Расчет воздушно-тепловой завесы

Цель работы: освоить методику расчета воздушно-тепловой завесы

Общие положения

Воздушно-тепловые завесы устраиваются в отапливаемых зданиях для обеспечения требуемой температуры воздуха в рабочей зоне и на постоянных рабочих местах. Они могут быть шиберного (с заслонкой) или смешанного типов. В завесах шиберного типа путем частичного перекрытия проема воздушной струей существенно сокращается прорыв холодного воздуха через проем. В помещение при этом поступает смесь холодного наружного воздуха с подогретым из калорифера.

Постоянно действующие воздушно-тепловые завесы предусматриваются:

• у ворот и дверей, открывающихся чаще 5 раз, или не менее чем на 40 мин в рабочую смену;
• у открытых технологических проемов отапливаемых зданий, находящихся в районах с расчетной температурой наружного воздуха для холодного периода и ниже.

Во время открывания ворот и дверей в холодный период допустимы понижения температуры: при работающих завесах на постоянных рабочих местах до в зависимости от категории работ по тяжести, при отсутствии вблизи проема постоянных рабочих мест до .

Температура нагретого воздуха, подаваемого в струю воздушной завесы, не должна превышать:

• для наружных дверей, через которые проходят люди;
• для въездных ворот и технологических проемов;
• рекомендуется скорость движения воздуха на выходе из щели воздухораспределительного устройства не более:

- 8 м/с для наружных дверей, через которые проходят люди;

- 25 м/с для въездных ворот и технологических проемов.

Расчет воздушных завес выполняется по следующему алгоритму:

Будем рассматривать завесы шиберного типа

Общий расход воздуха определяется так:

, (1)

где q – отношение расхода воздуха, подаваемого завесой, к расходу воздуха, проходящего в помещение через проем при работе завесы;

- коэффициент расхода проема при подаче завесы (табл. 1);

- площадь открываемого проема, оборудованного завесой, м ;

- разность давлений воздуха с двух сторон наружного ограждения на уровне проема, Па;

- плотность, , смеси воздуха, подаваемого завесой, и наружного воздуха при температуре , равной нормативной, .

Следует заметить, что определяется из решения уравнения воздушного баланса помещения с учетом ветрового давления для холодного периода года.

Если нет полного набора данных, то для ориентировочных расчетов можно использовать формулы:

, Па (2)

где - поправочный коэффициент учета герметичности здания на ветровое давление (табл. 2);

; (3)

, (4)

где - расчетная высота или расстояние по вертикали от центра проема, оборудованного завесой, до уровня нулевых давлений, т.е. уровня, где давление снаружи и внутри здания равны, м;

- плотность воздуха, , при температуре наружного воздуха;

- плотность воздуха при средней по высоте помещений температуре внутреннего воздуха ;

- расчетная скорость ветра;

с – расчетный аэродинамический коэффициент, в оценочных расчетах принимается равным 0,8.

Расчетную высоту приближенно можно принимать равной:

а) для зданий без аэрационных проемов и фонарей

(5)

где - высота открытого проема, оборудованного завесой;

б) для зданий с аэрационными проемами, закрытыми в холодный период года:

(6)

где - расстояние от центра проема, оборудованного завесой, до центра приточных проемов, м;

- длина открываемых в теплый период года притворов приточных проемов, м;

- то же самое для вытяжных проемов, м.

в) для зданий с аэрационными проемами, открытыми в холодный период года,

(7)

или

, (8)

где - расстояние от центра открытых приточных аэрационных проемов до уровня нулевого давления, м;

и - произведения коэффициентов расхода открытых соответственно приточных и вытяжных проемов и их площадей, м .

Требуемая температура воздуха завесы определяется на основании уравнения теплового баланса по формуле:

, (9)

где Q – отношение теплоты, теряемой с воздухом, уходящим через открытый проем наружу, к тепловой мощности завесы.

Тепловая мощность калориферов воздушно-тепловой завесы равна:

, (10)

где ;

- температура воздуха, забираемого для завесы, ;

- производительность по воздуху, кг/ч;

- производительность по теплу, Вт.

Если в результате расчета окажется меньше , то следует использовать завесы без калориферных секций.

Таблица 1

Коэффициенты расхода проемов для завес шиберного типа

Тип завесы	Относитель-ная площадь	Значения относительных расходов воздуха, подаваемого завесой
0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0
Боковая		0,42/0,36	0,38/0,32	0,35/0,31	0,33/0,28	0,31/0,26	0,29/0,25
	0,35/0,3	0,32/0,27	0,3/0,26	0,29/0,25	0,29/0,25	0,29/0,25
	0,31/0,27	0,29/0,25	0,29/0,25	0,29/0,25	0,29/0,25	0,29/0,25
	0,29/0,5	0,29/0,25	0,29/0,25	0,29/0,25	0,29/0,25	0,29/0,25
Нижняя		0,5/0,42	0,45/0,38	0,4/0,36	0,37/0,32	0,34/0,3	0,31/0,27
	0,4/0,34	0,35/0,3	0,3/0,28	0,28/0,25	0,25/0,23	0,23/0,21
	0,35/0,31	0,3/0,26	0,27/0,24	0,24/0,21	0,22/0,2	0,2/0,18
	0,31/0,27	0,27/0,24	0,24/0,21	0,21/0,19	0,2/0,17

Примечания:

1. - суммарная площадь выпускаемых целей; - площадь открываемого проема, оборудованного завесой.

2. Дробные значения выражают:

числитель – значения для раздвижного проема;

знаменатель – значения для расширенного проема.

Таблица 2

Поправочный коэффициент на ветровое давление

Характерные особенности здания
Без аэрационных проемов	0,2
С аэрационными проемами, закрытыми в холодный период года	0,5
С аэрационными проемами, открытыми в холодный период года	0,8

Таблица 3