Розрахунок припливної вентиляції. Як розрахувати припливно-витяжну систему вентиляції виробничого приміщення

без правильно влаштованої вентиляції неможливо комфортне проживання в будинку.

Вентиляція будь-якого приміщення - необхідна умова, Навіть якщо це склад, що не відвідуваний людьми. А в громадських і житлових будівлях система вентиляції повинна бути ретельно прорахована і влаштована з урахуванням нормативів. Для кожного закритого приміщення, в тому числі і мансардного, необхідно врахувати систему повітрообміну, яка сприяє комфортному перебуванню людей. У будь-якому житловому будинку можна побачити вентиляційні отвори, які відповідають за надходження свіжого повітря. В громадських приміщеннях, Де передбачається знаходження людей, повинна бути влаштована приточно-витяжна вентиляція що здійснює циркуляцію повітряних мас. Санітарні норми строго регламентують пристрій вентиляційних систем з урахуванням обсягів приміщень і передбачуваної кількості, що знаходяться в ньому людей. Нижче розглянемо види вентиляційних систем і методику розрахунків повітрообміну.

Різновиди систем вентиляції

Вентиляційні системи розрізняються за ступенем складності їх конструкції. Існують кілька типів:

Від якості роботи вентиляційної системи залежить комфортність перебування людей всередині будівлі. Нормативи кількості повітря, що поступає розроблені і опубліковані Росспоживнаглядом, який і контролює роботу вентиляції в громадських будівлях.

Загальна картина вентилювання сучасних будинків

Що потрібно знати про повітряних потоках

Основні етапи розрахунків

природна вентиляція в житлових і громадських будівлях влаштовується при їх будівництві і не вимагає додаткових розрахунків. Тому розмова піде про примусові системах.

Першочерговим завданням для проведення точних розрахунків вентиляційних систем є облік мікроклімату приміщень. Це допустимі і нормативно-рекомендовані значення вологості, температури і обсягів циркуляції повітря. Залежно від типів обраної системи, наведених вище, визначаються завдання - тільки повітрообмін або комплексне кондиціонування приміщення.

На ринку представлений великий вибір спеціалізованого обладнання, здатного не тільки подавати «правильний» повітря, але і фільтрувати його.

Розрахунок поступаемого ззовні повітряного потоку - перший і найважливіший параметр, регульований санітарно-гігієнічними нормами. Він будується на мінімальних обсягах споживання і витрат повітря за рахунок отточних каналів і роботи технологічного обладнання.

Визначення повітрообміну, який вимірюється кубометрами заміщає повітря в годину, залежить від обсягів приміщення і його призначення. Для квартир подача зовнішнього повітря здійснюється в кімнати, де, як правило, мешканці знаходяться довгий час. Це вітальня і спальня, рідше кабінет і холи. У коридорах, кухнях і санвузлах припливу, як правило, не роблять, в них встановлюються тільки витяжні отвори. Повітряні маси надходять природним шляхом з сусідніх кімнат, Де зроблений приплив. Така схема змушує повітряний потік рухатися через житлові кімнати в технічні, «видавлюючи» відпрацьовану повітряно-газову суміш у витяжні канали. Одночасно при цьому видаляються неприємні запахи, які не поширюючись по квартирі або будинку.

Важливим моментом є наявність в кімнаті каміна відкритого типу, Яке споживає багато кисню при роботі.

Розрахунки включають в себе два значення повітрообміну:

За продуктивністю - виходячи з нормативів повітряної маси, що припадає на одну людину.
По кратності - скільки разів відбувається зміна повітря в приміщенні за одну годину.

Важливо!
Для вибору продуктивності планованої системи вентиляції приймається найбільше з отриманих значень.

Продуктивність по повітрю

Для житлових приміщень кількість поступаемого повітря повинно розраховуватися відповідно до будівельних норм і правил (СНиП) № 41-01-2003. Тут вказано кількість витрати однією людиною - 60 куб.м на годину. Цей обсяг повинен бути компенсований припливом зовнішнього повітря. Для спалень допускається менший обсяг - 30 куб.м на годину на одну людину.

При проведенні розрахунків слід враховувати тільки постійно проживають людей, тобто не слід приймати для прорахунку повітрообміну кількість гостей відвідують приміщення час від часу. Для комфортного проведення вечірок існують системи регулюють приплив повітря в різних кімнатах. Таке обладнання дозволить збільшити приплив повітря в вітальню, за рахунок зменшення його в спальні.

Зазвичай панель управління вентиляцією виноситися в окремий щит.

А технологія « розумний будинок»Дозволяє робити те ж саме за допомогою мобільних пристроїв.

Розрахунки проводяться за формулою: L \u003d N х Ln, де:

N - передбачуване число людей;

Ln - нормативні витрати повітря 1 чол. - для спалень - 30 куб.м на годину і для інших приміщень-60 куб.м на годину.

Продуктивність по кратності

Розрахунок кратності обміну повітря в приміщеннях слід проводити, грунтуючись на параметрах приміщення, для цього буде потрібно план будинку або квартири. У плані має бути вказано призначення приміщення і його розміри (висота, площа або довжина і ширина). Для комфортного відчуття потрібно мінімум одноразовий обмін всього об'єму повітря.

Без детального плану будинку організувати коректну вентиляцію вкрай складно.

Слід зазначити, що припливні канали, як правило, дають обсяг повітря для дворазового обміну, тоді як витяжні розраховані на одноразовий повітрообмін. В цьому немає протиріч, так як витрата повітря відбувається ще й природним шляхом - через щілини, вікна та двері.

Провівши розрахунки обміну повітря для кожного приміщення складаємо значення, щоб обчислити продуктивність вентсистеми. Після чого можна буде правильно підібрати потужність припливних і витяжних вентиляторів. Нормативні показники продуктивності для різних приміщень наступні:

системи вентиляції житлових приміщень - 150-500 куб.м на годину;
в приватних будинках і котеджах - 550-2000 куб.м на годину;
в офісних приміщеннях - 1100-10000 куб.м на годину.

Розрахунок проводимо за формулою:L \u003d NxSxH, де:

L - розрахунковий обсяг повітря, що поступає куб.м на годину;

N - норматив кратності обміну повітря: будинки і квартири - 1-2, офісні приміщення – 2-3;

S - площа, кв.м;

Н - висота, м;

Приклад розрахунку аеродинамічного розрахунку вентиляції

У розрахунках вам також може допомогти даний калькулятор

Перед придбанням обладнання необхідно провести розрахунок і проектування систем вентиляції. При підборі обладнання для вентиляційної системи варто врахувати наступні характеристики:

Ефективність і продуктивність по повітрю;
Потужність калорифера;
Робочий тиск вентилятора;
Швидкість повітряного потоку і діаметр повітроводів;
Максимальний показник шуму;

Продуктивність повітря.

Розрахунок і складання проекту вентиляційної системи необхідно починати з обчислення необхідної продуктивності повітря (кубометр / год). Для того щоб правильно розрахувати потужність потрібен докладний план будівлі або приміщення по кожному поверху з експлікацією, що вказує тип приміщення і його призначення, а також площа. Приступають до підрахунку з вимірювання потрібної кратності обміну повітря, яка б показала кількість разів зміни повітря в приміщенні за годину. Так для приміщення загальною площею 100 м2 висота стель в якому 3 м (об'єм 300 м3) одноразовий обмін повітря - 300 кубометрів на годину. Необхідна кратність повітрообміну обумовлюється типом використання приміщення (житлове, адміністративне, промислове), числом перебувають там людей, потужності опалювальної техніки та інших приладів, що виділяють тепло, і вказується в СНиП. Зазвичай для житлових приміщень вистачає одноразового обміну повітря, для офісних будівель оптимальний двох - триразовий повітрообмін.

1. Вважаємо кратність обміну повітря:

L \u003d n * S * H, значення

n - норма кратності обміну повітря: для побутових приміщень n \u003d 1, для адміністративних n \u003d 2,5;
S - загальна площа, квадратні метри;
H - висота стелі, метри;

2. Розрахунок обміну повітря за кількістю людей:
L \u003d N * L норм, значення
L - необхідна продуктивність системи припливної вентиляції, Кубометри на годину;
N - число осіб в приміщенні;
L норм - величина споживання повітря однією людиною:
а) Мінімальна фізична активність - 20 м3 / год;
б) Середня - 40 м3 / год;
в) Інтенсивна - 60 м3 / год.

Обчисливши необхідний обмін повітря, починаємо підбір вентиляційного устаткування потрібної продуктивності. Необхідно пам'ятати, що через опір мережі повітроводів знижується ефективність роботи. Взаємозв'язок продуктивності від показника повного тиску легко дізнатися по вентиляційних характеристиках, вказує в технічному описі. Наприклад: мережа воздуховодов протяжністю 30 м з єдиною гратами вентиляції виробляє зменшення показника тиску приблизно 200 Па.

Стандартні показники потужності вентиляційної системи:

Для житлових приміщень - від 100 до 500 м3 / год;
Для приватних будинків і котеджів - від 1000 до 2000 м3 / год;
Для адміністративних приміщень - від 1000 до 10000 м3 / год.

Потужність калорифера.

Калорифер при необхідності підігріває зовнішній холодне повітря в системі припливної вентиляції. Потужність калорифера вважають за такими даними як: продуктивність вентиляції, необхідної температури повітря в приміщенні і мінімумом температури вуличного повітря. Другий і третій показники встановлюються СНиП. Температура повітря в приміщенні не повинна опускатися нижче позначки в +18 ° С. найбільш низька температура повітря для Московського регіону вважається -26 ° С. Отже, калорифер на максимальній потужності повинен підігрівати повітряний потік на 44 ° С. Морози в Московському регіоні як правило бувають рідко і швидко минають, в системах припливної вентиляції можлива установка калориферів, що володіють потужністю менш рассчитаной. В системі повинен бути регулятор швидкості вентилятора.

При підрахунку продуктивності калорифера важливо враховувати:
1. Однофазное або трифазну напругу електрики (220 В) або (380 В). Якщо показник потужності калорифера понад 5 кВт потрібна трифазного живлення.

2. Максимальне енергоспоживання. Електрика, що витрачається калорифером, можна розрахувати за формулою:
I \u003d P / U, в якій
I - максимальна витрата електроенергії, А;

U - напруга електромережі (220 В - одна фаза, 660 В - три фази);

Температуру, на яку калорифер даної продуктивності може обігріти припливне повітряний потік, можливо розрахувати за формулою:
ΔT \u003d 2,98 * P / L, в якій
ΔT - дельта температур вхідного і вихідного повітря в системі припливної вентиляції, ° С;
Р - продуктивність калорифера, Вт;
L - потужність вентиляційної системи, м3 / год.

Стандартні показники потужності калорифера - 1 - 5 кВт для житлових приміщень, від 5 до 50 кВт для адміністративних. При неможливості експлуатації електричного калорифера, оптимальна установка водяного калорифера, що використовує в якості теплоносія воду з центральної або індивідуальної опалювальної системи.

коментарів:

Шкідливі виділення, що впливають на мікроклімат приміщень
- Обчислення за укрупненими показниками
Опис методів обчислення

Мікроклімат приміщень будівлі будь-якого призначення повинен відповідати санітарно-гігієнічним нормам для забезпечення оптимального або допустимого режиму роботи або життєдіяльності людей. Параметри мікроклімату переважно забезпечують системи припливної вентиляції, а її розрахунок зводиться до визначення кількості припливного повітря.

Шкідливі виділення, що впливають на мікроклімат приміщень

Склад і кількість шкідливих речовин, що виділяються в приміщення, залежить від функціонального призначення будівлі і відбуваються в ньому технологічних процесів. У житлових і громадських будівлях мають місце тільки виділення від життєдіяльності людей, в той час як у виробничих приміщеннях складу шкідливих може бути яким завгодно, все залежить від технологічного процесу. Все шкідливості поділяються на кілька видів:

Шкідливості від життєдіяльності людини (виділення вологи, вуглекислоти, тепла).
Виділення шкідливих парів або аерозолів різних речовин під час технологічного процесу. Висока концентрація цих речовин надає згубний вплив на здоров'я працюючих в кімнаті людей.
В виробничих будівлях нерідкі технологічні процеси з підвищеним виділенням водяної пари, що викликає високу вологість і випадання конденсату на холодних поверхнях. Такі умови для роботи не відповідають санітарним нормам.
Виділення тепла від розігрітого технологічного обладнання або продукції. Надлишки теплоти, що впливають на здоров'я людини протягом робочої зміни, Також надають на нього негативний вплив.

Для цивільних будівель розрахунок виконується, як правило, по вредностям, зазначеним в п.1. У будівлях промислового призначення потрібно розрахувати кількість припливного повітря, необхідного для зменшення концентрації кожного з видів шкідливих виділень, а прийняти значення по самому більшому із результатів.

Повернутися до списку

Обчислення за укрупненими показниками

Укрупнені показники для розрахунку відображають витрата припливного повітря на одну одиницю об'єму приміщення, одну людину або одне джерело шкідливих виділень. Параметри мікроклімату в приміщеннях цивільних будинків регламентуються санітарними нормами і вимогами. Для кожного виду будівлі існують свої нормативи, в них вказані значення кратності повітрообміну для кімнат різного призначення. У цьому випадку розрахунок здійснюється за формулою:

V - об'єм приміщення, м3;
k - кратність повітрообміну в 1 годину.

Кратність - це число, яке показує, скільки разів за одну годину повітря в приміщенні буде повністю оновлений. При значенні 1 кількість повітря буде дорівнювати обсягу кімнати. В інших випадках, які не враховують ці нормативи, існують показники оптимальної кількості припливного повітря на 1 людину. Ці нормативи прописані в СНиП 41-01-2003 і складають для провітрюваних приміщень 30 м3 / год на одну людину, а для непровітрюваних - 60 м3 / год. Тоді для розрахунку використовується формула:

L - необхідна кількість зовнішнього повітря для припливу, м3 / год;
N - кількість людей, які постійно перебувають в приміщенні, чол;
m - кількість припливу на 1 людину в годину.

Обчислення за цією формулою також прийнятно в разі, якщо інші види шкідливих виділень в простір кімнати виробничого призначення дуже незначні. Коли є один або кілька однакових джерел, від яких виходять шкідливі пари або аерозолі, метод підрахунку за укрупненими показниками застосуємо за умови, що відома кількість зовнішнього повітря, потрібне для кожного з них. Тоді значення m буде показувати величину припливу на 1 джерело, а параметр N у формулі означати їх кількість.

Повернутися до списку

Опис методів обчислення

При наявності в промисловому будівлі безлічі джерел, які під час технологічного процесу випускають пари шкідливих речовин, потрібно провести по кожному з цих речовин. Для цього з'ясовують, які саме речовини виділяються і в якій кількості, після чого можна порахувати в межах однієї кімнати їх концентрацію на 1 м3 і порівняти її зі значенням гранично допустимої концентрації (ГДК) для кожного виду речовин. Ці значення встановлені нормативною документацією. У разі перевищення ГДК вираховують кількість припливу, яке повинні забезпечити вентиляційні системи. Для цього використовують формулу:

L \u003d MB / yдоп - y0, де:

L - необхідна величина припливу, м3 / год;
MB - інтенсивність виділення шкідливої \u200b\u200bречовини за одиницю часу, мг / год;
yдоп - концентрація цієї речовини в повітрі приміщення, мг / м3;
y0 - його концентрація в припливно повітрі, мг / м3.

Вважають величину припливу для кожного шкідливого виділення, після чого приймають для вентиляції найбільший з результатів.

Для нейтралізації надлишків теплоти використовують наступну формулу для визначення величини припливу:

L \u003d Lмо +

У цій формулі параметри:

Lмо - об'єм витяжки з робочою або обслуговується зони (робоча зона займає простір на висоту 2 м від нульової позначки чистих підлог) місцевими відсмоктувачами або на технологічні потреби, м3 / год;
Q - кількість тепла від технологічного обладнання або розігрітій продукції, Вт;
tмо - температура повітряної суміші, яку видаляють системи місцевих відсмоктувачів з робочої зони, ⁰С;
tпом - температура повітряної суміші, що видаляється з решти кімнати над робочою зоною витяжною вентиляцією, ⁰С;
tп - температура обробленого припливного повітря, ⁰С;
С - теплоємність повітряної суміші, приймається 1,2 кДж (м3⁰С).

Зайве тепло від технологічних процесів видаляють за допомогою витяжної системи і, як правило, використовують повторно (утилізація).

Система вентиляції міських квартир і заміських будинків практично аналогічна. Єдиною відмінністю є те, що вимоги до шумоізоляції в заміських будинках трохи вище, тому що шум, створюваний вентиляційною системою, чітко чути на тлі сільської тиші й умиротворення.

Розрахунок будь-якої системи вентиляції необхідно починати з обчислення її продуктивності. Перед тим, як розрахувати повітрообмін, необхідно дізнатися площа будівлі і його призначення, а також кількість людей, які перебувають в ньому протягом тривалого часу.

Для житлових приміщень нормальна кратність повітрообміну дорівнює одиниці, а для робітників це значення має бути мінімум в два рази вище. Дана величина показує кількість повних змін повітряних мас в приміщенні за годину.

Як розрахувати повітрообмін - наведемо основні формули

Вимоги до вентиляції приміщень свідчать, що в житлових кімнатах, Де відсутня природне провітрювання, Витрата повітря на одну людину повинен бути не менше 60 м³ / год. При розрахунку слід враховувати тільки тих людей, які знаходяться в приміщенні протягом тривалого часу.

Щоб розрахувати необхідну витрату, необхідно обчислити значення продуктивності повітрообміну по кратності і по кількості людей. Розраховувати повітрообмін за кількістю осіб потрібно по формулі L \u003d N x L norm, де

N - кількість осіб;
Lnorm - витрата повітря на людину (60 м³ / год).

Кратність повітрообміну розраховується за формулою L \u003d S x H x n, де

L - необхідна продуктивність вентиляційної системи;
S - площа вентильованого приміщення;
H - висота вентильованого приміщення;
n - кратність повітрообміну відповідно до норм (1-2 для житлових, 2-3 для робочих кімнат)

провівши необхідні розрахунки і вибравши більше з цих значень, можна отримати величину необхідного повітрообміну приміщення. Склавши значення необхідного повітрообміну всіх приміщень, можна отримати загальну продуктивність вентиляційної системи конкретного будинку.

Вимоги до вентиляції приміщень і особливості «чистих» кімнат

Таблиця повітрообміну нормує дані значення для певних типів будівель:

для житлових приміщень: 100-500 м³ / год
для заміських будинків: 500-2000 м³ / год
для робочих приміщень: 1000-10000 м³ / год

Після того, як визначена загальна продуктивність системи вентиляції будівлі, можна починати проектування повітророзподільної системи, яку складають повітроводи, дросель-клапани, розподільники. Схема повітроводів складається таким чином, щоб чистий потік подавався тільки в ті приміщення, де тривалий час перебувають люди.

Після цього він потрапляє в коридор, а звідти на кухню і в санвузли, де видаляється через систему витяжної вентиляції. Така система не дає розповсюджуватися забрудненим повітряним масам і неприємних запахів по всьому приміщенню.

вентиляція чистих приміщень розподіляє повітря по особливій системі. Чисті і охолоджені повітряні маси подаються через систему розподільників, які знаходяться над робочою зоною, а видаляються за допомогою підлогових витяжних отворів.

Таким чином, забруднене повітря притискається до поверхні підлоги масою більш важких прибувають повітряних потоків і видаляється через систему витяжок. Приміщення, в яких необхідна підтримка в атмосфері певної кількості частинок (пил, аерозольні частинки, мікроорганізми) називаються чистими.

Обмін повітря в будівлях може відбуватися як за рахунок природного, Так і за рахунок штучногопереміщення повітря за допомогою спеціальних механічних пристроїв. У першому випадку вентиляцію називають природна вентиляція (аерація), У другому випадку - механічна вентиляція.

за призначеннямвентиляцію розрізняють:

витяжну;

приточную;

припливно-витяжну.

витяжнавентиляція за допомогою технічних засобів забезпечує витяжку з приміщення не відповідає за складом або станом санітарним нормам повітря в навколишнє середовище, А приплив чистого зовнішнього повітря відбувається через природні припливні отвори (двері, вікна і т.п.). припливнавентиляція навпаки забезпечує за допомогою технічних засобів тільки приплив у приміщення чистого зовнішнього повітря, а видалення повітря виробничого приміщення здійснюється через природні витяжні отвори (вікна, двері, ліхтарі, труби, шахти і т.п.).

за характером роботивентиляцію поділяють:

загально обмінна, що забезпечує обмін повітря у всьому обсязі приміщення;

місцева, що здійснює зміну повітря на локальній ділянці приміщення.

природна вентиляціязнаходить широке застосування через її очевидних переваг: не потрібно додаткових експлуатаційних витрат на обслуговування технічних пристроїв, плату за витрату електричної енергії при роботі двигунів механічних вентиляторів і ін.

природнийповітрообмін в приміщенні відбувається під дією різниці температур повітря всередині та зовні будівлі, а також за рахунок наявності різниці тисків від дії вітру на будівлю.

Потік повітря, зустрічаючи на своєму шляху перешкоду (наприклад, стіну будівлі) втрачає свою швидкість. За рахунок цього перед перешкодою на вітряної сторони будівлі створюється підвищений тиск, повітря частково піднімається вгору і частково обтікає будівля з двох сторін. На зворотному заветренной стороні будівлі оточуюча його струмінь будівлі за рахунок втрати швидкості створює розрідження. Ця різниця тисків з різних сторін будинку при обтіканні його вітром носить назву вітрового напоруі є однією зі складових природного повітрообміну в приміщеннях.

На відміну від цього різниця тисків, що виникає за рахунок різниці величин мас теплого (легшого) і холодного (більш важкого) повітря, називають тепловим напором.

Всередині приміщення повітря нагрівається при зіткненні з нагрівальними елементами опалення, а у виробничих приміщеннях за рахунок зіткнення з технологічним обладнанням і виділення тепла від нагрівальних печей, що працюють машин і верстатів. Відповідно до закону Гей-Люссака (французький учений Ж. Л. Гей-Люссак, 1778-1850) відносна зміна обсягу маси ідеального газу при постійному тиску прямо пропорційно зміні температури:

де V- обсяг газу при температурі t;

V 0 - обсяг тієї ж маси газу при 0 0 С;

 V - коефіцієнт об'ємного розширення газу, що дорівнює 1 / 273,15 0 С.

При нагріванні газу на 1 0 С обсяг його згідно з цим законом збільшується на 1 / 273,15 частина початкової величини, отже, щільність і маса обмеженого обсягу відповідно зменшується. При охолодженні відбувається зворотне явище. Ця ж закономірність вірна і для суміші газів (сухе повітря).

Нагріте повітря піднімається у верхню частину приміщення і витісняється через наявні там витяжні отвори (фрамуги вікна, витяжні шахти, труби і т.п.) більш важким холодним повітрям, що входять через припливні отвори (відкриті двері, вікна і т.п.) в нижній частини будівлі. За рахунок цього процесу і виникає вектор тиску, званий тепловим напором.

Вихідними даними при розрахунку природної вентиляціїє норми температури і вологості повітря в приміщеннях, кратності обмінів повітря, ГДК отруйних газів, парів, ВПП пилу.

Першим етапом розрахунку вентиляції є визначення необхідного повітрообміну (продуктивності вентиляції) в приміщенні L, Вимірюваного в м 3 / ч.

Необхідний повітрообмін визначають залежно від призначення вентиляції:

для очищення повітря від шкідливих речовин, що виділяються в результаті виробничого процесу:

(1.8)

де До В - кількість шкідливих речовин, в приміщенні, мг / год;

До Д - ГДК шкідливих речовин або ВПП пилу в повітрі робочої зони за санітарними нормами, мг / м 3;

До Н - гранично допустимі викиди шкідливих речовин в навколишнє середовище, мг / м 3.

для приміщень з надлишковими тепловиділеннями виробничого процесу, Для охолодження:

(1.9)

де Q хат - надлишкове виділення теплоти, Дж / год;

t У , t ПР - відповідно температури повітря, що видаляється і припливного повітря, К (0 С);

 ПР - щільність припливного повітря, кг / м 3;

з- питома теплоємність, Дж / кгК.

для приміщень з надлишковими виділеннями вологи:

(1.10)

де G- маса водяної пари, що виділяється в приміщення, г / ч;

d У , d ПР - відповідно допустиме вологовміст повітря робочої зони при нормованої температурі, відносній вологості і вологовміст припливного повітря, г / кг.

для побутових і адміністративних приміщень іноді санітарними нормами передбачено нормування кратності обміну повітря за 1 годину До Про , в цьому випадку:

(1.11)

де V- обсяг вентильованого приміщення, м 3.

Другим етапом розрахунку вентиляції є визначення площі припливних та витяжних прорізів.

Виходячи з рівняння гідрогазодинаміки про нерозривність при сталому перебігу нестисливої \u200b\u200bрідини в трубі, продуктивність природної вентиляції можна визначити з співвідношень:

де L ПР , L B - відповідно продуктивність припливної та витяжної вентиляції, м 3 / год;

 - коефіцієнт, що визначає ступінь відкриття припливних або витяжних прорізів;

F ПР , F В - відповідно сумарна площа припливних і витяжних отворів, м 2;

V ПР , V В - відповідно швидкість повітря в припливних і витяжних отворах, м / с.

Спочатку визначають швидкість повітря в отворах.

швидкістьповітря в отворі Vвизначається на підставі співвідношення для швидкісного напору, отриманого з рівняння Бернуллі (швейцарський учений Д. Бернуллі, 1700 - 1 782):

(1.13)

де Н- швидкісний напір, визначається сумою тепловогоі вітровогонапорів, кг / м 2;

g- прискорення сили тяжіння, м / с 2;

 СР – середня щільність повітря, кг / м 3.

При переході від швидкісного напору Н(Кг / м 2) до різниці тисків  Р(Па) необхідно мати на увазі співвідношення:

Мал. 1.6. Схема природної вентиляції приміщення

тепловийнатиск Н Т визначається з виразу:

(1.14)

де h- висота по вертикалі між осями припливних і витяжних отворів, м;

 ПР , В - щільність відповідно припливного і витяжного повітря, кг / м 3.

Частина теплового напору в будівлі визначає швидкість в припливних отворах, а інша частина - в витяжних. У безвітря за однакової кількості площ припливних і витяжних отворів і правильної (рівній по висоті) конфігурації будівлі (рис. 1.6), коли площина рівних тисків всередині будівлі (нейтральна зона) розташована в середній частині по висоті приміщення, в формулу (1.13) можна підставляти величину

при різної площі припливних і витяжних отворів, коли дисбаланс робиться для збільшення, наприклад, що видаляється обсягу повітря з приміщення в порівнянні з припливним об'ємом повітря, площина рівних тисків (нейтральна зона) змінить своє розташування по відношенню до середньої частини приміщення по висоті. В цьому випадку розташування нейтральної зони можна знайти з співвідношень:

(1.15)

де h- висота приміщення між осями припливних і витяжних отворів, м;

h ВВ , h ВН - відповідно відстані вгору і вниз від зони рівних тисків, м.

В співвідношення (1.14) в якості висоти по вертикалі при визначенні витяжного теплового напору і припливного теплового напору відповідно підставляється h ВВ і h ВН .

Розрахунок вентиляції з урахуванням вітрового напору значно ускладнюється, тому що залежить не тільки від «рози вітрів», тобто напрямків векторів середніх багаторічних за рік (сезон) швидкостей вітру для даної місцевості, по відношенню до розташування будівлі, але і від аеродинамічних властивостей самої будівлі.

вітровийнатиск Н В (Кг / м 2) в наближених розрахунках може бути визначений із співвідношення:

(1.16)

де Р В - вітровий тиск, Па;

V B - швидкість вітру, м / с;

 - середня щільність повітря, кг / м 3;

до А - аеродинамічний коефіцієнт будівлі:

з навітряного боку до А = 0,7…0,85;

з підвітряного боку до А = 0,3…0,45.

Після визначення швидкості повітря в отворах переходять до третього етапу розрахунку природної вентиляції - розрахунком сумарної площі припливних та витяжних прорізів по співвідношенням (1.11), (1.12).

У випадках, коли в виробничих приміщеннях необхідно створення великих повітрообмінів, потрібна спеціальна організація повітрообміну і управління ним.

Природна, організована і керована, вентиляція називається аерацією.

Основними елементами природної, організованою і керованою, вентиляції (аерації) є:

створні палітурки(Стулки), які застосовують з верхньої, середньої і нижньої віссю обертання, якщо напрямок повітря не має значення, то застосовують стулки з верхньої або середньої віссю обертання (рис. 1.7); коли потік повітря необхідно направити вгору, застосовують стулки з нижньою віссю обертання;

ліхтарі- спеціальні конструкції покрівлі будівлі, значно підвищують висоту витяжних прорізів, що в значній мірі підсилює дію теплового та вітрового потоку (рис. 1.8);

витяжні шахти і трубивикористовують з метою підвищення висоти витяжних прорізів при відсутності ліхтарів (рис. 1.8);

дефлекторивстановлюють на покрівлі на витяжних трубах і шахтах, вони підсилюють теплової та вітрової натиск (рис. 1.9).

при розрахунку механічної вентиляціїперший етап по визначенню необхідних повітрообмінів в приміщенні збігається з розрахунком природної вентиляції (аерації) відповідно до співвідношеннями (1.8) ... (1.11).

Р ис. 1.7. Схема розташування створів палітурок

Мал. 1.8. схеми поперечних перерізів будівель

1 - типове, 2 - має покрівлю з ліхтарем, 3 - має трубу (шахту) з дефлектором

Рис.1.9. Основні габаритні розміри дефлектора ЦАГІ

Другий етап розрахунку механічної вентиляції(Рис.1.10, 1.11) складається в прокладанні за планом будівлі витяжних і припливних повітропроводів круглого або прямокутного перерізу. Це пов'язано з тим, що вентилятори і двигуни до них розташовуються за невеликим винятком (стельові вентилятори і т.п.) в окремих приміщеннях. В цьому випадку для подачі повітря з навколишнього простору до вентилятора і від вентилятора до виробничого приміщення (Припливна вентиляція) потрібно пристрій повітропроводів. Так само і для витяжної вентиляції. Другий етап складається з розрахунку втрат тиску в повітроводах і необхідного повного тиску, необхідного для створення механічними вентиляторами.

Втрати тиску в повітроводі визначаються гидростатическими і аеродинамічними втратами, які можна визначити з співвідношення:

(1.17)

де R i - гідростатичні втрати тиску в i- тій ділянці воздуховода круглого або прямокутного перерізу довжиною l i (Визначається за довідковою літературою), Па / м;

- аеродинамічні (швидкісні) втрати тиску, Па;

 i - аеродинамічний коефіцієнт місцевого опору-лення i- тієї ділянки воздуховода;

V i - швидкість повітря в i- тій ділянці воздуховода, м / с.

Р ис. 1.10. Принципова схема витяжної механічної вентиляції

1 - місцеві відсмоктувачі; 2 - відводи; 3 - загальний всмоктуючий повітропровід; 4 - очищувач повітря; 5 - відстійник; 6 - вентилятор; 7 - електричний двигун вентилятора; 8 - нагнітальний повітропровід; 9 - вентиляційна труба.

Р ис. 1.11. Принципова схема припливної механічної вентиляції

1 - воздухопріёмнік; 2 - повітряний фільтр; 3 - нагрівач (калорифер); 4 - зволожувач; 5 - обхідний канал; 6 - вентилятор; 7 - електричний двигун; 8 - повітропровід; 9 - припливні насадки.

Коефіцієнти місцевого опору при різних конструктивних елементах повітроводів (місцеві відсмоктувачі, відводи, парканні патрубки, повороти воздуховода, фільтри, апарати термовологісної обробки повітря, звужень, розширень, розгалужень, припливних пристроїв) визначаються з аеродинамічних випробувань і наводяться в довідковій літературі.

Необхідний тиск на виході воздуховода (припливного або витяжного) Р Н визначається з співвідношень (1.11), (1.12) і (1.13). Виходячи з необхідного розрахункового повітрообміну, площі припливних або витяжних насадок воздуховода, визначається швидкість повітря на приплив або витяжку, а за швидкістю повітря V- необхідний напір або тиск Н Н .

Повний тиск Р, Що представляє собою суму необхідного тиску на виході воздуховода і втрат тиску в повітроводі, можна визначити з співвідношення:

(1.18)

Третій етап розрахунку механічної вентиляції складається з вибору номера вентилятора і розрахунку потужності і вибору двигуна до нього. Вентилятори поділяються за номерами в залежності від можливої \u200b\u200bпродуктивності L ПР в м 3 / ч. При виборі вентилятора (вентиляторів) його (їх) продуктивність повинна бути більше необхідного повітрообміну приміщення L:

(1.19)

Потужність двигуна (двигунів) до вентилятора (вентиляторів) N, КВт визначається зі співвідношення:

(1.20)

де L - необхідний повітрообмін або потрібна виробляй-ність вентилятора (вентиляторів), м 3 / год;

P- повний тиск, Па;

 В - ККД вентилятора;

 П - ККД двигуна.

До місцевиммеханічним припливним і витяжним вентиляційних установок відносять всі види пристроїв організації припливу або витяжки повітря на робочі місця або інші локальні ділянки (повітряні душі, повітряні завіси, вентиляція зварювальних постів і т.п.). За допомогою механічної вентиляції можна здійснювати общеобменнуюприточную, витяжну і припливно-витяжну вентиляцію.

Припливно-витяжна механічна вентиляція здійснює і приплив, і витяжку повітря з виробничого приміщення. У разі розташування цехів з шкідливими виділеннями і без них в одній будівлі баланс повітрообміну на приплив і витяжку спеціально порушують таким чином, щоб в цехах без шкідливих виділень переважав приплив повітря, а в цехах з шкідливими виділеннями - витяжка. В цьому випадку шкідливі виділення не будуть потрапляти в цехи (приміщення) без шкідливих виділень.

Механічна вентиляція на відміну від аерації дозволяє піддавати припливне повітря попередній обробці: очищенню, нагріванню або охолодженню, зволоженню. При видаленні повітря з приміщення пристрої механічної вентиляції дозволяють вловити шкідливі речовини і очистити від них повітря перед викидом в атмосферу. В останні роки для економії енергетичних ресурсів (тепла) знаходять застосування вентиляційні системи з рекуперацією повітря, тобто видаляється повітря піддається очищенню та кондиціювання (від слова кондиція - якість, термін раніше застосовувався тільки при характеристиці якості тканин) і повертається назад в виробниче приміщення.

Автоматичні припливно-витяжні вентиляційні установки, які служать для створення і автоматичного регулювання заздалегідь заданих параметрів штучного клімату (температури повітря, чистоти, рухливості і вологості повітря) отримали назву установок кондиціонування повітря.