Определение необходимого воздухообмена при общеобменной вентиляции для выведения вредных веществ, водных паров и излишнего тепла из помещения. Кратность воздухообмена.

Выделение тепла от наружных поверхностей оборудования рассчитывается:

(3.4)

где Q – количество тепла, выделяющегося в помещении, Дж/с;

a – коэффициент теплоотдачи, Вт/(м²× К);

F_т – площадь теплоотдающей поверхности оборудования, м²;

t_н – наружная температура стенки оборудования, °С;

t_о – температура окружающего воздуха, °С.

При испарении вредных веществ с открытых поверхностей

G = W× F_и, кг/с (3.5)

где G – масса вредных веществ, выделяющихся в помещении, кг/с;

W – интенсивность испарения веществ с поверхности, кг/(с× м²);

F_и – площадь испарения, м².

При выделении вредных веществ в производственном помещении определяют необходимый воздухообмен исходя из равенства массы вредностей в помещении и в удаляемом из помещения воздухе. Это условие можно представить в виде материального баланса

G + L× q_пр = L× q_уд, (3.6)

где G – масса вредных веществ, выделяющихся в помещении, мг/ч;

L – необходимый воздухообмен, м³/ч;

q_пр, – концентрация вредных веществ в приточном воздухе, мг/м³;

q_уд, – концентрация вредных веществ в удаляемом воздухе, мг/м³.

Тогда

м³/ч (3.7)

Для обеспечения санитарных норм в помещении принимают

q_уд = q_ПДК,

где q_ПДК – предельно-допустимая концентрация вредного вещества в воздухе рабочей зоны (по ГОСТ 12.1.005-88), мг/ м³.

Поэтому

м³/ч (3.8)

Если наружный воздух не содержит вредностей, то

мг/м³ (3.9)

При выделении тепла в производственном помещении определяют необходимый воздухообмен исходя из равенства выделяемого тепла в помещении и удаляемого вентиляцией.

Это условие можно представить в виде теплового баланса

c× m× t_пр + Q_изб = c× m× t_уд, (3.10)

где c – теплоемкость воздуха, кДж/(кг× К);

m – масса воздуха, подаваемого в помещение, кг/ч;

Q_изб, – избыточное количество тепла, т.е. разность между его приходом и уходом, кДж/ч;

t_пр и t_уд – соответственно температура приточного и удаляемого воздуха, °С.

Решая уравнение, получим

кг/ч (3.11)

Учитывая соотношение между массой воздуха и объемом

кг/м³

получим

м³/ч (3.12)

где r _п – плотность приточного воздуха, кг/м³.

В связи с тем, что общеобменная вентиляция должна обеспечить допустимую температуру воздуха на рабочих места, имеем

t_уд = t_р.з. + Dt× (H – 2), (3.13)

где t_р.з. – допустимая температура воздуха в рабочей зоне в соответствии с ГОСТ 12.1.005-88, °С;

H – высота производственного помещения, м;

Dt – температурный градиент по высоте помещения, °С/м;

2 – высота рабочей зоны, м.

Обычно принимают Dt = 2–5 °С/м.

Если в помещении выделяются пары воды, то необходимый воздухообмен для их удаления можно определить по формуле

, м³/ч (3.14)

где G_вп – масса паров воды, выделяющихся в помещении, г/ч;

d_уд и d_пр – соответственно влагосодержание удаляемого и приточного воздуха, г/кг.

Если неизвестно количество вредных выделений и их виды, то общеобменную вентиляцию рассчитывают по кратности воздухообмена.

Кратность воздухообмена показывает, сколько раз в час меняется воздух в помещении и равна отношению объема проходящего через помещение воздуха, к объему этого помещения.

К = L/V, 1/ч (3.15)

где L – расход воздуха на вентиляцию, м³/ч;

V – объем производственного помещения, м³.

Нормами вентиляции установлена кратность воздухообмена для всех бытовых помещений, а также для помещений вспомогательного и производственного назначения К = 1 – 10. Для взрывоопасных помещений К³ 6.

При заданной кратности воздухообмена необходимый воздухообмен равен

L = К× V, м³/ч (3.16)

Естественная вентиляция производственных помещений. Аэрация. Назначение, причины возникновения, область применения, достоинства и недостатки аэрации. Порядок проектирования аэрации.

Вентиляция – это организованный воздухообмен в производственных помещениях, предназначенный для обеспечения заданных параметров микроклимата и чистоты воздуха.

Общеобменную вентиляцию устраивают в случаях, когда вредные выделения образуются во всем объеме помещения. Общеобменная вентиляция бывает естественной и механической. При естественной вентиляции воздухообмен происходит под действием теплового или ветрового напора без воздуховодов и вентиляторов, а также без предварительной обработки входящего в помещение воздуха (т.е. без очистки, охлаждения, подогрева воздуха и т.п.). При механической вентиляции воздух подается в помещение и удаляется из помещения при помощи вентиляторов и воздуховодов, при этом возможна обработка входящего приточного воздуха (т.е. очистка от пыли и вредных веществ, его охлаждения, нагрева, увлажнения и т.п.).

Чем больше разность температур внутреннего и наружного воздуха и чем больше скорость ветра, тем больше разность давлений, а, следовательно, и количество проникающего в помещение наружного воздуха.

Инфильтрация или, иначе, естественная неорганизованная вентиляция, наблюдается во всех помещениях и учитывается при организации воздухообмена.

Различают организованную (аэрация) и неорганизованную систему естественной вентиляции. При организованной вентиляции поступление и удаление воздуха происходит через специально подготовленные отверстия и каналы. При неорганизованной вентиляции замена воздуха происходит через неплотности и щели в наружных ограждениях здания, окна и двери.

Аэрацию применяют в цехах со значительными тепловыделениями, если концентрация пыли и вредных газов в приточном воздухе не превышает 30% предельно допустимой в рабочей зоне. Аэрацию не применяют, если по условиям технологии производства требуется предварительная обработка приточного воздуха или если приток наружного воздуха вызывает образование тумана или конденсата.