ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА ТЕПЛОТЫ НА ВЕНТИЛЯЦИЮ

2.2.1. Потребность в теплоте на вентиляцию для зданий рассчитывается при наличии в них систем вентиляции с механическим побуждением. Расчеты следует производить в соответствии с требованиями СНиП 2.04.05-91* [4].

2.2.2. Для жилых и общественных зданий с естественным воздухообменом количество тепла на нагрев воздуха учитывается при проектировании систем отопления. Кратность воздухообмена при естественной вентиляции для жилых и некоторых общественных зданий приведена в табл. 16 ÷ 18 Прил. 1.

2.2.3. При наличии проекта вентиляции здания и соответствии установленного оборудования проекту максимальный тепловой поток на вентиляцию принимается по проектным данным.

При наличии типового проекта вентиляции для здания, построенного по типовому проекту пересчет расхода тепла для конкретного здания, Вт [ккал·ч], производится по формуле:

Q_оv = Q^m_оv (t_i - t_о)/(t_i^m - t_о^m), (2.32)

где Q^m_оv - проектный максимальный тепловой поток на вентиляцию по типовому проекту, Вт [ккал/ч];

t_i, t_i^m - средняя температура внутреннего воздуха вентилируемых помещений здания, °С, соответственно для конкретного здания и по типовому проекту;

t_о, t_о^m - расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления, °С, соответственно для конкретного здания и по типовому проекту.

2.2.4. При отсутствии проекта вентилируемого здания расчетный расход теплоты на вентиляцию, Вт [ккал/ч], определятся по формуле для укрупненных расчетов:

Q_оv = V_нq_v (t_i - t_о), (2.33)

где V_н - объем здания по наружному обмеру, м^3;

q_v - удельная вентиляционная характеристика здания, Вт/(м³·°С) [ккал/(ч·м³·°С)], принимается по расчету; при отсутствии данных по табл. 6 для общественных зданий и по табл. 7 - для предприятий (Прил. 1).

2.2.5. Продолжительность работы системы вентиляции в течение суток принимается в зависимости от назначения и режима работы учреждений и организаций, но не более от общего числа часов их работы в сутки.

При отсутствии данных продолжительность работы вентиляции в гостиницах принимается равной 16 ч.

2.2.6. Если в одном здании находятся помещения различного назначения, отличающиеся между собой удельной вентиляционной характеристикой, то расчетный расход теплоты на вентиляцию определяется раздельно для каждой части здания и суммируется.

2.2.7. Количество теплоты, кДж [ккал], требуемое для вентиляции здания за расчетный период определяется по формуле:

(2.34)

(2.34а)

где t_m - средняя температура наружного воздуха за расчетный период, °С;

n_v - усредненное число часов работы системы вентиляции в течение сут.;

Z_v - продолжительность работы системы вентиляции за расчетный период.

При укрупненных расчетах количество тепла за расчетный период, кДж [ккал], можно определить по соотношению:

Q_v = 3,6 V_Нq_v (t_i - t_m) n_vZ_v; (2.35)

[ Q_v = V_Нq_v (t_i - t_m) n_vZ_v ]. (2.35а)

2.2.8. В общем случае при общеобменной вентиляции расчет воздухообмена в помещении определяется из условий разбавления воздуха помещений, содержащих повышенную концентрацию вредностей, до допустимых концентраций, регламентированных нормами СНиП 2.04.05-91* или соответствующими санитарно-гигиеническими нормами.

При выделении избыточной теплоты в помещении требуемый расход воздуха G_v, кг/ч, определяется по формуле:

(2.36)

(2.36а)

где Q_изб - избыточный тепловой поток в помещении, Вт [ккал/ч];

t_ух - температура воздуха, уходящего из помещения, °С;

t_пр - температура приточного воздуха, °С;

c - удельная теплоемкость воздуха, принимается равной 1 кДж/(кг·°С) [0,24 ккал/кг·°С)].

Температура уходящего из помещения воздуха определяется по формуле:

t_ух = t_рз + K_t (H - 2), (2.37)

где t_рз - температура воздуха в рабочей зоне, °С, принимается на 3 - 5 °С выше температуры наружного воздуха;

K_t - коэффициент нарастания температуры воздуха по высоте помещения, принимается 1 - 1,5 в зависимости от высоты помещения и уровня тепловыделений;

H - вертикальное расстояние от пола до центра вытяжных фрамуг, м;

2 - высота рабочей зоны, м.

При выделении избыточного количества газов в помещении требуемый расход воздуха L_v, кг/ч, определяется по формуле:

L_v = G_г /(x ₁ - x ₂), (2.38)

где G_г - количество газов, выделяющихся в помещении, мг/ч;

x ₁ - допустимая концентрация газов, мг/м³;

x ₂ - концентрация газов в наружном воздухе, мг/м³.

При выделении избыточной влаги в помещении требуемыйрасход воздуха L_v, кг/ч, определяется по формуле:

L_v = G_в /(d ₂ - d ₁), (2.39)

где G_в - количество водяных паров, выделяющихся в помещении, г/ч;

d ₂ - влагосодержание воздуха, уходящего из помещения, г/кг, сухого воздуха;

d ₁ - влагосодержание наружного воздуха, г/кг, сухого воздуха.

При выделении пыли в помещении требуемый расход воздуха L_v, кг/ч, определяется по формуле:

L_v = G_п /(s ₂ - s ₁), (2.40)

где G_п - количество пыли, выделяющейся в помещении, мг/ч;

s ₂ - допустимая концентрация пыли, мг/м³;

s ₁ - концентрация пыли в наружном воздухе, мг/м³.

Максимальный тепловой поток Q_оv, Вт [ккал/ч], требуемый для нагревания удаляемого воздуха с вредностями из помещения, определяется по формуле:

Q_оv = 0,28 L_vc_v (t_i - t_о); (2.41)

[ Q_оv = L_vc_v (t_i - t_о)], (2.41а)

где L_v - масса нагреваемого воздуха, кг/ч, принимается по расчету;

c_v - удельная теплоемкость воздуха, принимается равной 1 кДж/(кг·°С) [0,24 ккал/(кг·°С)];

t_i, t_о - температура соответственно внутреннего и наружного воздуха для расчета отопления,°С; при наличии калориферов соответственно температура на выходе и входе в калорифер.

2.2.9. Максимальный тепловой поток (тепловая мощность) тепловой завесы, Вт (ккал/ч), определяется по формуле:

Q_оз = L_зc_з (t_з - t_о), (2.42)

где L_з - количество воздуха, подаваемого завесой (при отсутствии в помещении механического притока и вытяжки или их балансе), кг/ч;

c_з - удельная теплоемкость воздуха при средней температуре воздуха, выходящего из тепловой завесы, принимается равной 1,21 кДж/(м³·°С) [0,29 ккал/(м³·°С)];

t_з - температура воздуха, подаваемого тепловой завесой, °С;

t_о - расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления, °С, принимается по [2].

Количество воздуха, подаваемого завесой L_з, кг/с, [8]:

L_з = 1,42 q μ _прF_пр (2.43)

где: q = L_з/L_пр - отношение расхода воздуха, подаваемое завесой, к расходу воздуха, проходящего через проем; для завес с горизонтальной подачей воздуха принимается равным 0,6 - 0,7;

μ _пр - коэффициент расхода, для завес с горизонтальной подачей принимается равным 0,25 - 0,3;

F_пр - площадь открываемого проема, м²;

∆р - разность давлений воздуха снаружи и внутри помещения на уровне проема, оборудованного завесой, Па;

ρ _см - плотность смеси воздуха завесы и наружного воздуха, кг/м³, при температуре смеси, принимается по табл. 19 Прил. 1.

Расчетная разность давлений воздуха определяется по соотношению:

∆р = 0,5 h_пр (ρ _н - ρ _в) g, (2.44)

где h_пр - высота проема, м;

ρ _н, ρ _в - плотность соответственно наружного воздуха и воздуха помещения, кг/м³, принимается по табл. 19 Прил. 1;

g - ускорение свободного падения, равное 9,8 м/с².

Температура воздуха t_з, подаваемого завесой в дверной проем, не должна превышать 50 °С у наружных дверей и 70°С у ворот предприятий и технологических проемов, и определяется по формуле:

(2.45)

где t_см - температура смеси воздуха, проходящего через открытый проем, принимается равной температуре внутреннего воздуха помещения; для вестибюля, лестничной клетки жилого здания принимается +16 °С [1];

t_о - расчетная температура наружного воздуха, °С;

Q' / Q_оmaxi - отношение количества теплоты, теряемой с воздухом, уходящим через открытый проем наружу, к тепловой мощности завесы, принимается по табл. 20 Прил. 1.

Скорость выпуска воздуха из щелей или отверстий тепловых завес не должна превышать 8 м/с у наружных дверей и 25 м/с у ворот и технологических проемов [4].

2.2.10. Количество теплоты Q_з, кДж [ккал], требуемое для расчетного периода работы тепловой завесы определяется по формуле:

(2.46)

(2.46а)

где t_m - средняя температура наружного воздуха за расчетный период, °С;

n_з - число часов работы тепловой завесы в сутки;

Z_з - продолжительность работы тепловой завесы в расчетном периоде, сутки.

2.2.11. Расход теплоносителя из тепловой сети на вентиляцию G_v, кг/ч, определяется по формуле:

(2.47)

(2.47а)

где Q_оv - расчетный часовой расход теплоты на вентиляцию, Вт (ккал/ч);

τ₁, τ₂ - расчетная температура теплоносителя по температурному графику отпуска теплоты соответственно в подающем и обратном трубопроводах тепловой сети, °С;

c - удельная теплоемкость воды, принимается 4,187 кДж/(кг·°С) [1 ккал/(кг·°С)].

2.2.12. Примеры расчетов.

Пример 1. Определить годовое количество теплоты, требуемое на вентиляцию кинотеатра, расположенного в отдельно стоящем здании объемом 8000 м³. Проектные данные отсутствуют.

Расчетная температура наружного воздуха равна -25 °С, средняя температура наружного воздуха за отопительный период равна -3,4 °С, продолжительность отопительного периода 182 суток. Продолжительность работы системы вентиляции в сутки 16 часов.

Расчет ведем по укрупненным данным по формуле (2.33)

1. Определяем величину удельной вентиляционной характеристики по табл. 6 Прил. 1: q_v = 0,454 Вт/(м³·°С).

Находим среднюю температуру внутреннего воздуха для кинотеатра по табл. 1 Прил. 1 равную 14 °С.

2. Определяем максимальный тепловой поток на вентиляцию по формуле (2.33):

Q_оv = 3,6 × 8000 × 0,454[14 - (-25)] = 141648 Вт (121795,4 ккал/ч).

3. Определяем годовое количество теплоты, требуемое на вентиляцию по формуле (2.34):

Q_v = 3,6 × 141648 × 16 × 182 × 10^-6 = 700,6 ГДж (167,3 Гкал).

Пример 2. Определить максимальный тепловой поток для удаления углекислоты из зала на 1000 чел. Температура воздуха в зале 20 °С. Расчетная температура наружного воздуха для отопления -25 °С.

Начальное содержание углекислоты в воздухе составляет x ₂ = 0,5 л/м³.

Выделение углекислоты одним человеком в состоянии покоя составляет v_х = 23 л/ч. Допустимое предельное содержание углекислоты в помещении x ₁ = 1,5 л/м³.

1. Определяем количество выделяемого углекислого газа G_г:

G_г = 23 × 1000 = 23000 л/ч.

2. Определяем требуемый объем удаляемого воздуха:

= 23000 м³/ч.

3. Определяем максимальный тепловой поток для вентиляции по формуле (2.41):

Q_оv = 0,28 × 23000 × 1,0[20 - (-25)] = 289800 Вт (249183,1 ккал/ч).