Расчет естественной и вытяжной системы вентиляции помещения — общие формулы и правила

Вычисление потерь на трение

=

гдеl — длина участка контура циркуляции, м,d_экв-эквивалентный диаметр поперечного сечения участка, м,

d_экв=

-коэффициент сопротивления трения.

Коэффициентсопротивления трения определяется режимом течениявоздуха в рассматриваемом сечении контура циркуляции, или величиной критерия Рейнольдса:

Re=d_экв

гдеWid_экв — скорость и эквивалентный диаметр канала и кинематический коэффициент вязкости воздуха (определяется по таблицам /1/ и /2/м /с.

Значение

для значенийReв интервале 1058 (развитое турбулентное значение) определяется по формуле Никурадзе:

.-3.Re-0,231

Более подробные сведения по выборуможно получить из /4/ и /5/ В /5/ приведена диаграмма для нахождения значения, облегчающая расчеты. Вычисленные значениявыражаются в паскалях (Па).

Таблица 3
W, м/с	F, м2	dэкв М	W2/2, Н	Re		, Па
1	15	0.8	0,77	1,0	76,5	0,015	1,5
2	25	0,87	0,88	1,75	212,5	0,013	5,5
3	21,7	1,0	0,60	3,0	160,1	0,014	11,2
4	28,9	0,75	0,60	1,75	283,9	0,0135	11,2

5.3. «Местные» потери — под этим термином понимают потери энергии в тех местах, где поток воздуха внезапно расширяется или суживается, претерпевает повороты и т.д. В проектируемой печи таких мест достаточно много — калориферы, повороты каналов, расширения или сужения каналов и др. Эти потери вычисляются также, как доля динамического напора p=W2умножая его на так называемый «коэффициент местного сопротивления»:

Сумма 29.4Па

=/2

Коэффициент местного сопротивления определяется но таблицам /1/ и /5/ в зависимости от типа местного сопротивления, и габаритных характеристик. Например, в данной печи местное сопротивление типа внезапного сужения имеет место в канале 1-2 (см. рис.7). Соотношение сечений (узкого к широкому).По приложению /1 / находим =0,25

= 160Па,

№	W, м/с		Па	Прим.
43,4	0,125	160	Нах. по табл
1-1	25	1,5	318	~
2-3	25	О,1	21,3	~
3	Диафрагмы в	35,8	3,6	601	~
3-4	21,7	0,28	44,8	~
4-1	28,9	0,85	241	~
4-1	28,9	0,09	25,5	~

Сумма=1411,6 Па

=30 + 1410 =1440 Па

Для производительности 3/с и необходимого напора Н>1440

Па.. Получаем: n=550об/мин;N_уст25 кВт.

Формулы для расчета расхода воздуха и температуры при расчете промышленной вентиляции

1. И.1 Расход приточного воздуха L, м³/ч, для системы вентиляции и кондиционирования следует определять расчетом и принимать больший из расходов, требуемых для обеспечения:
   • а) санитарно-гигиенических норм в соответствии с (И.1);
   • б) норм взрывопожарной безопасности в соответствии с (И.2);
   • в) условий, исключающих образование конденсата, в соответствии с (И.3).
2. И.2 Расход воздуха следует определять отдельно для теплого и холодного периодов года и переходных условий из условия ассимиляции тепло- и влаговыделений и по массе выделяющихся вредных или взрывоопасных веществ, принимая большую из величин, полученных по формулам (И.1) – (И.7) (при плотности приточного и удаляемого воздуха, равной 1,2 кг/м³):

   а) по избыткам явной теплоты при значении углового коэффициента луча процесса в помещении ε ≥ 40000 кДж/кг

   (И.1)

   Для помещений с тепло- и влаговыделениями при значении углового коэффициента луча процесса в помещении ε< 40000 кДж/кг расход воздуха следует определять по формуле (И.3) или (И.4).

   Тепловой поток, поступающий в помещение от прямой и рассеянной солнечной радиации, следует учитывать при устройстве:

   вентиляции, в том числе с испарительным охлаждением воздуха, – для теплого периода года;

   кондиционирования – для теплого и холодного периодов года и для переходных условий;

   б) по массе выделяющихся вредных или взрывоопасных веществ

   (И.2)

   При одновременном выделении в помещение нескольких вредных веществ, обладающих эффектом суммации действия, воздухообмен следует определять, суммируя расходы воздуха, рассчитанные по каждому из этих веществ:

   а) по избыткам влаги (водяного пара)

   (И.3)

   Для помещений с избытком влаги следует проверять достаточность воздухообмена для предупреждения образования конденсата на внутренней поверхности наружных ограждающих конструкций при расчетных параметрах Б наружного воздуха в холодный период года:

   б) по избыткам полной теплоты

   (И.4)

   в) по нормируемой кратности воздухообмена

   L = Vpn;

   (И.5)

   г) по нормируемому удельному расходу приточного воздуха:

   И.6L = Ak;	(И.6)
   И.7L = Nm.	(И.7)

   В формулах (И.1) – (И.7):

   L_w,z – расход воздуха, удаляемого из обслуживаемой или рабочей зоны помещения системами местных отсосов, и на технологические нужды, м³/ч;

   Q, Q_h,f – избыточный явный и полный тепловой потоки в помещении, ассимилируемые воздухом центральных систем вентиляции и кондиционирования, Вт;

   с – теплоемкость воздуха, равная 1,006 кДж/(кг °С);

   t_w,z – температура воздуха, удаляемого системами местных отсосов в обслуживаемой или рабочей зоне помещения, и на технологические нужды, °С;

   t₁ -температура воздуха, удаляемого из помещения за пределами обслуживаемой или рабочей зоны, °С;

   t_in – температура воздуха, подаваемого в помещение, °С;

   W – избытки влаги в помещении, ассимилируемые воздухом центральных систем вентиляции и кондиционирования, г/ч;

   d_w,z – влагосодержание воздуха, удаляемого из обслуживаемой или рабочей зоны помещения системами местных отсосов, и на технологические нужды, г/кг;

   d₁ – влагосодержание воздуха, удаляемого из помещения за пределами обслуживаемой или рабочей зоны, г/кг;

   d_in – влагосодержание воздуха, подаваемого в помещение, г/кг;

   I_w,z – удельная энтальпия воздуха, удаляемого из обслуживаемой или рабочей зоны помещения системами местных отсосов, и на технологические нужды, кДж/кг;

   I₁ – удельная энтальпия воздуха, удаляемого из помещения за пределами обслуживаемой или рабочей зоны, кДж/кг;

   I_in – удельная энтальпия воздуха, подаваемого в помещение, кДж/кг, определяемая с учетом повышения температуры в соответствии с (И.6);

   m_ро – расход каждого из вредных или взрывоопасных веществ, поступающих в воздух помещения, мг/ч;

   q_w,z, q₁ – концентрация вредного или взрывоопасного вещества в воздухе, удаляемом соответственно из обслуживаемой или рабочей зоны помещения и за их пределами, мг/м³;

   q_in – концентрация вредного или взрывоопасного вещества в воздухе, подаваемом в помещение, мг/м³;

   V_p – объем помещения, м³; для помещений высотой 6 м и более следует принимать

   • Тепловой расчет системы отопления: формулы, справочные данные и конкретный пример

   V_p = 6А,

   где А – площадь помещения, м²;

   N – число людей (посетителей), рабочих мест, единиц оборудования;

   n – нормируемая кратность воздухообмена, ч^-1;

   k – нормируемый расход приточного воздуха на 1 м² пола помещения, м³/(ч∙м²);

   m – нормируемый удельный расход приточного воздуха на 1 чел., м³/ч, на одно рабочее место, на одного посетителя или единицу оборудования.

   Параметры воздуха t_w,z, d_w,z, I_w,z следует принимать равными расчетным параметрам в обслуживаемой или рабочей зоне помещения по разделу 5 настоящего свода правил, a q_w,z – равным ПДК в рабочей зоне помещения.

И.3 Расход воздуха для обеспечения норм взрывопожарной безопасности следует определять по формуле (И.2).

При этом в формуле (И.2) q_w,z и q₁ следует заменить на 0,1 q_g, мг/м³ (где q_g – нижний концентрационный предел распространения пламени по газо-, паро- и пылевоздушной смесям).

И.4 Расход воздуха L_he, м³/ч, для воздушного отопления, не совмещенного с вентиляцией, следует определять по формуле

(И.8)

где Q_he – тепловой поток для воздушного отопления помещения, Вт;

t_he – температура подогретого воздуха, °С, подаваемого в помещение, определяется расчетом.

И.5 Расход воздуха L_mt от периодически работающих вентиляционных систем с номинальной производительностью L_d, м³/ч, приводится исходя из n, мин, прерываемой работой системы в течение 1 ч, по формуле

Lmt = Ldn’/60.

(И.9)

И.6 Температуру приточного воздуха, подаваемого системами вентиляции с искусственным побуждением и кондиционирования воздуха, t_in °С, следует определять по формулам:

а) при необработанном наружном воздухе

tin = text + 0,001p;

(И.10)

б) при наружном воздухе, охлажденном циркулирующей водой по адиабатному циклу, снижающей его температуру на Δt₁, °С

tin = text – Δt1 + 0,001p;

(И.11)

в) при необработанном наружном воздухе (см. И.6,а) и местном доувлажнении воздуха в помещении, снижающем его температуру на Δt₂, °С

tin = text – Δt2 + 0,001p;

(И.12)

г) при наружном воздухе, охлажденном циркулирующей водой (см. И.6, б), и местном доувлажнении (см. И.6, в)

tin = text – Δt1 – Δt2 + 0,001p;

(И.13)

д) при наружном воздухе, нагретом в воздухонагревателе, повышающем его температуру на Δt₃, °С

tin = text + Δt3 + 0,001p,

(И.14)

где р – полное давление вентилятора, Па;

t_ext – температура наружного воздуха, °С.

Приточная вентиляция — важное дополнение к вытяжной вентиляции ↑

В том случае, если мощность вытяжной вентиляции слишком велика, в помещении могут возникнуть сквозняки и проблемы с потерей тепла, поэтому необходимо провести расчет приточной вентиляции, которая должна будет компенсировать работу вытяжной. В жилых домах, коттеджах, квартирах приточная вентиляция может обеспечить, в среднем, двукратный воздухообмен, который можно регулировать при помощи окон, дверей и кондиционеров.

Схема приточно-вытяжной вентиляции наглядно показывает оптимальное расположение вентиляционного оборудования и направления потоков воздуха

Оптимальный расчет приточно-вытяжной вентиляции основан на совпадении показателей, то есть на равновесии между поступающим и выводимым воздухом.

Аэродинамический расчет вентиляции ↑

Аэродинамический расчет системы вентиляции проводится для зданий с принудительным воздухообменом, которые состоят из большого количества помещений, и расчет естественной вентиляции помещения показывает, что она не в состоянии обеспечить необходимый воздухообмен для поддержания нормального микроклимата в помещении. Аэродинамический расчет вентиляции применяется при планировании больниц, учебных заведений, офисных зданий, рассчитанных на постоянное присутствие большого количества людей, и доверять выполнение расчетов лучше специалистам, так как правильно построить аксонометрическую проекцию здания и учесть все нюансы человеку без специальных навыков очень тяжело.

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.

</table>