Техника Безопасности (лекции) (стр. 19 из 35)

По способу подачи и направлению потока воздуха различают системы вентиляции вытяжные, приточные, приточно-вытяжные и системы с рециркуляцией. Приточная вентиляция создает избыточное давление в помещении, и за счет этого исключается попадание в него загрязненного воздуха из соседних помещений или холодного воздуха извне. Вытяжная вентиляция создает пониженное давление в помещении, и применяется в тех случаях, когда необходимо исключить распространение в данном помещении вредных выделений. Системы с рециркуляцией - это системы, в которых к наружному воздуху примешивается часть вытяжного воздуха из помещения.По способу конструктивного оформления, обслуживаемому объему системы вентиляции делятся на общеобменные, местные и смешанные. Общеобменная вентиляция - система, которая осуществляет циркуляцию (подачу и вытяжку) воздуха во всем помещении и тем самым создает в нем некоторые средние условия микроклимата. Она применяется при равномерном поступлении вредных веществ в воздух всего помещения и при отсутствии каких-то определенных границ у рабочих мест.

Местная вентиляция (вытяжная или приточная) создает требуемые условия только в местах нахождения людей. Конструктивно она может быть выполнена в виде воздушных душей, вытяжных зонтов, отсосов, шкафов.

По назначению системы вентиляции делятся на рабочие и аварийные. Рабочие системы - должны постоянно создавать требуемые параметры микроклимата, аварийные системы включаются при внезапных поступлениях в воздух помещения вредных или взрывоопасных смесей. Как правило, это вытяжные системы.

Естественная вентиляция может быть организованной (аэрация) и неорганизованной (инфильтрация через неплотно закрытые двери, окна, через щели и т. д.). Аэрация осуществляется в заранее установленных пределах (управляемая естественная вентиляция) через специальные проемы (форточки, фрамуги, аэрационные фонари), площади которых рассчитываются. Ее применение дает значительный экономический эффект. В зависимости от конструктивного исполнения аэрация может быть бесканальной и канальной.

Вентиляционные системы должны отвечать ряду специальных требований: не увеличивать пожарную опасность, не создавать повышенного шума, обеспечивать отвод ^ статического электричества; вентиляторы, применяемые во взрыво- и пожароопасных помещениях, должны быть выполнены из материалов, не вызывающих искрообразования.

11.3 Методика расчета систем вентиляции и кондиционирования

В расчете и проектировании систем вентиляции можно выделить следующие основные этапы:

1. Выбор типа вентиляции.

2. Определение количества поступающих в помещение вредных выделений (избыточное тепло, влага, вредные пары, газы).

3. Определение необходимого воздухообмена, т.е. количества воздуха, которое необходимо подать в помещение или удалить из него для обеспечения заданных условий микроклимата.

4. Определение параметров технических средств, с помощью которых будет осуществляется выбор электродвигателя для привода вентиляторов, производительности калориферов, размеров устройств для очистки воздуха, размещение воздухораспределительных устройств и др.

Для естественной вентиляции определяются площади вентиляционных проемов, диаметр воздуховодов при канальной естественной вентиляции.

При расчете и проектировании вентиляции наиболее ответственным сложным этапом является определение количества вредных выделений. Существующие для этого формулы носят эмпирический характер и не точны, что естественно, вносит погрешность во все последующие расчеты. Вид формул для расчета количества вредных выделений зависит от вида этих выделений и их источников (таблицы 6.1, 6.2).

Таблица 6.1

Формулы для расчета количества вредных тепловыделений.
Источник теплоты	Формула для расчета	Примечание
электродвигатели		N kl k2η	- номинальная мощность электродвигателя, Вт; -коэффициент загрузки, равный 0,7-0,9; -коэффициент одновременности работы, равный 0,5-1; -КПД электродвигателя при данной нагрузке.
осветительные приборы
люди		nq	-количество людей в помещении; -явное количество теплоты, выделяемое одним человеком. При температуре 20°С и тяжелой работе q>>120 Вт, при легкой работе qs90 Вт.
открытые водные поверхности		V-Т-F-	скорость воздуха над поверхностью воды, м/с; температура воды,°С; площадь поверхности воды, м2.

Источник влаги	Расчетное количество влаги, кг/с	Примечание
открытая некипящая водная поверхность		Р - коэффициент массоотдачи; F-площадь поверхности испарения, м2; Рн1, Рн2 - парциальные давления насыщенного водяного пара при определенной температуре воды и воздуха в помещении, Па; РБ - барометрическое давление. Па.
мокрая поверхность пола		F - площадь мокрой поверхности пола, м2; tc, 1м - температуры воздуха по сухому и мокрому термометрам,°С.

По известным количествам вредных выделений может быть определен необходимый воздухообмен. Так, если в помещении имеет место выделение избыточного явного тепла, то объем приточного вентиляционного воздуха L (в м/ч) для ассимиляции этого тепла можно вычислить по формуле:

ΣQ- суммарное количество избыточных тепловыделений, Вт;

с - удельная теплоемкость воздуха, равная 1 кДж/(кг*К);

tyx - температура уходящего воздуха,°С;

tnp - температура приточного воздуха,°С;

Температура уходящего воздуха определяется как:

где tp.3 - температура воздуха в рабочей зоне (берется по нормам),°С;

ψ- коэффициент нарастания температуры по высоте помещения, равный 0,5-1,5 °С/м;

Н - расстояние по высоте от пола до центра вытяжных отверстий, м.

Если в помещении выделяется избыточная влага, то необходимый воздухообмен можно вычислить по формуле:

р (dyx -dnp), где G - количество влаговыделений, кг/ч; dyx и dnp - влагосодержание уходящего и приточного воздуха, кг. (на кг сухого воздуха).

В некоторых случаях, оговоренных в нормативных документах, необходимый воздухообмен L определяется по кратности k, показывающей, сколько раз воздух за 1 ч меняется в помещении. В таких случаях L=kV, где V - объем помещения, м3.

Зная L и допустимые скорости движения воздуха v по воздуховодам, определяем их сечение F (в м2):

3600v где v=6-12 м/с - для магистральных воздуховодов и не более 8 м/с - для ответвлений.

Движение воздуха по воздуховодам сопряжено с преодолением сопротивления трения воздуха о стенки воздуховодов и местных сопротивлений (отводы, тройники, переходники, решетки). Потери давления Р на преодоление этих сопротивлений:

где ג- коэффициент сопротивления трению, равный:

где k - абсолютная шероховатость стенок воздуховодов, мм; 1 - длина воздуховодов, м; d - диаметр воздуховодов, мм;

Σζ- сумма коэффициентов местных сопротивлений; Re - число Рейнольдса. Для стальных воздуховодов К=0,1 мм.

Для воздуховодов прямоугольной формы при расчетах по приведенным выше формулам пользуются понятием эквивалентного диаметра:

где а и b - стороны воздуховода.

Напор Н вентилятора должен быть достаточным для компенсации потерь давления Р и создания некоторого динамического давления Рд на выходе воздуха из вентиляционной сети, т.е. Н==Р+Рд. Величина Рд=рVр2/2 где Vp -допустимая скорость воздушной струи в рабочей зоне (м/с).

По величинам L и Н, пользуясь специальными графиками, подбирают нужный вентилятор, стремясь к тому, чтобы КПД его был максимальным. Мощность электродвигателя (на валу) Мдв (в кВт) для привода вентилятора:

где TiBr|H- КПД вентилятора и привода соответственно, В некоторых вентиляционных системах для подогрева наружного воздуха используют калориферы. Подбор их заключается в определении расхода теплоты QB (Вт/ч) на подогрев воздуха и расчете поверхности нагрева калориферной установки ж (в м) по формулам: