Микроклимат. Методы нормализации параметров микроклимата

Для производственных помещений факторы микроклимата (t_в, V_в, φ) нормируют как оптимальные и допустимые в зависимости от периода года (тёплый – средняя температура наружного воздуха выше 10⁰С, холодный – средняя температура наружного воздуха ниже 10⁰С) и от категории работы по степени тяжести (лёгкая, средней тяжести и тяжёлая).

Легкая работа – работа категории Iа и Iб.

Категория Iа – энергозатраты до 120 ккал/ч (139 вт/час) – работы, производимые сидя и сопровождающиеся незначительным физическим напряжением.

Категория Iб – энергозатраты 121-150 ккал/ч (140-174 вт/час) – работы производимые сидя, стоя или связанные с ходьбой и сопровождающиеся некоторым физическим напряжением.

Работа средней тяжести – работа категорий IIа и IIб.

Категория IIа – энергозатраты 151-200 ккал/ч (175-232 вт/час) – работы, связанные с постоянной ходьбой, перемещением мелких (до 1 кг) изделий и предметов в положении стоя или сидя и требующие определенного физического напряжения.

Категория IIб – энергозатраты 201-250 ккал/ч (232-290 вт/час) – работы, связанные с ходьбой и переноской тяжестей до 10 кг и сопровождающиеся умеренным физическим напряжением.

Тяжелые работы (категория III) – энергозатраты более 250 ккал/ч (290 вт/час). Работы, связанные с постоянными телодвижениями, перемещением и переноской тяжестей свыше 10 кг и требующие больших физических усилий.

Улучшение параметров микроклимата достигается в холодный период года применением теплоизолирующих материалов и систем отопления, а в тёплый период года использованием вентиляции и систем кондиционирования воздуха (СКВ).

Системы отопления делят на: паровые; водяные; воздушные; электрические; топливные.

Цель отопления - компенсировать потери теплоты.

Вентиляция по способу перемещения воздуха делится на: естественную; искусственную; смешанную.

Назначение вентиляции – это поглощение избыточной теплоты или нагревание воздуха.

Потери теплоты в помещении Q_п складываются из потерь на ограждениях Q_огри на остеклении Q_ост Система отопления должна иметь теплопроизводительность не меньше, чем величина теплопотерь.

Здесь F_огр, F_ост – площадь ограждений и остекления, м²; К_огр, К_ост – коэффициенты теплопередачи, вт/(м2*град); t_вн, t_нар – температура внутреннего и наружного воздуха, ⁰С.

Естественная вентиляция осуществляется гравитационным давлением за счёт разности плотностей холодного и тёплого воздуха, а также ветровым напором.

Рисунок 2.2.

Организованная естественная вентиляция – аэрация.

Рисунок 2.3.

Естественная вентиляция дефлекторами.

а – работает на приток; б – работает на вытяжку (эжекционный).

Рисунок 2.4.

Виды дефлекторов

а - с плавным раструбом; б - эжекционный; в - трёхгранный; г - круглый.

При искусственной вентиляции воздух подаётся осевыми или центробежными (радиальными) вентиляторами.

Вентилятор характеризуется следующими величинами.

1. Производительностью (подачей) L, м³/ч.

2.

Развиваемым давлением p, Па.

3.

Электрической мощностью N, квт.

4.

Коэффициентом полезного действия η.

При локальном выделении вредных веществ применяют местную вытяжную вентиляцию, которая бывает следующей.

1. Закрытого типа (вытяжные шкафы, окрасочные камеры, кожухи, укрывающие пылящее оборудование).

2. Открытого типа (вытяжные зонты, вытяжные панели).

Производительность вентилятора определяется по следующей формуле.

.

F - площадь сечения вентиляционного патрубка, м2; V - скорость движения воздуха, м/с.

Принимается в пределах 0,15-1,5 м/с в зависимости от класса опасности вещества.

Рисунок 2.5.

Схемы устройств для очистки вентиляционных выбросов от пыли

а - камера пылеосадочная; б - циклон.

1 - корпус;

2 - удаление очищенного воздуха;

3 - удаление скопившейся пыли.

Осевые вентиляторы применяют, когда требуется получить значительную производительность, а центробежные - для обеспечения высокого давления.

Количество воздуха L (м²/ч), которое надо подать в помещение для разбавления вредных веществ определяется по формуле:

.

Здесь G - количество выделяющихся вредных веществ, мг/ч; q_пдк - предельно допустимая концентрация, мг/м3.

В помещениях с постоянным пребыванием людей минимально необходимое количество воздуха определяется из расчёта разбавления углекислого газа до предельной концентрации. Для выполнения этого требования необходимо подать в помещение 33 м3/ч на одного человека.

Количество воздуха L, которое надо подать в помещение для поглощения избыточной теплоты определяется:

где С - удельная теплоёмкость воздуха, вт/кг*град.; ρ - плотность воздуха, кг/м3.

Избыточная теплота определятся теплом, излучаемым от людей Q_люд, оборудования Q_обор, освещения Qосв, солнечной радиации Q_рад, и теплом, выходящим через ограждения Q_огр.

Система кондиционирования воздуха (СКВ) обеспечивает для человека оптимальный микроклимат (см. рис. 2.2.)

Рисунок 2.6.

Схема кондиционирования воздуха

а б в г д е

Составляющие СКВ.

а) вентилятор; б) увлажнитель; в) калорифер второй ступени; г) охладитель; д) калорифер первой ступени; е) воздушный фильтр.

В режиме охлаждения воздух охлаждается (г) и осушается (в).

В режиме отопления воздух нагревается (д) и увлажняется

(б).