Вентиляция и кондиционирование

ВЕНТИЛЯЦИЯ И КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ

ВОЗДУХА

КУРС ЛЕКЦИЙ

В данном курсе лекций при изложении материала часто применяемые термины будут заменены сокращениями, которые приведены ниже в таблице.

Таблица – Типовые сокращения часто применяемых терминов

Технический термин	Сокращение
Основные термины
Наружные ограждающие конструкции	НОК
Микроклимат	МК
Системы обеспечения микроклимата	СОМК
Вентиляция	ВЕ
Кондиционирование воздуха	КВ
Система кондиционирования воздуха	СКВ
Система вентиляции	СВЕ
Воздухораспределитель	ВР
Рециркуляция	РЦ
Воздухонагреватель	ВН
Воздухоохладитель	ВОХ
Воздухообмен	ВО
Требуемый воздухообмен	ТВО
Расчетный воздухообмен	РВО
Холодильная машина	ХМ
Сухой воздух	СВ
Влажный воздух	ВВ
Водяной пар	ВП
Расчетные параметры	РП
Расчетные параметры наружного воздуха	РПНВ
Расчетные параметры внутреннего воздуха	РПВВ
Расчетные параметры удаляемого воздуха	РПУВ
Расчетные параметры приточного воздуха	РППВ
Расчетные параметры рециркуляционного воздуха	РПРВ
Рабочая зона	РЗ
Индексы
Приточный	п
Удаляемый	у
Внутренний	в
Наружный	н
Рециркуляционный	р
После адиабатического охлаждения	а
После калорифера	к
После калорифера	к
В рабочей зоне	рз

Подробное содержание

ПОНЯТИЕ ВЕНТИЛЯЦИИ

Понятие вентиляции, ее назначение и основные задачи

Требования, предъявляемые к вентиляции

1.2.1. Санитарно-гигиенические требования

1.2.2. Технологические требования

1.2.3. Энергетические требования

1.2.4. Экономические требования

1.2.5. Конструктивно-технологические требования

1.2.6. Эксплуатационные требования

Требования пожарной безопасности

1.2.8. Экологические требования

1.2.9. Архитектурно-строительные требования

1.2.10. Строительно-монтажные требования

Классификация систем вентиляции

ВЛАЖНЫЙ ВОЗДУХ И ЕГО ПАРАМЕТРЫ

Основные параметры влажного воздуха.

Плотность

Теплоемкость

Температура

2.1.4. Влагосодержание

Парциальное давление водяного пара

Относительная влажность

Температура точки росы

2.1.7. Энтальпия (теплосодержание)

Температура по мокрому термометру

I-d диаграмма влажного воздуха

Определение параметров влажного воздуха на I-d диаграмме.

ПРОЦЕССЫ ИЗМЕНЕНИЯ СОСТОЯНИЯ ВЛАЖНОГО ВОЗДУХА

Понятие процесса изменения состояния влажного воздуха

Угловой коэффициент луча процесса

Процессы нагрева и охлаждения воздуха

Чистый нагрев

Чистое охлаждение

Охлаждение с конденсацией

Процесс адиабатического охлаждения воздуха

Процесс увлажнения воздуха паром

Обработка воздуха сорбентами

Смешение двух количеств влажного воздуха

РАСЧЕТНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ВОЗДУХА В ВЕНТИЛЯЦИОННОМ

ПРОЦЕССЕ

Понятие вентиляционного процесса

Расчетные параметры наружного воздуха

Расчетные параметры внутреннего воздуха

Расчетные параметры приточного воздуха

Расчетные параметры удаляемого воздуха

ПОСТУПЛЕНИЕ ВРЕДНОСТЕЙ В ПОМЕЩЕНИЕ

Понятие вредности

5.2. Предельно-допустимые концентрации вредных веществ ПДК_рз

Классы опасности вредных веществ

Основные вредности и их влияние на самочувствие человека

Расчет поступления вредностей от людей

Расчет теплопоступлений в помещения общественных зданий

Теплопоступления от системы отопления

Теплопоступления от источников искусственного освещения

Теплопоступления от солнечной радиации через окна

Теплопоступления от солнечной радиации через покрытие

ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС РАСЧЕТНОГО ПОМЕЩЕНИЯ

ТРЕБУЕМЫЕ ВОЗДУХООБМЕНЫ

Понятие требуемого воздухообмена и принципы его расчета

Построение прямоточных процессов на I-d диаграмме

Расчет требуемых воздухообменов

Расчет воздухообменов по кратности

Выбор расчетного воздухообмена

РЕЦИРКУЛЯЦИЯ ВОЗДУХА В СИСЕМАХ ВЕНТИЛЯЦИИ

Сущность и назначение рециркуляции

Схемы рециркуляции

Рециркуляция в центральных приточных установках

Отображение процессов с рециркуляцией на I-d диаграмме

ПОНЯТИЕ ВЕНТИЛЯЦИИ

Требования, предъявляемые к вентиляции

При проектировании СВЕ приходится стремиться, чтобы они как можно лучше удовлетворяли самым различным требованиям: санитарно-гигиеническим, экономическим, энергетическим, пожарной безопасности и другим. К сожалению, как и для любого технического решения, создание идеальной системы, абсолютно полно удовлетворяющей всем требованиям одновременно, в принципе невозможно. Например, установка дополнительного оборудования повышает возможности системы, однако растет ее стоимость, увеличиваются затраты энергии при эксплуатации, усложняется ремонт. Установка современных систем автоматики облегчает эксплуатацию систем. однако ремонт становится доступным только высококвалифицированному персоналу. Примеры можно продолжать до бесконечности. Поэтому следует всегда помнить, что любое техническое решение, в том числе и СВЕ, есть определенный компромисс между выполнением противоречивых требований, предъявляемых к нему.

Разберем подробнее, какие же основные требования предъявляются к СВЕ. Вначале дадим их общий перечень:

1) санитарно-гигиенические;

2) технологические;

3) энергетические;

4) экономические;

5) конструктивно-технологические;

6) эксплуатационные;

7) пожарной безопасности;

8) экологические;

9) архитектурно-строительные;

10) строительно-монтажные.

1.2.1. Санитарно-гигиенические требованиязаключаются в том, что вентиляция должна обеспечивать в помещениях состояние воздуха, соответствующее требованиям санитарных норм. В помещениях должны поддерживаться установленные значения температуры, влажности, концентрации вредных веществ. Особое внимание следует обратить на запыленность воздуха, так как многие СВЕ в нашей стране эксплуатируются без фильтров, состояние покрытий приточных камер, вентиляционных шахт и холодных камер не соответствуют современным требованиям. Современные конструкции установок предусматривают обязательную очистку воздуха. Специальные покрытия внутренней поверхности приточных камер допускают их влажную уборку, а иногда и полную промывку водой. Предпочтение отдается гладким металлическим и пластмассовым поверхностям. Современные фильтры позволяют производить очистку от любых пылей и микроорганизмов, производить озонирование и одорироваание воздуха.

1.2.2. Технологические требования заключаются в том, что вентиляция должна обеспечивать в помещениях состояние воздуха, соответствующее требованиям протекающего технологического процесса. Многие технологические процессы, особенно связанные с обработкой гигроскопических материалаов, весьма чувствительны к температуре и влажности внутреннего воздуха. типичным примером являются предприятия легкой (текстильные. прядильные и трикотажные фабрики, полиграфические предприятия и др.) и пищевой промышленности. В этом случае внутренние параметры назначаются, исходя из требований именно технологического процесса а не комфортного ощущения людей. Во многих случаях для обеспечения требуемых параметров приходится использовать СКВ, а не СВЕ.

1.2.3. Энергетические требования заключаются в том, что СВЕ должны выполнять возложенные на них функции при минимальном потреблении тепловой и электрической энергии. Выполнение данного требования обеспечивается внедрением современных методов конструирования оборудования и современных технологий его изготовления, правильным выбором размеров оборудования и вентиляционных каналов, использованием более эффективного и экономичного оборудования, использованием вторичных энергетических ресурсов (в первую очередь использованием теплоты удаляемого вентиляционного воздуха), применением современных цифровых систем автоматического регулирования (САР). Использование современных САР позволяет оптимизировать работу оборудования в самых различных режимах и эффективно управлять даже очень сложными системами, добиваясь минимума потребления энергии. Тщательное конструирование поверхностей, обтекаемых воздушным потоком позволяет также существенно снизить аэродинамическое сопротивление отдельных элементов систем, улучшить энергетические характеристики вентиляторов и насосов. Применение современных электродвигателей с внешним ротором, использование инверторных преобразователей для регулирования скорости вращения колес вентиляторов и насосов, разработка новых конструкций подшипников, улучшение тепловой изоляции оборудования – все это меры, направленные на снижение энергопотребления СВЕ.

1.2.4. Экономические требованиязаключаются в том, что стоимость самой СВЕ и стоимость ее эксплуатации должны быть как можно ниже. Иными словами, вентиляция должна быть доступна по цене, иначе просто от нее откажутся. К сожалению, это требование является наиболее сложно выполнимым. особенно в наши дни. Стоимость качественного оборудования достаточно высока, стоимость тепловой и электрической энергии непрерывно растет – все это приводит к тому, что современные системы вентиляции недоступны малообеспеченному потребителю. И, несмотря на заведомо более низкое качество оборудования, заказчик часто приобретает именно его, ориентируясь на более низкую цену. В некоторых случаях СВЕ сооружаются чисто номинально, для отвода глаз, с целью приема их службами санитарного надзора, чтобы получить разрешение на пуск предприятия. О дальнейшей их эксплуатации заказчик даже не думает. При таком подходе заказчик покупает, разумеется, самое дешевое оборудование, часто негодное к эксплуатации. Результатом становится абсолютно неприемлемое состояние воздушной среды на некоторых предприятиях.

Следует отметить, что стоимость СВЕ и затраты на нее – это разные вещи. Приведенные годовые затраты складываются из капитальной стоимости, деленной на срок эксплуатации системы, и эксплуатационных затрат (годовая стоимость тепловой и электрической энергии, ремонта оборудования, зарплата обслуживающего персонала).

П = К / Т + Э

При таком способе оценки изначально более дорогая система, но имеющая больший срок эксплуатации, меньшее энергопотребление и не нуждающаяся в ремонтах, будет иметь меньшие приведенные годовые затраты.

1.2.5. Конструктивно-технологические требования заключаются в том, что конструкция СВЕ должна обеспечивать современные эффективные способы их производства. Элементы СВЕ должны изготавливаться на современном, уже достигнутом уровне технологии производства, с надлежащей степенью точности и соответствующим качеством. На передовых предприятиях производство элементов СВЕ осуществляется на автоматизированных и роботизированных линиях и отдельных станках, управляемых программно. Следует признать, что только такой уровень производства способен обеспечить высокую надежность и полную идентичность изготавливаемых элементов. Субъективный фактор максимально убран из самого процесса производства. Кроме того, такой подход в массовом производстве позволяет существенно снизить стоимость изготовления оборудования.

Совершенствование конструкции и технологии изготовления приводят к тому, что из конструкции оборудования по возможности максимально убираются дорогие и трудоемкие винтовые соединения, предпочтение отдается креплению на защелках. Тщательно отрабатываются конфигурации всех несущих панелей, каркасов и элементов корпусов. Большинство неответственных деталей изготавливается из пластмассы. Везде, где можно, используются штампованные детали. На наружные поверхности корпусов оборудования декоративные покрытия наносятся автоматическими линиями, что гарантирует их высокую прочность и стойкость.

1.2.6. Эксплуатационные требования заключаются в том, что в процессе функционирования СВЕ ее эксплуатация должна быть минимально трудоемкой. Это достигается в первую очередь увеличением ресурса работы оборудования, что исключает необходимость частого обслуживания или ремонта. Например, современные герметизированные подшипники не требуют обслуживания и смены смазки в течение всего срока службы вентиляторов. Доступ к обслуживаемым элементам оборудования должен быть максимально облегчен. Для этого в конструкции приточных установок предусматривают люки и дверцы, в некоторых случаях обслуживаемые фильтры и воздухонагреватели выдвигаются наружу на специальных салазках. Компоновка агрегатов выполняется таким образом, чтобы замена приводных ремней, смена фильтров или их чистка, проверка работы клапанов и другие операции не вызывали затруднений. Иногда предусматривают дополнительную подсветку внутри приточных установок для визуального контроля состояния оборудования. В больших установках допускается влажная уборка внутренней поверхности.

Несмотря на высокую ремонтнопригодность современного оборудования, сложность его конструкции приводит к тому, что техническое обслуживание и ремонт должны производить только специально обученные специалисты.

1.2.7. Требования пожарной безопасностизаключаются в том, что должна быть исключена возможность возникновения пожара при эксплуатация СВЕ. Это достигается применением специальных защитных отключающих устройств на воздухонагревателях и двигателях вентиляторов, насосов и компрессоров. Кроме того, если СВЕ обслуживает пожаро- или взрывоопасное помещение, используемое оборудование должно быть выполнено во взрывозащищенном исполнении. При необходимости на вентиляционных каналах устанавливаются специальные огнезадерживающие клапаны. Воздуховоды и конструкция корпусов оборудования должны обладать требуемой степенью огнестойкости, что достигается использованием негорючих материалов для воздуховодов, тепловой изоляции, герметизирующих материалов.

1.2.8. Экологические требования заключаются в том, что работа СВЕ не должна негативно сказываться на состоянии окружающей среды. Например, использование новых хладагентов в СКВ вместо хлорсодержащих фреонов 12 и 22 уменьшает выброс в атмосферу веществ. разрушающих озоновый слой. Для конструкции пластмассовых деталей выбираются синтетические материалы, не содержащие и не выделяющие вредных веществ. Производится очистка выбрасываемого в атмосферу воздуха, чтобы избежать ее загрязнения. Снижение энергопотребления уменьшает тепловое загрязнение окружающей среды.

1.2.9. Архитектурно-строительные требования заключаются в том, что отдельные элементы СВЕ, расположенные внутри помещений (воздухораспределители, решетки, воздуховоды, местные отсосы от оборудования), не должны нарушать их внутренний интерьер. Сама СВЕ должна органически вписываться в конструкцию здания. Необходимость прокладки воздуховодов и размещения вентиляционного оборудования не должны существенно усложнять конструкцию здания. Желательно, чтобы оборудование СВЕ занимало как можно меньше места и не занимало бы полезной производственной площади. С этой целью его располагают на вспомогательных площадках и специально отведенных технических помещениях.

Предполагаемое расположение оборудования и воздуховодов не должно нарушать целостности строительных конструкций здания, потерю их несущей способности. Не допускается, например, при прокладке воздуховода через перекрытие пробивать отверстие по ребру плиты, так как это ослабляет ее несущую способность. Нагрузка от оборудования на колонны и плиты перекрытий должна быть в допустимых пределах, в противном случае следует предусматривать усиление конструкций. тяжелое оборудование предпочтительнее располагать в подвале во избежание больших нагрузок на конструкции и возникновения сильных вибраций при работе оборудования. Прокладка вытяжных воздуховодов и шахт через гидроизоляционное покрытие кровли не должна нарушать его целостность.

Следует отметить, что и архитектор при проектировании конструкции здания также должен обязательно учитывать предполагаемое расположение вентиляционного оборудования и возможную трассировку воздуховодов, чтобы облегчить будущее проектирование СВЕ и СКВ. Для этого помещения под вентиляционные камеры и оборудование следует размещать в удаленных от основных помещений местах (чтобы уменьшить уровень шума), но так, чтобы не затруднялась прокладка воздуховодов в вентилируемые помещения. Целесообразно иметь несколько вентиляционных камер в разных концах большого здания, чтобы исключить прокладку длинных воздуховодов. При прокладке воздуховодов по коридорам целесообразно иметь запас по высоте, чтобы расположить воздуховоды за подшивными потолками. Эффективным средством упрощения трассировки воздуховодов в многоэтажных зданиях является устройство специального технического этажа наверху здания, на котором без труда может быть размещено как приточное, так и вытяжное оборудование. Для прокладки вертикальных каналов и воздуховодов следует предусматривать специальные шахты, или закрывать воздуховоды фальш-стенами из легких материалов.

В настоящее время для внутренней отделки помещений широко применяются гипсоволокнистые листы, которые крепятся к стенам на специальные профили из стали. При использовании такой технологии декоративное укрытие любого воздуховода не представляет труда при условии, что имеется определенный запас размеров по высоте и ширине помещений.

1.2.10. Строительно-монтажные требования заключаются в том, что конструкция СВЕ должна предусматривать технологичные способы монтажа воздуховодов и оборудования на объекте, обеспечивающие надлежащее качество сборки системы. Особое внимание следует уделять герметизации уплотнений при соединении звеньев воздуховодов и присоединении элементов оборудования. Элементы крепления к конструкциям не должны их повреждать, должны быть унифицированы, их изготовление должно быть организовано в массовом производстве. При необходимости для монтажа может использоваться специализированный инструмент. Тяжелые элементы оборудования должны иметь раму или каркас с отверстиями для строповки. Габаритное оборудование должно быть по возможности разборным для облегчения транспортировки и доставки в помещения вентиляционных камер.

Современные фирмы-производителя разрабатывают детальные инструкции по монтажу с указанием последовательности и правил выполнения отдельных операций. При необходимости оборудование снабжается встроенными уровнями для контроля горизонтальности или вертикальности установки. Болтовые соединения все больше заменяются тщательно проработанными защелочными конструкциями, обеспечивающими быструю сборку. Для присоединения воздухораспределительных устройств, местных отсосов, ответвлений к магистралям все чаще используют гибкие воздуховоды, позволяющие эффективно компенсировать неточности монтажных размеров. Вместо прокладок интенсивно используются самозастывающие герметики. Тяжелые и трудоемкие фланцевые соединения заменяются более легкими и технологичными ниппельными и бандажными. для пробивки и сверления отверстий в стенах применяются мощные и производительные перфораторы. Для уменьшения количества соединений на прямых участках воздуховодов применяют спирально-шовные воздуховоды, которые могут быть изготовлены любой длины.

Плотность

Плотностью называется масса вещества в единице объема. Единица измерения плотности кг/м³. Плотность газов зависит от молекулярной массы, давления и температуры. Средняя молекулярная масса сухого воздуха равна 29, а молекулярная масса ВП – 18. Плотность всех газов уменьшается с повышением температуры, так как при нагревании при постоянном давлении они расширяются. Для сухого воздуха при 20 °С плотность равна 1,2 кг/м³. При других значениях температуры ее можно вычислить по формуле

ρ_t = 353 / (273 + t)

Плотность ВП может быть определена по формуле

ρ_t = 219 / (273 + t)

Плотность ВВ меньше плотности СВ, так как ВП имеет меньшую молекулярную массу, чем СВ. Однако учитывая, что количество водяных паров в воздухе относительно невелико, уменьшением плотности в практических расчетах можно смело пренебречь. Так, при температуре воздуха 20 °С в воздухе может находиться около 14 г влаги на 1 кг сухого воздуха, что даст при вычислении плотности погрешность не более 0,7%.

Теплоемкость

Теплоемкостью называется количество теплоты, требуемое для нагрева 1 кг вещества на 1 °С. Теплоемкость сухого воздуха при постоянном давлении равна 1,005 кДж/(кг °С). Теплоемкость водяных паров равна 1,8 кДж/(кг °С). Точно также, как и с плотностью, в практических расчетов пренебрегают изменением теплоемкости ВВ, связанным с наличием в воздухе водяных паров, и считают теплоемкость ВВ равной теплоемкости СВ, то есть 1,005. более того, в прикидочных расчетах можно принимать с = 1, что даст ошибку 0,5% в сторону уменьшения результата вычислений. Учитывая значительно более низкую точность расчетов в вентиляции, связанную с неопределенностью многих исходных данных, а также тот факт, что любое оборудование подбирается с запасом, погрешность самих вычислений в 0,5% вполне допустима.

Температура

Температура является мерой нагретости тела. В вентиляции темепературу воздуха обычно указывают по стоградусной шкале, называемую в разговорной речи шкалой Цельсия. Абсолютные температуры по шкале Кельвина не нашли применения в вентиляции. В стоградусной шкале за 0 принята температура таяния льда. Температура кипения чистой воды при нормальном атмосферном давлении соответствует 100 °С. В вентиляционной практике приходится иметь дело как с положительными, так и отрицательными значениями температур.

2.1.4. Влагосодержание

Влагосодержанием ВВ называется количество водяных паров в граммах, приходящееся на каждый килограмм сухой части воздуха. Влагосодержание обозначается буквой d, а единица измерения г/кг.с.в.

Количество влаги, которое может максимально содержаться в воздухе при атмосферном давлении, сильно зависит от его температуры, значительно возрастая при ее повышении, как показано ниже в таблице.

Температура, °С	-20	-10
Макс. влагосодержание, г/кг.с.в.	0,77	1,79	3,8	7,63	14,7	27,3	48,9	86,3	152,0

Относительная влажность

Относительной влажностью ВВ называется отношение парциального давления паров в воздухе к давлению насыщающих водяных паров. Обычно относительную влажность выражают в процентах. Тогда формула для расчета относительной влажности будет

φ = 100 ´ р_вп / р_нп,

Для абсолютно сухого воздуха р_вп = р_нп, и φ = 100 %. При полном насыщении воздуха водяными парами р_вп = р_нп, и φ = 100 %. Относительной влажность, таким образом, является мерой степени насыщения воздуха водяными парами

Температура точки росы

Если ВВ, имеющий относительную влажность 0 < φ < 100 %, охлаждать, то при понижении температуры будет уменьшаться давление насыщенных водяных паров, которое зависит только от температуры. При этом влагосодержание воздуха будет оставаться неизменным, а относительная влажность будет увеличиваться. В некоторый момент при определенной температуре значение р_нп достигнет значения р_вп . В этот момент относительная влажность достигнет значения 100% – ВВ приобретет состояние полного насыщения. При дальнейшем охлаждении р_нп станет меньше р_вп , и часть влаги начнет конденсироваться на холодных поверхностях, контактирующих с воздухом, или образуется туман. Таким образом, дальнейшее охлаждение воздуха приводит к его перенасыщению влагой, что ведет к выпадению конденсата – росы. Поэтому та предельная температура, до которой можно охлаждать воздух без выпадения конденсата, и начиная с которой процесс дальнейшего охлаждения сопровождается выпадением конденсата, называется температурой точки росы. Температура точки росы при постоянном атмосферном давлении зависит только от начального влагосодержания воздуха.

2.1.7. Энтальпия (теплосодержание)

Энтальпией ВВ называется количество теплоты, которое требуется на то, чтобы перевести 1 кг абсолютно сухой воздух (d = 0), находящийся при 0 °С, в некое другое состояние с температурой t и влагосодержанием d.

Из данного определения следует, что при t = 0 и d = 0 энтальпия воздуха также равна 0.

Энтальпия воздуха измеряется в кДж/кг.с.в (килоджоули на килограмм сухого воздуха) и складывается из трех слагаемых, которые отражают затраты теплоты на следующие цели:

- нагрев сухой части воздуха до температуры t;

- испарение влаги;

- нагрев водяных паров до температуры t.

I = c_св t + r d /1000 + c_вп t d /1000

Вклад указанных трех составляющих неодинаков. Оценим его для расчета энтальпии воздуха, имеющего 50% относительную влажность при 20 °С.

I = 1,005 ´ 20 + 2500 ´ 7 /1000 + 1,8 ´ 20 ´ 7 /1000 =

= 20,1 + 17,5 + 0,036 = 37,5 + 0,036

Из приведенных вычислений видно, что затраты теплоты на нагрев сухой части воздуха и на испарение влаги соизмеримы и имеют один порядок, а затраты тепла на нагрев водяных паров составляют лишь около 0,1% от суммы двух других составляющих. Таким образом, энтальпия воздуха в основном складывается из первых двух слагаемых, а третьим слагаемым в большинстве случаев можно пренебречь.

ВЛАЖНОГО ВОЗДУХА

Х

Δd d

k = tg(α) = ΔY / ΔХ k = 1000 ΔI / Δd

Рис. 3.2. К понятию углового коэффициента

В уравнении прямой линии Y = k Х + b угловой коэффициент k равен тангенсу угла наклона линии по отношению к оси ОХ.

Отличие I-d диаграммы от привычной декартовой системы координат состоит лишь в том, что она косоугольная: угол между осями энтальпий и влагосодержаний обычно равен 135°. Во всем остальном имеется почти полная аналогия. Вертикальная линия и в той и в другой системе координат имеет угловой коэффициент, равный бесконечности, угловой коэффициент горизонтальной линии в обеих системах равен 0.

Особо подчеркнем, что угловой коэффициент и на I-d диаграмме не может указывать направление луча процесса, а характеризует только его наклон. Так, для процесса С-D угловой коэффициент равен бесконечности, и для процесса D-C он будет таким же. Для процесса E-F угловой коэффициент равен нулю, и для процесса F-E он будет таким же. Совершенно неважно, какая из двух точек является начальной, а какая конечной. При смене направления луча на противоположное ΔIи Δd не изменяют своего абсолютного значения, а лишь меняют знак на противоположный, поэтому ни значение, ни знак углового коэффициента не меняется.

ВЕНТИЛЯЦИОННОМ ПРОЦЕССЕ

Понятие вредности

Под термином "вредности" в вентиляции понимаются вредные вещества и теплота, поступающие в воздух помещений и негативно влияющие на самочувствие человека.

Целью вентиляции является создание комфортных условий для пребывания людей в помещениях. На тепловой комфорт человека влияют температурно-влажностные условия в помещении и подвижность воздуха, а на процессы дыхания, обмена веществ и другие функции организма – газовый состав воздуха, то есть наличие в воздухе вредных веществ, изменяющих нормальное функционирование различных подсистем организма.

Предельно-допустимая концентрация вредного вещества в рабочей зоне – это такая концентрация, которая при ежедневной (кроме выходных дней) работе в течение 8 ч или при другой продолжительности, но не более 41 ч в неделю, в течение всего рабочего стажа не могут вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующего поколений.

Кроме ПДК рабочей зоны гигиенистами установлены также предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе населенных мест: максимально-разовые (ПДК_мр), отнесенные к периоду воздействия 20-30 минут, и среднесуточные, отнесенные к периоду воздействия в течение всего жизненного цикла человека (70 лет). Эти концентрации используются при решении вопросов охраны воздушного бассейна.

Значения ПДК_рз для большого количества вредных веществ приведены в ГОСТ 12.1.005-88 "Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны".

Таким образом, ПДК_рз это максимальное значение концентрации вредного вещества, которое можно допустить в помещении. При этом должно соблюдаться соотношение С_в < ПДК_рз , или С_в / ПДК_рз < 1

Вредные вещества по-разному воздействуют на организм человека: одни являются кровяными ядами (угарный газ), другие обладают раздражающим действием (кислота), третьи воздействуют на сосудисто-нервную систему (углеводороды), четвертые (вещества фиброгенного действия) воздействуют на легкие (окись кремния, цемент, другие неорганические пыли), пятые вызывают онкологические заболевания (асбест, бензол, бенз(а)пирен, мышьяк, никель, хроматы и бихроматы). При одновременном содержании в воздухе рабочей зоны нескольких вредных веществ они могут обладать однонаправленным действием. Список групп веществ, обладающих однонаправленным действием, составляется органам государственного санитарного надзора.

При одновременном содержании в воздухе рабочей зоны нескольких вредных веществ однонаправленного действия сумма отношений фактических концентраций каждого из них (С₁, С₂ ... С_n) в воздухе к их ПДК (ПДК₁, ПДК₂ ... ПДК_n) не должна превышать единицы

Горизонтальную поверхность

Широта,	qср, Вт	Широта,	qср, Вт	Широта,	qср, Вт

Коэффициент теплоотдачи к воздуху на наружной поверхности покрытия для летнего режима определяется по формуле

α_н = 1,163 (5 + 10 v_н ),

где v_н – расчетная скорость ветра для теплого периода (параметры А), м/с.

Таблица 5. Коэффициент поглощения солнечной радиации

ТРЕБУЕМЫЕ ВОЗДУХООБМЕНЫ

Его расчета

Вентиляция (ВЕ) предназначена для удаления вредностей из помещения путем создания воздухообмена (ВО). Желательно, чтобы эта цель ВЕ обеспечивалась бы при минимальных расходах воздуха и, соответственно, минимальных затратах на обработку воздуха. Поэтому при проектировании ВЕ одной из важнейших задач является определение минимального воздухообмена, при котором может быть достигнут требуемый результат с заданным коэффициентом обеспеченности. Этот минимально требуемый воздухообмен обычно называют просто требуемым воздухообменом(ТВО).

Расчет ТВО для основных помещений производится для трех расчетных периодов: теплого (ТП), переходного (ПП) и холодного (ХП). Перед расчетом составляется расчетная схема помещения, вариант которой применительно к помещению общественного здания приведена на рисунке 7.1.

Верхняя зона G_у

t_у , d_у , I_у , c_у

М_вл , Q_изб,я , V_CO2

G_п

t_п , d_п , I_п , c_п Рабочая зона (РЗ)

Рис. 7.1. Расчетная схема помещения

Для расчета ТВО необходимо знать лишь условия в помещении и на его границе: параметры воздуха при выпуске его в помещение, внутри помещения и при удалении его из помещения, а также количество выделяющихся вредностей. Параметры наружного воздуха и на отдельных стадиях обработки его в приточной камере не принципиальны — при расчете ТВО рассматривается исключительно само помещение.

При расчете ТВО предполагается стационарный режим вентиляции, при котором все выделяющиеся вредности удаляются из помещения вместе с удаляемым воздухом. При этом не происходит накапливания вредностей в помещении, и значения концентраций вредностей и температур имеют постоянное значение, не изменяющееся во времени.

С понятием стационарного режима в любой области всегда связано понятие баланса, то есть равновесия, равенства. Это следует из законов сохранения вещества и энергии. Применительно к рассматриваемому вопросу можно говорить о балансе по воздуху и по выделяющимся вредностям.

Баланс по воздуху описывается уравнением

∑G = 0

При этом полагается, что суммирование ведется с учетом знака: приток воздуха (стрелка на расчетной схеме направлена внутрь помещения) считается положительной величиной, а вытяжка (стрелка на схеме направлена наружу, из помещения) считается отрицательной величиной.

Баланс по той или иной вредности описывается аналогичными уравнениями

∑Q_изб.я = 0; ∑Q_изб.я = 0; ∑М_w = 0; ∑V_СО2 = 0.

При этом суммирование также ведется с учетом знака: вредности, поступающие в помещение (выделяющиеся в нем или вносимые с приточным воздухом) считаются положительной величиной, а вредности, удаляемые из помещения вместе с удаляемым воздухом считаются отрицательными величинами.

В развернутом виде уравнение воздушного баланса выглядит следующим образом

G_п – G_у = 0

&