Реферат на тему:


Воспользуйтесь поиском к примеру Реферат        Грубый поиск Точный поиск






Загрузка...
Вентиляция и кондиционирование воздуха: общие сведения, виды, требования и методы расчета

Вентиляция и кондиционирование воздуха: общие сведения, виды, требования и методы расчета

План

1. Общие сведения о вентиляции

2. Виды вентиляции

3. Общие технические и санитарно-гигиенические требования к вентиляции

4. Методы расчета производительности вентиляции

5. Естественная вентиляция

Общие сведения о вентиляции

Вентиляция является одним из важнейших санитарно-гигиенических мероприятий, обеспечивающих нормализацию воздушной среды в помещении. Эффективная работа систем вентиляции способствует также решению проблемы защиты воздушного бассейна. Согласно СНиП 2.04.05-91 во всех производственных помещениях должна быть предусмотрена система вентиляции.

Вентиляция это организованный, то есть, рассчитывается и регулируется, воздухообмен в помещениях (жилые, промышленные и общественные здания).

Неорганизованный поступления и удаления воздуха происходит через щели и поры наружных ограждений (инфильтрация), через окна, форточки, отверстия (проветривание).

Задача вентиляции обеспечения чистоты воздушной среды и предусмотренных нормами параметров микроклимата.

Вопрос по определению количества воздуха, подаваемого в помещение, выбора места и способов его подачи и удаления, чтобы решение было наиболее простым и экономичным, составляют основное содержание вентиляции как науки, опирающейся на общую аэродинамику. Аэродинамическая сущность вентиляции заключается в решении внутреннего (протечки воздуха трубами и каналами) и внешнего задач (изучение закономерностей распространения свободных струй в помещении и спектров всасывания, а также обтекания ветром дома).

Вентиляция достигается путем удаления загрязненного или нагретого воздуха из помещения и подачей в него свежего воздуха.

3.10.2. Виды вентиляции

По функциональному назначению вентиляция бывает:

рабочая;

аварийная (при производственных неполадках и авариях). По способу перемещения воздуха:

естественная

с механическим споткуванням;

смешанная.

По месту действия (охватом помещения):

общеобменная;

местная;

комбинированная.

общеобменной вентиляции применяется тогда, когда вредные вещества и тепло распределяются по всему помещению равномерно, ее действие основано на разведении загрязненного или нагретого воздуха свежим воздухом до предельно допустимых концентраций или температур. Она может быть выполнена в виде приточной, вытяжной и приточно-вытяжной.

Местная вентиляция бывает приточной и вытяжной.

Местная приточная вентиляция служит для подачи воздуха на определенные рабочие места. Наиболее распространенные виды местной вентиляции: воздушное душирование, воздушно-тепловая завеса у ворот, воздушные оазисы.

Воздушные души направлен со скоростью 1-3,5 м / с поток воздуха на рабочие места в горячих цехах. Его действие способствует увеличению отдачи тепла организмом человека путем конвекции и испарения.

Воздушно-тепловая завеса (рис. 3.17) у ворот служит для предотвращения поступления холодного наружного воздуха в производственное помещение. ее работа основывается на подаче подогретого воздуха к воротам с небольшими скоростями через щелевидные воздуховоды (чаще по высоте ворот). Это обеспечивает защиту людей от охлаждения.

Воздушные оазисы предназначены для обеспечения необходимых метеорологических условий согласно ГОСТ 12.1.005-88 на ограниченной площади помещения, которая отделяется со всех сторон легкими передвижными перегородками и заполняется воздухом с определенными параметрами.

Местная вытяжная вентиляция применяется в том случае, если вредные вещества можно уловить непосредственно в местах их образования, не допуская их распространения по помещению.

Наиболее распространенными видами вытяжных устройств являются: вытяжные шкафы (тип полного укрытия), вытяжные парасоли над источниками тепло- и газовыделений; бортовые отсосов от ванн в гальванических цехах (рис. 3.18), защитно-обеспыливающие кожухи, которыми оборудуются шлифовальные, обдирочные, заточные станки (рис. 3.19).

Преимущество местной вентиляции по сравнению с общеобменной заключается в значительно меньших затратах на оборудование и эксплуатацию.

Комбинированная вентиляция - это сочетание местной и общеобменной. Такой вид вентиляции нашел наибольшее распространение в производственных помещениях.

Аварийная вентиляция - это специальная система вытяжной вентиляции "которая предназначена для быстрого удаления опасного вещества, проникающего в помещение из аппаратов при производственных неполадках и авариях.

Технические и санитарно-гигиенические требования к вентиляции

Количество приточного воздуха Lпр, м3 / ч, должен соответствовать, как правило, количества того воздуха, удаляемого Lвид, м3 / ч:

В некоторых случаях требуется, чтобы заборов было меньше или больше Lвид. Например, при вентиляции двух смежных помещений, в одном из которых выделяются вредные вещества, для предотвращения проникновения этих веществ в второе помещение создают разрежение, обеспечивая Lпр & lt; Lвид.

Приточный воздух необходимо подавать в те части помещения, где количество вредных веществ, выделяемых минимальна ( "чистая зона"), а удалять из зоны максимальной концентрации вредных веществ и излишков тепла ( "загрязненная зона"). Местонахождение "чистой зоны" определяет подачи приточного воздуха -в рабочую, верхнюю и нижнюю зоны помещения.

Место для забора свежего воздуха выбирают, учитывая направление ветра - с наветренной стороны относительно источников выбросов, подальше от мест загрязнения.

Система вентиляции не должна создавать шума на рабочих местах, который бы превышал предельно допустимые уровни.

Методы расчета производительности вентиляции

Определение производительности общеобменной вентиляции

Производительность общеобменной вентиляции иликоличества воздуха, поданного в помещение, L, м3 / ч, определяется различными методами в зависимости от назначения помещения и видов вредных веществ, выделяемых. При отсутствии в помещении вредных веществ (административные и учебные учреждения) производительность общеобменной вентиляции вычисляется по формуле:

где n - количество работников; L '- расход воздуха, м3 / ч, принимаемый по санитарным нормам (СН 245-71) в зависимости от объема помещения V, м3, приходящийся на одного работника

При выделении вредных веществ и тепла количество воздуха рассчитывается из условий материального баланса вредных веществ, поступающих в помещение и удаляются из него, и влаги или теплового баланса при выделении тепла.

а) При выделении паров и газов:

где G - количество вредных веществ, поступающих в помещениях, мг / ч, в результате утечек, неплотностей в оборудовании (принимается по данным технологической части проекта или из опытных данных, полученных на однотипных предприятиях); Lпр, Lвид - соответственно, количество приточного и удаляемого воздуха м3 / ч; qпр, qвид - соответственно, концентрация вредных веществ в приточном воздухе и в том, удаляемого мг / м8; Lпр qпр - количество вредных веществ, поступающих в помещение с приточным воздухом; Lвид, qвид - количество вредных веществ, удаляются из помещения. С уравнения (3.89), принимая Lпр = Lвид = L, имеем:

Согласно ГОСТу 12.1.005-88 Суд? ПДК, тогда уравнение (3.90) имеет вид:

б) При выделении лишнего (явного) тепла

где Qяз - лишнее выделение явной теплоты, кДж / ч; с - удельная теплоемкость воздуха при постоянном давлении, кДж / кг К; спр - плотность приточного воздуха, кг / м8; Твид, Тпр - соответственно температура воздуха, удаляемого и приточного, К.

в) При выделении лишней влаги

где Gв.п. - масса водяного пара, поступающего в помещение, г / ч; свид - плотность водяного пара, удаляемого из помещения, кг / м3; dвид, dпр - соответственно влагосодержание повитря удаляемого и приточного, г / кг.

В ГОСТИ 12.1.005-88 нормируется влагосодержание воздуха, а его относительная влажность и температура, по которым можно определить dвид и dпр с помощью I-d диаграммы.

г) При выделении пыли расчет производительности общеобменной вентиляции, как правило, не делается, поскольку пыль распространяется по помещению неравномерно и на некоторых участках помещения может наблюдаться увеличение его концентрации. Пыль следует улавливать непосредственно в месте его возникновения с помощью местных отсосов. В некоторых случаях при незначительном и рассею-вальном пылевыделением общеобменная вентиляция применяется и для борьбы с пылью (например, в типографиях, на картонажных фабриках).

д) При одновременном выделении вредных веществ, тепла и влаги принимают наибольшее количество воздуха, полученную в расчетах для каждого вида производственных выделений.

Определение необходимого количества воздуха по кратности воздухообмена:

где К - кратность воздухообмена, ч в -1 степени.

Кратность К показывает, во сколько раз в час сменится воздух в помещении. Значение кратности, приведены в справочной литературе, могут составлять 1-10 и выше, в зависимости от назначения помещения, вида и количества вредных веществ, выделяемых. Метод применяют для ориентировочных расчетов, когда не известны виды и количество вредных веществ, выделяемых.

Определение производительности местной вытяжной вентиляции

Расчет проводят, исходя из наименьшей затраты вентиляционного воздуха, которое обеспечивает максимальное поступление вредных выделений в местный отсос. Эффект всасывания характеризуется спектрами всасывания и проявляется на небольших расстояниях от всасывающих отверстий. Спектром всасывания называют семейство кривых, являются геометрическими местами точек с одинаковыми скоростями движения воздуха на разных расстояниях от отверстий (рис. 3.20).

Цифры на кривых обозначают доли скоростей в процках средней скорости во всасывающем отверстии. Расстояние от отверстия выражается в долях его диаметра. На рис. 3.20 видно, что на расстоянии от отверстия, равной одному диаметру, скорость всасывания составляет всего 7,5% от средней скорости во всасывающем отверстии. Учитывая затухающий характер изменения скоростей всасывания, местный отсос максимально приблизить к источнику вредных выделений и располагают в направлении их естественного движения. Например, при токарной обработке деталей из стеклопластиков эффективное удаление стружки и пыли обеспечивается в том случае, если пилостружкоприймач расположен от резца на расстоянии не более половины высоты местного отсоса.

Существует много отдельных методик по определению производительности местных отсосов Ь 9 м8 / ч. Для ориентировочных расчетов можно использовать следующую формулу:

где F - площадь открытого отверстия местного отсоса, м2; х - скорость воздуха в открытом проеме местного отсоса, м / с.

Скорость воздуха в открытом проеме определяется с учетом токсичности вредных веществ, выделяемых их плотности, наличия конвенктивних потоков, конструкции местного отсоса. Рекомендуемые скорости всасывания воздуха для конкретных местных отсосов приводятся в нормативной и справочной литературе. Пример рекомендованных скоростей всасывания приведен в табл. 3.13.

Таблица 3.13. Примеры скоростей всасывания в открытых проемах укрытий различных типов

Тип укрытия | Род операции | Вредные

вещества

выделяемых | Минимальная расчетная

скорость всасывания в проеме укрытия, м / с

С нагревом

Вытяжная

шкаф | Пайка оловом | Пары и аэрозоли олова | 0,5

Вытяжная

шкаф | Работы со ртутью | Пары ртути | 1,0

Без нагрева

Пилоструж -

коприймач | Токарная обработка изделий из

стеклопластиков | Стружка, пыль | 25

Естественная вентиляция

Наиболее распространенными на машиностроительных предприятиях является аэрация и вентиляция с помощью дефлекторов.

Общие сведения о аэрацию

Аэрация - естественная вентиляция, выполняет роль загальнообмин ной. На рис. 3.21 изображено поперечный разрез здания цеха. В наружных стенах здания устраивают два ряда отверстий. Нижний ряд (для теплого периода года) располагают на высоте 0,3-1,8 м, а верхний (для холодного и переходного периодов) - на высоте 3-4 м от уровня земли. Верхняя часть здания оборудована конструкцией, которая называется аэрационные фонари. Фонари располагаются по всей длине здания, в них также предусматриваются отверстия с распашными створками.

Воздухообмен при аэрации осуществляется вследствие разности температур, а следовательно, разницы плотностей воздуха внутри помещения сср.п, кг / м3, и снаружи сз кг / м3, а также в результате действия ветра. Холодный воздух поступает в помещение через отверстия в стенах, а теплее удаляется через отверстия фонаря. В теплый период года воздух поступает в рабочую зону через нижние отверстия, а в холодный через верхние. Опустившись до рабочей зоны, холодный воздух нагревается за счет перемешивания с теплым воздухом помещения.

Давление, что приводит воздухообмен, Р, Па, определяется как разница гидростатического давления столба воздуха снаружи и внутри помещения:

где h - расстояние между осями нижних и верхних отверстий, м.

Это давление, названный гравитационным, расходуется на преодоление сопротивлений, попадающихся на пути движения воздуха от его входа в здание к выходу.

Нагретый в источниках тепловыделений воздух поднимается к перекрытию, где создается положительное давление, обуславливающий вытяжку воздуха; в нижней частиш дома давление отрицательный, и свежий воздух поступает в помещение.

На рис 3.21 показано распределение давления воздуха в здании цеха. Плоскость перехода от отрицательного давления к положительному называется плоскостью равных давлений. В этой плоскости давление внутри помещения будет равен внешнем, а разность давлений равна нулю. Положения этой плоскости меняется в зависимости от площади сечения верхних и нижних отверстий, которые открываются, а также от плотности внешнего и внутреннего воздуха и будет располагаться на высоте ближе к отверстиям, которые имеют большее сечение.

Общий гравитационное давление может быть представлен как сумма давлений, обеспечивающих приток и вытяжку

где h1 - высота от центра нижних отверстий в плоскости равных давлений, м; h2 - высота от центра верхних отверстий в плоскости равных давлений., г.

Расчет аэрации. Целью расчета является определение необходимой площади приточных и вытяжных отверстий. Расчет выполняют, исходя из уравнения баланса воздухообмена

и баланса тепла:

Расчет поступления тепла Qяз в производственное помещение (тепловыделение от людей, источников освещения, производственного оборудования, солнечной радиации и др.) Приводится в справочной литературе.

Расчет аэрации выполняют для теплого периода года как наиболее неблагоприятного для аэрации.

Порядок расчета аэрации следующий:

1. Определяют требуемый воздухообмен L, м3 / ч (по теплоизбытки), и общее значение гравитационного давления (по формулам (3.96) и (3.98)).

2. Задавшись плоскостью приточных отверстий F1, м2 / ч, находят скорость воздуха в нижних отверстиях х1, м / с:

где м - коэффициент расхода, зависящий от конструкции створок и угла их перекрытия (р = 0,15 ... 0,65).

Зависимость угла открывания створок а от коэффициента м:

Угол открывания створок?, Град. 90 60 45 30

Коэффициент расхода м 0,65 0,57 0,44 0,32

3. Вычисляют составляющую напора, которая обеспечивает приток воздуха, по формуле:

При этом считают, что напор теряется основном при прохождении воздуха через отверстия, путевые же потери невелики и ими пренебрегают.

4. Определяют составляющую гравитационного давления, которая обеспечивает вытяжку

5. Находят нужную площадь вытяжных отверстий:

Аэрация при действии ветровойго давления

Приведенный выше расчет аэрации не учитывает давления ветра на здание, который в теплый период года является основным действующим фактором. При обдуве здания ветром с наветренной стороны создается повышенное давление воздуха, а на подветренной стороне - разрежение (см. Рис. 3.21) значения этих давлений могут быть рассчитаны по формуле:

где мин - скорость ветра, м / с; а - аэродинамический коэффициент, зависящий от конфигурации здания (а = 0,7 ... 0,85 для наветренной стороны, а = 0,3 ... 0,45 - для подветренной стороны).

Действие ветра усиливает воздухообмен, но при задувания ветра в отверстия фонаря воздуха опускается в рабочую зону, смешиваясь с пылью и газами. Для предотвращения этого явления устанавливают незадувни фонари с ветрозащитными щитами. В таком случае с наветренной стороны щита (в отверстии) создается разрежение и фонарь работает на вытяжку при любых направлениях ветра (см. Рис. 3.21).

Рассчитывая аэрацию при совместном действии ветра и теплоизбытков, дополнительно к давлению воздуха, возникшее из-за разницы температур, добавляют или отнимают давление, созданное ветром.

Преимущества и недостатки аэрации. Преимущества: значительно меньше эксплуатационные расходы по сравнению с механическими системами вентиляции, поскольку большие объемы воздуха (от 20 до 100 крат) подаются и удаляются без применения вентиляторов.

Недостатки: в теплый период года эффективность аэрации значительно падает вследствие повышения температуры наружного воздуха; воздуха, поступающего в помещение, не обрабатывается (не очищается, а не охлаждается).

Вентиляция с помощью дефлекторов

Дефлекторы - это насадки, которые устанавливаются на крыше дома и предназначены для удаления загрязненного или перегретого воздуха из помещения небольших размеров (рис. 3.22).

3

Работа дефлектора основан на использовании энергии ветра и гравитационного давления. Ветер, обдувая обечайку, создает с противоположной стороны разрежение, в результате чего

Загрузка...

Страницы: 1 2