расчет выделений тепла проводится аналогично расчету тепловыделений от источников искусственного освещения:

Q₄=N*n*1000, Вт (9.24)

Коэффициент тепловых потерь для радиотехнического устройства составляет n=0,7 и для устройств вычислительной техники n=0,5.

В помещении находятся: 3 персональных компьютера типа Pentium PRO по 600 Вт (вместе с мониторами) и 2 принтера EPSON по 130 Вт.

Q₄=(3*0.6+2*0.13)*0.5*1000=1030 Вт

Суммарные тепловыделения составят:

Q_с=Q₁+Q₂+Q₃+Q₄=3245 Вт (9.25)

Q_изб – избыточная теплота в помещении, определяемая как разность между Q_с – теплом, выделяемым в помещении и Q_расх – теплом, удаляемым из помещения.

Q_изб=Q_с-Q_расх (9.26)

Q_расх=0,1*Q_с=324,5 Вт

Q_изб=2920,5 Вт

9.5 РАСЧЕТ НЕОБХОДИМОГО ВОЗДУХООБМЕНА

Объем приточного воздуха, необходимого для поглощения тепла, G (м³/ч), рассчитывают по формуле:

G=3600*Q_изб/C_р*p*(t_уд-t_пр) (9.27)

Где Q_изб – теплоизбытки (Вт);

С_р – массовая удельная теплоемкость воздуха (1000 Дж/кгС);

р – плотность приточного воздуха (1,2 кг/м³)

t_уд, t_пр – температура удаляемого и приточного воздуха.

Температура приточного воздуха определяется по СНиП-П-33-75 для холодного и теплого времени года. Поскольку удаление тепла сложнее провести в теплый период, то расчет проведем именно для него, приняв t_пр=18^оС. Температура удаляемого воздуха определяется по формуле:

t_уд=t_рз+a*(h-2) (9.28)

Где t_рз – температура в рабочей зоне (20^оС);

а – нарастание температуры на каждый метр высоты (зависит от тепловыделения, примем а=1^оС/м)

h – высота помещения (3,5м)

t_уд=20+1*(3,5-2)=21,5^оС

G=2160, м³/ч

9.6 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОПЕРЕЧНЫХ РАЗМЕРОВ ВОЗДУХОВОДА

Исходными данными для определения поперечных размеров воздуховода являются расходы воздуха (G) и допустимые скорости его движения на участке сети (V).

Необходимая площадь воздуховода f (м²), определяется по формуле:

V=3 м/с

f=G/3600*V=0,2 м^{2 (9.29)}

Для дальнейших расчетов (при определении сопротивления сети, подборе вентилятора и электродвигателя) площадь воздуховода принимается равной ближайшей большей стандартной величине, т.е. f=0,246 м². В промышленных зданиях рекомендуется использовать круглые металлические воздуховоды. Тогда расчет сечения воздуховода заключается в определении диаметра трубы.

По справочнику находим, что для площади f=0,246 м² условный диаметр воздуховода d=560 мм.

9.7 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ СЕТИ

Определим потери давления в вентиляционной сети. При расчете сети необходимо учесть потери давления в вентиляционном оборудовании. Естественным давлением в системах механической вентиляции пренебрегают. Для обеспечения запаса вентилятор должен создавать в воздуховоде давление, превышающее не менее чем на 10% расчетное давление.

Для расчета сопротивления участка сети используется формула:

P=R*L+E_i*V²*Y/2 (9.30)

Где R – удельные потери давления на трение на участках сети

L – длина участка воздуховода (8 м)

Е_i – сумма коэффициентов местных потерь на участке воздуховода

V – скорость воздуха на участке воздуховода, (2,8 м/с)

Y – плотность воздуха (принимаем 1,2 кг/м³).

Значения R, определяются по справочнику (R – по значению диаметра воздуховода на участке d=560 мм и V=3 м/с). Е_i – в зависимости от типа местного сопротивления.

Результаты расчета воздуховода и сопротивления сети приведены в таблице 9.2, для сети, приведенной на рисунке 25 ниже.

Рис. 25.

Таблица 9.2. Расчет воздуховодов сети.

№ уч.	G м3/ч	L м	V м/с	d мм	М Па	R Па/м	R*L Па	Еi	W Па	Р Па
1	2160	5	2,8	560	4,7	0,018	0,09	2,1	9,87	9,961
2	2160	3	2,8	560	4,7	0,018	0,054	2,4	11,28	11,334
3	4320	3	4,5	630	12,2	0,033	0,099	0,9	10,98	11,079
4	2160	3	2,8	560	4,7	0,018	0,054	2,4	11,28	11,334
5	6480	2	6,7	630	26,9	0,077	0,154	0,9	24,21	24,264
6	2160	3	2,8	560	4,7	0,018	0,054	2,4	11,28	11,334
7	8640	3	8,9	630	47,5	0,077	0,531	0,6	28,50	29,031

Где М=V² *Y/2, W=M*E_i (9.31)

P_max=P₁+P₃+P₅+P₇=74,334 Па. (9.32)

Таким образом, потери давления в вентиляционной сети составляют Р=74,334 Па.

9.8 ПОДБОР ВЕНТИЛЯТОРА И ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Требуемое давление, создаваемое вентилятором с учетом запаса на непредвиденное сопротивление в сети в размере 10% составит:

P_тр=1,1*P=81,7674 Па (9.33)

В вентиляционной установке для данного помещения необходимо применить вентилятор низкого давления, т.к. Р_тр меньше 1 кПа.

Выбираем осевой вентилятор (для сопротивлений сети до 200 Па) по аэродинамическим характеристикам т.е. зависимостям между полным давлением Р_тр (Па), создаваемым вентилятором и производительностью V_тр (м/ч).

С учетом возможных дополнительных потерь или подсоса воздуха в воздуховоде необходимая производительность вентилятора увеличивается на 10%:

V_тр=1,1*G=9504 м/ч (9.34)

По справочнику выбираем осевой вентилятор типа 06-300 N4 с КПД n_в=0,65 первого исполнения. КПД ременной передачи вентилятора n_рп=1,0.

Мощность электродвигателя рассчитывается по формуле:

(9.35)

N=332 Вт

По мощности выбираем электродвигатель АОЛ-22-2 с мощностью N=0,6 кВт и частотой вращения 2830 об/мин.