Способы организации воздухообмена. Понятие о способах организации воздухообмена и устройстве систем вентиляции Как происходит воздухообмен в жилых помещениях

Промышленных зданий

Распределение приточного воздуха и удаление воздуха из помещений производственных зданий следует предусматривать с учетом режима использования помещений в течении суток или года, а также с учетом переменных поступлений теплоты, влаги и вредных веществ.

При организации воздухообмена в помещениях промышленных зданий возможно применение следующих схем:

а) «снизу - вверх» - при одновременном выделении тепла и пыли; в этом случае воздух подают в рабочую зону помещения, а удаляют из верхней зоны;

б) «сверху - вниз» - при выделении газов, паров летучих жидкостей (спиртов, ацетона, толуола и т. п.) или пыли, а также при одновременном вы-делении пыли и газов; в этих случаях воздух подают рассредоточено в верх-нюю зону, а удаляют местной вытяжной вентиляцией из рабочей зоны поме-щения и системой общеобменной вентиляции из его нижней зоны (возможно частичное проветривание верхней зоны);

в) «сверху - вверх» - в производственных помещениях при одновре-менном выделении тепла, влаги и сварочного аэрозоля, а также во вспомога-тельных производственных зданиях при борьбе с теплоизбытками; обычно в этих случаях воздух подают в верхнюю зону помещения и удаляют из его верхней зоны;

г) «снизу - вверх и вниз» - в производственных помещениях при выделении паров и газов с различными плотностями и недопустимости их скопления в верхней зоне из-за опасности взрыва или отравления людей (малярные цехи, аккумуляторные и т. д.); в этом случае подачу приточного воздуха осуществляют в рабочую зону, а общеобменную вытяжку - из верхней и нижней зон;

д) «сверху и снизу - вверх» - в помещениях с одновременным выделением тепла и влаги или с выделением только влаги при поступлении пара в воздух помещения через неплотности производственной аппаратуры и коммуникаций, с открытых поверхностей жидкостей в ваннах и со смоченных поверхностей пола; в этих случаях воздух подают в две зоны - рабочую и верхнюю, а удаляют из верхней зоны. При этом для предотвращения туманообразования и капели с потолка приточный воздух, подаваемый в верхнюю зону, несколько перегревают по сравнению с воздухом, подаваемым в рабочую зону;

е) «снизу – вниз» применяется при местной вентиляции.

Приточный воздух следует подавать, как правило, непосредственно в помещение с постоянным пребыванием людей. Приточный воздух следует направлять так, чтобы воздух не поступал через зоны с большим загрязнением и не нарушал работы местных отсосов. Приточный воздух следует подавать на постоянные рабочие места, если они находятся у источников вредных выделений, у которых невозможно устройство местных отсосов.

Удаление воздуха из помещений системами вентиляции следует пре-дусматривать из зон, в которых воздух наиболее загрязнен или имеет наиболее высокую температуру или энтальпию. При выделении пылей и аэрозолей удаление воздуха системами общеобменной вентиляции следует предусматривать из нижней зоны.

В производственных помещениях с выделением вредных или горючих газов или паров следует удалять загрязненный воздух из верхней зоны но не менее однократного воздухообмена в 1ч, а в помещениях высотой более 6м – не менее 6м3/ч на 1м2 помещения.

Расход воздуха через местные отсосы, размещенные в пределах рабочей зоны, следует учитывать как удаление воздуха из этой зоны.

5. Расчёт воздухообмена промышленного здания

Расчёт воздухообмена производится для тёплого и холодного периодов года. Расчёту предшествует расчёт теплопоступлений и теплопотерь, расчёт местных отсосов и систем воздушного душирования.

Исходные данные:

– избытки (недостатки) явного тепла в помещении;

– расчётные параметры наружного и внутреннего воздуха;

– суммарная производительность местных отсосов [кг/ч] (без учёта рециркуляционных систем) (Gм.о);

– суммарная производительность воздушных душей [кг/ч] (без учёта рециркуляционных систем) (Gд);

– температура воздуха на выходе из душирующих патрубков (to);

– габаритные размеры цеха;

– минимальный расход воздуха удаляемого из верхней зоны [кг/ч], (Gв.з.min).

Определяют допустимый способ подачи и удаления воздуха из данного цеха в тёплый и холодный периоды по данным СН 118–68 и намечают расчётную схему организации воздухообмена.

1. Воздухообмен для компенсации местных отсосов и вытяжки из верхней зоны (по «местным отсосам»).

Расчёт ведётся для тёплого и холодного периодов года. Составляют уравнение массового баланса

Принимают Gв.з.min=6

2. Воздухообмен по ассимиляции теплоизбытков.

Составляют уравнения массового и теплового баланса

Расчёт начинают с тёплого периода. В уравнения балансов подставляют соответствующие значения для тёплого периода: Gд, tо, Gм.о., c, tр.з., tух.

Принимают, что наружный воздух подаётся приточными системами без обработки т.е. tпр= tнА и решают уравнения балансов относительно Gпр и Gв.з.. если полученные значения расходов больше нуля, проверяют условия

В случае выполнения условия (1.3) расчёт заканчивается и по найден-ным значениям расходов решается прямая задача аэрации (если она допускается) или рассчитываются приточные и вытяжные системы механической общеобменной вентиляции.

Если в результате расчётов по балансовым уравнениям получено отрицательное значение Gв.з. или условие (1.3) не выполняется, то это означает, что количество избыточного воздуха, которое требуется для компенсации вытяжки, превышает количество воздуха необходимое для ассимиляции теплоизбытков, т.е. (tнА и Gв.з.= Gв.з.min и определяется Gпр и tр.з, которая учитывается в дальнейших расчётах. По полученным Gпр и Gв.з рассчитывается аэрация или механическая вентиляция.

При использовании механических приточных систем, для снижения расчётного воздухообмена возможна обработка воздуха в оросительной секции. В этом случае, как правило, применяют адиабатическое увлажнение.

В холодный период года задаются Gв.з.= Gв.з.min и определяют из уравне-ний баланса tпр. дальнейшие расчёты зависят от полученной величины tпр.

1. Если tпр < tнБ и в цехе в холодный период допустима аэрация, то принимают tпр= tнБ и решают уравнения баланса относительно Gпр и Gв.з, после чего решается прямая задача аэрации.

2. Если tнБ < tпр будет средневзвешенной по расходам т.е.

; (1.4)

. (1.5)

В уравнениях (1.4), (1.5) неизвестны tпрмех, Gпрмех, Gпраэр. Для их решения задаются tпрмех = tр.з. - 5÷10 0С, то применяют механическую приточную вентиляцию и рассчитывают системы по полученным Gпр и Gв.з..

3. Если tпр Если в помещении по условиям СН 118-68 аэрация не допустима в хо-лодный период, то задаются и решая уравнения баланса, находят Gпр, Gв.з..

Вентиляция горячих цехов

В цехах (кузнечных, термических и др.) с избытками явной теплоты (порядка 70-100 Вт) целесообразно устраивать приточную механическую вентиляцию в виде воздушного душирования фиксированных рабочих мест (при облучении более 300 Вт/м2); вытяжную установку в виде бортовых отсосов от оборудования - ванн травильных, закалочных и др.

Недостающий же воздухообмен для ассимиляции избыточной явной теплоты осуществляется общеобменной организованной естественной вентиляцией - аэрацией, при которой подача приточного воздуха в теплый период года осуществляется через створки проемов, размещаемых на высоте 0,5-1 м от пола, и в холодный период года через проемы, расположенные на высоте 4-6 м от пола. Естественная вытяжная вентиляция осуществляется из верхней зоны через вытяжные аэрационные фонари, устраиваемые, как правило, незадуваемыми, с ветрозащитными щитами.

Оценку полноты использования приточного воздуха можно производить по коээффициенту эффективности (воздухообмена)

где tух, tпр, tр.з - соответственно температура воздуха уходящего, приточного и рабочей зоны.

Аварийная вентиляция

Системы аварийной вентиляции устраивают в производственных поме-щениях, в которых возможно внезапное поступление в воздух больших коли-честв вредных иди взрывоопасных веществ. Производительность аварийной вентиляции определяется расчетом в технологической части проекта или в соответствии с требованиями ведомственных нормативных документов.

Аварийный воздухообмен обеспечивается совместной работой основной (общеобменной и местной) и аварийной вентиляции. В аварийный режим должен быть обеспечен воздухообмен не менее 8 крат/ч по полному внутреннему объему помещения, а в помещениях категорий А, Б и Е - 8-кратный воздухообмен дополнительно к воздухообмену, создаваемому основной вентиляцией.

Совместными действиями вентиляционных устройств концентрация вредностей, попавших в помещение в кратчайшее время, должна быть умень-шена ниже предельно допустимой концентрации (ПДК).

Расчет аварийной вентиляции состоит в определении величины аварий-ного воздухообмена и времени, за которое концентрация вредного вещества должна быть снижена до ПДК с помощью аварийной вентиляции.

Системы аварийной вентиляции в помещениях с производствами категорий А, Б и Е устраиваются с механическим побуждением. Вентиляторы применяются во взрывобезопасном исполнении. В поме-щениях с производствами категорий В, Г и Д допускается применение аварийной вентиляции с естественным побуждением (с проверкой на теплый режим).

Для перемещения взрывоопасных газов следует предусматривать системы аварийной вентиляции с помощью эжекторов. Если для аварийной вентиляции используется одна основная, производительность которой достаточна для аварийного воздухообмена, то для нее следует применять резервный вентилятор с электродвигателем. Резервные вентиляторы должны включаться автоматически при остановке основных.

Для компенсации воздуха, удаляемого аварийной вытяжной вентиляцией, дополнительных приточных систем вентиляции предусматривать не следует.

Аварийная вентиляция, как правило, устраивается вытяжной. Возмеще-ние воздуха, удаляемого вытяжной аварийной вентиляцией, должно предусматриваться преимущественно за счет поступления наружного воздуха. Выбросные устройства аварийной вентиляции не следует располагать в местах постоянного пребывания людей и размещения воздухозаборных устройств приточной вентиляции. Запуск устройств аварийной вентиляции следует проектировать дистанционным у доступных мест как изнутри, так и снаружи помещений.

Местные отсосы, удаляющие вещества 1-го и 2-го классов опас­ности от технологического оборудования, следует блокировать таким образом, чтобы оно не могло работать при бездействии вытяжной вентиляции.

Похожая информация.

Воздухообмен в помещениях (распределение приточного воздуха и удаление воздуха из помещений) производственных и административно-бытовых зданий предусматривается с учетом режима их использования в течение суток или года, а также имеющихся поступлений тепла, влаги и вредных веществ.

Приточный воздух для компенсации удаляемого вытяжной системой следует подавать непосредственно в помещение с постоянным пребыванием людей. Для общественных и административно-бытовых помещений допускается до 50 % расхода воздуха подавать в коридоры или смежные помещения.

В производственных помещениях, в зависимости от характера и выраженности факторов производственной среды, приточный воздух следует подавать в рабочую зону:

В помещениях со значительными влаго- и теплоизбытками – в зоны конденсации влаги на ограждающих конструкциях зданий;

В помещениях с выделением пыли – струями, направленными сверху вниз из воздухораспределителей, расположенных в верхней зоне;

В помещениях различного назначения без выделения пыли допускается подача приточного воздуха струями, направленными снизу вверх из воздухораспределителей, расположенных в обслуживаемой или рабочей зоне;

В помещениях с незначительными теплоизбытками допускается подача воздуха из воздухораспределителей, расположенных в верхней зоне струями (вертикальными, направленными сверху вниз; горизонтальными или наклонными – вниз);

В помещениях с источниками выделений вредных веществ, которые невозможно оборудовать местными отсосами, приточный воздух подается непосредственно на постоянные рабочие места, если они находятся у этих источников.

Приточный воздух следует направлять таким образом, чтобы он не поступал через зоны с большим загрязнением в зоны с меньшим загрязнением и не нарушал баланса при работе местных отсосов.

Подача приточного воздуха вентиляцией, а также системами кондиционирования и воздушного отопления должна осуществляться из расчета, чтобы температура и скорость движения воздуха соответствовали нормам метеорологических условий в рабочей зоне, чтобы не было туманообразования и конденсации влаги на окружающих конструкциях.

Для производственных помещений, в которых выделяются вредные вещества или резко выраженные неприятные запахи, следует предусматривать отрицательный дисбаланс, то есть превышения объема вытяжки над объемом притока.

В холодный период года в производственных зданиях при обосновании допускается отрицательный дисбаланс в объеме не более однократного воздухообмена в 1 ч в помещениях высотой 6 м и менее и из расчета 6 м 3 /ч на 1 м 2 площади пола в помещениях высотой более 6 м.

Системы приточной вентиляции с искусственным побуждением для производственных помещений, работа в которых производится более 8 часов в сутки, необходимо совмещать с воздушным отоплением.

Системы приточной вентиляции, совмещенные с воздушным отоплением, а также системы воздушного отопления следует проектировать с резервным вентилятором или отопительным агрегатом, или предусматривать не менее двух систем, объединенных воздуховодом.

Распределение воздуха в помещениях зависит от размещения приточных и вытяжных отверстий. Вентиляция помещений представляет собой процесс переноса объемов воздуха из приточных отверстий, а также движение воздуха, обусловленное всасывающими отверстиями. Воздухообмен, создаваемый в помещениях вентиляционными устройствами, сопровождается циркуляционным движением воздушной среды, объем которой в несколько раз больше объема вентиляционного воздуха, поступающего в помещение и удаляемого из него. Циркуляция воздушных масс имеет значение для эффективности вентиляции, так как она является основной причиной распространения по помещению вредных выделений, поступающих откуда-либо в воздух.

Характер воздушных потоков зависит от формы и количества приточных отверстий, их расположения, а также температуры, скорости, с которыми воздух поступает в помещения. Варианты схем движения воздуха в производственных помещениях приведены на рис. 5.8.

Рис. 5.8. Схемы организации воздухообмена в помещении:

а – сверху-вверх; б – снизу-вниз; в –сверху-вниз; г – с низу-вверх;
д – комбинированная; е – комбинированная

На характер распространения воздушных потоков оказывая влияние работа технологического оборудования и, кроме того – конструктивные элементы здания. Задача специалиста, проектирующего вентиляционные устройства, учесть характер движения воздушных масс в помещении, с тем, чтобы в пределах рабочей зоны были обеспечены удовлетворительные параметры микроклимата, а именно, температура и скорость движения воздуха.

Приточные струи. Приточные насадки

При небольшой скорости движения воздух перемещается параллельными, не смешивающимися между собой струйками. Такой вид движения называется ламинарным и наблюдается главным образом в небольших каналах, тонких щелях, а также при отсутствии направленного движения воздуха в различных сооружениях. С увеличением скорости струйки начинают перемешиваться, воздушные частицы движутся более беспорядочно. В потоке возникают вихри – такое движение называется турбулентным. Для турбулентного движения характерно наличие поперечных пульсаций скоростей.

Переход от ламинарного движения к турбулентному наблюдается при определенных значениях комплексного параметра, который называется критерием Рейнольдса:

где V – скорость движения воздуха, м/с; d – размер, определяющий движение воздуха (диаметр или гидравлический диаметр воздуховода, воздуховыпускного отверстия), м; ν – кинематическая вязкость воздуха, м 2 /с.

Ламинарное движение в гладких трубах переходит в турбулентное при Re = 2300. С увеличение шероховатости этот переход происходит при меньших значениях критерия Re.

Организация воздухообмена в значительной степени зависит характера струй вентиляционного воздуха.

Классификация струй

Воздушной струей называют направленный поток с конечными поперечными размерами. В основном струи делятся на свободные и несвободные, изотермические и не изотермические, ламинарные и турбулентные.

Свободные струи не имеют препятствий для своего свободного развития. Свободной является струя, не ограниченная стенками. Свободные струи образуются при истечении в пространство, заполненное той же средой, находящейся в относительно спокойном состоянии. Так как струи воздуха движутся в воздушной же среде, с точки зрения гидравлики они являются затопленными. Если плотность струи и окружающего воздуха одинакова, то ось струи прямолинейна а при различной плотности ось струи искривляется. Несвободные (стесненные) струи – те, на развитие и аэродинамическую структуру которых оказывают влияние ограждения; эти струи распространяются в пространстве, имеющем конечные размеры. В изотермических струях начальная температура равна температуре окружающего воздуха, т. е. в этом случае струя не участвует в теплообмене с окружающей средой. В неизотермических струях начальная температура приточного воздуха выше или ниже температуры окружающего воздуха. Ламинарная или турбулентная струя характеризуется соответственно ламинарным или турбулентным режимом. В вентиляционных устройствах, как правило, применяют турбулентные воздушные струи.

На перемещение воздуха затрачивается энергия: тепловая, источником которой являются нагретые поверхности, или механическая, источником которой можно считать, например, вентилятор или сочетание тепловой и механической энергий вместе.

Формирование полей температур, концентраций вредных веществ (газов) и скоростей зависит от закономерностей распространения струй и их взаимодействия.

По виду энергии, расходуемой на образование струи, различают механические приточные струи изотермические, неизотермические, а также конвективные струи.

Свободную изотермическую струю применяют для раздачи приточного воздуха. Струя по выходе из отверстия расширяется, ширина ее растет пропорционально увеличению расстояния от места истечения. Скорость по мере удаления постепенно уменьшается и затухает. Измерениями давлений установлено, что статическое давление в струе остается постоянным и равным статическому давлению в окружающей среде.

Следовательно, так как статическое давление вдоль струи остается постоянным, то потери энергии компенсируются в ней за счет кинетической энергии, поэтому скорость затухает. Так как струя эжектирует (подсасывает) частицы окружающего воздуха, расход в ней увеличивается по мере удаления от приточного отверстия и поперечное сечение ее возрастет. При этом скорость частиц вследствие торможения, оказываемого окружающим воздухом, постоянно падает.

На рис. 5.9 представлена схема свободной изотермической струи, которая вытекает из круглого отверстия.

Рис. 5.9. Структура свободной изотермической струи

В струе различают два участка – начальный и основной. В начальном сечении а-б скорость потока во всех точках сечения одинакова. Осевая скорость на протяжении длины l о начального участка одинакова и равна скорости в выходном сечении V o .

В области треугольника абс (на расстоянии l о) во всех точках струи сохраняется одинаковая скорость V o .

На структуру струи оказывает влияние начальная турбулентность. Чем выше турбулентность струи перед выходом из насадка, тем интенсивнее протекает перемешивание её с окружающим воздухом, тем больше угол расширения струи α на начальном участке, тем короче длина начального участка, и наоборот. В основном участке благодаря турбулентному перемешиванию с окружающим воздухом масса приточной струи по мере удаления от приточного отверстия возрастает, а скорость в ней непрерывно уменьшается как на оси струи, так и в периферийной части. Боковые границы струи соответствуют приблизительно лучам, исходящим из точки, называемой полюсом (точка 0 ). Так как положение полюса струи и граница начального участка зависят от степени турбулентности струи, то полюса начального и основного участков струи могут не совпадать. Угол бокового расширения основного участка струи составляет 12º25´.

Свободная струя практически не зависит от критерия Рейнольдса (Rе ) (струи автомодельны). Одним из основных свойств турбулентной свободной струи является сохранение постоянства количества движения по её длине:

m V = const , (5.42)

где m – масса приточной струи в ее поперечном сечении; V – скорость воздуха в этом же сечении струи.

Это позволяет перемещать большие массы воздуха на значительные расстояния, что широко используется в вентиляционной практике.

Известно, что свободная струя, выходящая из прямоугольного отверстия, деформируется, принимая в сечении форму, приближающуюся к кругу.

В производственных помещениях, камерах и т.п. за счет наличия ограждающих поверхностей свободная струя деформируется и её параметры меняются. Условия поступления струи в то или иное помещение могут быть разнообразны, а это определяет скорость, температуру, а также распределение воздуха.

Воздушный поток в зоне всасывающего отверстия ведет себя иначе. К всасывающему отверстию воздух подтекает со всех сторон. Эффективность всасывания характеризуется спектрами всасывания и проявляется на небольших расстояниях от всасывающих отверстий. Поведение воздушного потока возле всасывающего отверстия рассматривается в разделе 5.9.

Специфические особенности приточных и всасывающих струй должны учитываться и использоваться в вентиляции.

На динамику воздушной среды помещения большое влияние оказывают конвективные токи, возникающие вследствие наличия в помещении различного рода поверхностей, температура которых отлична от температуры окружающего воздуха. Конвективные токи могут быть восходящие и нисходящие.

При создании специально организованных искусственных (механических) струй нужно учитывать конвективные токи воздуха, т. е. использовать конвективные потоки в качестве фактора, могущего в определенных условиях в значительной степени способствовать оздоровлению труда в рабочей зоне.

Приточные отверстия обычно оформляются насадками, которые выполнены в виде решеток, плафонов, диффузоров, патрубков с возможностью регулирования направления раздачи приточного воздуха. Некоторые варианты оформления приточных отверстий приведены на рис. 5.10.

Рис. 5.10.Формы струй:

а - плоскопараллельная настилающаяся; б - осесимметричная; в - коническая; г - веерная (радиальная); д - настилающаяся; е - кольцевого сечения; ж - вытекающая через решетку; α - угол принудительного рассеивания

Плоские приточные струи образуются при истечении воздуха из длинного щелевидного воздухораспределителя.

Необходимо отметить, что при соотношении сторон отверстий менее чем 1: 3 струя, принимающая в месте ее возникновения форму отверстия, быстро трансформируется в осесимметричную. При соотношении сторон более чем 1: 10 струя рассматривается как плоская. Но и в этом случае струи могут превратиться в осесимметричные, но только на большом расстоянии от места их образования.

Кроме осесимметричных и плоских могут быть следующие виды струй, отличающиеся также по форме отверстия для выхода воздуха:

Веерные струи под углом α = 90°, которые образуются при принудительном рассеивании потока под некоторым углом. У полных веерных струй угол распределения воздуха в пространстве составляет 360°, при меньшем угле струя будет неполной веерной;

Кольцевые, если струя истекает из кольцевой щели под углом к оси подводящего воздух канала β < 180°, при β около 135° – полой конической, при β = 90° – полной веерной;

Пучковые, когда воздух поступает в помещение через большое количество равновеликих отверстий в виде потока, состоящего из параллельных струек. Однако на некотором расстоянии от приточного устройства из отдельных струек образуется общая струя.

Кроме того, в зависимости от расположения воздухораспределителя струи могут не настилаться или настилаться на плоскости ограждений.

Стесненные струи могут быть разделены еще на тупиковые, транзитные, транзитно-тупиковые. В тупиковых приточный воздух поступает и уходит из помещения через приточные и вытяжные отверстия, расположенные на одной и той же стороне помещения. В транзитных струя поступает в ограничивающее ее пространство с одной стороны, а уходит – с другой; в транзитно-тупиковых воздух выходит из помещения как со стороны его входа, так и с противоположной.

Перфорированные (дырчатые) панели применяют преимущественно в невысоких помещениях для равномерного распределения приточного воздуха. При таком способе подачи воздуха обеспечивается резкое снижение скорости и выравнивание температур, несмотря на высокие параметры распределяемого по помещению воздуха. Так, допустимый перепад температур подаваемого воздуха и помещения Δt меньше или равен 15°С, скорость подачи V меньше или равна 4 м/с (с проверкой скорости в рабочей зоне). Пример организации воздухообмена приведен на рис. 5.11.

Рис. 5.11. Распределение воздуха через перфорированный (дырчатый)

а – расчетная схема потолка; б – размещение отверстий в потолке; в, г – способы устройства распределения воздуха через перфорированные решетки

Отверстия в потолке, через которые происходит подача воздуха, должны иметь небольшие размеры, чтобы обеспечить выдавливание воздуха из распределительного воздуховода (камеры) преимущественно под воздействием статического давления. При этом с целью наилучшего перемешивания воздушных струй режим движения воздуха в отверстия должен быть турбулентным. При истечении воздуха через отверстия перфорированного потолка, согласно исследованиям, турбулентный режим обеспечивается уже при значении критерия Re = 1500.

Ниспадающий поток, может применяться для создания соответствующей метеорологической обстановки на фиксированных рабочих местах (или в местах отдыха). В зону нахождения человека подается сверху вниз воздушная струя большого диаметра с малой скоростью. Такая подача воздуха называется воздушным душированием по способу ниспадающего потока, рис. 5.12.

Рис. 5.12. Приточная вентиляция для фиксированного рабочего места

способом ниспадающего потока (размеры указаны в метрах)

Введение. 3

1. Понятие о способах организации воздухообмена и устройстве систем вентиляции . 4

2. Типы вентиляции . 6

3. Вентиляционное оборудование . 12

Заключение. 16

Список литературы.. 17

Введение

Для жизнедеятельности человека большое значение имеет качество воздуха. От него зависит самочувствие, работоспособность и в конечном итоге здоровье человека. Качество воздуха определяется его химическим составом, физическими свойствами, а так же наличием в нем посторонних частиц. Современные условия жизни человека требуют эффективных искусственных средств оздоровления воздушной среды. Этой цели служит техника вентиляции.
Вообще вентиляцией (от лат. ventilatio – проветривание), согласно общепринятому определению, называют регулируемый воздухообмен в помещении, а также устройства, которые его создают. Назначением вентиляции является поддержание химического и физического состояния воздуха, удовлетворяющее гигиеническим требованиям, т. е. обеспечение определенных метеорологических параметров воздушной среды и чистоты воздуха. К факторам, вредное действие которых устраняется с помощью вентиляции, относятся: избыточная теплота (конвекционная, вызывающая повышение температуры воздуха, и лучистая); избыточные водяные пары – влага; газы и пары химических веществ общетоксичного или раздражающего действия; токсичная и нетоксичная пыль; радиоактивные вещества.

Понятие о способах организации воздухообмена и устройстве систем вентиляции.

Воздушная среда в помещении, удовлетворяющая санитарным нормам обеспечивается в результате удаления загрязненного воздуха из помещения и подачи чистого наружного воздуха. Соответственно этому системы вентиляции подразделяют на вытяжные и приточные.

По способу перемещения удаляемого из помещений и подаваемого в помещения воздуха различают вентиляцию естественную (неорганизованную и организованную) и механическую (искусственную).

Под неорганизованной естественной вентиляцией понимают воздухообмен в помещениях, происходящий под влиянием разности наружного и внутреннего воздуха и действия негра через ограждающих конструкций, а также при открывании форточек, фрамуг и дверей. Воздухообмен, происходящей также под влиянием разности, давлений наружного и внутреннего воздуха и действ им ветра, по через специально устроенные в наружных ограждениях фрамуги, степень открытия которых с каждой стороны здания регулируется, является вентиляцией естественной, но организованной. Этот вид вентиляции называется аэрацией.

Механической, или искусственной, вентиляцией называется способ подачи воздуха в помещение или удаления из него с помощью вентилятора. Такой способ воздухообмена является более совершенным, так как воздух, подаваемый в помещение, может быть специально подготовленным в отношении его чистоты, температуры и влажности.

Системы механической вентиляции, автоматически поддерживающие D помещениях метеорологические условия на уровне заданных независимо от изменяющихся параметров внешней воздушной среды, называются системами кондиционировании воздуха (condition -- условие).

По способу организации воздухообмена в помещениях вентиляция может быть общей, местной, локализирующей, смешанной н аварийной.

Общая вентиляция, называемая обще-обменной, предусматривает и для создания одинаковых условий воздушной среды (температуры, влажности, чистоты воздуха и его подвижности) во всем помещении, главным образом в рабочей зоне {#=1,5-2 м от пола) (рис. ПЫ,а).

Местная вентиляция создает местные (на рабочих местах), отвечающие гигиеническим требованиям условия воздушной среды, отличные от условий в остальной части.помещения. Примером местной приточной вентиляции может служить воздушный душ--струя воздуха, направленная непосредственно на рабочее место (рис. Ш.1, б).

Принцип действия локализирующей вентиляции заключается в улавливании вредных выделений непосредственно у производственных установок е помощью специальных укрытий, предотвращающих поступление вредных выделений в помещение.

Смешанные системы, применяемые главным образом в производственных помещениях, представляют собой комбинации общеобмешюн вентиляции с местной (рис. Ш.1, в).

«Аварийные» вентиляционные установки предусматривают в помещениях, в которых возможно внезапное неожиданное выделение вредных веществ в количествах, значительно превышающих допустимые. Эта установки включают только в случае, если необходимо быстро удалить вредные выделения.

Вопрос о том, какую из перечисленных систем вентиляции следует устраивать, решается в каждом отдельном случае в зависимости от назначения помещения, характера вредных выделений, возникающих в нем, и схемы движения воздушных потоков внутри здания.

В так называемых горячих цехах широко используют аэрацию, местные отсосы и воздушные души. В воротах устраивают воздушные тепловые завесит. R холодных цехах применяют общеобменную приточно-вытяжную вентиляцию и системы кондиционирования воздуха там, где это диктуется условиями технологии, В общественных зданиях (театрах, кино, валах заседаний, магазинах, спортзалах и т. п.), как правило, устраивают общеобменную приточно-вытяжную вентиляцию или систему кондиционирования воздуха.

В помещениях, где требуется незначительный воздухообмен, организуют только одну вытяжную вентиляцию. Количество удаляемого воздуха в этом случае восполняется воздухом, поступающим в помещение через неплотности в ограждающих конструкциях и при открывании форточек или фрамуг.

В жилых домах устраивают обычно только вытяжную (естественную, редко - механическую) вентиляцию из кухонь и санузлов. Приток в жилые комнаты осуществляется через окна, форточки или специальные устройства под окнами.

Типы вентиляции

Типы вентиляции представлены большим разнообразием систем различных видов и назначений. Системы разделяются на несколько типов исходя из общих признаков. Главными из них являются способы циркуляции воздуха в здании, зона обслуживания агрегата, назначение вентиляции и особенности конструкции средства.

Принцип приточно-вытяжной вентиляции в частном доме.

ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ВЕНТИЛЯЦИИ.

ЛЕКЦИЯ №9.

Современные условия труда и жизнедеятельности людей требуют эффективных искусственных средств оздоровления воздушной среды. Этой цели служит техника вентиляции.

Вредные факторы: избыточное тепло, повышенная влажность, пары химических веществ общетоксического действия, пыль, радиоактивные вещества.

Один человек при нормальных условиях выделяет до 120 Вт в окружающую среду, причём 25% от этой величины испарением влаги (пот). При отсутствии вентиляции эти и другие тепловыделения повышают значительно температуру воздуха в помещении и затрудняют процесс терморегуляции в организме человека, вредно влияют на технологический процесс производства. Количество выделяемой человеком влаги составляет 40-75 г/час. При повышенной влажности и высокой температуре уменьшается отдача тепла телом человека за счёт испарения, при пониженной температуре – охлаждение организма, т.к. влажный воздух более теплопроводен нежели сухой. Наиболее опасна пыль двуокиси кремния, асбеста, пары ртути и т.п. Воздух считается загрязнённым, если в 1

содержится более 4500 микроорганизмов.

Что касается радиоактивных веществ, то они подобны обычным промышленным химическим загрязнениям, но отличаются повышенной токсичностью. Их влияние на организм постоянно изучается и тщательно проверяется.

Санитарными нормами установлены предельно допустимые концентрации (ПДК) (СН-245-71). Положим для ртути и свинца 0,01 мг/куб. м, для бензина 100 мг/куб. м, аммиака 20 мг/куб. м.

Определение требуемого воздухообмена.

Частичная или полная замена воздуха в помещении, содержащего вредные примеси, чистым атмосферным воздухом называется воздухообменом.

Исходные данные расчёта:

Количество вредных примесей;

Допустимое количество вредных примесей на

Количество вредных примесей в воздухе на , подаваемом в помещение.

Кратность воздухообмена:

Необходимый воздухообмен по газовым вредным выделениям определяется по формуле:

Величина необходимого воздухообмена, исходя из содержания в воздухе водяных паров, определяется по формуле:

По санитарным нормам задаётся относительная влажность и температура воздуха в помещении. Для определения требуемого воздухообмена по избыточному теплу надо знать приход теплоты, количество его необходимое для восполнения потерь через ограждения. Соответственно разность между этими величинами даст величину избыточной теплоты. Требуемый воздухообмен найдём из выражения:

Для жилых помещений:

Поступления тепла в помещения.

Учитываются следующие источники тепловыделений: люди, оборудование, нагретые поверхности печей, сушилки и т.п. Q-тепловыделения людей, Q- тепловыделения от оборудования в Вт, для освещённых солнцем поверхностей

Теплопоступления за счёт солнечной радиации учитываются при солнечная радиация через стены не учитывается.

Способы организации воздухообмена.

Вентиляция бывает вытяжная и приточная. По способу перемещения воздуха естественная и механическая. Неорганизованная естественная вентиляция есть воздухообмен в помещениях, происходящий под влиянием разности давлений наружного и внутреннего воздуха и действия ветра через неплотности ограждающих конструкций, а также при открывании форточек, фрамуг и дверей. Этот вид вентиляции называется аэрацией. Подача воздуха в помещение или его удаление с помощью вентилятора называется искусственной вентиляцией. В общественных зданиях устраивают общеобменную приточно-вытяжную вентиляцию.

Определение естественного давления и расчёт

воздуховодов.

расстояние от центра вытяжного отверстия до устья вытяжной шахты. Расчётное естественное давление определяется для температуры наружного воздуха +5. Радиус действия допускается не более 8 м. Для нормальной работы

Скорости в каналах с естественной циркуляцией не превышают 0,5-0,6 м/с для верхнего этажа и каждого из последующих нижних на 0,1 м/с больше, но не более 1-1,5 м/с.

Методика расчёта воздуховодов.

1. При заданных объёмах воздуха, подлежащего перемещению по каждому участку каналов, принимают скорость его движения (W).

2. По объёму воздуха и принятой скорости определяют предварительно сечения каналов, по номограммам.

3. Сравнивают полученные суммарные сопротивления с располагаемым давлением. Если эти величины совпадают, по предварительно полученные сечения каналов могут быть приняты как окончательные.

Кондиционирование воздуха.

Кондиционирование воздуха относится к наиболее современным и технически совершенным способам создания и поддержания в помещениях условий комфорта для человека и оптимальных параметров воздушной среды для производственных процессов, обеспечения длительной сохранности ценностей культуры и искусства в общественных зданиях и т.п. Кондиционирование воздуха является большим достижением науки и техники в деле создания искусственного климата в закрытых помещениях.

Современные установки кондиционирования воздуха представляют собой комплекс технических средств, служащих для приготовления, перемещения и распределения воздуха, автоматического регулирования его параметров, дистанционного контроля и управления.

В зависимости от использования наружного и рециркуляционного воздуха различают прямоточные, рециркуляционные и частично рециркуляционные системы кондиционирования.

Газоснабжение.

Транспортирование газа на большие расстояния осуществляется газоперекачивающими станциями. Компрессорные станции строятся через каждые 120-150 км. Давление газа в магистральных трубопроводах р=5 МПа. При подходе магистральных газопроводов к населённым пунктам сооружаются ГРС (газораспределительные станции). На ГРС газ фильтруется, проходит регуляторы давления, одорируется метимеркаптаном или пропилмеркаптаном. В газораспределительных сетях давление газа не превышает 1,2 МПа. На ГРП газ поступает под давлением 0,6 МПа для питания топливом промышленных предприятий, сетей низкого давления бытовых потребителей. Назначение ГРП снижение давления газа и поддержание его на необходимом уровне. Помещение ГРП отапливается, так как для нормальной работы установленного в нём оборудования и контрольно-измерительных приборов температура воздуха в помещении должна быть не ниже +15Отопление может быть водяным от тепловой сети или от индивидуальной котельной, которая отделяется капитальной стеной от помещения, где установлено оборудование, и имеет самостоятельный вход. Вентиляция ГРП осуществляется с помощью дефлектора (вытяжка) и жалюзийной решётки (приток), устроенной внизу двери. Электрическое освещение здания ГРП может быть внутренним во взрывобезопасном исполнении или наружным в обычном исполнении (кососвет).

Типы вентиляции представлены большим разнообразием систем различных видов и назначений. Системы разделяются на несколько типов исходя из общих признаков. Главными из них являются способы циркуляции воздуха в здании, зона обслуживания агрегата, и особенности конструкции средства .

Естественный способ воздухообмена

Рассматривая типы вентиляционных устройств, следует начать с данного вида. В этом случае перемещение воздуха происходит по трем причинам. Первый фактор — аэрация, то есть разность температур воздуха в помещении и наружного. Во втором случае воздухообмен осуществляется в результате воздействия ветрового давления. И в третьем случае разность давления между используемым помещением и вытяжным устройством тоже приводит к воздухообмену.

Метод аэрации используется в местах с большим тепловыделением, но только тогда, когда поступающий воздух содержит в себе не более 30% вредных примесей и газов.

Не используется этот метод и в тех случаях, если нужна обработка поступающего воздуха или приток наружного воздуха приводит к возникновению конденсата.

В вентиляционных системах, где основой для перемещения воздуха является разность давления между помещением и вытяжным устройством, минимальный перепад по высоте должен составлять не меньше 3 м.

В этом случае длина участков, расположенных горизонтально, не должна превышать 3 м, в то время как скорость воздуха равна 1 м/с.

Для данных систем не нужно дорогое оборудование, в этом случае используются вытяжки, расположенные в ванных и кухонных помещениях. Система вентиляции долговечна, для ее использования не требуется приобретать дополнительные устройства. Естественная вентиляция проста и дешева в эксплуатации, но только в том случае, если она настроена правильно.

Тем не менее такая система уязвима, так как нужно создавать дополнительные условия для поступления воздуха. С этой целью обрезают межкомнатные двери, чтобы они не мешали циркуляции воздуха. Кроме того, имеется зависимость от воздушного потока, который обдувает здание. Именно от него и зависит естественная система вентиляции.

Примером такого типа является открытое окно. Но при данном действии или врезке вытяжек появляется другая проблема — большой объем поступающего с улицы шума. Поэтому, несмотря на свою простоту и экономичность, система уязвима для ряда факторов.

Вернуться к оглавлению

Средства для искусственного воздухообмена

Искусственная система, она же механическая, для вентиляции использует дополнительные устройства, помогающие воздуху поступать в здание и покидать его, тем самым организуя постоянный обмен. С этой целью применяют разнообразные приборы: вентиляторы, электрические двигатели, нагреватели воздуха.

Большим минусом при работе таких систем являются затраты на энергию, которые могут достигать немаленьких значений. Но плюсов у этого типа больше, они полностью окупают затраты на использование средств.

К положительным моментам следует отнести перемещение воздушных масс на нужное расстояние. Кроме того, подобные системы вентиляции могут регулироваться, исходя из этого воздух может поступать или удаляться из комнат в нужном количестве.

Искусственный воздухообмен не зависит от окружающих факторов, как это наблюдается при естественной вентиляции. Система автономна, а в процессе работы могут использоваться дополнительные функции, например, нагревание или увлажнение поступающего воздуха. При естественном типе подобное невозможно.

Тем не менее в настоящий момент популярно использование обеих систем подачи воздуха сразу. Это позволяет создать необходимые условия в помещении, снизить затраты, повысить эффективность работы вентиляции в целом.

Вернуться к оглавлению

Приточный способ подачи воздуха

Этот тип вентиляционных систем используется с целью осуществления постоянного поступления свежего воздуха. Система может осуществлять подготовку воздушных масс перед их поступлением в квартиру. С этой целью осуществляется очистка воздуха, нагревание или охлаждение. Таким образом, воздух приобретает нужные качества, после чего поступает в помещение.

В состав системы входят приточные установки и воздухоотводы, а в состав установки, обеспечивающей поступление воздуха, в свою очередь, входят фильтр, калориферы, вентилятор, автоматические системы и звукоизоляция.

При выборе подобных устройств следует обращать внимание на ряд факторов. Большое значение имеет объем воздуха, поступающего в здание. Этот показатель может быть равен нескольким десяткам или нескольким десяткам тысяч кубических метров воздуха, поступающего в помещение.

Большую роль играют такие показатели, как мощность калорифера, напор воздуха и уровень шума устройства. Кроме того, подобные типы вентиляционных устройств имеют автоматическое регулирование, что позволяет регулировать расход мощности и установить уровень потребляемого воздуха. Устройства с таймерами позволяют настроить агрегат для работы по расписанию.

Вернуться к оглавлению

Сочетание двух способов: приточно-вытяжной вид

Эта система представляет собой совокупность двух способов вентиляции — приточной и вытяжной, что позволяет задействовать положительные качества обеих систем одновременно и приводит к улучшению воздухообмена.

Как и в предыдущем варианте, имеется средство фильтрации и регулирования поступающих воздушных масс. Подобный тип может создать необходимые условия в помещении, отрегулировать уровень влажности поступающих масс, создать нужную температуру, нагрев или охладив воздух. Провести фильтрацию воздушных масс, поступивших снаружи, тоже входит в функциональные возможности агрегата.

Приточно-вытяжная система поможет сократить расходы, что достигается за счет удаления тепла, которое идет на подогрев поступающего воздуха. Этот процесс происходит в рекуператоре — теплообменнике специального назначения.

Вытяжные воздушные массы, имеющие комнатную температуру, поступают в устройство, после чего передают свою температуру рекуператору, который и нагревает воздух, поступающий снаружи.

Помимо вышеназванных достоинств приточно-вытяжная вентиляция обладает еще одним качеством, хорошо подходящим для людей, страдающих перепадами артериального давления. Речь идет о возможности создавать повышенное и пониженное давление по сравнению с окружающей средой.

Устройство является автономным, независимым от условий окружающей среды, благодаря чему может использоваться круглогодично. Однако система не лишена отрицательных качеств. Среди них можно назвать необходимость точной регулировки. Если оба способа — вытяжной и приточный — не будут сбалансированы между собой, то человек, использующий такой тип вентиляции, рискует получить сквозняки в доме.