Способы расчета общеобменной вентиляции

Порядок расчета общеобменной вентиляции

Для создания комфортных условий для труда и жизнедеятельности людей в зданиях промышленного, жилого или административного назначения необходимо устройство приточно-вытяжной вентиляции. Каждое здание или помещение требует индивидуального подхода, обязательно нужно делать расчет потребного воздухообмена при общеобменной вентиляции или определять эту потребность в соответствии с нормативными документами.

Принцип работы общеобменной вентиляции.

Особенности определения количества приточного воздуха в жилых и административных зданиях

Помещения в зданиях жилого или административного назначения служат для жизнедеятельности и работы человека. Расчет потребного воздухообмена в таких случаях выполняется по количеству человек, постоянно или с высокой периодичностью находящихся в помещении. В соответствии с нормативными документами количество свежего воздуха на каждого человека составляет 30 м 3 /ч в том случае, если комната проветривается. Когда такой возможности нет, воздуха придется подать вдвое больше (60 м 3 /ч на 1 человека).

Виды производственного микроклимата.

Чтобы обеспечить такие небольшие расходы, в помещениях этих зданий организовывают приточно-вытяжную вентиляцию с естественным побуждением, это и есть главная их особенность. Зная количество людей в каждой комнате, вычисляют общий расход свежего воздуха по формуле: L=N*m.

  • L – количество воздуха, которое требуется подать в каждую комнату (м 3 /ч);
  • N – число людей в помещении (чел.);
  • m – расход свежего воздуха на 1 человека за 1 час в соответствии с нормами.

Для организации воздухообмена устраивается естественная вытяжка с помощью вертикальной шахты, верхняя часть которой выходит на кровлю. Канал может находиться в толще стены или в виде вертикального воздуховода снаружи. За счет перепада высот и давлений в нем возникает тяга, величину которой вычисляют по формуле: L=3600ϑ*S, где:

  • ϑ – скорость воздушного потока в вертикальной шахте (для естественной вытяжки принимается 0.5-1 м/с);
  • L – расход воздуха (м 3 /ч);
  • S – площадь проходного сечения шахты (м 2 ).

Приток свежих воздушных масс в помещения обеспечивается из коридоров через дверные проемы, для этого между порогом и полотном выполняется зазор шириной в 10-20 мм. В коридоры и холлы воздух проходит через наружные дверные проемы либо специальные приточные устройства. В отдельных случаях для обеспечения притока на все здание устанавливается приточная вентиляционная установка, подающая обработанный воздух из улицы в коридоры. Производительность ее равна сумме потребного воздухообмена для всех помещений.

Для общественных зданий специального назначения, таких, как больницы, школы, детские сады, нормативами также установлено минимальное количество воздуха в расчете на 1 человека. Однако в этих заведениях имеются помещения, в которых происходят приготовление пищи, лечение и манипуляции с пациентами, есть душевые и туалетные комнаты. Для них нормативная документация прописывает количество свежих воздушных масс по кратности. Эта величина безразмерная и указывает на то, сколько раз воздух в комнате полностью будет заменен новым в течение одного часа. Расчетная формула в этом случае выглядит так: L=V*k.

  • L – расчетный объем воздуха для подачи в помещение (м 3 /ч);
  • V – объем комнаты по внутренним обмерам (м 3 );
  • k – показатель кратности за 1 час, принимается по нормативным документам.

Для каждого вида общественного здания существуют свои строительные и санитарно-гигиенические нормы, которыми и надо руководствоваться при определении кратности воздухообмена.

Инструкция: вычисления по зданиям промышленного назначения

Расчет воздуховодов – подбор прямоугольных сечений.

В составе этого вида зданий находится множество комнат и кабинетов. Те из них, в которых вентиляция должна обеспечить комфортный труд людей низкой категории тяжести работ (администрация, бухгалтерия и так далее), рассчитываются по алгоритму, приведенному выше. В остальных помещениях, в которых проходят технологические и вспомогательные процессы, необходимо рассчитывать приточно-вытяжную вентиляцию в соответствии со СНиП 41-01 по видам выделяющихся в них вредных или горючих веществ, излишкам тепла.

Читайте также:  Вентиляционные системы в ростове

Прежде чем приступить к расчету общеобменной вентиляции, нужно выяснить, сколько воздуха из пространства комнаты уходит из-за работы местных отсосов. К ним относятся вытяжные зонты и лабораторные шкафы, различные всасывающие панели и укрытия. Применяются они с целью отобрать вредные вещества прямо от источника их выделения, не допуская распространения по всему объему помещения. Зачастую местные отсосы идут в комплекте с технологическим оборудованием, поэтому их производительность заранее известна. Другие требуется рассчитать и установить в зависимости от размеров и интенсивности источника выброса, порядок этих расчетов приведен в технической литературе. Для укрупненного определения производительности местного отсоса можно применить знакомую формулу: Lотс=3600ϑ*Sотс, где:

  • ϑ – скорость воздушного потока в рабочем проеме вытяжного зонта или шкафа (принимается 1 м/с);
  • Lотс – расход воздуха через этот рабочий проем (м 3 /ч);
  • Sотс – площадь проема (м 2 ).

Полученная величина будет участвовать в дальнейшем просчете необходимого количества приточного воздуха. Но сначала нужно выяснить, сколько необходимо подать воздуха с улицы для различных условий. Суть операции в том, чтобы определить виды и количество выделяющихся в пространство помещения вредных для здоровья человека или горючих и взрывоопасных веществ. Вычисления производить на основании этих данных. Если источников выделений несколько, то считать придется по каждому из них, а для вентиляции принять наибольший результат.

Таблица предельно допустимых концентраций вредных веществ.

Зная, сколько выделяется каждого вещества в помещение за промежуток времени (мг/ч), не трудно определить его концентрацию (мг/м 3 ). Условно считается, что вещество распределяется на весь объем комнаты. После этого находят значение предельно допустимой концентрации (ПДК) этого вещества в соответствующей нормативной документации. Если концентрация в помещении превышает ПДК, нужно подать определенное количество свежего воздуха, а загрязненный – удалить. Величину притока считают по формуле: L=Mвв/yпом-yп, где:

  • L – необходимое количество свежего притока (м 3 /ч);
  • Mвв – значение массы выделяющегося вредного вещества за 1 час (мг/ч);
  • yпом – расчетная величина удельной концентрации вещества в объеме комнаты (мг/м 3 );
  • yп – его удельная концентрация в поступающих с улицы воздушных массах (мг/м 3) .

От полученного значения L нужно отнять величину Lотс, полученную ранее. Результатом будет расход воздушных масс, которые необходимо удалить из помещения с помощью общеобменной вытяжной вентиляции.

Удаление избыточного тепла

Формулы определения необходимого воздухообмена

В результате некоторых технологических процессов в пространство помещения попадает излишнее количество тепла, его нужно нейтрализовать с помощью подачи приточного воздуха. Тогда расчет ведут по формуле: L=Lотс+[3.6Q-С Lотс (tмо-tп) / c (tпом-tп)].

  • Lотс – полученное ранее значение количества вытяжки, что выполняют местные отсосы, находящиеся в рабочей зоне (последняя – это пространство высотой в 2 м от пола) (м 3 /ч);
  • Q – величина теплоты, которая выделяется при технологическом процессе (Вт);
  • tмо – температура воздуха, который удаляется местными вытяжными устройствами (° С);
  • tпом – температура воздушных масс, которые удаляются из пространства над рабочей зоной с помощью общеобменной вытяжной вентиляции (° С);
  • tп – температура свежего воздуха с улицы (° С);
  • С – удельная теплоемкость воздуха, равна 1,2 кДж (м 3 * °С).

Главную роль при нейтрализации излишков теплоты от технологического оборудования или нагретых поверхностей играет общая вытяжная вентсистема, которая направляет горячий поток на утилизацию или рециркуляцию для повторного использования.

Источник

Как рассчитываются параметры вентиляционных систем

Проектирование вентиляции жилого, общественного или производственного здания проходит в несколько этапов. Воздухообмен определяется исходя из нормативных данных, используемого оборудования и индивидуальных пожеланий заказчика. Объем проекта зависит от типа здания: одноэтажный жилой дом или квартира рассчитываются быстро, с минимальным количеством формул, а для производственного объекта требуется серьёзная работа. Методика расчета вентиляции строго регламентирована, а исходные данные прописаны в СНиП, ГОСТ и СП.

Читайте также:  Вытяжка bosch режим циркуляции

Этапы

Подбор оптимальной по мощности и стоимости системы воздухообмена проходит пошагово. Порядок проектирования очень важен, так как от его соблюдения зависит эффективность работы конечного продукта:

  • Определение типа вентсистемы. Проектировщик анализирует исходные данные. Если требуется проветрить небольшое жилое помещение, то выбор падает на приточно-вытяжную систему с естественным побуждением. Этого будет достаточно, когда расход воздуха небольшой, вредных примесей нет. Если требуется рассчитать большой венткомплекс для завода или общественного здания, то предпочтение отдаётся механической вентиляции с функцией подогрева/охлаждения приточки, а если понадобится, то и с расчётом по вредностям.
  • Анализ выбросов. Сюда входит: тепловая энергия от осветительных приборов и станков; испарения от станков; выбросы (газы, химикаты, тяжёлые металлы).
  • Расчет воздухообмена. Задача систем вентилирования – удаление из помещения избытков тепла, влаги, примесей с равновесной или чуть отличающейся подачей свежего воздуха. Для этого определяется кратность воздухообмена, согласно которой подбирается оборудование.
  • Подбор оборудования. Производится по полученным параметрам: требуемый объем воздуха на приточку/вытяжку; температура и влажность внутри помещения; наличие вредных выбросов, подбираются вентустановки или готовые мультикомплексы. Самый важный из параметров – объём воздуха, необходимый для поддержания проектной кратности. Фильтры, калориферы, рекуператоры, кондиционеры и гидравлические насосы идут как дополнительные устройства сети, обеспечивающие качество воздуха.

Расчёт выбросов

Объём воздухообмена и интенсивность работы системы зависят от двух этих параметров:

  • Нормы, требования и рекомендации, прописанные в СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование», а также другой, более узкоспециализированной нормативной документации.
  • Фактические выбросы. Рассчитываются по специальным формулам для каждого источника, и приведены в таблице:

Тепловыделения, Дж

Двигатель электрический N – мощность двигателя по номиналу, Вт;

K1 – загрузочный коэффициент 0,7-0,9

k2η — коэффициент работы в одно время 0,5-1.

Приборы освещения
Человек n – расчётное число людей для этого помещения;

q – количество теплоты, которое выделяет организм одного человека. Зависит от температуры воздуха и интенсивности работы.

Поверхность бассейна V – скорость движение воздуха над водной поверхностью, м/с;

Т – температура воды, 0 С

F – площадь водного зеркала, м2

Водная поверхность, например бассейн Р — коэффициент массоотдачи;

F-площадь поверхности испарения, м 2 ;

Рн1, Рн2 — парциальные давления насыщенного водяного пара при определенной температуре воды и воздуха в помещении, Па;

РБ – давление барометрическое. Па.

Мокрый пол F — площадь мокрой поверхности пола, м 2 ;

tс, tм – температуры воздушных масс, замеренные по сухому/мокрому термометру, 0 С.

Используя данные, полученные в результате вычисления вредных выделений, проектировщик продолжает рассчитывать параметры вентиляционной системы.

Вычисление воздухообмена

Специалисты используют две основные схемы:

  • По укрупненным показателям. В данной методике не предусматриваются вредные выбросы, такие как тепло и вода. Условно назовем его «Способ №1».
  • Метод с учётом избытков тепла и влаги. Условное название «Способ №2».

Способ №1

Единица измерения — м 3 /ч (кубические метры в час). Применяют две упрощенные формулы:

L=K ×V(м 3 /ч); L=Z ×n (м 3 /ч), где

K – кратность воздухообмена. Отношение объёма приточки за одни час, к общему воздуху в помещении, крат в час;
V – объём помещения, м 3 ;
Z – значение удельного обмена воздуха за единицу верчения,
n – количество единиц измерения.

Подбор вентрешёток осуществляется по специальной таблице. При подборе также учитывается средняя скорость прохождение потока воздуха по каналу.

Таблица выбора размеров вентиляционных решёток

Способ №2

При расчёте учитывается ассимиляция тепла и влаги. Если в производственном или общественном здании избыток тепла, то используется формула:

где ΣQ — сумма тепловыделений от всех источников, Вт;
с – тепловая ёмкость воздуха, 1 кДж/(кг*К);
tyx – температура воздуха, направленного на вытяжку,°С;
tnp — температура воздуха, направленного на приточку,°С;
Температура воздуха, направленного на вытяжку:

где tp.3 – нормативная тем-ра в рабочей зоне, 0 С;
ψ- коэффициент увеличение температуры, зависящий от высоты измерения, равный 0,5-1,5 0 С/м;
Н – длина плеча от пола до середины вытяжки, м.

Когда технологический процесс предполагает выделение большого объема влаги, то используется другая формула:

где G – объём влаги, кг/ч;
dyx и dnp – содержание воды на один килограмм сухого воздуха приточки и вытяжки.

Существует несколько случаев, более подробно описанных в нормативной документации, когда требуемые воздухообмен определяется по кратности:

k – кратность смены воздуха в помещении, раз в час;
V — объём помещения, м 3 .

Расчёт сечения

Площадь поперечного сечения воздуховода измеряется в м 2 . Её можно посчитать по формуле:

где v – скорость воздушных масс внутри канала, м/с.

Различается для основных воздуховодов 6-12 м/с и боковых придатков не более 8 м/с. Квадратура влияет на пропускную способность канала, нагрузку на него, а также уровень шума и способ монтажа.

Расчёт потерь давления

Стенки воздуховода не гладкие, и внутренняя полость не заполнена вакуумом, поэтому часть энергии воздушных масс при движении теряется на преодоления этих сопротивлений. Величина потери рассчитывается по формуле:

где ג – сопротивление трению, определяется, как:

Формулы, приведенные выше, являются правильными для каналов круглого сечения. Если воздуховод квадратный или прямоугольный, то существует формула приведения к эквиваленту диаметра:

где a,b – размеры сторон канала, м.

Мощность напора и двигателя

Напор воздуха от лопастей H должен полностью компенсировать потери давления P, при этом создавая расчётное динамическое Pд на выходе.

Мощность электрического двигателя вентилятора:

Подбор калорифера

Часто отопление интегрируется в систему вентиляции. Для этого используются калориферы, разные виды рекуператоров, а также метод рециркуляции. Выбор устройства осуществляется по двум параметрам:

  • Qв – предельный расход тепловой энергии, Вт/ч;
  • Fk – определение поверхности нагрева для калорифера.

Расчёт гравитационного давления

Применяется только для естественной системы вентилирования. С его помощью определяется её производительность без механического побуждения.

Подбор оборудования

По полученным данным о воздухообмене, форме и размере сечение воздуховодов и решёток, количестве энергии для обогрева подбирается основное оборудование, а также фитинги, дефлектор, переходники и другие сопутствующие детали. Вентиляторы подбираются с запасом мощности под пиковые периоды работы, воздуховоды с учетом агрессивности среды и объёмов вентилирования, а калориферы и рекуператоры — исходя из тепловых запросов системы.

Ошибки при проектировании

На этапе создания проекта нередко встречаются ошибки и недоработки. Это может быть превышенный шумовой фон, обратная или недостаточная тяга, задувание (верхние этажи многоэтажных жилых домов) и другие проблемы. Часть из них можно решить и после завершения монтажа, с помощью дополнительных установок.

Яркий пример низкоквалифицированного расчета — недостаточная тяга на вытяжке из производственного помещения без особо вредных выбросов. Допустим, вентканал заканчивается круглой шахтой, возвышающейся над крышей на 2 000 – 2 500 мм. Поднимать её выше не всегда возможно и целесообразно, и в подобных случаях используется принцип факельного выброса. В верхней части круглой вентшахты устанавливается наконечник с меньшим диаметром рабочего отверстия. Создаётся искусственное сужение сечения, которое влияет на скорость выброса газа в атмосферу — она многократно увеличивается.

Пример проекта

Методика расчёта вентиляции позволяет получить качественную внутреннюю среду, правильно оценив негативные факторы, её ухудшающие. В компании «Мега.ру» работают профессиональные проектировщики инженерных систем любой сложности. Мы оказываем услуги на территории Москвы и соседних областей. Также компания успешно занимается удалённым сотрудничеством. Все способы связи указаны на странице «Контакты», обращайтесь.

Источник

Поделиться с друзьями
Вентилиция и кондиционирование
Adblock
detector