Як відбувається повітрообмін у житлових приміщеннях? Способи організації повітрообміну в приміщеннях Природний спосіб повітрообміну

лекція 15.Мета лекції: вивчити фізико-математичний опис турбулентних струменів. Дати основні принципи подачі та видалення повітря.

12.1 Основи теорії турбулентних струменів

Струмінь газу називається вільноюякщо вона не обмежена твердими стінками і поширюється в середовищі тих же фізичних властивостей. Струмінь, що розповсюджується в потоці, називається затопленим, і якщо температура струменя відрізняється від температури середовища, то вона називається неізотермічній,якщо не відрізняється, то - Ізотермічною.

12.1.1 Поширення ізотермічного турбулентного струменя

Якщо із сопла (рисунок 12.1) діаметром d витікає струмінь зі швидкістю більше критичної в середу тієї ж температури при рівномірному полі швидкостей у вихідному перерізі сопла, то на поверхні розділу струменя з середовищем виникають вихори, що безладно рухаються вздовж і впоперек потоку. Між струменем та середовищем відбувається обмін кінцевими масами газу, чим здійснюється поперечне перенесення кількості руху. Газ із прилеглих шарів навколишнього середовища захоплюється в струмінь, а самого струменя – загальмовується; маса струменя та його ширина збільшуються, а швидкість біля кордонів падає. У міру віддалення від сопла це обурення поширюється на дедалі більше шарів навколишнього газу. З іншого боку, в струмінь все глибше проникають частинки навколишнього газу, доки досягають осі струменя (точка З). Подальше змішування струменя з газом з навколишнього середовища відбувається по всьому перерізу струменя і супроводжується збільшенням його ширини та падінням швидкості на осі.

Малюнок 12.1

Область змішування речовини струменя з газом із навколишнього середовища називається турбулентним прикордонним шаромабо зоною змішування струменя. З зовнішнього боку прикордонний шар стикається з навколишнім газом, утворюючи межу струменя по поверхні, у всіх точках якої компонента швидкості, паралельна осі затопленого струменя, дорівнює нулю, а на межі супутнього струменя – швидкості супутнього потоку. З внутрішньої сторони прикордонний шар межує з незворушеним потенційним ядром постійних швидкостей струменя АВС, в якому швидкість дорівнює швидкості витікання із сопла.

Перетин струменя в точці С, в якому закінчується незбурне ядро, називається перехідним;ділянку до нього – початковим, а після нього – основним. Точку Про перетин зовнішніх меж струменя називають полюсом.

Поздовжня швидкість у потенційному ядрі Uозалишається постійною, у зв'язку з постійним статичним тиском, а поперечна складова V 1 =0.

Перебудова кінематичної структури струменя відбувається на перехідній ділянці, довжину якої приймають рівною нулю.

У турбулентному струмені поперечні складові швидкості малі в порівнянні з поздовжньою та ними в інженерних розрахунках нехтують.

На початковій ділянці в незбуреному ядрі швидкість постійна і дорівнює швидкості на виході з сопла, а в прикордонному шарі швидкість падає від цієї величини до нуля на межі затопленого струменя або швидкості навколишнього середовища в супутньому потоці.

Криві розподілу швидкостей у різних перерізахосновної ділянки мають максимум на осі струменя, а в міру віддалення від неї швидкість падає і біля кордону стає рівною швидкості супутнього потоку або нулю при затопленому струмені. У міру віддалення від сопла струмінь стає ширшим, а профіль швидкостей нижче.

У безрозмірних координатах профілі швидкостей у різних перерізах на початковій ділянці мають універсальний характер, що описується формулою:

(12.1)

де Uo, Uі U 2 – відповідно швидкість у обуреному ядрі струменя, що дорівнює швидкості витікання із сопла; швидкість у довільній точці прикордонного шару початкової ділянки; швидкість супутнього потоку;

-Безрозмірна координата;

b= r 1 - r 2 – ширина прикордонного шару осесиметричного струменя;

r 1 і r 2 – радіуси потенційного ядра та зовнішньої межі осесиметричного струменя;

у- поточна ордината, що відраховується від осі Х, що йде від кромки сопла паралельно осі струменя.

В основному ділянці струменя універсальний профіль безрозмірної швидкості описується рівнянням:

(12.2)

де U m- швидкість на осі струменя в розрізі (максимальна швидкість);

 = у/r– безрозмірна координата для осесиметричного струменя;

r– радіус поперечного перерізу осесиметричного струменя в основному ділянці.

Для визначення меж струменя необхідна характеристика розширення струменя, що визначається поперечними пульсаціями струменя. Встановлено, що наростання ширини зони змішування затопленого струменя має лінійний закон:

Вз = Сз Х, (12.3)

де Сз– кутовий коефіцієнт розширення зони змішування затопленого струменя;

Х– абсцис, що відраховується від полюса основної ділянки при закінченні газів з рівномірним полем швидкостей у початковому перерізі струменя та з обрізу сопла – на початковій ділянці.

Таким чином, поздовжній переріз затопленого струменя обмежений прямими лініями і при витіканні з круглого насадка мають вигляд конуса.

Повітрообмін у приміщеннях (розподіл припливного повітря та видалення повітря з приміщень) виробничих та адміністративно-побутових будівель передбачається з урахуванням режиму їх використання протягом доби чи року, а також наявних надходжень тепла, вологи та шкідливих речовин.

Припливне повітря для компенсації витяжної системою, що видаляється, слід подавати безпосередньо в приміщення з постійним перебуванням людей. Для громадських та адміністративно-побутових приміщень допускається до 50% витрати повітря подавати в коридори чи суміжні приміщення.

У виробничих приміщеннях, залежно від характеру та вираженості факторів виробничого середовища, припливне повітря слід подавати до робочої зони:

У приміщеннях із значними волого- та теплонадлишками – у зони конденсації вологи на огороджувальних конструкціях будівель;

У приміщеннях з виділенням пилу – струменями, спрямованими зверху донизу з розподільників повітря, розташованих у верхній зоні;

У приміщеннях різного призначення без виділення пилу допускається подача припливного повітря струменями, спрямованими знизу вгору з розподільників повітря, розташованих в обслуговуваній або робочій зоні;

У приміщеннях з незначними теплонадлишками допускається подача повітря з розподільників повітря, розташованих у верхній зоні струменями (вертикальними, спрямованими зверху вниз; горизонтальними або похилими – вниз);

У приміщеннях з джерелами виділень шкідливих речовин, які неможливо обладнати місцевими відсмоктувачами, повітря припливу подається безпосередньо на постійні робочі місця, якщо вони знаходяться у цих джерел.

Припливне повітря слід направляти таким чином, щоб воно не надходило через зони з більшим забрудненням у зони з меншим забрудненням і не порушувало балансу при роботі місцевих відсмоктувачів.

Подача припливного повітря вентиляцією, а також системами кондиціювання та повітряного опаленняповинна здійснюватися з розрахунку, щоб температура та швидкість руху повітря відповідали нормам метеорологічних умов у робочій зоні, щоб не було туманоутворення та конденсації вологи на навколишніх конструкціях.

Для виробничих приміщень, у яких виділяються шкідливі речовини чи різко виражені неприємні запахислід передбачати негативний дисбаланс, тобто перевищення обсягу витяжки над обсягом припливу.

У холодний період року у виробничих будинках при обґрунтуванні допускається негативний дисбаланс в обсязі не більше одноразового повітрообміну в 1 год у приміщеннях висотою 6 м і менше та з розрахунку 6 м 3 /год на 1 м 2 площі підлоги у приміщеннях висотою понад 6 м.

Системи припливної вентиляції зі штучним спонуканням для виробничих приміщень, робота в яких провадиться більше 8 годин на добу, необхідно поєднувати з повітряним опаленням.

Системи припливної вентиляції, суміщені з повітряним опаленням, а також системи повітряного опалення, слід проектувати з резервним вентилятором або опалювальним агрегатом, або передбачати щонайменше двох систем, об'єднаних воздуховодом.

Розподіл повітря у приміщеннях залежить від розміщення припливних та витяжних отворів. Вентиляція приміщень являє собою процес перенесення об'ємів повітря з отворів припливу, а також рух повітря, обумовлений всмоктуючими отворами. Повітрообмін, створюваний у приміщеннях вентиляційними пристроями, супроводжується циркуляційним рухом повітряного середовища, об'єм якого в кілька разів більший за об'єм. вентиляційного повітря, що надходить у приміщення та видаляється з нього. Циркуляція повітряних масмає значення для ефективності вентиляції, так як вона є основною причиною поширення по приміщенню шкідливих виділень, що надходять звідкись у повітря.

Характер повітряних потоків залежить від форми та кількості припливних отворів, їх розташування, а також температури, швидкості, з якими повітря надходить у приміщення. Варіанти схем руху повітря у виробничих приміщеннях наведено на рис. 5.8.

Мал. 5.8. Схеми організації повітрообміну в приміщенні:

а- Зверху-вгору; б - Знизу-вниз; в -зверху вниз; г - знизу вгору;
д - Комбінована; е - Комбінована

На характер поширення повітряних потоків впливаючи робота технологічного обладнаннята, крім того – конструктивні елементи будівлі. Завдання фахівця, що проектує вентиляційні пристрої, врахувати характер руху повітряних мас у приміщенні, щоб у межах робочої зони були забезпечені задовільні параметри мікроклімату, а саме, температура і швидкість руху повітря.

Припливні струмені. Припливні насадки

При невеликій швидкості руху повітря переміщається паралельними струменями, що не змішуються між собою. Такий вид руху називається ламінарним і спостерігається головним чином у невеликих каналах, тонких щілинах, а також за відсутності спрямованого руху повітря у різних спорудах. Зі збільшенням швидкості струмка починають перемішуватися, повітряні частинки рухаються більш безладно. У потоці виникають вихори – такий рух називається турбулентним. Для турбулентного руху характерна наявність поперечних пульсацій швидкостей.

Перехід від ламінарного руху до турбулентного спостерігається за певних значень комплексного параметра, який називається критерієм Рейнольдса:

де V- Швидкість руху повітря, м / с; d- Розмір, що визначає рух повітря (діаметр або гідравлічний діаметр повітроводу, повітровипускного отвору), м; ν – кінематична в'язкість повітря, м2/с.

Ламінарний рух у гладких трубахпереходить у турбулентне при Re = 2300. Зі збільшенням шорсткості цей перехід відбувається при менших значеннях критерію Re.

Організація повітрообміну значною мірою залежить від характеру струменів вентиляційного повітря.

Класифікація струменів

Повітряним струменем називають спрямований потік із кінцевими поперечними розмірами. В основному струмені діляться на вільні та невільні, ізотермічні та не ізотермічні, ламінарні та турбулентні.

Вільні струмені не мають перешкод для свого вільного розвитку. Вільним є струмінь, не обмежений стінками. Вільні струмені утворюються при закінченні в простір, заповнене тим самим середовищем, що знаходиться у відносно спокійному стані. Так як струмені повітря рухаються в повітряному середовищі, з точки зору гідравліки вони є затопленими. Якщо щільність струменя і навколишнього повітря однакова, то вісь струменя прямолінійна, а при різній щільності вісь струменя викривляється. Невільні (стиснуті) струмені – ті, на розвиток та аеродинамічну структуру яких впливають огородження; ці струмені поширюються у просторі, що має кінцеві розміри. В ізотермічних струменях початкова температура дорівнює температурі навколишнього повітря, тобто в цьому випадку струмінь не бере участі в теплообміні з навколишнім середовищем. У неізотермічних струменях початкова температура повітря припливу вище або нижче температури навколишнього повітря. Ламінарний або турбулентний струмінь характеризується відповідно ламінарним або турбулентним режимом. У вентиляційні пристрої, як правило, застосовують турбулентні повітряні струмені.

На переміщення повітря витрачається енергія: теплова, джерелом якої є нагріті поверхні, або механічна, джерелом якої можна вважати, наприклад, вентилятор або теплове поєднання механічної енергіїразом.

Формування полів температур, концентрацій шкідливих речовин (газів) та швидкостей залежить від закономірностей поширення струменів та їх взаємодії.

По виду енергії, що витрачається на утворення струменя, розрізняють механічні струмені струмені ізотермічні, неізотермічні, а також конвективні струмені.

Вільний ізотермічний струмінь застосовують для роздачі повітря. Струмінь по виході з отвору розширюється, ширина її зростає пропорційно збільшенню відстані від місця закінчення. Швидкість у міру видалення поступово зменшується та згасає. Вимірюваннями тисків встановлено, що статичний тиск у струмені залишається постійним і рівним статичному тиску у навколишньому середовищі.

Отже, оскільки статичний тиск вздовж струменя залишається постійним, втрати енергії компенсуються в ній за рахунок кінетичної енергіїтому швидкість загасає. Так як струмінь ежектує (підсмоктує) частки навколишнього повітря, витрата в ній збільшується в міру віддалення від отвору припливу і поперечний переріз її зросте. При цьому швидкість частинок внаслідок гальмування, яке надається навколишнім повітрям, постійно падає.

На рис. 5.9 представлена ​​схема вільного ізотермічного струменя, що витікає з круглого отвору.

Мал. 5.9. Структура вільного ізотермічного струменя

У струмені розрізняють дві ділянки – початковий та основний. У початковому перерізі а-бшвидкість потоку у всіх точках перерізу однакова. Осьова швидкість протягом довжини lпро початкову ділянку однакова і дорівнює швидкості у вихідному перерізі V o.

В області трикутника абс(на відстані lо) у всіх точках струменя зберігається однакова швидкість V o.

На структуру струменя впливає початкова турбулентність. Чим вище турбулентність струменя перед виходом з насадка, тим інтенсивніше протікає перемішування його з навколишнім повітрям, тим більше кут розширення струменя α на початковій ділянці, тим коротша довжина початкової ділянки, і навпаки. В основному ділянці завдяки турбулентному перемішування з навколишнім повітрям маса припливного струменя в міру віддалення від отвору припливу зростає, а швидкість в ній безперервно зменшується як на осі струменя, так і в периферійній частині. Бічні межі струменя відповідають приблизно променям, що виходять з точки, яка називається полюсом (точка 0 ). Так як положення полюса струменя та межа початкової ділянки залежать від ступеня турбулентності струменя, то полюси початкової та основної ділянок струменя можуть не збігатися. Кут бокового розширення основної ділянки струменя становить 12 º 25 '.

Вільний струмінь практично не залежить від критерію Рейнольдса ( Ре) (Стручі автомодельні). Однією з основних властивостей турбулентного вільного струменя є збереження сталості кількості руху за її довжиною:

m V = const, (5.42)

де m- Маса припливного струменя в її поперечному перерізі; V- Швидкість повітря в цьому ж перерізі струменя.

Це дозволяє переміщати великі маси повітря на значні відстані, що широко використовується у вентиляційній практиці.

Відомо, що вільний струмінь, що виходить із прямокутного отвору, деформується, приймаючи в перерізі форму, що наближається до кола.

У виробничих приміщеннях, камерах тощо. за рахунок наявності огороджуючих поверхонь вільний струмінь деформується та його параметри змінюються. Умови надходження струменя до того чи іншого приміщення можуть бути різноманітні, а це визначає швидкість, температуру, а також розподіл повітря.

Повітряний потік у зоні всмоктуючого отвору поводиться інакше. До всмоктуючого отвору повітря підтікає з усіх боків. Ефективність всмоктування характеризується спектрами всмоктування і проявляється на невеликих відстанях від отворів, що всмоктують. Поведінка повітряного потоку біля отвору, що всмоктує, розглядається в розділі 5.9.

Специфічні особливостіприпливних та всмоктувальних струменів повинні враховуватися та використовуватися у вентиляції.

На динаміку повітряного середовища приміщення великий впливнадають конвективні струми, що виникають внаслідок наявності у приміщенні різного родуповерхонь, температура яких відмінна від температури навколишнього повітря. Конвективні струми можуть бути висхідні та низхідні.

При створенні спеціально організованих штучних (механічних) струменів потрібно враховувати конвективні струми повітря, тобто використовувати конвективні потоки як фактор, що може за певних умов значною мірою сприяти оздоровленню праці в робочій зоні.

Припливні отвори зазвичай оформляються насадками, які виконані у вигляді грат, плафонів, дифузорів, патрубків з можливістю регулювання напряму роздачі повітря. Деякі варіанти оформлення отворів приведені на рис. 5.10.

Мал. 5.10.Форми струменів:

а- Плоскопаралельна настилаюча; б- Осесиметрична; в- конічна; г- віялова (радіальна); д- що настилається; е- Кільцевого перерізу; ж- Випливає через ґрати; α - кут примусового розсіювання

Плоскі припливні струмені утворюються при витіканні повітря з довгого щілинного розподільника повітря.

Необхідно відзначити, що при співвідношенні сторін отворів менш ніж 1: 3 струмінь, що приймає в місці виникнення форми отвору, швидко трансформується в осесиметричну. При співвідношенні сторін більш ніж 1:10 струмінь розглядається як плоский. Але і в цьому випадку струмені можуть перетворитися на осесиметричні, але тільки на великій відстані від місця їхнього утворення.

Крім осесиметричних і плоских можуть бути такі види струменів, що відрізняються також формою отвору для виходу повітря:

Віялові струмені під кутом α = 90°, які утворюються при примусовому розсіюванні потоку під деяким кутом. У повних віялових струменів кут розподілу повітря в просторі становить 360°, при меншому вугіллі струмінь буде неповним віяловим;

Кільцеві, якщо струмінь спливає з кільцевої щілини під кутом до осі каналу, що підводить повітря β< 180°, при β около 135° – полой конической, при β = 90° – полной веерной;

Пучкові, коли повітря надходить у приміщення через велика кількістьрівновеликих отворів у вигляді потоку, що складається з паралельних струмків. Однак на деякій відстані від припливного пристрою з окремих струмків утворюється загальний струмінь.

Крім того, в залежності від розташування розподільника повітря струменя можуть не настилатися або настилатися на площині огорож.

Стиснені струмені можуть бути розділені ще на тупикові, транзитні, транзитно-тупикові. У тупикове припливне повітря надходить і йде з приміщення через припливні та витяжні отвори, розташовані на одній і тій же стороні приміщення. У транзитних струмінь надходить в простір, що обмежує її, з одного боку, а йде - з іншого; в транзитно-тупикове повітря виходить із приміщення як з боку його входу, так і з протилежної.

Перфоровані (дірчасті) панелі застосовують переважно в невисоких приміщеннях для рівномірного розподілуприпливного повітря. При такому способі подачі повітря забезпечується різке зниження швидкості і вирівнювання температур, незважаючи на високі параметри повітря, що розподіляється по приміщенню. Так, допустимий перепад температур повітря і приміщення Δ tменше або дорівнює 15°С, швидкість подачі Vменше або дорівнює 4 м/с (з перевіркою швидкості у робочій зоні). Приклад організації повітрообміну наведено на рис. 5.11.

Мал. 5.11. Розподіл повітря через перфорований (дірчастий)

а – розрахункова схемастелі; б – розміщення отворів у стелі; в, г – способи влаштування розподілу повітря через перфоровані грати

Отвори у стелі, через які відбувається подача повітря, повинні мати невеликі розмірищоб забезпечити видавлювання повітря з розподільного повітроводу (камери) переважно під впливом статичного тиску. При цьому з метою найкращого перемішування повітряних струменів режим руху повітря в отвори має бути турбулентним. При закінченні повітря через отвори перфорованої стелі, згідно з дослідженнями, турбулентний режим забезпечується вже за значенням критерію Re = 1500.

Спадаючий потік може застосовуватися для створення відповідної метеорологічної обстановки на фіксованих робочих місцях (або в місцях відпочинку). У зону знаходження людини подається зверху вниз повітряний струмінь великого діаметраз малою швидкістю. Така подача повітря називається повітряним душуванням за способом спадаючого потоку, рис. 5.12.

Мал. 5.12. Припливна вентиляція для фіксованого робочого місця

способом спадаючого потоку (розміри вказані в метрах)

5.8. Припливні системи механічної вентиляції. Очищення
припливного повітря. Калорифери. Вентилятори

Припливні системи служать для подачі чистого повітряв приміщення, що обслуговуються, схема системи наведена на рис. 5.13.

Мал. 5.13. Схема припливної системи

1 - жалюзійна решітка повітроприймального пристрою; 2 – утеплений клапан;
3 – фільтр; 4 – проміжна секція; 5 – калориферна секція; 6 – перехідна секція;
7 – вентилятор; 8 – мережа повітроводів; 9 – розподільники повітря

Низ отвору повітроприймального пристрою у вузлі повітрозабору розміщують на висоті більше 1 м від рівня стійкого снігового покриву, але не нижче 2 м від землі. Жалюзійні грати повітроприймального пристрою перешкоджають попаданню у вузол повітрозабору атмосферних опадів. Утеплений клапан захищає систему від проникнення холодного повітря. Замість утепленого клапана в окремих випадках встановлюють утеплену заслінку з електричним виконавчим механізмом.

Поз. 1-7 утворюють камеру припливу. Припливні камери зазвичай використовують типові, розроблені на різну продуктивність повітрям організаціями Держбуду і підприємствами.

Для розрахунку припливної системи спочатку необхідно визначити обсяг Lповітря, яке необхідно подати в приміщення, що обслуговуються, вид (вода, пара, електроенергія) і параметри теплоносія (температура теплоносія в подавальному tг та зворотному tпро трубопроводи), розрахункову температуру зовнішнього повітря tн, необхідну температуру припливного повітря tпр, а також швидкість Vр.з повітря у робочій зоні.

Очищення припливного зовнішнього та рециркуляційного повітря у фільтрі припливної камери проводиться в таких цілях:

а) для зменшення запиленості повітря, що подається у вентильовані будівлі, якщо концентрація пилу в районі розташування будівлі або поблизу місця забору повітря систематично перевищує ГДК, встановлену гігієнічними нормативами;

б) для захисту теплообмінників, зрошувальних пристроїв, приладів автоматики та іншого обладнання вентиляційних камер та кондиціонерів від запилення;

в) для запобігання цінній внутрішньої обробкита обладнання вентильованих будівель від забруднення відкладеннями дрібнодисперсного пилу;

г) для підтримки у приміщеннях заданої відповідно до технологічних вимог чистоти повітря.

ГДК у атмосферному повітрі населених пунктівпри подачі його до приміщень громадських будівель;

30% ГДК у повітрі робочої зони при подачі їх у приміщення виробничих та адміністративно-побутових будівель;

30% ГДК у повітрі робочої зони з частинками пилу розміром не більше 10 мкм при подачі його в кабіни кранівників, пульти управління, зону дихання працюючих, а також при повітряному душуванні.

Для очищення припливного повітря від пилу застосовують, в основному, пористі. повітряні фільтрита електричні повітряні фільтри промивного типу. У табл. 5.10. перераховані повітряні фільтри, які застосовують у нашій країні.

Таблиця 5.10

Номенклатура повітряних фільтрів для систем припливу

Тип	Вид	Клас фільтра з ефективності	Критерій якості	Номінальне повітряне навантаження на вхідний переріз, м 3 /(ч·м 2)	Опір при номінальному повітряному навантаженні, Па	Пилиєм-кістка при досягненні зазначеного кінцевого опору, г/м 3	Середня початкова запиленість повітря, що очищається, мг/м 3	Спосіб регенерації фільтра
початкове	кінцеве при зазначеній пилу-ємності	допустима	гранична
Сухі пористі
Волокнисті сухі	Осередкові ФяЛ-12, ФяЛ-2	I						0,05	0,15
Осередкові лайки	I	За каталогами об'єднання «Союзмідьінструмент»	0,01	0,05	Зміна фільтра
Кишенькові ФяКП	II								Очищення та зміна фільтруючого матеріалу
Панельні ФР (ФР3, ФР4, ФР5)	III		10 000				0,10	0,50	Зміна фільтруючого матеріалу
Сітчасті	Рулонні ФРС* (ФРПМ)	III	-	10 000			-			Очищення запиленого матеріалу (пневматичне)
Осередкові ФяВБ	III								Очищення запиленого матеріалу промиванням у воді
Губчасті сухі	Осередкові ФяПБ	III						0,3	0,5	Те саме, або пневматично
Змочені пористі
Волокнисті замаслені	Осередкові ФяУБ	III						0,3	0,5	Зміна фільтруючого матеріалу
Осередкові ФяУБ	III						0,3	0,5	Зміна вкладиша
Олійні	Самоочищаються Кд (КдМ, Кт, КтЦ, ФС)	III					7 – 15**	0,3	0,5	Безперервне промивання в олії фільтруючих елементів
Осередкові ФяРБ	III								Промивання фільтра в содовому розчині з наступним замаслюванням
Осередкові ФяВ	III								Те саме
Електричні
Двох-зональні промивні	Агрегатні ФЕК та ФЕ-2М	II		10 000						Промивання водою
* - застосовуються для очищення повітря від волокнистого пилу ** - у % від маси олії, залитої у ванну

Пористі фільтри поділяють на змочені та сухі: до змочених відносяться фільтри з покритим тонкими плівками в'язких нелетких замаслювачів заповненням з металевих пластинок, дротяних або полімерних сітокта нетканих волокнистих шарів; до сухих - фільтри із заповненням з нетканих волокнистих шарів, гофрованих сіток та губчасті, не змочені замаслювачем.

Фільтри вибирають з урахуванням початкової запиленості повітря і допустимої залишкової концентрації пилу повітря після його очищення, тобто. щодо їх ефективності. Одночасно беруть до уваги початковий опір фільтра, зміна опору при запиленні фільтра, конструктивні та експлуатаційні особливості.

Критерій якості фільтра враховує ефективність очищення повітря, початковий опір та пилоємність; що цей показник нижче, то вище якість фільтра. У фільтрів, опір яких не змінюється в процесі роботи (наприклад, у самоочищаються), критерій якості найменший, що дорівнює нулю.

По ефективності повітряні фільтри поділяються на три класи (табл. 5.11).

Таблиця 5.11

Характеристика основних класів повітряних фільтрів

При великій початковій концентрації пилу або при необхідності ретельного очищення повітря застосовують багатоступінчасте очищення.

Калорифери біметалічні або пластинчасті, що встановлюються в камерах припливу, служать для нагрівання повітря, що подається у виробничі приміщення. Теплоносієм можуть бути вода, пара, електроенергія.

Біметалічні зі спірально-накатним ребранням калорифери можуть бути одноходовими з вертикальним розташуванням трубок та багатоходовими з горизонтальним розташуванням трубок. Пластинчасті калорифери виготовляються лише багатоходовими з горизонтальним розташуванням трубок.

При теплоносії воді слід застосовувати багатоходові калорифери та їх послідовне з'єднання теплоносієм. Допускається паралельне з'єднанняза теплоносієм рядів калориферів, розташованих послідовно по ходу повітря.

Розрахунок площі поверхні нагрівання калориферів для систем вентиляції та кондиціонування повітря, поєднаних з повітряним опаленням та запроектованих для подачі зовнішнього повітря у кількостях, необхідних для вентиляції протягом холодного періоду року, слід проводити, приймаючи розрахункові параметриБ (для будівель сільськогосподарського призначення – за параметрами А).

Дійсна витрата тепла, що підводиться до калорифера, визначається за сумою витрат тепла на опалення та вентиляцію, що відповідають витраті за розрахункової температури зовнішнього повітря в холодний період року за розрахунковими параметрами Б.

Калорифери першого підігріву систем кондиціонування повітря та припливних вентиляційних систем із зволоженням припливного повітря при теплоносії воді потрібно перевіряти на режими експлуатації, відповідні зовнішньої температуриі температур в точках зламу графіка температур води в теплових мережах, і на температуру води на виході з калорифера.

Розрахунок калориферів провадиться в наступному порядку.

1. Задаючись масовою швидкістю повітря V·ρ 1 , кг/(м 2 ·с), визначають необхідну площу фронтального перерізу калориферів повітрям:

f 1 = G/ (V·ρ) 1 , м 2 , (5.43)

де G- Витрата нагрівається повітря, кг / с.

2. Користуючись технічними даними про калорифери і виходячи з необхідної площі фронтального перерізу, підбирають номер і кількість калориферів, що встановлюються паралельно, і знаходять дійсну площу їх фронтального перерізу. f. Кількість калориферів має бути мінімальною.

3. Визначають дійсну масову швидкість повітря у калориферах

V·ρ = G/ f, кг/(м 2 ·с). (5.44)

При теплоносії воді об'ємну витрату води, що проходить через кожен калорифер, обчислюють за формулою

Gводи = , м3/с, (5.45)

де Q- Витрата теплоти на нагрівання повітря, Вт; tгір та tобр - температура води на вході в калорифер і на виході з нього, ° С; n- Число калориферів, що паралельно включаються по теплоносію; 4,2 – питома теплоємністьводи, кДж/(кг К).

Знаходять швидкість води у трубках калориферів

W = Gводи / fтр, м/с, (5.46)

де fтр - живий переріз трубок калориферів для проходу води, м2.

За масовою швидкістю V×ρ та швидкості води (при парі тільки за масовою швидкістю) за довідковою літературою або каталогами на калорифери знаходять коефіцієнт теплопередачі калорифера До, Вт / (м 2 · ° С).

4. Розраховують необхідну площу Fбіля поверхні нагрівання калориферної установки

, м 2 (5.47)

де tср - середня температура теплоносія, ° С; tн - початкова температура повітря, що нагрівається, ° С; tдо – кінцева температура нагрітого повітря, °З.

Середня температура теплоносія

При теплоносії воді

tср = ( tгір + tобр)/2, °С; (5.48)

При насиченій парі тиском до 0,03 МПа tср = 100ºС;

При насиченій парі тиском понад 0,03 МПа tср = tпара,

де tпара – температура, °С, насиченої пари, що відповідає його тиску.

5. Визначають загальне числовстановлюваних калориферів:

де Fдо – площа поверхні нагріву одного калорифера обраної моделі, м2.

Округлюючи кількість калориферів до кратного числа їх у першому ряду n, знаходять дійсну площу поверхні нагрівання, установки:

М2. (5.50)

Тепловий потік вибраного калорифера не повинен перевищувати розрахунковий більш ніж на 10%. Надлишковий тепловий потік калориферу складе:

, (5.51)

При надмірному тепловому потоцібільше 10% слід застосувати іншу модель або номер калорифера та зробити повторний розрахунок.

За таблицями з довідкової літератури чи каталогами калориферів за масовою швидкістю повітря визначають аеродинамічний опіркалориферної установки, а також опір калориферної установки проходу теплоносія.

На опір повітрям слід давати запас 10%, на опір по воді – 20%.

Вентилятори в системах механічної вентиляції застосовують радіальні (відцентрові) та осьові.

Радіальні (відцентрові) вентилятори ділять на такі групи: низький тиск (до 1 кПа), середній тиск (від 1 до 3 кПа) і високий тиск (від 3 до 12 кПа). Вентилятори низького та середнього тиску зазвичай застосовують у припливних та витяжних вентиляційних установках, установках кондиціювання повітря та для повітряно-теплових завіс, а вентилятори високого тиску – у технологічних установках.

Осьові вентилятори зазвичай застосовують при відносно малих опорах вентиляційної мережі (приблизно до 200 Па) або без мережі повітроводів.

Залежно від умов експлуатації вентилятори виготовляють у звичайному виконанні – для переміщення чистого або малозапиленого повітря з температурою до 80°С; в антикорозійному виконанні (з вініпласту та іншого матеріалу) – для переміщення повітря з домішками, що руйнівно діють на звичайну сталь; у іскрозахищеному виконанні – для переміщення горючих та вибухонебезпечних сумішей. В останньому випадку колеса і вхідні патрубки, щоб уникнути іскріння, виконують з м'якшого, ніж сталь, матеріалу, наприклад алюмінію. Для переміщення повітря з вмістом пилу більше 100 мг/м 3 застосовують пилові вентилятори, що мають підвищену зносостійкість.

Вентилятори, як правило, приводять у дію електродвигунами, з якими вони з'єднуються одним із таких способів:

Безпосередньо на валу чи через еластичну муфту (виконання 1);

Клинопасової передачею з постійним передатним ставленням(Виконання 5 або 6);

Регульована безступінчаста передача через гідравлічні та індукторні муфти ковзання.

Вентилятори можуть бути правого обертання, коли їхнє колесо обертається за годинниковою стрілкою (якщо дивитися на нього з боку всмоктування), і лівого обертання, коли їхнє колесо обертається проти годинникової стрілки. Розміри вентиляторів як радіальних, так і осьових характеризуються присвоєними ним номерами, що чисельно виражають значення діаметра робочого колеса дм (наприклад, вентилятор № 5 має колесо діаметром 500 мм). Чим більший номер вентилятора, тим більше подача повітря вентилятором.

На рис. 5.14 наведено загальний вигляд радіального (відцентрового) вентилятора.

Мал. 5.14. Вентилятор радіальний:

1 – кожух вентилятора; 2 – електродвигун; 3 – рама; 4 – віброізолятори

Вентилятор та електродвигун розміщені на рамі, під якою встановлюють віброізолятори для зниження впливу вібрації на опорні конструкції. Усередині кожуха розміщено колесо з лопатками (вісь колеса розташована горизонтально). При обертанні робочого колеса у напрямку розвороту равликоподібного кожуха повітря всмоктується через вхідний отвір і під дією відцентрової сили викидається через вихідний отвір. Лопатки колеса можуть мати різну форму (загнуті вперед, радіальні або загнуті назад). Найбільший тиск створюється при лопатках, загнутих уперед, але більший ККД у вентиляторів із лопатками, загнутими назад, і, крім того, вони створюють менший шум.

Радіальні вентиляторивиготовляються з вертикальним розташуванням осі колеса. Таке розташування осі колеса притаманно дахових вентиляторів, рис. 5.15. Їх застосовують при влаштуванні загальнообмінної вентиляції, розміщуючи на покрівлі виробничих будівельбез системи повітроводів, а також для систем димовидалення. Повітря забирається вентилятором безпосередньо з-під покрівлі будівлі та викидається в атмосферу.

Мал. 5.15. Вентилятор радіальний даховий

Вентилятори осьові застосовують у системах вентиляції, повітряного опалення та в інших виробничих та технологічних цілях, у системах протидимного захисту будівель для подачі повітря на шляху евакуації у разі пожеж. На рис. 5.16 наведена конструкція осьового вентилятора, що є лопатковим колесом, розташоване в циліндричному кожусі.

Мал. 5.16. Вентилятор осьовий:

1 – колесо лопаткове; 2 – кожух; 3 – електродвигун

При обертанні колеса потік повітря проходить через вентилятор вздовж осі. Звідси і найменування вентилятора - осьовий. Тиск, створюваний осьовим вентилятором, трохи більше 200 Па. Розміри осьових вентиляторів, як і радіальних, характеризуються їхніми номерами.

Підбір вентиляторів здійснюють за продуктивністю повітрям Lта тиску P, які вентилятор має забезпечити.

Вентиляція приміщень є процес перенесення обсягів повітря, що випливає з припливних отворів, а також рух повітря, обумовлений всмоктуючими отворами.

Характер повітряних потоків у приміщенні залежить:

1) від форми кількості та розташування припливних та витяжних отворів;

2) від температури і швидкості повітря, що подається і видаляється;

3) від теплових потоків, що виникають біля нагрітих та охолоджених поверхонь;

4) від взаємодії струменів між собою та з тепловими потоками;

5) від наявних у приміщенні будівельних конструкцій;

6) від дії технологічних машин та механізмів;

7) від взаємодії зі струменями, що вибивають через нещільність обладнання, що перебуває під надлишковим тиском.

Ефективність вентиляції приміщення залежить від правильності вибору місць подачі та видалення повітря. Насамперед розподіл параметрів повітря в обсязі приміщення визначається конструктивним рішеннямприпливних пристроїв. Вплив витяжних пристроївна швидкість руху та температуру повітря в приміщенні зазвичай незначно. В той же час загальна ефективністьвентиляції залежить від правильної організаціївитяжки повітря із приміщення.

Для оптимальної організації повітрообміну слід враховувати такі фактори:

Будівельно-планувальні особливості приміщення (габарити приміщення);

Характер технологічного процесу;

Вид та інтенсивність надходження шкідливостей (поєднання різних видівшкідливості);

Вибухо- та пожежонебезпечність приміщення;

Особливості поширення шкідливостей у приміщенні;

Розміщення обсягом приміщення устаткування, робочих місць.

Особливості поширення шкідливостей залежить від їх властивостей (щільності, а для пилу-дисперсності)

Крім того, велике значення має інтенсивність теплових потоків, які можуть переміщати пари і гази, що мають щільність значно вище за щільність повітря, а також пил в верхню зонуприміщення. За відсутності теплонадлишків легші, ніж повітря та гази піднімаються у верхню зону приміщення. Гази важчі, ніж повітря накопичуються у робочій зоні над підлогою.

2. Загальні вимоги до припливу та витяжки.

Відповідно до СНиП 41-01-2003 слід дотримуватись таких основних правил (див. пп. 7.55 – 7.5.11).

3. Вибір схеми організації повітрообміну

При організації повітрообміну у виробничих приміщеннях можливе застосування наступних схем

ЗВЕРХУ-ВЕРХ.

ЗВЕРХУ ВНИЗ.

ЗНИЗУ ВГОРУ.

ЗНИЗУ-ВЕРХ І ВНИЗ.

Зверху і знизу-верх

ЗНИЗУ-ВНИЗ

Лекція №2.17

Тема: «Обтікання будівлі потоком повітря»

1. Обтікання будівлі потоком повітря.

2. Зона аеродинамічного сліду.

3. Аеродинамічний коефіцієнт.

1. Обтікання будівлі потоком повітря.

При обтіканні будівлі потоком повітря довкола нього утворюється застійна зона. Визначення розмірів цієї зони, умов циркуляції повітряних потоків і, отже, умов провітрювання цієї зони також є метою аеродинамічних досліджень будівлі. p align="justify"> Найбільше значення це дослідження має для промислових будівель з великою кількістю шкідливих викидів.

При набіганні на перешкоду нижні шари потоку загальмовуються, і кінетична частина енергії цього потоку перетворюється на потенційну, тобто статичний тиск збільшується. Це відбувається поступово з наближенням до будівлі і починається приблизно за 5-8 калібрів до будівлі (калібр - середній розмір фасаду будівлі). Потік, що набігає, утворює зону циркуляції безпосередньо біля поверхні будівлі. Вихори, що утворюються тут, ніби доповнюють форму будівлі до легкообтічної і тим самим зменшують втрати енергії основного потоку. У цій зоні постійно відбувається зміна повітря, що здійснює вихроподібні рухи і йде на завітряну сторону будівлі.

Малюнок - Схема обтікання будівлі потоком повітря

а – вертикальний розріз; б - схема руху повітря в зоні аеродинамічного сліду:

1- межа між вихорами в зоні аеродинамічного сліду;

2- зона надлишкового тиску;

3 будівля;

4- зона розрідження;

5- зворотні потоки повітря, що входить у зону аеродинамічного сліду;

6- межа зони аеродинамічного сліду;

7- межа впливу будівлі на потік повітря;

8- вихроподібні потоки із зони надлишкового тиску в зону розрідження.

Потік повітря, що набігає, обтікає будівлю і зону циркуляції зверху і з боків.

Потік повітря, що обтікає будівлю, через деяке підтиснення має швидкість більшу, ніж швидкість вітру. Цей потік інтенсивно ежектує повітря із завітряної сторони будівлі, де в результаті тиск зменшується. Повітря, що відноситься із завітряної сторони, компенсується приземними шарами потоку, в яких повітря загальмоване настільки, що може змінити напрямок свого руху. На завітряній стороні будівлі утворюється кілька вихорів (на малюнку їх показано два). Розташування межі зони аеродинамічного сліду у цій галузі зазначено орієнтовно. Ця межа помітна лише поблизу місця зриву потоку з навітряного фасаду. Рухливість повітря в приземній застійній області настільки мала, що з нього осідають найдрібніші зважені частинки.

У реальних умовах мають місце пульсуючі зміни напряму та сили вітру, що призводить до зміни габаритів та циркуляції повітря у зоні аеродинамічної тіні у часі.

КЛАСИФІКАЦІЯ СИСТЕМ ВЕНТИЛЯЦІЇ

Основна мета вентиляції – підтримання допустимих параметрів повітря у приміщенні – може бути досягнуто різними шляхами. Способи подачі та видалення повітря можуть бути різними.

Вентиляційна система - це сукупність пристроїв для обробки, транспортування, подачі та видалення повітря.

Вентиляційні системиможуть класифікуватися за такими ознаками.

1. За призначеннямїх поділяють на припливні та витяжні. Припливні системи вентиляції подають повітря в приміщення, а за допомогою витяжних системзабруднене повітря видаляється із приміщення.

2. За способом організації повітрообміну у приміщеннірозрізняють загальнообмінну, місцеву, комбіновану та аварійну системи вентиляції.

Загальнообмінна система вентиляціїзастосовується для створення однакових параметрів повітряного середовища (температури t, відносної вологості, рухливості повітря V в) у всьому обсязі приміщення або в робочій зоні (= 1,5-2 м від підлоги) за наявності розосереджених джерел шкідливих виділень.

Місцева система вентиляції створює місцеві, що відповідають санітарно-гігієнічним вимогам, умови повітряного середовища, відмінні від умов у іншому приміщенні. Місцеві системи вентиляції можуть бути витяжними та припливними. За допомогою витяжних місцевих систем вентиляції (відсмоктувачів) забруднене повітря видаляється за межі приміщення безпосередньо від джерела шкідливості. Вони можуть бути з механічною витяжкою та природною. Прикладом місцевих витяжних систем вентиляції є витяжні шафи, прості парасольки, парасольки-козирки, бортові відсмоктувачі, панелі, що відсмоктують, кожухи і т.д.

Місцеві припливні системи вентиляції подають повітря в певну частину приміщення. Як приклад можна навести повітряне душування. У цьому випадку струмінь повітря спрямований безпосередньо на робоче місце, або повітряні завіси, за допомогою яких запобігають проходу повітря через відкритий отвір. Місцеві системи вентиляції компактні, вимагають меншої витрати повітря.

На сучасних промислових підприємствах застосовують комбіновані системи вентиляції – вони є різними комбінаціями загальнообмінної вентиляції з місцевою.

Аварійна система вентиляціїпередбачається у приміщеннях, у яких можливе раптове виділення шкідливих речовин у кількостях, що значно перевищують гранично допустимі концентрації. Аварійна витяжка завжди механічна. Як правило, застосовують осьові вентилятори, які розташовуються в отворах стін без повітроводів. Можуть використовуватись і відцентрові вентилятори, за допомогою яких забруднене повітря видаляється через спеціальні канали. Найчастіше аварійна вентиляція включається автоматично.

3. За способом спонукання руху повітрясистеми вентиляції ділять на механічні та природні.

Механічні системивентиляції здійснюють подачу та видалення повітря з приміщення за допомогою вентилятора або ежектора. Повітря, поданий у приміщення, може бути спеціально оброблений, тобто. може бути нагрітий, охолоджений, осушений, очищений від пилу.

У природних вентиляційних системах(гравітаційних) переміщення повітря здійснюється за рахунок тиску, обумовленого різницею щільностей внутрішнього та зовнішнього повітря, а також за рахунок вітрового тиску. Природна вентиляція буває неорганізована і організована . Неорганізована вентиляція здійснюється через нещільність в будівельних конструкціях, а також при відчиненні кватирок, дверей. При організованій природної вентиляціїповітрообмін відбувається через спеціально влаштовані у зовнішніх огорожах фрамуги, ступінь відкриття яких з кожного боку будівлі регулюється (аерація) або через влаштовані канали.

4. У пристроїсистеми вентиляції поділяють на канальні та безканальні. У канальних системах подача та видалення повітря здійснюється через розгалужену мережу каналів (повітропроводів). Канальні та безканальні системи вентиляції можуть бути як механічними, так і природними. Як приклад безканальної системи вентиляції можна навести повітряне душування з використанням рециркуляції, аерацію промислової будівлі.

Залежно від виду шкідливих виділень використовують різні схеми повітрообміну.

У схемах використані такі позначення:

ПК – припливна кімната;

Н, П, У – відповідно зовнішнє, припливне і повітря, що видаляється;

ВУ – витяжна установка;

1) Витяжна канальна вентиляція. (Мал. 3.1.)

Мал. 3.1. Витяжна система вентиляції.

Витяжна вентиляція може бути природною та механічною. У житлових будинкахвитяжну вентиляцію організують у санвузлах, ванних кімнатах, кухнях, сміттєзбірних камерах, електрощитових. У громадських будівлях витяжну вентиляцію передбачають із комор, курильних, гардеробних та інших допоміжних приміщень, з яких небажано поширення шкідливостей та запахів.

2) Припливна канальна вентиляція. (Мал. 3.2.)

Мал. 3.2. Припливна система вентиляції

Найчастіше застосовується механічна припливна вентиляція. Така організація повітрообміну використовується у вестибюлях, фойє кінотеатрів.

3) Припливно-витяжна прямоточна вентиляція. (Мал. 3.3.)

Мал. 3.3. Припливно-витяжна система вентиляції.

Застосовується у більшості приміщень громадських будівель, а також у виробничих приміщеннях, де застосування рециркуляції заборонено. Витяжка може бути природною чи механічною. Витрата теплоти на підігрів припливного повітря максимальна.

4) Приточно-витяжна вентиляціяз частковою рециркуляцією (Рис. 3.4.)

Мал. 3.4. Припливно-витяжна система вентиляції із частковою рециркуляцією.

К1 і К2 – клапани, що регулюють кількість рециркуляційного повітря.

Для економії теплоти в холодний період підігрів припливного повітря використовують рециркуляцію. Рециркуляцією називають підмішування повітря, що видаляється до припливного. Змішування повітря може відбуватися до припливної камери (схема з I рециркуляцією) і після припливної камери (схема з II рециркуляцією) використовують схеми одночасно з I і II рециркуляцією. Часткова рециркуляція застосовується у звичайних системах вентиляції робочий час. Мінімальна кількість припливного повітря має бути не меншою санітарної норми.

5) Припливно-витяжна система з повною рециркуляцією. (Мал. 3.5.)

Мал. 3.5. Припливно-витяжна система з повною рециркуляцією.

Застосування такої системи вентиляції у неробочий час дозволить значно знизити витрати теплоти для підігріву повітря.

6) Припливно-витяжна загальнообмінна природна безканальна вентиляція. (Мал. 3.6.)

Мал. 3.6. Припливно-витяжна загальнообмінна безканальна природна системавентиляції.

1 – джерело теплоти.

Прикладом такої вентиляції є аерація промислових будівель. Аерація – це організований природний повітрообмін, який здійснюється через спеціально передбачені регульовані отвори у зовнішніх огородженнях під впливом гравітаційних сил та енергії вітру.

7) Припливна місцева безканальна вентиляція.

Механічна припливна місцева вентиляціяможе бути реалізована за допомогою вентиляційних агрегатів, що працюють на внутрішньому повітрі приміщення. Ці системи використовуються для душування робочих місць. Припливна місцева безканальна вентиляція з природним спонуканням застосовується рідко. Повітря подається через спеціально передбачені отвори у зовнішніх огородженнях.

8) Прямоточна припливно-витяжна система із загальнообмінним припливом та місцевою витяжкою. (Мал. 3.7.)

Мал. 3.7. Прямоточна припливно-витяжна система вентиляції із загальнообмінним припливом та місцевою витяжкою.

Застосовується у виробничих приміщеннях, в яких продуктивність місцевих відсмоктувачів достатня для видалення всіх шкідливостей та за нормами проектування не потрібна додаткова загальнообмінна витяжка.

9) Припливно-витяжна система з місцевим припливом та загальнообмінною витяжкою. (Мал. 3. 8.)

Мал. 3. 8. Припливно-витяжна система з місцевим припливом та загальнообмінною витяжкою.

Такі системи застосовуються в приміщеннях, в яких кількість припливного повітря, що подається місцевими припливними системамивентиляції достатньо для розведення шкідливостей до гранично допустимих концентрацій. Як місцева припливної установкиможе використовуватися повітряне душування робочих місць зовнішнім повітрям, або, у невеликих за обсягом приміщеннях, повітряні завіси постійної дії.

10) Комбіновані системивентиляції. (Рис. 3.9. та 3.10.)

Мал. 3. 9. Прямоточна припливно-витяжна система вентиляції із загальнообмінним припливом та витяжкою та місцевим відсмоктуванням.

Система вентиляції представлена ​​на рис. 3. 9. застосовується у виробничих та громадських будинках у тих випадках, коли за допомогою місцевого відсмоктування У2 неможливо видалити всі шкідливості з приміщення.

Такі системи можуть бути реалізовані в гарячому цеху ресторану, у лабораторіях, у гальванічних, фарбувальних цехах і т.д.

Мал. 3.10. Прямоточна припливно-витяжна система вентиляції із загальнообмінним припливом та витяжкою та місцевим притоком.

Система вентиляції представлена ​​на рис. 3. 10. використовується у гарячих цехах, де передбачено душування робочих місць зовнішнім повітрям, але чистого недостатньо для розведення всіх шкідливостей, що виділяються у приміщенні, або у приміщеннях з працюючою повітряною завісою, яка запобігає вриванню холодного повітря через відкритий отвір.

11) Спліт-системи вентиляції.

Тепловлишки ці системи видаляють за допомогою холодильної машини, що складається з двох блоків: зовнішнього та внутрішнього. У зовнішньому змонтовані: холодильна машина, конденсатор та вентилятор повітряного охолодження. У внутрішньому – випарник та вентилятор, що забезпечує циркуляцію повітря через випарник. Подача санітарної норми повітря забезпечується або пристроєм спеціальної припливно-витяжної системивентиляції або застосуванням часткової рециркуляції. (Мал. 3.11.)

Мал. 3. 11. Спліт-системи вентиляції.

а) спліт-система вентиляції з припливно-витяжною установкою;

б) Спліт-система вентиляції із частковою рециркуляцією припливного повітря.

І – випарник;

Вентиляція

Магнітогорськ 2010 введення

Розвиток вентиляції має багатовікову історію. Ще давні інки у стінах палаців влаштовували великі вертикальні порожнини та наповнювали їх камінням. Вдень каміння нагрівалося сонцем, і вночі тепле повітря надходило до приміщення. Каміння за ніч остигало і вдень у приміщенні було прохолодно.

У Росії у середині 19 – го століття працював комітет із вивчення різних способів вентиляції приміщень. Комітет розробив норми повітрообміну та встановив оптимальні температури повітря для різних приміщень. У 1835 р. інженер А. А. Саблуков винайшов відцентровий вентилятор, що дозволило інтенсивно вентилювати виробничі приміщення. Пізніше російський фізик Еге. Х. Ленц запропонував видаляти шкідливості безпосередньо з місць освіти, тобто. застосовувати місцеві системи вентиляції, які суттєво покращили умови праці.

В даний час немає жодного підприємства, яке не було б обладнане системами вентиляції. Інтенсивно розвивається промисловість із виробництва вентиляційного устаткування.

При проектуванні вентиляції необхідно дотримуватись ряду вимог, до яких належать: санітарно-гігієнічні, будівельно-монтажні та архітектурні, експлуатаційні.

Сьогоднішній ринок вимагає грамотних фахівців із універсальними знаннями та широким кругозором. У цьому посібнику розглянуто основи розрахунку та проектування систем вентиляції у будинках різного призначення. Запропоновано способи розрахунку повітрообміну в приміщеннях: балансовим методом та за нормативною кратністю. Викладено методики підбору та розрахунку обладнання вентиляційних систем. Розглянуто питання компонування припливних та витяжних систем вентиляції.

Посібник розроблено для студентів спеціальності 270100 "Теплогазопостачання та вентиляція", охоплює питання, знання яких необхідне для виконання курсового проекту з дисципліни "Вентиляція".

1. Санітрано-гігієнічні основи вентиляції

В результаті життєдіяльності людини та здійснення виробничих процесів відбувається зміна хімічного та фізичного стану повітря, що може негативно позначитися на самопочутті людини.

Основна мета вентиляції – підтримання допустимих параметрів повітря у приміщенні шляхом асиміляції надлишків теплоти та видалення шкідливих парів газів, пилу.

До шкідливостей, що видаляються з приміщення, відносять надмірну теплоту, надмірну вологу, пари та гази шкідливих речовин, пил, у тому числі і радіоактивну.

Надмірна теплота. Джерелами надлишкової теплоти можуть служити люди, сонячна радіація, електродвигуни, нагрівальні та плавильні печі, нагріті матеріали, нагріті шкідливі поверхні та ін. Розрізняють явні та приховані тепловиділення. Під явними тепловиділеннями розуміється та частина теплоти, яка витрачається підвищення температури повітря у приміщенні (теплообмін конвекцією і випромінюванням).

Прихована теплота не впливає на температуру повітря, вона підвищує теплоутримання повітря і витрачається випаровування вологи, тобто. збільшується вміст вологи. Сума явної та прихованої теплоти характеризує повну теплоту, що виділяється у навколишнє середовище.

За відсутності вентиляції надмірна теплота ускладнює процес терморегуляції людини, що може призвести до перегріву організму. У деяких випадках надлишкова теплота може негативно позначитися на процесі виробництва.

Надмірна волога може надходити у приміщення від людей (залежно від виконуваної роботи її кількість може змінюватися від 40 до 150 г/год), від відкритих водних поверхонь, від нещільностей у комунікаціях, від виробничих процесів при промиванні та змочуванні виробів тощо. Підвищена вологість повітря при низькій температурі призводить до охолодження організму людини, а при високій температурі- До його перегріву, так як зменшується відведення теплоти за рахунок випаровування.

Пари та гази шкідливих речовин надходять у повітря приміщення внаслідок життєдіяльності людини та технологічних процесів. Потрапляючи навіть у невеликих кількостях в організм людини, вони можуть спричинити фізіологічні зміни. Фізіологічна дія різних пар і газів залежить від їх токсичності, концентрації в повітрі та часу перебування людей у ​​забрудненому приміщенні. У житлових та громадських будинках повітряне середовище забруднюється в основному вуглекислим газом, що виділяється в результаті життєдіяльності людини.

На промислових підприємствах повітря забруднюється газами та парами, що утворюються під час протікання технологічних процесів. До найбільш поширених газів відносяться сірчистий газ SO, окис вуглецю CO, синильна кислота HCN, сполуки марганцю, пари ртуті, свинцю, нітросполуки, пари розчинників.

Пил та мікроорганізми. Найбільше джерело пилу – промпідприємства. Дія пилу на організм людини залежить від її розмірів, властивостей, складу, умов виділення. Чим дрібніший пил, тим він шкідливіший. Найбільшу небезпеку становить пил розмірами меншими, ніж 10 мкм (вона затримується на слизовій оболонці дихальних шляхів). Найбільш небезпечний пил, що містить двоокис кремнію (SiO 2), азбестовий пил, пил отруйних речовин. Радіоактивний пил відрізняється від звичайної підвищеної токсичності. Завдання систем вентиляції – забезпечити у приміщенні таку концентрацію шкідливих речовин, щоб вони перевищували ГДК (гранично допустимі концентрації).