Расчет воздухообмена по теплоизбыткам – 3.5. Расчет вентиляции для удаления избытков тепла

alexxlab
14.09.2019
Комментарии: 0

11.2.2 Воздухообмен по избыткам тепла и влаги

В помещениях с тепло- и влаговыделениями воздухообмен определяется по I-d- диаграмме с одновременным учетом изменения теплосодержанияI,кДж/кг, и влагосодержанияd, г/кг.

Основной характеристикой изменения параметров воздуха в помещении является величина тепловлажностного отношения (угловой коэффициент луча процесса в помещении) , кДж/кг:

(11.6)

Эта характеристика определяется для каждого из трех расчетных периодов года.

Требуемый воздухообмен в помещении G_П, кг/ч, рассчитывается по формулам:

, (11.7)

, (11.8)

где ,М_ВЛ– избытки полного тепла и влаговыделения в помещении, кДж/ч и кг/ч;

I_У , I_П– энтальпия уходящего и приточного воздуха, кДж/кг;

d_У, d_П– влагосодержание уходящего и приточного воздуха, г/кг.

Обе формулы дают одинаковый результат, который легко проверить, определив воздухообмен по «избыткам явного тепла» – (кДж/ч):

(11.9)

11.2.3 Расчет воздухообмена по газовым вредностям

Количество воздуха, необходимого для разбавления углекислоты до предельно допустимой величины, рассчитывается по формуле:

,

где ,– концентрация углекислого газа в наружном и внутреннем воздухе, л/м³.

11.2.4 Требуемые воздухообмены в помещении с местной вытяжной вентиляцией

К помещениям, в которых воздух удаляют на двух разных уровнях, а следовательно, с разными параметрами, относятся лаборатории научных и учебных зданий, различного рода мастерские при театрах, конструкторских бюро, научных и учебных заведениях (т. е. помещения с местными отсосами от вытяжных шкафов или станков). Вид оборудования определяет расход местной вытяжной вентиляции.

Воздухообмен общеобменной вентиляции определяют с учетом суммы расходов всех местных отсосов – G_У2, кг/ч. Например, требуемый расход вытяжки из верхней зоны помещения по избыткам полного теплаG_У1, кг/ч, определяется по формуле:

(11.11)

Здесь индексы У1иУ2 обозначают расходы и параметры общеобменной и местной вытяжки, аП– притока. Аналогичный вид имеют формулы для требуемых воздухообменов по влаге и избыткам явного тепла.

11.2.5 Расчет воздухообмена по кратности

Для всех вентилируемых помещений жилых и общественных зданий воздухообмен определяется по кратности или нормированной величине, которые установлены соответствующими главами СНиП «Отопление, вентиляция, кондиционирование»:

L = k V_ПОМ,(11.12)

где L– количество удаляемого или приточного воздуха в помещении, м³/ч;

k– кратность воздухообмена, 1/ч;

V_ПОМ– объем помещения по внутреннему обмеру, м³.

Нормируемой величиной может быть площадь помещения, количество приборов и т. п.

Темы для самостоятельной проработки:

– методы замера концентрации вредных выбросов.

Вопросы и задания для самоконтроля по теме 11

studfiles.net

Расчет вентиляции

Расчёты выделения вредных веществ и влаги

Влаговыделение

Количество влаги, выделяемое людьми г/ч, определяется по формуле:

W=n*, где:

n = 4 – число людей находящихся в помещении;

= 80 г/ч – количество влаги, выделяемое одним человеком при температуре в рабочей зоне равной 24 С°— из таблицы 1 [5], получено методом интерполяции.

W= 4 • 80 = 320 г/ч.

• Газовыделение

Количество двуокиси углерода, содержащегося в выдыхаемом человеком воздухе, определяется по таблице 5 [5].

При умственном характере выполняемой работы массовый расход двуокиси углерода СО2 одним человеком составляет 45 г/ч, т.к. в лаборатории находятся 4 человека, то общее количество выделяемого СO2 составит 180 г/ч.

2. Расчёты выделений тепла

Тепловыделение от людей

Тепловыделения человека зависят от тяжести работы, температуры и скорости движения окружающего воздуха.

При умственной работе, температуре окружающего воздуха 24 град и скорости движения воздуха не более 0,2 м/с количество тепла, выделяемое одним человеком, составит 80 Вт – из таблицы 1 [5]. Для 4 человек суммарное выделение тепла составит:

320 Вт. (4*80=320 Вт.)

•Теплопоступления от солнечной радиации

Расчёт тепла поступающего в помещение от солнечной радиации через остекление производится по следующей формуле:

Qост= Fост • qост • Аост, где:

Fост = 10 кв. м – площадь поверхности остекления;

qост =185 Вт/кв. м – удельное тепловыделение от солнечной радиации при юго-западной ориентации остекления (окна с двойным остеклением с металлическими переплётами) и географической широте 55 град – из таблицы 8 [5].

Аост = 0,8 – коэффициент учёта характера остекления (обычное загрязнение) – из таблицы 8 [5].

Qост =10* 185*0.8 = 1480 Вт

•Тепловыделение от источников искусственного освещения и устройств вычислительной техники

Расчёт тепловыделения от источников искусственного освещения производится по следующей формуле:

N = 0,48 кВт – суммарная мощность источников искусственного освещения;

= 0,55 – коэффициент тепловых потерь для газоразрядных ламп.

Qосв= 0,48 • 0,55 • 1000 = 264 Вт.

Расчёт тепловыделения от устройств вычислительной техники производится по аналогичной формуле:

Q=N**1000, где:

N = 0,24 кВт – суммарная мощность устройств вычислительной техники (системный блок + монитор + осциллограф) – испытание и наладка на рабочем месте производится с помощью ЭВМ и прикладных программ.;

= 0,6 – коэффициент тепловых потерь для устройств вычислительной техники.

Qвыч.тех. = 0,24 • 0,6 • 1000 = 144 Вт.

3Определение потребного воздухообмена

•Потребный воздухообмен при поступлении вредных веществ в воздух рабочей зоны

В помещениях, загрязнённых вредными парами, количество воздуха G, необходимого для разбавления концентрации вредных веществ до допустимых, рассчитывается по формуле:

G=, где:

В = 180 г/ч – количество вредных веществ выделяющихся в помещении за 1 час; К=1.7;

q2 = 30 г/м³ – концентрация двуокиси углерода в удаляемом воздухе, принимается равной предельно допустимой – из [6];

q1 = 9 г/м³ – концентрация двуокиси углерода в приточном воздухе, составляет 30% от

G== 14.6 куб.м/ч

•Воздухообмен, обеспечивающий удаление избытков тепла

Объём приточного воздуха, необходимого для поглощения избытков тепла G, рассчитывается по следующей формуле:

где:

Q – теплоизбытки ;

Ср=10і Дж/кг*град – массовая удельная теплоёмкость воздуха [4].

Q= Qост + Qосв + Qвыч.тех. = 1480 + 264 + 144 = 1888 Вт,

р = 1,2 кг/куб. м – плотность приточного воздуха;

tуд – tр.з. + а(Н – 2),

tр.з. = 24 град – температура в рабочей зоне [4];

а = 1,2 град/м – нарастание температуры на каждый метр высоты [4];

tyд=24 +1.2*(3 – 2) = 25.2 градC°.

Н = 3 м – высота от пола до вытяжного отверстия.

tпр = 22,3 градC°- температура приточного воздуха. СПиН-11-33-75 [6] Определение потребного воздухообмена для удаления избытка влаги

G=

G= =1930 куб.м/ч

G=

Расчёт расхода воздуха G, ведётся по следующей формуле:

где:

W = 320 г/ч – количество водяного пара выделяющегося в помещении;

р = 1,2 кг/куб. м – плотность приточного воздуха;

dв = 12 г/кг – влагосодержание вытяжного воздуха при tв = 25,2 С° и относительной влажности 60%; диаграмма рисунка 1 [5]

dп = 7 г/кг – влагосодержание приточного воздуха при tп = 22,3 С° и относительной влажности 40%;

(dв и dп определяются по i-d диаграмме – рисунок 1 [5])

G==53 куб.м/ч

studfiles.net

Расчет воздухообмена по избыткам тепла и влаги

1. Холодный период года.

Температура воздуха:

t_п=13C

t_у=t_в+(Н_пом-1.5)grad t=20+(3.35-1.5)·0=20C

Удельная энтальпия:

I_п=14.5кДж/кг

I_у=25кДж/кг

Влагосодержание:

d_п=0.5г/кг

d_у=1.5г/кг

Для общеобменной вентиляции: кг/ч

2. Переходные условия.

Температура воздуха:

t_п=10.5C

t_у=t_в+(Н_пом-1.5)grad t=20+(3.35-1.5)·0.5=20.9C

Удельная энтальпия:

I_п=24кДж/кг

I_у=38.5кДж/кг

Влагосодержание:

d_п=5.1г/кг

d_у=7.0г/кг

Для общеобменной вентиляции: кг/ч

3. Теплый период года.

Температура воздуха:

t_п=16.7C

t_у=t_в+(Н_пом-1.5)grad t=21+(3.35-1.5)·0.5=21.9C

Удельная энтальпия:

I_п=37кДж/кг

I_у=46.5кДж/кг

Влагосодержание:

d_п=7.15г/кг

d_у=8.6г/кг

Для общеобменной вентиляции: кг/ч

По результатам расчета принимаем расчетный воздухообмен в зале музыкальных занятий кг/ч.

Расчет воздухообменов по нормам кратности

Таблица 9: расчетный воздухообмен общеобменной вентиляции по кратности в помещениях здания.

Продолжение таблицы 9.

СОДЕРЖАНИЕ

Расчёт теплопотерь через ограждающие конструкции здания…………….………5

Расчёт удельной тепловой характеристики здания………………………..………18

Расчёт теплопотерь на нагрев пнаружного воздуха инфильтрующегося через неплотности ограждающих конструкций здания………………………….…………19

Расчёт теплопоступлений в помещения……………………………………………20

Расчёт газовыделений в помещениях………………………………………………27

Расчёт теплопотерь в режиме вентиляции и кондиционирования……………….27

Расчёт теплопоступлений и водяных паров от горячей пищи в столовой……….28

Расчёт теплопоступления в кухню от оборудования………………………………29

Расчёт воздухообмена по избыткам явного тепла………………………………….31

Расчёт воздухообмена по нормам кратности ………………………………………35

studfiles.net

Расчет воздухообмена по избыткам тепла и влаги

1. Холодный период года.

Температура воздуха:

t_п=13C

t_у=t_в+(Н_пом-1.5)grad t=20+(3.35-1.5)·0=20C

Удельная энтальпия:

I_п=14.5кДж/кг

I_у=25кДж/кг

Влагосодержание:

d_п=0.5г/кг

d_у=1.5г/кг

Для общеобменной вентиляции: кг/ч

2. Переходные условия.

Температура воздуха:

t_п=10.5C

t_у=t_в+(Н_пом-1.5)grad t=20+(3.35-1.5)·0.5=20.9C

Удельная энтальпия:

I_п=24кДж/кг

I_у=38.5кДж/кг

Влагосодержание:

d_п=5.1г/кг

d_у=7.0г/кг

Для общеобменной вентиляции: кг/ч

3. Теплый период года.

Температура воздуха:

t_п=16.7C

t_у=t_в+(Н_пом-1.5)grad t=21+(3.35-1.5)·0.5=21.9C

Удельная энтальпия:

I_п=37кДж/кг

I_у=46.5кДж/кг

Влагосодержание:

d_п=7.15г/кг

d_у=8.6г/кг

Для общеобменной вентиляции: кг/ч

По результатам расчета принимаем расчетный воздухообмен в зале музыкальных занятий кг/ч.

Расчет воздухообменов по нормам кратности

Таблица 9: расчетный воздухообмен общеобменной вентиляции по кратности в помещениях здания.

Продолжение таблицы 9.

СОДЕРЖАНИЕ

Расчёт теплопотерь через ограждающие конструкции здания…………….………5

Расчёт удельной тепловой характеристики здания………………………..………18

Расчёт теплопотерь на нагрев пнаружного воздуха инфильтрующегося через неплотности ограждающих конструкций здания………………………….…………19

Расчёт теплопоступлений в помещения……………………………………………20

Расчёт газовыделений в помещениях………………………………………………27

Расчёт теплопотерь в режиме вентиляции и кондиционирования……………….27

Расчёт теплопоступлений и водяных паров от горячей пищи в столовой……….28

Расчёт теплопоступления в кухню от оборудования………………………………29

Расчёт воздухообмена по избыткам явного тепла………………………………….31

Расчёт воздухообмена по нормам кратности ………………………………………35

studfiles.net

Расчет воздухообмена по избыткам тепла и влаги

1. Холодный период года.

Температура воздуха:

t_п=13C

t_у=t_в+(Н_пом-1.5)grad t=20+(3.35-1.5)·0=20C

Удельная энтальпия:

I_п=14.5кДж/кг

I_у=25кДж/кг

Влагосодержание:

d_п=0.5г/кг

d_у=1.5г/кг

Для общеобменной вентиляции: кг/ч

2. Переходные условия.

Температура воздуха:

t_п=10.5C

t_у=t_в+(Н_пом-1.5)grad t=20+(3.35-1.5)·0.5=20.9C

Удельная энтальпия:

I_п=24кДж/кг

I_у=38.5кДж/кг

Влагосодержание:

d_п=5.1г/кг

d_у=7.0г/кг

Для общеобменной вентиляции: кг/ч

3. Теплый период года.

Температура воздуха:

t_п=16.7C

t_у=t_в+(Н_пом-1.5)grad t=21+(3.35-1.5)·0.5=21.9C

Удельная энтальпия:

I_п=37кДж/кг

I_у=46.5кДж/кг

Влагосодержание:

d_п=7.15г/кг

d_у=8.6г/кг

Для общеобменной вентиляции: кг/ч

По результатам расчета принимаем расчетный воздухообмен в зале музыкальных занятий кг/ч.

Расчет воздухообменов по нормам кратности

Таблица 9: расчетный воздухообмен общеобменной вентиляции по кратности в помещениях здания.

Продолжение таблицы 9.

СОДЕРЖАНИЕ

Расчёт теплопотерь через ограждающие конструкции здания…………….………5

Расчёт удельной тепловой характеристики здания………………………..………18

Расчёт теплопотерь на нагрев пнаружного воздуха инфильтрующегося через неплотности ограждающих конструкций здания………………………….…………19

Расчёт теплопоступлений в помещения……………………………………………20

Расчёт газовыделений в помещениях………………………………………………27

Расчёт теплопотерь в режиме вентиляции и кондиционирования……………….27

Расчёт теплопоступлений и водяных паров от горячей пищи в столовой……….28

Расчёт теплопоступления в кухню от оборудования………………………………29

Расчёт воздухообмена по избыткам явного тепла………………………………….31

Расчёт воздухообмена по нормам кратности ………………………………………35

studfiles.net

Расчет кратности воздухообмена

Цель занятия:изучение систем вентиляции, их структуры, порядка расчета вентиляции производственных помещений.

Задание и порядок выполнения работы

Определить кратность воздухообмена по избыткам тепла (тепловыделениям) и вредных выделений газа и пыли.

Исходные данные к задаче

Таблица 1.5

Методические указания к выполнению задания

Вентиляция обеспечивает воздухообмен, необходимый для удаления из помещений и избытков тепла, влаги, пыли, химических веществ, подачи чистого воздуха и поддержания метеорологических параметров в производственных помещениях.

По способу подачи в помещение свежего воздуха и удаления загрязненного, системы вентиляции делят на естественную, механическую и смешанную. Вентиляция может быть приточной, вытяжной и приточно-вытяжной.

Общие требования к системам вентиляции

1. В соответствии с СНиП (строительными нормами и правилами) если на одного работающего приходится 20м³ производительность вентиляции должна составлять не менее 30м³/час. Производительность снижается с увеличение объема помещения на одного работающего; если объем составляет более 40м³ на одного работающего допускается применение естественной вентиляции через форточки и проемы.

2. Система вентиляции должна быть пожаро–и взрывобезопасна и не создавать шум на рабочих местах, превышающий предельно – допустимые уровни.

3. Объем приточного воздуха должен соответствовать объему удаляемого, разница не должна превышать 10 – 15%. Коэффициент вентиляции (К) не должен быть больше 10.

4. В смежных помещениях приток воздуха должен быть больше там, где выделяется меньше вредных веществ, что будет препятствовать проникновению их в помещение с чистым воздухом.

Рисунок 2.1.Состав вентиляционной системы

Система состоит:

1 – воздухозаборное устройство, устанавливаемого снаружи здания в местах с наименьшими выделениями вредных веществ;

2 – воздуховодов;

3 – фильтров и калориферов для очистки и подогрева воздуха;

5 – центробежных вентиляторов;

4 – приточных и вытяжных отверстий, через которые подается и удаляется воздух.

6- клапан предназначен для осуществления рециркуляции воздуха.

1. Подлежащие удалению теплоизбытки Q_изб определяется по формуле (1.6):

, кДж/ч, (1.6)

где Q_n– количество тепла, поступающего в воздух помещения от производственных и осветительных установок, в результате тепловыделений людей, солнечной радиации и др. кДж/ч;

Q_отд– теплоотдача в окружающую среду через стены здания, кДж/ч;

2. Количество воздуха, которое необходимо удалить за 1 час из производственного помещения L при наличии теплоизбытков, определяется по формуле(1.7):

(1.7)

где С – теплоемкость воздуха, С=1 кДж/кг;

∆Т – разность температур удаляемого и приточного воздуха, К;

γ_пр– плотность приточного воздуха, γ_пр= 1,29 кг/м³;

При наличии в воздухе помещения вредных газов и пыли, количество воздуха, которое необходимо подавать в помещение для уменьшения концентраций вредных выделений до допустимых норм, рассчитывают по выражению формула (1.8):

, (1.8)

где W– количество поступающих вредных выделений, г/ч

С_д– предельно допустимая концентрация вредных выделений в воздухе помещений, г/м³, причем:

– для СО С_д = 2*10^-2 г/м³

– для пыли Рb С_д = 1*10^-5 г/м³

– для нетоксичной пыли П С_д = 10^-2 г/м³

С_n– концентрация вредных примесей в воздухе, поступающем в производственное помещение, г/м³;

При решении данной задачи считать, что С_n=0;

3. Для каждого вида вредных выделений необходимое количество вентиляционного воздуха L рассчитывается отдельно. Затем берется наибольшее из полученных значений и определяется кратности воздухообмена:

, (1.9)

Контрольные вопросы

1. Назовите основные причины загрязнения воздушной среды.

2. Какие существуют системы вентиляции производственных помещений?

3. Как определяется производительность системы вентиляции?

4. Параметры микроклимата, нормирование.

Расчет уровня шума

Цель занятия: научиться определять уровень шума с учетом расстояния, с учетом стены – преграды, суммарный уровень шума.

Задание и порядок выполнения

1. Определить суммарный уровень шума от трех источников на рабочем месте. Предложить мероприятия по снижению уровня шума, рассчитать снижение уровня шума.

Исходные данные

Таблица 1.7

Рисунок 3.1. Схема размещения источников шума

Методические указания по выполнению задания

Всякий нежелательный звук принято называть шумом. Шум вреден для здоровья, снижает работоспособность, повышает уровень травматизма. Поэтому необходимо предусматривать меры защиты от шума.

Уменьшить шум можно различными методами: применением полосы зеленых насаждений, стены – преграды. Шум в производственных помещениям можно значительно уменьшить облицовкой стен и потолков звукопоглощающими материалами (пористой штукатуркой, перфорированными, плотной пористой тканью).

Суммарная интенсивность шума определяется последовательно по формуле (1.13):

L_S1,2,3=L_A+DL, дБ, (1.13)

где L_A– наибольший из 2-х суммируемых уровней, дБ;

DL- поправка, зависящая от разности уровней, определяемая по таблице 1.9:

Таблица 1.9

Пример:L_R1= 85 дБ

L_R2= 95 дБ

L_S1,2= 95+0,4= 95,4 дБ

95- наибольший из сравниваемых уровней;

0,4- поправка, определяемая по таблице 1.9 в зависимости от разницы уровня L_R1

( L_A) иL_R2 (L_В). Далее сравнивают:

L_Σ1,2иL_R3

L_Σ1,2,3=100+1,2=101,2дБ

где 100- наибольший из сравниваемых уровней;

1,2 – поправка определяемая по таблице 1.9 в зависимости от разности уровней L_Σ1,2(L_А ) иL_R3 (L_В).

Полученный результат сравнивают с нормативным уровнем – 50 дБ для работника умственного труда, и 80дБ для производственных помещений. Если уровень шума превышает нормативный, предлагаются следующие меры защиты:

Контрольные вопросы

1. Как шум действует на человека? Порог слышимости, болевой порог.

2. Параметры шума.

3. Нормирование шума.

4. Какие применяются меры защиты от воздействия шума?

studfiles.net

5.4.2. Воздухообмен по избыткам тепла и влаги в переходный период года.

В переходный период предусмотрена рециркуляция воздуха.

По параметрам наружного воздуха (t_Н=8С,I_Н=22,5 кДж/кг._св) строим точку Н (рис.2).

Для построения точки У находим расчетное приращение влагосодержания воздуха:

W_ВЛ=14213 г/ч

L_Нmin=L_Н (по людям)

L_{Н кр min}=К_Рmin*V_Р

L_{Н кр min}=1729 м³/ч

L_Нmin=12000 м³/ч

d_НУ=14213/1,2*12000=0,9 г/кг.св.

d_УД=d_Н+d_НУ=5,5+0,9=6,4 г/кг.св.

Точка У находится на пересечении изобары d_УД=const и изотермыt_УД=const.

Соединяем точки Н и У. На этой линии расположена точка смеси С. Определяем ее месторасположение. Для этого строим луч процесса:

, кДж/кг. _вл.

Проводим луч процесса через точку У, получаем на пересечении с изотермами точки В и П. Из точки П по линии d=const опускаемся до пересечения с линией НУ, получаем точку С. количество рециркулирующего воздуха,G_P, определяем:

G_{n min}=L_{n min}*1.2=14400 кг/час

G_P=(4.6/2-1)*G_{n min}=1.3*14400=18720 кг/час

L_n=G_n/=15600 м³/ч

Рис. 2 Переходный период года

5.4.3. Воздухообмен по избыткам тепла и влаги в зимний период года.

В зимний период также предусмотрена рециркуляция воздуха.

По параметрам наружного воздуха (t_Н=-40С,I_Н=-40,2 кДж/кг св) строим точку Н (рис.3).

Для построения точки У находим расчетное приращение влагосодержания воздуха:

W_ВЛ=14213 г/ч

L_Нmin=L_Н (по людям)

L_Нmin=12000 м³/ч

d_НУ=14213/1,2*12000=0,9 г/кг.св.

d_УД=d_Н+d_НУ=0,2+0,9=1,1 г/кг.св.

Проводим изотермы t_УД=20,54С,t_В=t_Р.З.=20С,t_Н=15С,

Точка У находится на пересечении изобары d_УД=const и изотермыt_УД=const.

Объединяем точки Н и У. На этой линии расположена точка смеси С. Определяем ее месторасположение. Для этого строим луч процесса:

, кДж/кг _вл

Проводим луч процесса через точку У, получаем на пересечении с изотермами точки В и П. Из точки П по линии d=const опускаемся до пересечения с линией НУ, получаем точку С. количество рециркулирующего воздуха,G_P, определяем:

G_{n min}=L_{n min}*1.2=14400 кг/час

кг/час

G_Н=G_Р+G_{n min}=14400+6891=21291 кг/час

L_n=G_n /=17743 м³/ч

Результат расчета воздухообменов сводим в таблицу 6.1.

Таблица 6.1

Выбор воздухообмена в аудитории

рис. 3 Зимний период года

5.5. Расчет воздухообмена по нормативной кратности и составление воздушного баланса для всего здания

Для остальных помещений воздухообмен рассчитывается по нормативной кратности в зависимости от назначения помещения. Кратность принимаем по таблице 6.12[4] отдельно по притоки и по вытяжке.

Результаты расчета сводим в табл. 6.2

Таблица 6.2

Сводная таблица воздушного баланса здания.

Дисбаланс равен 301 м³/ч. Добавляем его в коридор (помещение №2)

studfiles.net