Методика розрахунку штучної загальнообмінної вентиляції

Мета роботи: вивчення методів розрахунку та проектування систем венти­ля­ції та вимог до їх облаштування.

1. Розрахунок повітрообміну за надлишковим теплом

Надлишкова кількість тепла – актуальна проблема для приміщень гро­мадсь­кого харчування, вирішити яку дає можливість встановлення вентиляції. Кіль­кість припливного повітрявизначають за формулою:

(1)

де L – кількість припливного повітря за одиницю часу, яке необхідно ввести в приміщення для поглинання надлишкового тепла, м ³/ год.

с – питома теплоємність повітря за незмінного тиску, що дорівнює

ρ – густина зовнішнього повітря, кг / м ³ (табл. 1);

t_вн. і t_зовн. – відповідно, температура внутрішнього і зовнішнього (приплив­но­го) повітря, (температура припливного повітря в основному приймається на 5-10 ° C нижче від температури повітря в приміщенні), ° C.

Для вибору оптимальної температури і вологості в приміщенні (робочій зоні) користуються санітарними нормами ДСН 3.3.6.042-99 “Санітарні норми мік­роклімату виробничих приміщень” на основі даних з категорії важкості праці, пори року та категорії приміщення за тепловиділеннями.

Таблиця 1. Густина повітря при різних температурах і тисках

Температура, ° C	Густина сухого повітря, кг / м 3, при атмосферному тиску, мм. рт. ст.	Температура, ° C	Густина сухого повітря, кг / м 3 при атмосферному тиску, мм. рт. ст.
-25	1.424	1.393	+10	1.248	1.223
-20	1.396	1.366	+15	1.226	1.202
-15	1.368	1.341	+20	1.205	1.181
-10	1.342	1.316	+25	1.185	1.162
-5	1.317	1.291	+30	1.165	1.141
	1.293	1.267	+35	1.146	1.123
+5	1.270	1.244	+40	1.128	1.106

Q_надл. – надлишкове тепло, яке визначається різницею тепла, що надходить в приміщення (Q_надх.) та втратами тепла з приміщення (Q_відх.), ккал. / год.

де Q ₁ – надходження тепла від техніки, ккал. / год.:

де 860 – тепловий еквівалент, ккал. / кВт;

k – коефіцієнт втрат;

N ₁ – потужність техніки;

n – кількість одиниць техніки;

Q ₂ - надходження тепла від світильників, ккал. / год.:

де n – кількість світильників;

N ₂ – споживана потужність світильників, кВт.:

N ₂ = p_п . S,

k – коефіцієнт втрат (k = 0, 9 для потужних ламп розжарювання, 0, 95 – для ламп розжарювання малої та середньої потужності, 0.4-0.6 – для люмінесцентних ламп);

S – площа приміщення, м ²;

p_п – питома потужність освітлення, Вт/м ² (табл. 2).:

Таблиця 2. Значення питомої потужності p_п загального освітлення при використанні світильників з люмінесцентними лампами

Висота підвісу світильника, м	Площа приміщення, м2	Нормована освітленість, лк
2-3	10-15 15-25 25-50 50-150 150-300	7, 5 6, 4 5, 4 4, 4 3, 9 3, 5	10, 2 8, 5 7, 2 5, 9 5, 2 4, 7	15, 2 12, 8 10, 8 8, 8 7, 6 7, 0	20, 5 17, 0 14, 4 11, 8 10, 4 9, 3	30, 0 25, 5 21, 5 17, 5 15, 2 14, 0
3-4	10-15 15-20 20-30 30-50 50-120 120-300	10, 4 8, 8 7, 5 6, 4 5, 3 4, 3 3, 6	13, 8 11, 8 10, 0 8, 5 7, 0 5, 8 4, 9	21, 0 17, 6 15, 0 12, 8 10, 6 8, 7 7, 3	27, 6 23, 5 20, 0 17, 0 14, 0 11, 6 9, 7	42, 0 35, 0 30, 0 25, 5 21, 0 17, 4 14, 6

Q ₃ – надходження тепла від людей, ккал. / год.:

де n – кількість працюючих;

q_люд. – надходження тепла від однієї людини (таблиця 3);

Q ₄ – надходження тепла від сонячної радіації через вікна, ккал. / год.; (площа вікон для приміщень з ПК повинна становити не менше 20% від площі підло­ги);

де m – число вікон;

S – площа одного вікна, м ²;

Таблиця 3. Виділення вологи та тепла людиною при виконанні роботи

 

Характер роботи	Т-ра, °С	Тепловиділення, Вт	Вологовиділення W, г/год.
Стан спокою
Легка робота
Середньої
важкості
Важкі роботи

· k – коефіцієнт, який враховує матеріал віконного переплетення:

k = 1, 3 – вікна дерев’яні одинарні;

k = 0, 9 – подвійні;

k = 1, 45 – металеві одинарні;

k = 1, 00 – металеві подвійні;

k = 0, 6 – матові;

· q_скл. – надходження тепла через 1 м ² вікна при різній орієнтації вікон:

q_{скл .} = 150 ккал. /(м ²× год.) – південь;

q_{скл .} = 100 ккал. /(м ²× год.) – південний схід, південний захід;

q_{скл .} = 60 ккал. /(м ²× год.) – захід, схід.

 

- Q_N – надходження тепла від інших промислових приладів, ккал. / год.;

- Q_відх. – втрати тепла з приміщення через стіни, двері, вікна, ккал. / год.;

де l – теплопровідність стін, ккал. /(год.× град.× м) (l = 0, 75 ккал. /(год.× град.× м) для будівель із силікатної цегли);

S – площа стін, м ²;

d – товщина стін, м (d= 0, 25 м для будівель 1-шої групи).

 

2. Розрахунок повітрообміну за газовиділенням

Якщо у робочій зоні нагромаджуються шкідливі гази чи випари, повіт­рообмін визначають за їх кількістю:

, (2)

де – надлишкова кількість шкідливих речовин (випарів, газів, пилу), які виділяються в приміщенні, мг/год.;

– ГДК шкідливих виділень у повітрі приміщення, мг/м³;

С ₀– концентрація цих виділень у зовнішньому повітрі, мг/м³, вміст ре­човини у припливному повітрі можна прийняти (значення ГДК див. таблиці 5, 6);

L₂ – кількість припливного повітря, яке необхідно ввести для зменшення вмісту газу в приміщенні, м ³/ год.

Якщо в повітря виділяється нетоксичний, але небезпечний для людей вуглекислий газ, продуктивність вентилятора розраховується за формулою:

L₂= (SGСО₂ + n × G_л) / ((С_гдк-С₀) × ρ _пов.), (3)

де S GСО₂ – сума виділень вуглекислого газу, г/год.;

n – кількість людей, що перебувають у приміщенні;

G_л – кількість вуглекислого газу, який виділяє одна людина, дані таблиці 4;

С_гдк – ГДК вуглекислого газу у повітрі приміщення, г/кг;

С₀ – ГДК вуглекислого газу у припливному повітрі, г/кг;

ρ _пов. – густина повітря при температурі приміщення, кг/ м ³ ;

Таблиця 4. Кількість СО₂, яка виділяється людьми

Виділяють	СО 2, г / год	СО 2, л / год
Дорослі: при фізичній роботі важкій
при фізичній роботі легкій
в стані спокою
Діти до 12 років

Кількість карбонової кислоти, що виділяється людиною, залежить від двох факторів: віку людини, характеру роботи, яку вона виконує;

Таблиця 5. Граничнодопустимі концентрації деяких речовин у повітрі робочої зони за ГОСТ 12.1.005-88

№ з/п	Найменування шкідливих речовин	ГДК, мг / м 3
1.	Діоксан	10.0
2.	Фуран	0, 5
3.	Оксид вуглецю	20.0
4.	Оксид азоту	2, 0
5.	Озон	0.1

Таблиця 6. Допустимі концентрації CO₂ в приміщенні

Умови перебування	CO 2, г / кг	CO 2, л / м 3
Постійне перебування людей (житлові приміщення)	1, 5
Періодичне перебування людей (установа)	1, 75	1, 25
Короткотермінове перебування людей