Выбор расчетного воздухообмена.
Расчетную величину воздухообмена в помещении GР, кг/ч, т.е. расход воздуха для подбора вентиляционного оборудования, выбирают, руководствуясь следующими соображениями:
- для ВЕНТИЛЯЦИИ:
1) если в помещении в теплый период года можно осуществлять требуемый воздухообмен через открытые проемы, то за расчетный воздухообмен принимается большая величина из требуемых воздухообменов в переходный и холодный периоды;
2) если в теплый период невозможно осуществлять естественное проветривание через окна (по технологическим, санитарно-гигиеническим или конструктивным причинам), то расчетный воздухообмен равен большему из требуемых воздухообменов по трем периодам;
- для КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА:
расчетным является больший из требуемых воздухообменов по двум периодам.
Если для раздачи приточного воздуха используются воздухораспределители, работающие на переменном расходе воздуха, то подача притока регулируется не только по сезонам, но и в течение рабочего времени. Это дает заметную экономию энергии. Однако, системы с переменным расходом пока не получили широкого распространения. Хотя в принципе возможен вариант, при котором устраиваются две приточные системы: одна, с производительностью, равной наименьшему из требуемых воздухообменов, работает в течение всего года, а вторая, дополнительная, подключается в тот период, для которого требуемый воздухообмен больше.
Поэтому, выбрав расчетную величину воздухообмена по какому-нибудь периоду, необходимо уточнить параметры приточного или, наоборот, внутреннего воздуха для остальных периодов, т.е. решить так называемую обратную задачу расчета воздухообмена. Это необходимо для правильного выбора теплопроизводительности калориферной установки.
При схеме «один приток – одна вытяжка» возможны следующие варианты:
1) при КОНДИЦИОНИРОВАНИИ всегда уточняем параметры притока по формуле:
t = t −3,6⋅ QИЗБ.Я ,
П УG Р ⋅ сВ
Здесь значения tУ и QИЗБ.Я принимаются для того периода, для которого уточняется температура притока. При этом уточненное значение tП обязательно должно получиться выше, чем первоначально принятое.
2) при ВЕНТИЛЯЦИИ, если расчетный воздухообмен принят по теплому периоду, уточняем температуру притока в холодный период по вышеприведенной формуле и внутреннюю температуру в переходный период по формулам:
| tУ | = tП + | 3,6⋅ QИЗБ.Я | ; tВ = tУ − t . | |
| G Р ⋅ сВ |
Здесь величина t – это принятая для переходного периода разность tУ и tВ , вычисленная через grad t (см.п.3.1); значения tП и QИЗБ.Я также принимаются для переходного периода. Если полученное значение tВ окажется ниже минимального из допустимых для данного помещения, т.е. ниже t В.ОТ, делается вывод, что в переходный период необходимо продолжать подогрев притока, и требуемая температура притока вычисляется, как при кондиционировании.
Если расчетный воздухообмен принят по переходному периоду, то уточняют температуру притока в холодный период и внутреннюю температуру – в теплый. При этом фактическое значение t В в теплый период обязательно должно получиться ниже, чем первоначально принятое.
Если расчетный воздухообмен принят по холодному периоду , уточняют фактическую внутреннюю температуру в теплый и переходный период и при необходимости решают вопрос о продолжении подогрева притока в переходный период.
После выбора GР и решения обратной задачи воздухообмена вычисляют объемные
| Р | G Р | Р | G Р | |||||||
| расходы воздуха по притоку и вытяжке, м | /ч: | L | П | = | ; L | = | ; где плотность притока ρП и | |||
| ρ П | У | ρУ | ||||||||
вытяжки ρУ, кг/м3, вычисляется в зависимости от температур притока и вытяжки, взятых для того периода, для которого они являются наибольшими (обычно для теплого периода):
ρ = t +353273 . Поскольку эти плотности неодинаковы, объемный расход по притоку и по
вытяжке также может несколько не совпадать. После этого вычисляются фактические кратности воздухообмена (см.п.4.1): К РФ = LР 
V ,ч-1,также отдельно по притоку и по
вытяжке. Здесь V – объем помещения по внутреннему обмеру, м3. Подробнее см.
приведенный ниже пример расчета воздухообмена.
Примечание.При снижении в течение года или суток тепловой нагрузки в помещениивозможен вариант работы системы “с пропусками”. При этом требуется выполнение санитарной нормы по свежему воздуху, подаваемому в помещение.
После расчета LР необходимо сравнить их с минимальным количеством наружного воздуха LСО2, м3/ч, которое определяют по выделениям углекислого газа:
| LCO | = | MCO | ||
| СПДК − СП | ||||
Здесь MСО2 – выделение СО2 в помещении, л/ч (см . п.1.3), принимается по таблице «Сводная таблица вредных выделений»; CПДКиCП–соответственно максимальнодопустимая концентрация углекислого газа во внутреннем воздухе и его концентрация в приточном воздухе, л/м3, определяемые следующим образом [3]:
| Район | CП, л/м3 | Здание | CПДК, л/м3 |
| Центр города (более 1 млн.чел) | 0,75 | Лечебные и детские | 1,0 |
| Район в черте города | 0,5 | Актовые, зрительные, | 1,5 |
| спортивные залы и т.п. с | |||
| большим числом людей | |||
| Загородная зона, небольшие | 0,4 | При временном пребывании | 2,0 |
| поселки | (магазины, кинотеатры) |
Величина LСО2 должна быть не меньше, чем предусмотрено нормами подачи наружного воздуха на одного человека LО для соответствующих зданий (см.п.4.1). Например, в зрительных залах и магазинах – не менее 20 м 3/ч на человека, в спортивных залах – 80 м3 /ч на одного занимающегося и не менее 20 м3/ч на одного зрителя [1]. Если оказывается, что LСО2 больше, чем LР, то за расчетный воздухообмен принимается LСО2 и еще раз уточняется температура притока или внутреннего воздуха, как описано выше.
Пример расчета воздухообмена в помещении общественного здания.
Исходные данные
Общественное двухэтажное здание: Амбулатория на 100 посещений в смену с аптекой IV группы в конструкциях.
Район строительства – г.Краснодар.
ВЕНТИЛЯЦИЯ. Расчетное помещение – зал обслуживания населения. Характеристики помещения, параметры микроклимата и результаты расчета тепловлаговыделений приведены
в примере в п.1.3. Схема организации воздухообмена – один приток, одна вытяжка с подачей воздуха в верхнюю зону и удалением также из верхней зоны.
ТП t =(H −2)⋅ grad t =(3,3−2)⋅0,135≈0,18оС по формуле из п.3.1.В данном случаеhРЗ
= 2 м, т.к. люди в помещении стоят. Величину grad t принимаем по таблице из п.3 при удельной теплонапряженности 7,3 Вт/м3 из примера в п.1.3.
| tУ | = t В + | t =31,6+0,18=31,78ºС | |||||
| tП | = tНА +0,5=28,6+0,5=29,1 ºС | ||||||
| GТР = GТР | = | 3,6 ⋅ QИЗБ.Я | = | 3,6 ⋅ 441,5 | ≈ 590 кг/ч | ||
| П | У | сВ ⋅(tУ − tП ) | 1,005 ⋅ (31,78 − 29,1) | ||||
ПП t =(H −2)⋅ grad t =(3,3−2)⋅0,94≈1,3
| tУ | = tВ + | t =18+1,3=19,3 ºС | ||||||||
| tП | = tНА +0,5=10+0,5=10,5 ºС | |||||||||
| G | ТР | = GТР | = | 3,6⋅ QИЗБ.Я | = | 3,6 ⋅ 830 | ≈ 338 кг/ч | |||
| П | У | сВ ⋅(tУ − tП ) | 1,005 | ⋅ (19,3 −10,5) | ||||||
| ХП | t =(H −2)⋅ grad t =(3,3−2)⋅1,1≈1,43 | |||||||
| tУ = tВ + | t =20+1,43=21,43 ºС | |||||||
| tП = tВ.ОТ=16 ºС | ||||||||
| GТР | = GТР | = | 3,6⋅ QИЗБ.Я | = | 3,6 ⋅ 693,5 | ≈ 457,5 кг/ч | ||
| П | У | сВ ⋅(tУ − tП ) | 1,005 ⋅ (21,43 −16) | |||||
| G Р | = G Р | = max(ТП, ПП, ХП) = 590 кг/ч, т.е. соответствует требуемому воздухообмену в | |||||||||
| П | У | ||||||||||
| ТП⇒ уточняем tПХП | и tВПП . | ||||||||||
| t ХП | = t ХП | − | 3,6 ⋅ Q ХП | = 21,43 − | 3,6 ⋅ 693,5 | ≈ 17,2 ºС | |||||
| ИЗБ.Я | |||||||||||
| G | Р ⋅ сВ | 590 ⋅1,005 | |||||||||
| П | У | ||||||||||
| tППП | = t уПП − | 3,6 ⋅ Q ПП | 3,6 ⋅ 830 | ||||||||
| ИЗБ.Я | = 19,3 − | = 14,3 ºС. Поскольку это выше наружной | |||||||||
| G Р ⋅ сВ | 590 ⋅1,005 |
температуры в ПП, равной +10оС, полученный результат говорит о том, что в ПП необходимо продолжать подогрев притока, в данном случае до температуры +14,3оС, во избежание переохлаждения помещения.
Вычисляем объемный расход воздуха и фактическую кратность воздухообмена, принимая температуры притока и уходящего воздуха наибольшими из всех расчетных периодов, т.е. в данном случае по ТП.
| Р | G Р | Ф | Р | -1 | ||||||||||||||||||||||
| ρ П | = | = | = 1,17 кг/м | ; | LП | = | = | ≈ 504 м /ч; | К Р | = L | V ≈8,3ч | |||||||||||||||
| tП +273 | 29,1 + 273 | 1,17 | ||||||||||||||||||||||||
| ρ П | ||||||||||||||||||||||||||
| Р | G Р | Ф | Р | -1 | ||||||||||||||||||||||
| ρ | У | = | = | = 1,16 кг/м | ; | L | = | = | ≈ 509 м /ч; | К | Р | = L | V ≈8,3ч | . | ||||||||||||
| tУ +273 | 31,78 + 273 | У | ρУ | 1,16 | ||||||||||||||||||||||
Таким образом, расчет показывает, что объемные расходы притока и вытяжки отличаются незначительно, и этой разницей можно пренебречь.
Проверяем расчетный воздухообмен на соответствие санитарной норме:
| LCO | = | MCO2 | , где СП = 0,5 л/м3, СПДК =1 л/м3 (см.п.3.1). | |||||||||
| СПДК − СП | ||||||||||||
| M CO2 | P | |||||||||||
| M | CO | =185 л/ч; | L = | = | = 370 | м /ч; L | < L ,поэтому оставляем | |||||
| CO | СПДК − СП | 1 − 0,5 | CO | |||||||||
воздухообмен, вычисленный по избыткам явной теплоты.
КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ ВОЗДУХА. Расчетное помещение – кабинет заведующего (№9). Расчетные параметры наружного и внутреннего климата и результаты расчета теплопотерь в холодный период в режиме отопления приняты по примеру, приведенному в методических указаниях по расчету мощности отопительных приборов системы отопления.
Характеристики помещения и результаты расчета тепловлаговыделений приведены в примере в п.1.3. Схема организации воздухообмена – один приток, одна вытяжка с подачей воздуха в верхнюю зону и удалением также из верхней зоны.
ТП
tП = tВ −6=24−6=18ºС; tУ = tВ +1=24+1=25 ºС.
| GТР | = GТР | = | 3,6⋅ QИЗБ.Я | = | 3,6 ⋅ 371 | ≈ 190 кг/ч. | |||
| П | У | сВ ⋅(tУ − tП ) | 1,005 ⋅ (25 −18) | ||||||
| ХП | |||||||||
| tП = tВ −6=21−6=15 ºС; tУ = tВ +1=21+1=22 ºС. | |||||||||
| GТР | = GТР | = | 3,6⋅ QИЗБ.Я | = | 3,6 ⋅ 350,5 | ≈ 180 кг/ч. | |||
| П | У | сВ ⋅(tУ − tП ) | 1,005 ⋅ (22 −15) | ||||||
| G Р | = G Р =max(ТП, ХП)=190кг/ч,т.е.отвечает требуемому для ТП⇒уточняем t ХП . | ||||||||
| П | У | П |
| tПХП = tУХП − | 3,6 ⋅ Q ХП | 3,6 ⋅ 350,5 | ||||
| ИЗБ.Я | = 22 − | ≈ 15,4 ºС | ||||
| 190 ⋅1,005 | ||||||
| G Р ⋅ сВ |
Вычисляем объемный расход воздуха и фактическую кратность воздухообмена, принимая температуры притока и уходящего воздуха наибольшими из всех расчетных периодов, т.е. в данном случае по ТП.
| Р | G Р | Ф | Р | -1 | |||||||||||||||||||||||||||
| ρ П | = | = | = 1,21 кг/м | ; LП | = | = | ≈ 157 м /ч; | К Р | = L | V ≈4,5ч | . | ||||||||||||||||||||
| t +273 | + 273 | ρ П | 1,21 | ||||||||||||||||||||||||||||
| Р | G Р | Ф | Р | -1 | |||||||||||||||||||||||||||
| ρ | У | = | = | = 1,18 кг/м | ; L | = | = | ≈ 161 м /ч; | К | Р | = L | V ≈4,5ч | . | ||||||||||||||||||
| t +273 | 25 + 273 | У | ρУ | 1,18 | |||||||||||||||||||||||||||
Таким образом, и здесь объемные расходы притока и вытяжки отличаются незначительно.
Проверяем расчетный воздухообмен на соответствие санитарной норме:
| M | L | M CO2 | P | ||||||||||||
| CO | =25 л/ч; | = | = | = 12,5 | м | /ч; | L < L | , поэтому оставляем | |||||||
| CO | СПДК − СП | 1 − 0,5 | CO | ||||||||||||
воздухообмен, вычисленный по избыткам явной теплоты.
