Comment s'effectue le renouvellement de l'air dans les locaux d'habitation ? Méthodes d'organisation de l'échange d'air dans les pièces Voie naturelle d'échange d'air

Conférence 15. Objectif du cours : étudier la description physique et mathématique des jets turbulents.Donner les principes de base de l'alimentation et de l'évacuation de l'air.

12.1 Fondements de la théorie des jets turbulents

Le jet de gaz s'appelle gratuit, s'il n'est pas limité par des murs solides et s'étend dans un environnement de mêmes propriétés physiques. Un jet se propageant dans un écoulement est dit inondé, et si la température du jet diffère de la température du milieu, alors on l'appelle non isotherme, si ce n'est pas différent, alors – isotherme.

12.1.1 Propagation d'un jet turbulent isotherme

S'il s'agit d'une buse (Figure 12.1) d'un diamètre d Si un jet s'écoule à une vitesse supérieure à la vitesse critique dans un milieu de même température avec un champ de vitesse uniforme dans la section de sortie de la buse, alors des vortex apparaissent à l'interface entre le jet et le milieu, se déplaçant de manière aléatoire le long et à travers le flux. Entre le jet et le milieu, des masses finies de gaz s'échangent, ce qui entraîne un transfert transversal de quantité de mouvement. Le gaz des couches adjacentes de l'environnement est entraîné dans le jet et le jet lui-même est ralenti ; la masse du jet et sa largeur augmentent, et la vitesse aux frontières diminue. À mesure que vous vous éloignez de la buse, cette perturbation se propage à de plus en plus de couches de gaz environnant. En revanche, les particules du gaz environnant pénètrent plus profondément dans le jet jusqu'à atteindre l'axe du jet (point C). Un mélange supplémentaire du jet avec les gaz de l'environnement se produit sur toute la section transversale du jet et s'accompagne d'une augmentation de sa largeur et d'une diminution de la vitesse sur l'axe.

Figure 12.1

La zone où la substance du jet se mélange au gaz de l'environnement est appelée couche limite turbulente ou zone de mélange de jets. Du côté extérieur, la couche limite est en contact avec le gaz environnant, formant la limite du jet le long de la surface, en tous points dont la composante de vitesse parallèle à l'axe du jet immergé est égale à zéro, et en limite du jet à co-courant, la vitesse du co-flux est égale à zéro. Sur la face interne, la couche limite borde le noyau potentiel non perturbé de vitesses constantes du jet ABC, dans lequel la vitesse est égale à la vitesse de sortie de la buse.

La section transversale du jet au point C, auquel se termine le noyau non perturbé, est appelée de transition; la zone qui le précède - initial, et après - principal. Le point O d'intersection des limites extérieures du jet est appelé pôle.

Vitesse longitudinale dans le noyau potentiel UÔ reste constant en raison de la pression statique constante et de la composante transversale V 1 =0.

La restructuration de la structure cinématique du jet se produit dans la section de transition dont la longueur est prise égale à zéro.

Dans un jet turbulent, les composantes transversales de la vitesse sont faibles par rapport aux composantes longitudinales et sont négligées dans les calculs techniques.

Dans la section initiale du noyau non perturbé, la vitesse est constante et égale à la vitesse à la sortie de la tuyère, et dans la couche limite la vitesse chute de cette valeur à zéro à la limite du jet immergé ou à la vitesse de l’environnement dans un flux cocourant.

Courbes de distribution de vitesse dans diverses rubriques la section principale a un maximum sur l'axe du jet, et à mesure qu'ils s'en éloignent, la vitesse diminue et à la limite elle devient égale à la vitesse du flux à cocourant ou nulle pour un jet immergé. À mesure qu’il s’éloigne de la buse, le jet devient plus large et le profil de vitesse diminue.

En coordonnées sans dimension, les profils de vitesse dans les différentes sections de la section initiale ont un caractère universel, décrit par la formule :

(12.1)

Où Uo, U Et U 2 – en conséquence, la vitesse dans le noyau non perturbé du jet, égale à la vitesse de sortie de la tuyère ; vitesse en un point arbitraire de la couche limite de la section initiale ; vitesse de co-écoulement ;

–coordonnée sans dimension ;

b= r 1 - r 2 – largeur de la couche limite d'un jet axisymétrique ;

r 1 Et r 2 – les rayons du noyau potentiel et la limite extérieure du jet axisymétrique ;

à– l'ordonnée du courant, mesurée à partir de l'axe X, partant du bord de la buse parallèlement à l'axe du jet.

Dans la section principale du jet, le profil universel de la vitesse sans dimension est décrit par l'équation :

(12.2)

Où U m– vitesse sur l'axe du jet dans la section considérée (vitesse maximale) ;

 = y/r– coordonnée sans dimension pour un jet axisymétrique ;

r– rayon de la section transversale du jet axisymétrique dans la section principale.

Pour déterminer les limites du jet, une caractéristique de l'expansion du jet est nécessaire, déterminée par les pulsations transversales du jet. Il a été établi que l'augmentation de la largeur de la zone de mélange d'un jet immergé a une loi linéaire :

Vz = Nz X, (12.3)

Où NO– coefficient angulaire de dilatation de la zone de mélange du jet immergé ;

X– abscisse, mesurée à partir du pôle de la section principale lors de l'écoulement des gaz avec un champ de vitesse uniforme dans la section initiale du jet et depuis le bord de la buse - dans la section initiale.

Ainsi, la section longitudinale du jet immergé est limitée par des lignes droites et, lorsqu'il s'écoule d'une buse ronde, a la forme d'un cône.

L'échange d'air dans les locaux (distribution de l'air soufflé et évacuation de l'air des locaux) des bâtiments industriels et administratifs est assuré en tenant compte de leur mode d'utilisation au cours de la journée ou de l'année, ainsi que de la chaleur, de l'humidité et de l'humidité disponibles. produits dangereux.

L'air soufflé destiné à compenser celui évacué par le système d'évacuation doit être fourni directement dans la pièce à occupation constante. Pour les locaux publics et administratifs, il est permis de fournir jusqu'à 50 % du débit d'air aux couloirs ou aux pièces adjacentes.

Dans les locaux de production, en fonction de la nature et de la gravité des facteurs de l'environnement de production, de l'air soufflé doit être fourni à la zone de travail :

Dans les pièces présentant des excès d'humidité et de chaleur importants - dans les zones de condensation d'humidité sur l'enveloppe du bâtiment ;

Dans les locaux à émission de poussières - jets dirigés de haut en bas à partir de distributeurs d'air situés en zone supérieure ;

Dans les locaux à usages divers sans émission de poussières, il est permis de fournir de l'air soufflé avec des jets dirigés de bas en haut à partir de distributeurs d'air situés dans les locaux viabilisés ou espace de travail;

Dans les pièces présentant un léger excès de chaleur, il est permis de fournir de l'air à partir de distributeurs d'air situés dans la zone supérieure en jets (verticaux, dirigés de haut en bas ; horizontaux ou inclinés - vers le bas) ;

Dans les locaux comportant des sources d'émissions de substances nocives ne pouvant être équipées d'une aspiration locale, l'air soufflé est fourni directement aux postes de travail permanents s'ils sont situés à proximité de ces sources.

L'air soufflé doit être dirigé de manière à ne pas traverser des zones plus polluées vers des zones moins polluées et à ne pas perturber l'équilibre lors du fonctionnement de l'aspiration locale.

Apport d'air frais par ventilation, ainsi que par climatisation et chauffage de l'air doit être effectué sur la base que la température et la vitesse du mouvement de l'air correspondent aux normes des conditions météorologiques dans la zone de travail, afin qu'il n'y ait pas de formation de brouillard ni de condensation d'humidité sur les structures environnantes.

Pour les locaux industriels dans lesquels des substances nocives ou prononcées odeurs désagréables, il convient de prévoir un déséquilibre négatif, c'est-à-dire un excès du volume d'échappement par rapport au volume d'entrée.

Pendant la période froide de l'année dans les bâtiments industriels, sur justification, un déséquilibre négatif est autorisé à raison d'un renouvellement d'air maximum par heure dans les locaux d'une hauteur de 6 m ou moins et à raison de 6 m 3 / h pour 1 m 2 de surface au sol dans les pièces d'une hauteur supérieure à 6 m.

Les systèmes de ventilation forcée à impulsion artificielle pour les locaux industriels où les travaux sont effectués plus de 8 heures par jour doivent être combinés avec le chauffage de l'air.

Les systèmes de ventilation d'alimentation combinés au chauffage de l'air, ainsi que les systèmes de chauffage de l'air, doivent être conçus avec un ventilateur de secours ou unité de chauffage, ou prévoir au moins deux systèmes reliés par un conduit d'air.

La répartition de l'air dans les pièces dépend de l'emplacement des ouvertures d'alimentation et d'évacuation. La ventilation des locaux est le processus de transfert des volumes d'air des ouvertures d'alimentation, ainsi que le mouvement de l'air provoqué par les ouvertures d'aspiration. L'échange d'air créé dans les locaux par les appareils de ventilation s'accompagne du mouvement de circulation du milieu aérien dont le volume est plusieurs fois supérieur au volume air de ventilation entrer et sortir des lieux. Circulation masses d'air est important pour l'efficacité de la ventilation, car c'est la principale raison de la propagation des émissions nocives provenant de quelque part dans l'air dans toute la pièce.

La nature du flux d'air dépend de la forme et du nombre d'ouvertures d'alimentation, de leur emplacement, ainsi que de la température et de la vitesse à laquelle l'air pénètre dans les locaux. Des variantes de modèles de mouvement de l'air dans les locaux industriels sont présentées sur la Fig. 5.8.

Riz. 5.8. Schémas d'organisation des échanges d'air dans la pièce :

UN– de haut en haut ; b - de bas en bas ; V -de haut en bas; g - de bas en haut ;
d - combiné; e - combiné

La nature de la propagation des flux d'air est influencée par le travail équipement technologique et, en plus, les éléments structurels du bâtiment. La tâche du spécialiste qui conçoit les appareils de ventilation est de prendre en compte la nature du mouvement des masses d'air dans la pièce, afin de garantir des paramètres microclimatiques satisfaisants dans la zone de travail, à savoir la température et la vitesse de l'air.

Jets de ravitaillement. Buses d'alimentation

À basse vitesse, l'air se déplace en flux parallèles qui ne se mélangent pas. Ce type de mouvement est appelé laminaire et s'observe principalement dans les petits canaux, les fissures minces, ainsi qu'en l'absence de mouvement d'air directionnel dans diverses structures. À mesure que la vitesse augmente, les flux commencent à se mélanger et les particules d’air se déplacent de manière plus aléatoire. Des vortex apparaissent dans l'écoulement - ce mouvement est appelé turbulent. Le mouvement turbulent est caractérisé par la présence de pulsations de vitesse transversale.

Le passage du mouvement laminaire au mouvement turbulent s'observe à certaines valeurs d'un paramètre complexe appelé critère de Reynolds :

Où V– vitesse de l'air, m/s ; d– taille qui détermine le mouvement de l'air (diamètre ou diamètre hydraulique du conduit d'air, sortie d'air), m ; ν – viscosité cinématique de l'air, m 2 /s.

Mouvement laminaire dans tuyaux lisses transitions vers turbulent à Re = 2300. Avec une rugosité croissante, cette transition se produit à des valeurs inférieures du critère Re.

L'organisation des échanges d'air dépend en grande partie de la nature des flux d'air de ventilation.

Classement des avions

Un flux d’air est un flux dirigé de dimensions transversales finies. Fondamentalement, les jets sont divisés en jets libres et non libres, isothermes et non isothermes, laminaires et turbulents.

Les jets gratuits n’ont aucun obstacle à leur libre développement. Un jet libre n’est pas limité par des murs. Des jets libres se forment lorsqu'ils s'écoulent dans un espace rempli du même milieu, qui est dans un état relativement calme. Étant donné que les jets d'air se déplacent dans un environnement aérien, d'un point de vue hydraulique, ils sont immergés. Si la densité du jet et de l'air ambiant est la même, alors l'axe du jet est rectiligne, mais à des densités différentes, l'axe du jet est courbé. Les jets non libres (contraints) sont ceux dont le développement et la structure aérodynamique sont influencés par des barrières ; ces jets se propagent dans un espace de dimensions finies. Dans les jets isothermes, la température initiale est égale à la température de l'air ambiant, c'est-à-dire que dans ce cas le jet ne participe pas à l'échange thermique avec l'environnement. Dans les jets non isothermes, la température initiale de l'air soufflé est supérieure ou inférieure à la température de l'air ambiant. Un jet laminaire ou turbulent est caractérisé respectivement par un régime laminaire ou turbulent. DANS appareils de ventilation En règle générale, des jets d'air turbulents sont utilisés.

L'énergie est dépensée pour déplacer l'air : thermique, dont la source est des surfaces chauffées, ou mécanique, dont la source peut être considérée, par exemple, un ventilateur ou une combinaison d'énergie thermique et énergie mécanique ensemble.

La formation de champs de température, de concentrations de substances nocives (gaz) et de vitesses dépend des modèles de propagation des jets et de leur interaction.

Selon le type d'énergie dépensée pour la formation du jet, on distingue les jets d'alimentation mécanique : jets isothermes, non isothermes et convectifs.

Un jet isotherme libre est utilisé pour distribuer l'air soufflé. Le jet se dilate à la sortie du trou, sa largeur augmentant proportionnellement à l'augmentation de la distance depuis le point de sortie. La vitesse diminue progressivement et s'estompe à mesure que vous vous éloignez. Les mesures de pression ont établi que la pression statique dans le jet reste constante et égale à la pression statique de l'environnement.

Par conséquent, puisque la pression statique le long du jet reste constante, les pertes d'énergie dans celui-ci sont compensées par énergie cinétique, donc la vitesse diminue. Étant donné que le jet éjecte (aspire) les particules de l'air ambiant, son débit augmente à mesure qu'il s'éloigne de l'ouverture d'entrée et sa section transversale augmente. Dans ce cas, la vitesse des particules diminue constamment en raison du freinage exercé par l’air ambiant.

En figue. La figure 5.9 montre un schéma d'un jet isotherme libre s'écoulant d'un trou rond.

Riz. 5.9. Structure d'un jet isotherme libre

Il y a deux sections dans le jet : la première et la principale. Dans la section initiale un B la vitesse d'écoulement en tous points de la section transversale est la même. Vitesse axiale sur la longueur je o de la section initiale est la même et égale à la vitesse dans la section de sortie V o.

Dans la zone du triangle abdos(à distance je o) la même vitesse est maintenue en tous points du jet V o.

La structure du jet est influencée par la turbulence initiale. Plus la turbulence du jet avant de sortir de la tuyère est élevée, plus son mélange avec l'air ambiant est intense, plus l'angle d'expansion du jet α dans la section initiale est grand, plus la longueur de la section initiale est courte, et vice versa. Dans la section principale, en raison du mélange turbulent avec l'air ambiant, la masse du jet entrant augmente à mesure qu'il s'éloigne de l'ouverture d'entrée, et sa vitesse diminue continuellement à la fois sur l'axe du jet et dans la partie périphérique. Les limites latérales du jet correspondent approximativement à des rayons émanant d'un point appelé pôle (point 0 ). Étant donné que la position du pôle du jet et la limite de la section initiale dépendent du degré de turbulence du jet, les pôles des sections initiale et principale du jet peuvent ne pas coïncider. L'angle d'expansion latérale de la section principale du jet est de 12º25´.

Le jet libre est pratiquement indépendant du critère de Reynolds ( Concernant) (les jets sont auto-similaires). L'une des principales propriétés d'un jet libre turbulent est la préservation d'une quantité de mouvement constante sur toute sa longueur :

m V = const, (5.42)

Où m– masse du jet d'alimentation dans son coupe transversale; V– vitesse de l'air dans la même section du jet.

Cela permet de déplacer de grandes masses d’air sur des distances importantes, ce qui est largement utilisé dans la pratique de la ventilation.

On sait qu'un jet libre sortant d'un trou rectangulaire se déforme et prend une forme de section se rapprochant d'un cercle.

Dans les installations de production, les chambres, etc. En raison de la présence de surfaces enveloppantes, le jet libre se déforme et ses paramètres changent. Les conditions de circulation de l'air dans une pièce particulière peuvent varier, ce qui détermine la vitesse, la température et la répartition de l'air.

Le flux d'air dans la zone de l'ouverture d'aspiration se comporte différemment. L'air circule dans le trou d'aspiration de tous les côtés. L'efficacité de l'aspiration est caractérisée par des spectres d'aspiration et apparaît à de courtes distances des ouvertures d'aspiration. Le comportement du flux d'air près de l'orifice d'aspiration est discuté à la section 5.9.

Caractéristiques spécifiques les jets de soufflage et d'aspiration doivent être pris en compte et utilisés en ventilation.

Sur la dynamique de l’environnement de l’air intérieur grande influence exercer des courants convectifs dus à la présence dans la pièce diverses sortes surfaces dont la température est différente de la température ambiante. Les courants convectifs peuvent être ascendants ou descendants.

Lors de la création de jets artificiels (mécaniques) spécialement organisés, il est nécessaire de prendre en compte les courants d'air convectifs, c'est-à-dire d'utiliser les courants convectifs comme facteur qui peut, dans certaines conditions, contribuer de manière significative à l'amélioration du travail dans la zone de travail.

Les ouvertures d'alimentation sont généralement décorées de buses, qui se présentent sous la forme de grilles, d'abat-jour, de diffuseurs, de tuyaux capables de réguler le sens de distribution de l'air soufflé. Certaines options de conception pour les ouvertures d'entrée sont présentées sur la Fig. 5.10.

Riz. 5.10.Formes des jets :

UN- posé en plan parallèle ; b- axisymétrique ; V- conique ; g- ventilateur (radial) ; d- pose; e- section annulaire ; et- circulant à travers la grille ; α - angle de dispersion forcé

Des jets d'alimentation plats se forment lorsque l'air s'écoule d'un long distributeur d'air en forme de fente.

Il est à noter que lorsque le rapport d'aspect des trous est inférieur à 1 : 3, le jet, qui prend la forme d'un trou à son origine, se transforme rapidement en un jet axisymétrique. Avec un rapport hauteur/largeur supérieur à 1:10, le jet est considéré comme plat. Mais même dans ce cas, les jets peuvent se transformer en jets axisymétriques, mais seulement à une grande distance du lieu de leur formation.

En plus des jets axisymétriques et plats, il peut exister les types de jets suivants, qui diffèrent également par la forme du trou de sortie d'air :

Jets en éventail à un angle α = 90°, qui se forment lorsque le flux est forcé de se dissiper sous un certain angle. Pour les jets en éventail complet, l'angle de distribution de l'air dans l'espace est de 360° ; à un angle plus petit, le jet sera en éventail incomplet ;

Annulaire, si le jet sort de la fente annulaire selon un angle par rapport à l'axe du canal d'alimentation en air β< 180°, при β около 135° – полой конической, при β = 90° – полной веерной;

Type de faisceau, lorsque l'air pénètre dans la pièce par un grand nombre de trous de taille égale sous la forme d'un flux constitué de flux parallèles. Cependant, à une certaine distance du dispositif d'alimentation, un flux commun se forme à partir de flux individuels.

De plus, selon l'emplacement du diffuseur d'air, les jets peuvent ne pas être diffusés ou être diffusés sur le plan des clôtures.

Les jets contraints peuvent également être divisés en impasse, en transit et en impasse de transit. Dans les systèmes sans issue, l'air soufflé entre et sort de la pièce par les ouvertures d'alimentation et d'évacuation situées du même côté de la pièce. En transit, le jet entre dans l'espace le limitant d'un côté et ressort de l'autre ; dans les pièces de transit sans issue, l'air quitte la pièce à la fois du côté de son entrée et du côté opposé.

Les panneaux perforés (trous) sont utilisés principalement dans les pièces basses pour distribution uniforme air soufflé. Cette méthode d'alimentation en air assure une forte réduction de la vitesse et une égalisation des températures, malgré les paramètres élevés de l'air distribué dans la pièce. Ainsi, la différence de température admissible entre l'air fourni et la pièce Δ t inférieure ou égale à 15°C, vitesse d'alimentation V inférieure ou égale à 4 m/s (avec contrôle de vitesse dans la zone de travail). Un exemple d'organisation d'échange d'air est présenté sur la Fig. 5.11.

Riz. 5.11. Distribution d'air à travers perforé (perforé)

UN - schéma de conception plafond; b – placement des trous dans le plafond ; c, d – méthodes de distribution de l'air à travers des grilles perforées

Les ouvertures dans le plafond par lesquelles l'air est amené doivent avoir petites tailles pour garantir que l'air est expulsé du conduit de distribution d'air (chambre) principalement sous l'influence de la pression statique. Dans ce cas, afin de mélanger au mieux les jets d'air, le mode de déplacement de l'air dans les trous doit être turbulent. Lorsque l'air circule à travers les trous d'un plafond perforé, selon les recherches, un régime turbulent est déjà assuré à une valeur critère de Re = 1500.

Un flux descendant peut être utilisé pour créer une situation météorologique appropriée sur des lieux de travail fixes (ou des aires de repos). Un flux d'air est fourni à la zone où se trouve une personne de haut en bas. grand diamètreà basse vitesse. Cette alimentation en air est appelée douche d'air utilisant la méthode du débit descendant, Fig. 5.12.

Riz. 5.12. Ventilation d'alimentation pour un lieu de travail fixe

méthode du débit descendant (dimensions en mètres)

5.8. Systèmes d'approvisionnement ventilation mécanique. Nettoyage
air soufflé. Radiateurs. Ventilateurs

Les systèmes d'approvisionnement servent à approvisionner l'air pur dans les locaux viabilisés, le schéma du système est illustré à la Fig. 5.13.

Riz. 5.13. Schéma du système d'alimentation

1 – grille à persiennes du dispositif d'admission d'air ; 2 – vanne isolée ;
3 – filtre ; 4 – section intermédiaire ; 5 – section chauffante ; 6 – section de transition ;
7 – ventilateur ; 8 – réseau de conduits d'air ; 9 – distributeurs d'air

Le bas de l'ouverture du dispositif d'admission d'air dans l'unité d'admission d'air est placé à une hauteur supérieure à 1 m du niveau de couverture neigeuse stable, mais pas à moins de 2 m du niveau du sol. La grille à persiennes du dispositif d'admission d'air empêche les précipitations de pénétrer dans l'unité d'admission d'air. La vanne isolée protège le système de la pénétration de l'air froid. Au lieu d'une vanne isolée, dans certains cas, un registre isolé avec un actionneur électrique est installé.

Pos. 1 à 7 forment la chambre d'alimentation. Les chambres d'approvisionnement utilisent généralement des chambres standard, développées pour différentes capacités d'air par les organisations Gosstroy et produites par les entreprises.

Pour calculer le système d'approvisionnement, vous devez d'abord déterminer le volume L l'air qui doit être fourni aux locaux desservis, le type (eau, vapeur, électricité) et les paramètres du liquide de refroidissement (température du liquide de refroidissement dans l'alimentation t g et inverse t sur les pipelines), température estimée de l'air extérieur t n, température d'air soufflé requise t pr, ainsi que la vitesse V r.z air dans la zone de travail.

La purification de l'air externe d'alimentation et de recirculation dans le filtre de la chambre d'alimentation est effectuée aux fins suivantes :

a) réduire la teneur en poussières de l'air fourni aux bâtiments ventilés, si la concentration de poussières dans la zone où se trouve le bâtiment ou à proximité du site de prise d'air dépasse systématiquement la concentration maximale admissible établie par les normes d'hygiène ;

b) pour protéger les échangeurs de chaleur, les dispositifs d'irrigation, les dispositifs d'automatisation et autres équipements des chambres de ventilation et des climatiseurs de la poussière ;

c) pour protéger les objets précieux décoration d'intérieur et équipements des bâtiments ventilés contre la contamination par les dépôts de poussières fines ;

d) maintenir la pureté de l'air intérieur spécifiée conformément aux exigences technologiques.

MPC dans air atmosphérique colonies lors de sa livraison dans des bâtiments publics ;

30 % de la concentration maximale admissible dans l'air de la zone de travail lorsqu'il est fourni dans les locaux des bâtiments industriels et administratifs ;

30 % de la concentration maximale admissible dans l'air de la zone de travail avec des particules de poussière ne dépassant pas 10 microns lorsqu'elles sont fournies aux cabines des grutiers, aux panneaux de commande, à la zone de respiration des travailleurs, ainsi qu'aux douches d'air.

Pour nettoyer l'air soufflé de la poussière, principalement poreuse filtres à air et filtres à air de type lavage électrique. Dans le tableau 5.10. les filtres à air utilisés dans notre pays sont répertoriés.

Tableau 5.10

Gamme de filtres à air pour systèmes d'alimentation

Taper	Voir	Classe d'efficacité du filtre	Critère de qualité	Charge d'air nominale à la section d'entrée, m 3 / (h m 2)	Résistance à la charge d'air nominale, Pa	Poussière d'os après avoir atteint la résistance finale spécifiée, g/m 3	Teneur initiale moyenne en poussières de l'air purifié, mg/m3	Méthode de régénération du filtre
initial	final à la capacité de poussière spécifiée	acceptable	ultime
Poreux sec
Sec fibreux	Cellulaire FyaL-12, FyaL-2	je						0,05	0,15
LAIC cellulaire	je	D'après les catalogues de l'association Soyuzmedinstrument	0,01	0,05	Changer le filtre
Poche FyaKP	II								Nettoyage et changement du matériau filtrant
Panneaux FR (FR3, FR4, FR5)	III		10 000				0,10	0,50	Changer le matériau du filtre
Engrener	FRS laminé* (FRPM)	III	-	10 000			-			Nettoyage de matériel poussiéreux (pneumatique)
Cellulaire FYaVB	III								Nettoyage des matériaux poussiéreux par rinçage à l'eau
Spongieux sec	Cellule FyaPB	III						0,3	0,5	Le même, ou pneumatiquement
Poreux mouillé
Huileux fibreux	Cellulaire FyaUB	III						0,3	0,5	Changer le matériau du filtre
Cellulaire FyaUB	III						0,3	0,5	Changer la doublure
Huileux	Kd autonettoyant (KdM, Kt, KtTs, FS)	III					7 – 15**	0,3	0,5	Lavage continu des éléments filtrants à l’huile
Cellulaire FyaRB	III								Laver le filtre dans une solution de soude puis l'huiler
FYV cellulaire	III								Même
Électrique
Chasse d'eau à deux zones	Agrégat FEK et FE-2M	II		10 000						Lavage à l'eau
* - utilisé pour purifier l'air des poussières fibreuses ** - en % de la masse d'huile versée dans le bain

Les filtres poreux sont divisés en filtres mouillés et secs : les filtres mouillés comprennent les filtres recouverts de fines pellicules de lubrifiants visqueux non volatils et remplis de plaques métalliques, de fils ou de maille polymère et des couches fibreuses non tissées ; à sécher - filtres remplis de couches fibreuses non tissées, filtres à mailles ondulées et éponges, non imbibés de lubrifiant.

Les filtres sont sélectionnés en tenant compte de la teneur initiale en poussière de l'air et de la concentration résiduelle admissible de poussière dans l'air après son nettoyage, c'est-à-dire selon leur efficacité. Dans le même temps, la résistance initiale du filtre, le changement de résistance lorsque le filtre devient poussiéreux ainsi que les caractéristiques de conception et de fonctionnement sont pris en compte.

Le critère de qualité du filtre prend en compte l'efficacité de la purification de l'air, la résistance initiale et la capacité de rétention des poussières ; Plus cet indicateur est bas, plus la qualité du filtre est élevée. Pour les filtres dont la résistance ne change pas pendant le fonctionnement (par exemple ceux autonettoyants), le critère de qualité est le plus bas, égal à zéro.

En fonction de leur efficacité, les filtres à air sont divisés en trois classes (tableau 5.11).

Tableau 5.11

Caractéristiques des principales classes de filtres à air

Si la concentration initiale de poussière est importante ou si un nettoyage de l'air particulièrement approfondi est nécessaire, un nettoyage en plusieurs étapes est utilisé.

Des aérothermes bimétalliques ou à plaques, installés dans les chambres d'alimentation, servent à chauffer l'air fourni aux locaux de production. Le liquide de refroidissement peut être de l'eau, de la vapeur ou de l'électricité.

Les radiateurs bimétalliques avec ailettes moletées en spirale peuvent être à passage unique avec une disposition de tubes verticaux et à passages multiples avec une disposition de tubes horizontaux. Les plaques chauffantes sont fabriquées uniquement en tant que réchauffeurs multi-passes avec tubes horizontaux.

Lorsque le liquide de refroidissement est de l'eau, des réchauffeurs multipasses et leur connexion en série le long du liquide de refroidissement doivent être utilisés. Autorisé connexion parallèle le long du liquide de refroidissement de rangées de radiateurs situées séquentiellement le long du flux d'air.

Le calcul de la surface de chauffe des appareils de chauffage pour les systèmes de ventilation et de climatisation combinés au chauffage de l'air et conçus pour fournir de l'air extérieur en quantités nécessaires à la ventilation pendant la période froide de l'année doit être effectué en prenant les paramètres de conception B (pour les bâtiments agricoles - selon les paramètres A).

La consommation de chaleur réelle fournie au radiateur est déterminée par la somme de la consommation de chaleur pour le chauffage et la ventilation, correspondant à la consommation à la température de conception de l'air extérieur pendant la période froide de l'année selon les paramètres de conception B.

Les appareils de chauffage pour le premier chauffage des systèmes de climatisation et des systèmes de ventilation de soufflage avec humidification de l'air soufflé avec de l'eau comme liquide de refroidissement doivent être vérifiés pour les modes de fonctionnement correspondants. Température extérieure et températures aux points de rupture du graphique de température de l'eau dans les réseaux de chaleur, et sur la température de l'eau à la sortie du chauffe-eau.

Le calcul des aérothermes est effectué dans l’ordre suivant.

1. Spécification de la vitesse massique de l'air V ·ρ 1, kg/(m 2 s), déterminer la section transversale frontale requise des aérothermes :

F 1 = g/ (V ·ρ) 1, m2, (5.43)

Où g– débit d'air chauffé, kg/s.

2. À l'aide des données techniques des appareils de chauffage et en fonction de la surface de section frontale requise, sélectionnez le nombre et le nombre d'appareils de chauffage installés en parallèle et trouvez la surface réelle de leur section frontale. F. Le nombre de radiateurs doit être minime.

3. Déterminez la vitesse massique réelle de l'air dans les appareils de chauffage

V ·ρ = g/ F, kg/(m 2 s). (5.44)

Lorsque le liquide de refroidissement est de l'eau, le débit volumétrique d'eau traversant chaque réchauffeur est calculé à l'aide de la formule

g eau = , m 3 /s, (5,45)

Où Q– consommation de chaleur pour le chauffage de l'air, W ; t montagnes et t arr – température de l'eau à l'entrée et à la sortie du chauffe-eau, °C ; n– le nombre d'aérothermes connectés en parallèle le long du liquide de refroidissement ; 4.2 – chaleur spécifique eau, kJ/(kg K).

Trouver la vitesse de l'eau dans les tubes chauffants

W = g eau / F tr, m/s, (5,46)

Où F tr est la section ouverte des tubes chauffants pour le passage de l'eau, m2.

Par vitesse de masse V ×ρ et vitesse de l'eau (pour la vapeur uniquement par vitesse de masse), à ​​l'aide de la littérature de référence ou des catalogues d'aérothermes, trouver le coefficient de transfert thermique de l'aérotherme À, W/(m 2 °C).

4. Calculez la superficie requise F sur la surface chauffante de l'unité de chauffage

, m 2 , (5,47)

Où t av – température moyenne du liquide de refroidissement, °C ; t n – température initiale de l'air chauffé, °C ; t k – température finale de l'air chauffé, °C.

Température moyenne du liquide de refroidissement

Avec de l'eau comme liquide de refroidissement

t moyenne = ( t montagnes + t arr)/2, °С; (5.48)

Avec pression de vapeur saturée jusqu'à 0,03 MPa t moy = 100ºС ;

Avec une pression de vapeur saturée supérieure à 0,03 MPa t moyenne = t paire,

Où t vapeur – température, °C, de la vapeur saturée correspondant à sa pression.

5. Définir nombre total radiateurs installés :

Où F k – surface de chauffe d'un appareil de chauffage du modèle sélectionné, m2.

Arrondir le nombre d'aérothermes à un multiple de leur nombre dans la première rangée n, trouver la surface de chauffe réelle, installation :

M2. (5.50)

Le flux de chaleur du radiateur sélectionné ne doit pas dépasser celui calculé de plus de 10 %. Le flux de chaleur excédentaire du radiateur sera :

, (5.51)

Avec excès flux de chaleur supérieur à 10 %, vous devez utiliser un modèle ou un numéro de radiateur différent et recalculer.

À l'aide de tableaux issus de la littérature de référence ou de catalogues d'aérothermes, la vitesse massique de l'air est utilisée pour déterminer traînée aérodynamique installation de chauffage, ainsi que la résistance de l'installation de chauffage au passage du liquide de refroidissement.

Une marge de 10 % doit être prévue pour la résistance à l'air et de 20 % pour la résistance à l'eau.

Les ventilateurs des systèmes de ventilation mécanique sont utilisés radiaux (centrifuges) et axiaux.

Les ventilateurs radiaux (centrifuges) sont répartis dans les groupes suivants : basse pression (jusqu'à 1 kPa), moyenne pression (de 1 à 3 kPa) et haute pression (de 3 à 12 kPa). Les ventilateurs basse et moyenne pression sont généralement utilisés dans les unités de ventilation de soufflage et d'extraction, les unités de climatisation et pour les rideaux de chaleur, tandis que les ventilateurs haute pression sont utilisés dans les unités de traitement.

Les ventilateurs axiaux sont généralement utilisés avec des résistances du réseau de ventilation relativement faibles (jusqu'à environ 200 Pa) ou sans réseau de conduits d'air.

En fonction de leurs conditions de fonctionnement, les ventilateurs sont fabriqués selon une conception standard : pour déplacer de l'air propre ou peu poussiéreux à des températures allant jusqu'à 80°C ; de conception anticorrosion (en plastique vinyle et autres matériaux) - pour déplacer l'air contenant des impuretés qui ont un effet destructeur sur l'acier ordinaire ; en version anti-étincelles - pour déplacer des mélanges inflammables et explosifs. Dans ce dernier cas, les roues et les tuyaux d'admission sont constitués d'un matériau plus tendre que l'acier, comme l'aluminium, pour éviter les étincelles. Pour déplacer l'air avec une teneur en poussière supérieure à 100 mg/m 3, des ventilateurs à poussière présentant une résistance à l'usure accrue sont utilisés.

Les ventilateurs sont généralement entraînés par des moteurs électriques auxquels ils sont connectés de l'une des manières suivantes :

Directement sur l'arbre ou via un accouplement élastique (version 1) ;

Entraînement par courroie trapézoïdale à constante rapport de démultiplication(version 5 ou 6) ;

Transmission à variation continue réglable par embrayages hydrauliques et à inducteur.

Les ventilateurs peuvent être droitiers, lorsque leur roue tourne dans le sens des aiguilles d'une montre (vu du côté aspiration), et gauchers, lorsque leur roue tourne dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. Les tailles des ventilateurs radiaux et axiaux sont caractérisées par des numéros qui leur sont attribués, exprimant numériquement la valeur du diamètre de la roue en dm (par exemple, le ventilateur n° 5 a une roue d'un diamètre de 500 mm). Plus le numéro du ventilateur est élevé, plus l'apport d'air du ventilateur est important.

En figue. La figure 5.14 montre une vue générale d'un ventilateur radial (centrifuge).

Riz. 5.14. Ventilateur radial :

1 – boîtier du ventilateur ; 2 – moteur électrique ; 3 – cadre ; 4 – isolateurs de vibrations

Le ventilateur et le moteur électrique sont placés sur un châssis sous lequel sont installés des isolateurs de vibrations pour réduire l'impact des vibrations sur structures de soutien. Une roue à pales est placée à l'intérieur du carter (l'axe de la roue est horizontal). Lorsque la roue tourne dans le sens de rotation du boîtier en forme de volute, l'air est aspiré par l'entrée et, sous l'influence de la force centrifuge, est expulsé par la sortie. Les pales de roue peuvent avoir différentes formes (courbées vers l'avant, radiales ou courbées vers l'arrière). La plus grande pression est créée avec des pales courbées vers l'avant, mais les ventilateurs avec des pales courbées vers l'arrière ont une plus grande efficacité et, en outre, ils créent moins de bruit.

Ventilateurs radiaux Ils sont également fabriqués avec un axe de roue vertical. Cette disposition de l'axe des roues est typique des ventilateurs de toit, Fig. 5.15. Ils sont utilisés dans l'appareil ventilation générale, à placer sur le toit bâtiments industriels sans système de conduits d'air, ainsi que pour les systèmes de désenfumage. L'air est aspiré par un ventilateur directement sous le toit du bâtiment et rejeté dans l'atmosphère.

Riz. 5.15. Ventilateur de toit radial

Les ventilateurs axiaux sont utilisés dans les systèmes de ventilation, le chauffage de l'air et à d'autres fins industrielles et technologiques, dans les systèmes de protection contre la fumée des bâtiments pour fournir de l'air aux voies d'évacuation en cas d'incendie. En figue. La figure 5.16 montre la conception d'un ventilateur axial, qui est une roue à pales située dans un boîtier cylindrique.

Riz. 5.16. Ventilateur axial:

1 – roue à lames ; 2 – boîtier ; 3 - moteur électrique

Lorsque la roue tourne, le flux d'air traverse le ventilateur le long de son axe. D’où le nom du ventilateur – axial. La pression créée par le ventilateur axial ne dépasse pas 200 Pa. Les dimensions des ventilateurs axiaux, comme des ventilateurs radiaux, sont caractérisées par leur nombre.

Les ventilateurs sont sélectionnés en fonction de la performance de l'air L et la pression P. que le ventilateur doit fournir.

La ventilation des locaux est le processus de transfert des volumes d'air s'écoulant des ouvertures d'alimentation, ainsi que le mouvement de l'air provoqué par les ouvertures d'aspiration.

La nature du flux d'air dans la pièce dépend :

1) sur la forme du nombre et de l'emplacement des ouvertures d'alimentation et d'évacuation ;

2) sur la température et la vitesse de l'air soufflé et extrait ;

3) des flux de chaleur provenant de surfaces chauffées et refroidies ;

4) de l'interaction des jets entre eux et avec les flux de chaleur ;

5) à partir des structures de construction disponibles dans les locaux ;

6) de l'action de machines et mécanismes technologiques ;

7) de l'interaction avec les jets expulsés par des fuites dans des équipements sous surpression.

L'efficacité de la ventilation des locaux dépend du choix correct des points d'alimentation et d'évacuation de l'air. Tout d'abord, la répartition des paramètres de l'air dans le volume de la pièce est déterminée solution constructive dispositifs d'alimentation. Influence dispositifs d'échappement l'impact sur la vitesse de déplacement et la température de l'air dans la pièce est généralement insignifiant. Dans le même temps l'efficacité globale la ventilation dépend de bonne organisation extraire l'air de la pièce.

Pour une organisation optimale des échanges d'air, les facteurs suivants doivent être pris en compte :

Caractéristiques de construction et d'aménagement des locaux (dimensions des locaux) ;

Personnage processus technologique;

Type et intensité des émissions nocives (combinaison divers types nocif);

Risque d'explosion et d'incendie des locaux ;

Caractéristiques de la propagation des dangers à l'intérieur ;

Placement des équipements et des postes de travail dans les locaux.

Les caractéristiques de propagation des substances nocives dépendent de leurs propriétés (densité, et pour les poussières, dispersion)

De plus, l'intensité des flux de chaleur est d'une grande importance, car ils peuvent déplacer des vapeurs et des gaz d'une densité nettement supérieure à la densité de l'air, ainsi que des poussières dans zone supérieure locaux. En l’absence d’excès de chaleur, des gaz plus légers que l’air montent vers la zone supérieure de la pièce. Les gaz plus lourds que l'air s'accumulent dans la zone de travail au-dessus du sol.

2. Exigences générales pour l'entrée et la sortie.

Selon le SNiP 41-01-2003, les règles de base suivantes doivent être respectées (voir paragraphes 7.55 - 7.5.11).

3. Choisir un système d'échange d'air

Lors de l'organisation de l'échange d'air dans des locaux industriels, les schémas suivants peuvent être utilisés :

RECHARGE.

DE HAUT EN BAS.

EN BAS HAUT.

DE BAS EN HAUT ET EN BAS.

HAUT ET BAS-HAUT

DE BAS EN BAS

Conférence n°2.17

Sujet: "Circulation de l'air autour d'un bâtiment"

1. Circulation de l’air autour du bâtiment.

2. Zone de sillage aérodynamique.

3. Coefficient aérodynamique.

1. Circulation de l’air autour du bâtiment.

Lorsque l’air circule autour d’un bâtiment, une zone de stagnation se forme autour de celui-ci. La détermination de la taille de cette zone, des conditions de circulation des flux d'air qui y circulent et, par conséquent, des conditions de ventilation de cette zone fait également l'objet d'études aérodynamiques du bâtiment. Cette étude est particulièrement importante pour les bâtiments industriels avec une grande quantité d'émissions nocives.

Lorsqu'elles heurtent un obstacle, les couches inférieures du flux sont ralenties et la partie cinétique de l'énergie de ce flux se transforme en potentiel, c'est-à-dire que la pression statique augmente. Cela se produit progressivement à mesure que vous vous approchez du bâtiment et commence environ 5 à 8 calibres avant le bâtiment (le calibre correspond à la taille moyenne de la façade du bâtiment). Le flux venant en sens inverse forme une zone de circulation directement à la surface du bâtiment. Les tourbillons formés ici, pour ainsi dire, complètent la forme du bâtiment en une forme profilée et réduisent ainsi la perte d'énergie du flux principal. Dans cette zone, il y a un changement constant d'air, qui effectue des mouvements de type vortex et se dirige vers le côté au vent du bâtiment.

Figure - Schéma du flux d'air autour d'un bâtiment

a – coupe verticale ; b – schéma du mouvement de l'air dans la zone de sillage aérodynamique :

1- limite entre tourbillons dans la zone de sillage aérodynamique ;

2- zone de surpression ;

3- bâtiment ;

4- zone de raréfaction ;

5- inverser les flux d'air entrant dans la zone de sillage aérodynamique ;

6- limite de la zone de sillage aérodynamique ;

7 - la limite d’influence du bâtiment sur le débit d’air ;

8 - écoulements vortex de la zone de surpression vers la zone de raréfaction.

Le flux d’air entrant circule autour du bâtiment et de la zone de circulation par le haut et par les côtés.

En raison d'une certaine compression, le flux d'air circulant autour du bâtiment a une vitesse supérieure à la vitesse du vent. Ce flux éjecte intensément l'air du côté sous le vent du bâtiment, ce qui entraîne une diminution de la pression. L'air emporté du côté sous le vent est compensé par les couches superficielles de l'écoulement, dans lesquelles l'air est tellement inhibé qu'il peut changer la direction de son mouvement. Plusieurs tourbillons se forment du côté au vent du bâtiment (deux d'entre eux sont représentés sur la figure). L'emplacement de la limite de la zone de sillage aérodynamique dans cette zone est indiqué approximativement. Cette limite n’est perceptible qu’à proximité du point où l’écoulement se détache de la façade au vent. La mobilité de l'air dans la région stagnante de la surface est si faible que de minuscules particules en suspension en jaillissent.

Dans des conditions réelles, des changements pulsés se produisent dans la direction et la force du vent, ce qui entraîne des changements dans les dimensions et la circulation de l'air dans la zone d'ombre aérodynamique au fil du temps.

CLASSIFICATION DES SYSTÈMES DE VENTILATION

L'objectif principal de la ventilation - maintenir des paramètres d'air acceptables dans la pièce - peut être atteint de différentes manières. Les méthodes d'alimentation et d'évacuation de l'air peuvent être très différentes.

Un système de ventilation est un ensemble de dispositifs permettant de traiter, de transporter, de fournir et d'évacuer l'air.

Systèmes de ventilation peuvent être classés selon les critères suivants.

1. Comme prévu Ils sont divisés en alimentation et évacuation. Les systèmes de ventilation d'alimentation fournissent de l'air à la pièce et, avec l'aide les systèmes d'échappement l'air pollué est évacué de la pièce.

2. Selon le mode d'organisation de l'échange d'air dans la pièce Il existe des systèmes de ventilation générale, locale, combinée et d'urgence.

Système de ventilation générale utilisé pour créer des paramètres d'air identiques (température tb, humidité relative, mobilité de l'air Vb) dans tout le volume de la pièce ou dans la zone de travail (= 1,5-2 m du sol) en présence de sources dispersées d'émissions nocives.

Système de ventilation local crée des conditions d'air locales qui répondent aux exigences sanitaires et hygiéniques, différentes des conditions du reste de la pièce. Les systèmes de ventilation locaux peuvent être à aspiration ou à soufflage. À l'aide de systèmes locaux de ventilation par aspiration (aspiration), l'air pollué est évacué à l'extérieur des locaux directement de la source du danger. Ils peuvent être à échappement mécanique ou naturel. Des exemples de systèmes de ventilation par aspiration locale sont les sorbonnes, les parasols simples, les parasols à baldaquin, les échappements latéraux, les panneaux d'échappement, les caissons, etc.

Les systèmes de ventilation à alimentation locale fournissent de l'air à n'importe quelle partie spécifique de la pièce. Un exemple est la douche à air. Dans ce cas, le flux d'air est dirigé directement vers lieu de travail, ou rideaux d'air, à l'aide desquels ils empêchent le passage de l'air à travers une ouverture ouverte. Les systèmes de ventilation locale sont compacts et nécessitent moins de consommation d'air.

Les entreprises industrielles modernes utilisent systèmes de ventilation combinés – ils représentent diverses combinaisons de ventilation générale et de ventilation locale.

Système de ventilation d'urgence est prévu dans des locaux dans lesquels il peut y avoir un rejet soudain de substances nocives en quantités dépassant largement les concentrations maximales admissibles. La hotte de secours est toujours mécanique. En règle générale, on utilise des ventilateurs axiaux situés dans des ouvertures murales sans conduits d'air. Des ventilateurs centrifuges peuvent également être utilisés, à l'aide desquels l'air contaminé est évacué par des canaux spéciaux. Dans la plupart des cas, la ventilation d'urgence est activée automatiquement.

3. Par la méthode de stimulation du mouvement de l'air Les systèmes de ventilation sont divisés en mécaniques et naturels.

Systèmes mécaniques ventilation fournir et évacuer l'air de la pièce à l'aide d'un ventilateur ou d'un éjecteur. L'air fourni à la pièce peut être spécialement traité, c'est-à-dire peut être chauffé, refroidi, séché, dépoussiéré.

Dans les systèmes de ventilation naturelle Le mouvement de l'air (gravitationnel) s'effectue en raison de la pression provoquée par la différence de densité de l'air interne et externe, ainsi que de la pression du vent. La ventilation naturelle se produit non organisé Et organisé . Une ventilation non organisée se produit à cause de fuites dans structures de construction, ainsi que lors de l'ouverture des fenêtres et des portes. Avec organisé ventilation naturelle l'échange d'air s'effectue par des traverses spécialement installées dans les enceintes extérieures, dont le degré d'ouverture est régulé de chaque côté du bâtiment (aération) ou par des canaux spécialement aménagés.

4. Par appareil Les systèmes de ventilation sont divisés en canalisés et non canalisés. Dans les systèmes de conduits, l'air est fourni et évacué via un vaste réseau de canaux (conduits d'air). Les systèmes de ventilation avec ou sans conduits peuvent être mécaniques ou naturels. Un exemple de système de ventilation sans conduits est la douche d'air utilisant la recirculation, l'aération d'un bâtiment industriel.

Selon le type d'émissions nocives, différents systèmes de renouvellement d'air sont utilisés.

Les désignations suivantes sont utilisées dans les diagrammes :

PC – salle de fournitures ;

N, P, U – respectivement air extérieur, alimentation et évacuation ;

VU – unité d'échappement;

1) Ventilation du conduit d’évacuation. (Fig. 3.1.)

Riz. 3.1. Système de ventilation par aspiration.

La ventilation par aspiration peut être naturelle ou mécanique. DANS bâtiments résidentiels une ventilation par aspiration est organisée dans les salles de bains, les salles de bains, les cuisines, les chambres de collecte des ordures, les panneaux électriques. Dans les bâtiments publics, une ventilation par aspiration est assurée à partir des débarras, des fumoirs, des vestiaires et autres locaux auxiliaires à partir desquels la propagation de substances nocives et d'odeurs n'est pas souhaitable.

2) Ventilation du conduit d'alimentation. (Fig. 3.2.)

Riz. 3.2. Fournir un système de ventilation.

La ventilation mécanique est le plus souvent utilisée. Cette disposition d'échange d'air est utilisée dans les halls d'entrée et les foyers de cinéma.

3) Ventilation à flux direct de soufflage et d'extraction. (Fig. 3.3.)

Riz. 3.3. Système de ventilation d'alimentation et d'extraction.

Il est utilisé dans la plupart des zones des bâtiments publics, ainsi que dans les locaux industriels où le recours au recyclage est interdit. L'extraction peut être naturelle ou mécanique. La consommation de chaleur pour chauffer l'air soufflé est maximale.

4) Ventilation de soufflage et d'extraction avec recirculation partielle (Fig. 3.4.)

Riz. 3.4. Système de ventilation de soufflage et d'extraction avec recirculation partielle.

K1 et K2 sont des vannes qui régulent la quantité d'air de recirculation.

Pour économiser de la chaleur pendant la période froide, la recirculation est utilisée pour chauffer l'air soufflé. La recirculation est le mélange de l’air évacué avec l’air soufflé. Le mélange de l'air peut se produire avant la chambre d'alimentation (schéma avec recirculation I) et après la chambre d'alimentation (schéma avec recirculation II) ; les schémas avec recirculation I et II sont utilisés simultanément. La recirculation partielle est utilisée dans les systèmes de ventilation conventionnels temps de travail. La quantité minimale d'air soufflé doit être d'au moins normes sanitaires.

5) Système d'alimentation et d'échappement avec recirculation complète. (Fig. 3.5.)

Riz. 3.5. Système d'alimentation et d'échappement avec recirculation complète.

L'utilisation d'un tel système de ventilation en dehors des heures de travail réduira considérablement la consommation de chaleur pour chauffer l'air.

6) Ventilation naturelle sans conduit à échange général de soufflage et d'évacuation. (Fig. 3.6.)

Riz. 3.6. Soufflage et évacuation échange général sans conduit système naturel ventilation.

1 – source de chaleur.

Un exemple d’une telle ventilation est l’aération des bâtiments industriels. L'aération est un échange d'air naturel organisé, qui s'effectue par des ouvertures réglables spécialement prévues dans les clôtures extérieures sous l'influence des forces gravitationnelles et de l'énergie éolienne.

7) Fournir une ventilation locale sans conduit.

Alimentation mécanique ventilation locale peut être mis en œuvre à l’aide d’unités de ventilation fonctionnant sur l’air intérieur du local. Ces systèmes sont utilisés pour les douches sur les lieux de travail. La ventilation locale sans conduit à impulsion naturelle est rarement utilisée. L'air est fourni par des ouvertures spécialement prévues dans les enceintes externes.

8) Système d'alimentation et d'échappement à flux direct avec entrée d'échange générale et évacuation locale. (Fig. 3.7.)

Riz. 3.7. Système de ventilation de soufflage et d'extraction à flux direct avec entrée d'échange général et évacuation locale.

Il est utilisé dans des locaux industriels dans lesquels les performances d'aspiration locale sont suffisantes pour éliminer toutes les substances nocives et, selon les normes de conception, aucune hotte d'aspiration générale supplémentaire n'est requise.

9) Système d'alimentation et d'évacuation avec arrivée locale et évacuation générale à échange. (Fig. 3.8.)

Riz. 3. 8. Système d'alimentation et d'évacuation avec arrivée locale et évacuation générale à échange.

De tels systèmes sont utilisés dans des pièces dans lesquelles la quantité d'air soufflé fournie par le local systèmes d'approvisionnement la ventilation est suffisante pour diluer les substances nocives jusqu'aux concentrations maximales admissibles. En tant que local unité de traitement d'air Des douches d'air sur les lieux de travail avec de l'air extérieur peuvent être utilisées ou, dans les petites pièces, des rideaux d'air permanents peuvent être utilisés.

10) Systèmes combinés ventilation. (Fig. 3.9. et 3.10.)

Riz. 3. 9. Système de ventilation à flux direct avec alimentation et évacuation à échange général et aspiration locale.

Le système de ventilation illustré à la Fig. 3. 9. est utilisé dans les bâtiments industriels et publics dans les cas où il est impossible d'éliminer toutes les substances nocives des locaux à l'aide de l'aspiration locale U2.

De tels systèmes peuvent être mis en œuvre dans l'atelier chaud d'un restaurant, dans des laboratoires, dans des ateliers de galvanisation, de peinture, etc.

Riz. 3.10. Système de ventilation à soufflage et évacuation à flux direct avec afflux et évacuation généraux et afflux local.

Le système de ventilation illustré à la Fig. 3. 10. utilisé dans les ateliers chauds, où les zones de travail sont alimentées en air extérieur, mais l'air pur ne suffit pas à diluer toutes les substances nocives libérées dans la pièce ou dans les pièces avec travail rideau d'air, ce qui empêche l'air froid de s'engouffrer par l'ouverture ouverte.

11) Systèmes de ventilation divisés.

Ces systèmes éliminent l'excès de chaleur à l'aide d'une machine frigorifique composée de deux unités : externe et interne. Monté en externe : machine frigorifique, condensateur et ventilateur refroidissement par air. Dans celui interne, il y a un évaporateur et un ventilateur qui fait circuler l'air à travers l'évaporateur. L'alimentation en air sanitaire aux normes est assurée soit par un dispositif spécial système d'alimentation et d'échappement ventilation ou le recours à la recirculation partielle. (Fig. 3.11.)

Riz. 3. 11. Systèmes de ventilation divisés.

a) système de ventilation divisé avec unité de traitement d'air;

b) Système de ventilation split avec recirculation partielle de l'air soufflé.

I – évaporateur ;

Ventilation

Présentation de Magnitogorsk 2010

Le développement de la ventilation a une longue histoire. Même les anciens Incas construisaient de grandes cavités verticales dans les murs de leurs palais et les remplissaient de pierres. Pendant la journée, les pierres étaient chauffées par le soleil et la nuit, de l'air chaud entrait dans la pièce. Les pierres se sont refroidies pendant la nuit et la pièce était fraîche pendant la journée.

En Russie, au milieu du XIXe siècle, un comité a travaillé pour étudier diverses méthodes de ventilation des locaux. Le comité a élaboré des normes d'échange d'air et établi des températures d'air optimales pour diverses pièces. En 1835, l'ingénieur A. A. Sablukov invente un ventilateur centrifuge qui permet de ventiler intensément les locaux industriels. Plus tard, le physicien russe E. H. Lenz a proposé d'éliminer les substances nocives directement des lieux de leur formation, c'est-à-dire appliquer des systèmes de ventilation locaux, qui ont considérablement amélioré les conditions de travail.

Actuellement, il n’existe pas une seule entreprise qui ne soit équipée de systèmes de ventilation. L'industrie de la production d'équipements de ventilation se développe rapidement.

Lors de la conception de la ventilation, il est nécessaire de respecter un certain nombre d'exigences, notamment : les exigences sanitaires et hygiéniques, de construction et d'installation, architecturales et opérationnelles.

Le marché actuel requiert des spécialistes compétents dotés de connaissances universelles et d'une vision large. Ce manuel couvre les bases du calcul et de la conception des systèmes de ventilation dans les bâtiments à des fins diverses. Des méthodes de calcul du renouvellement d'air dans les pièces sont proposées : la méthode du bilan et la multiplicité standard. Les méthodes de sélection et de calcul de l'équipement du système de ventilation sont décrites. Les questions d'aménagement des systèmes de ventilation d'alimentation et d'extraction sont prises en compte.

Le manuel a été élaboré pour les étudiants de la spécialité 270100 « Alimentation et ventilation de chaleur et de gaz », il couvre des questions dont la connaissance est nécessaire pour réaliser un projet de cours dans la discipline « Ventilation ».

1. Principes sanitaires et hygiéniques de la ventilation

En raison de l'activité humaine et des processus de production, l'état chimique et physique de l'air se modifie, ce qui peut nuire au bien-être humain.

L’objectif principal de la ventilation est de maintenir des paramètres d’air intérieur acceptables en assimilant l’excès de chaleur et en éliminant les vapeurs de gaz et les poussières nocives.

Les dangers éloignés des locaux comprennent la chaleur excessive, l'excès d'humidité, les vapeurs et gaz de substances nocives, la poussière, y compris la poussière radioactive.

Chaleur excessive. Les sources de chaleur excessive peuvent être les personnes, le rayonnement solaire, les moteurs électriques, les fours de chauffage et de fusion, les matériaux chauffés, les surfaces nocives chauffées, etc. Il existe des dégagements de chaleur sensibles et latents. Le dégagement de chaleur sensible fait référence à la partie de la chaleur qui est dépensée pour augmenter la température de l'air dans la pièce (échange thermique par convection et rayonnement).

La chaleur latente n'affecte pas la température de l'air ; elle augmente la teneur en chaleur de l'air et est dépensée pour l'évaporation de l'humidité, c'est-à-dire la teneur en humidité de l'air augmente. La somme de la chaleur sensible et latente caractérise la chaleur totale dégagée dans l'environnement.

En l'absence de ventilation, l'excès de chaleur entrave le processus de thermorégulation humaine, ce qui peut entraîner une surchauffe du corps. Dans certains cas, une chaleur excessive peut également nuire au processus de production.

Excès d'humidité peut pénétrer dans la pièce par des personnes (selon le travail effectué, sa quantité peut varier de 40 à 150 g/h), par des surfaces d'eau libres, par des fuites dans les communications, par des processus de production lors du lavage et de l'humidification des produits, etc. L'augmentation de l'humidité de l'air à basse température entraîne un refroidissement du corps humain et, lorsque haute température– à sa surchauffe, car l'évacuation de la chaleur due à l'évaporation est réduite.

Vapeurs et gaz de substances nocives pénétrer dans l’air intérieur en raison de l’activité humaine et de processus technologiques. En pénétrant dans le corps humain, même en petites quantités, ils peuvent provoquer des changements physiologiques. Les effets physiologiques de diverses vapeurs et gaz dépendent de leur toxicité, de leur concentration dans l’air et de la durée pendant laquelle les personnes passent dans la pièce contaminée. Dans les bâtiments résidentiels et publics, l’air est pollué principalement par le dioxyde de carbone libéré par l’activité humaine.

Dans les entreprises industrielles, l'air est pollué par les gaz et les vapeurs générés lors des processus technologiques. Les gaz les plus courants comprennent le dioxyde de soufre SO, le monoxyde de carbone CO, l'acide cyanhydrique HCN, les composés de manganèse, les vapeurs de mercure, les vapeurs de plomb, les composés nitro et les vapeurs de solvants.

Poussière et micro-organismes. Les entreprises industrielles constituent la plus grande source de poussière. L'effet de la poussière sur le corps humain dépend de sa taille, de ses propriétés, de sa composition et de ses conditions de libération. Plus la poussière est fine, plus elle est nocive. Le plus grand danger est représenté par les poussières inférieures à 10 microns (elles s'attardent sur la muqueuse des voies respiratoires). Les poussières les plus dangereuses sont celles contenant du dioxyde de silicium (SiO 2), de la poussière d'amiante et des poussières de substances toxiques. La poussière radioactive diffère de la poussière ordinaire par sa toxicité accrue. La tâche des systèmes de ventilation est de garantir une concentration de substances nocives dans la pièce telle qu'elles ne dépassent pas les MPC (concentrations maximales admissibles).