Расчет системы вентиляции производственного помещения

Расчет приточно вытяжной вентиляции

ВОЗДУХОНАГРЕВАТЕЛЬ

В условиях климата средней полосы, воздух, поступающий в помещение необходимо подогревать. Для этого устанавливают приточную вентиляцию с обогревом входящего воздуха.

Нагрев теплоносителя осуществляется различными путями – электро калорифером, впуск воздушных масс около батарейного или печного отопления. Согласно СН и П температура входящего воздуха должна быть не менее 18 гр. цельсия.

Соответственно мощность воздухонагревателя рассчитывается в зависимости от самой низкой ( в данном регионе) уличной температуры. Формула для расчета максимальной температуры нагрева помещения воздухонагревателем:

N /V х 2,98 где 2,98 – константа.

Пример: расход воздуха – 180 куб.м./час. (гараж). N = 2 КВт.

Далее 2000 вт./ 180 кб.м./ч. х 2,98 = 33 град.ц.

Таким образом, гараж можно нагреть до 18 град. При уличной температуре минус 15 град.

Методики расчета воздухообмена

Цель вычислений — определить расход подаваемого приточного воздуха. Если на производстве используются точечные вытяжки, то удаляемое зонтами количество воздушной смеси прибавляется к полученному объему притока.

Для справки. Вытяжные устройства очень слабо влияют на движение потоков внутри здания. Сообщить им нужное направление помогают приточные струи.

Согласно СНиП, расчет вентиляции производственного помещения делается по следующим показателям:

  • излишки теплоты, исходящие от нагретого оборудования и продукции;
  • водяной пар, насыщающий цеховой воздух;
  • вредные (токсичные) выбросы в виде газов, пыли и аэрозолей;
  • число работников предприятия.

Важный момент. В подсобных и различных бытовых комнатах нормативная база также предусматривает расчет по кратности обмена. Ознакомиться с методикой и воспользоваться онлайн-калькулятором можно на этой странице.

Shema-mestnoj-vytjazhnoj-ventiljacii.jpg
Пример системы локальных отсосов, действующих от одного вентилятора. Предусмотрено улавливание пыли скруббером и дополнительным фильтром

В идеале расход притока считается по всем показателям. Самый больший из полученных результатов принимается для последующей разработки системы. Один нюанс: если выделяется 2 вида опасных газов, взаимодействующих друг с другом, приток рассчитывается по каждому из них, а результаты суммируются.

Считаем расход по выделениям теплоты

Прежде чем взяться за вычисления, нужно провести подготовительные работы по сбору исходных данных:

  • выяснить площади всех горячих поверхностей;
  • узнать температуру нагрева;
  • подсчитать выделяемое количество теплоты;
  • определить температуру воздушной среды в рабочей зоне и за ее пределами (выше 2 м над полами).

На практике задача решается совместно с инженером-технологом предприятия, предоставляющим сведения о производственном оборудовании, характеристиках продукции и тонкостях процесса изготовления. Зная указанные параметры, выполняйте расчет по формуле:

Raschet-rashoda-vozduha-po-teplovydelenijam.jpg

Расшифровка обозначений:

·         L – искомый объем воздуха, подаваемый приточными установками либо проникающий через фрамуги, м³/ч;

  • Lwz – количество воздуха, забираемое из обслуживаемой зоны точечными отсосами, м³/ч;
  • Q – величина тепловыделений, Вт;
  • c – теплоемкость воздушной смеси, принимаем равной 1.006 кДж/(кг °C);
  • Tin – температура подаваемой в цех смеси;
  • Tl, Twz – температуры воздуха выше рабочей зоны и в ее пределах.

Расчет кажется громоздким, но при наличии данных выполняется без проблем. Пример: тепловой поток внутри помещения Q составляет 20000 Вт, вытяжные панели удаляют 2000 м³/ч (Lwz) температура на улице + 20 °С, внутри – плюс 30 и 25 соответственно. Считаем: L = 2000 + [3.6 х 20000 — 1.006 х 2000 (25 — 20) / 1.006 (30 — 20)] = 8157 м³/ч.

Избытки водяных паров

Следующая формула практически повторяет предыдущую, только параметры теплоты заменены обозначениями влажности:

  • W – количество паров воды, поступающих от источников за единицу времени, грамм/час;
  • Din – содержание влаги в притоке, г/кг;
  • Dwz, Dl – влагосодержание воздушной среды рабочей зоны и верхней части помещения соответственно;
  • остальные обозначения – как в предыдущей формуле.

Сложность методики заключается в получении исходных данных. Когда объект построен и производство работает, показатели влажности определить нетрудно. Другой вопрос – рассчитать выделения паров внутри цеха на стадии проектирования. Разработкой должны заниматься 2 специалиста – инженер-технолог и проектировщик вентсистем.

Выбросы пыли и вредных веществ

В данном случае важно хорошо изучить тонкости технологического процесса. Задача – составить список вредностей, определить их концентрацию и вычислить расход подаваемого чистого воздуха. Расчетная формула:

  • Mpo – масса вредного вещества либо пыли, выделяемой за единицу времени, мг/час;
  • Qin – содержание этого вещества в уличном воздухе, мг/м³;
  • Qwz – предельно допустимая концентрация (ПДК) вредности в объеме обслуживаемой зоны, мг/м³;
  • Ql – концентрация аэрозоля или пыли в оставшейся части цеха;
  • расшифровка обозначений L и Lwz дана в первой формуле.

Алгоритм работы вентиляции выглядит следующим образом. В помещение направляется расчетное количество притока, разбавляющее внутренний воздух и понижающее концентрацию загрязнителей. Львиную долю вредных и летучих веществ втягивают локальные зонты, расположенные над источниками, смесь газов удаляет механическая вытяжка.

Количество работающих людей

Методика применяется для расчета притока в офисные и другие общественные здания, где отсутствуют промышленные загрязнители. Нужно выяснить количество постоянных рабочих мест (обозначается латинской буквой N) и воспользоваться формулой:

Параметр m показывает объем воздушной чистой смеси, выделяемый на 1 рабочее место. В проветриваемых офисах значение m принимается равным 30 м³/ч, полностью закрытых – 60 м³/ч.

Замечание. В расчет принимаются только постоянные рабочие места, где сотрудники пребывают не менее 2 часов в день. Число посетителей роли не играет.

Расчет зонта местной вытяжки

Задача локального отсоса – отобрать вредный газ и пыль на этапе выделения, прямо от источника. Чтобы добиться максимальной эффективности, нужно правильно подобрать размер зонта в зависимости от габаритов источника и высоты подвеса. Методику вычислений удобнее рассматривать с привязкой к чертежу отсоса.

Расшифруем буквенные обозначения на схеме:

  • А, Б – искомые размеры зонта в плане;
  • h – расстояние от нижней кромки втягивающего устройства до поверхности очага выброса;
  • а, б – размеры перекрываемого оборудования;
  • D – диаметр вентиляционного воздуховода;
  • H – высота подвеса, принимается не более 1.8…2 м;
  • α (альфа) – угол раскрытия зонта, в идеале не превышает 60°.

Первым делом рассчитываем габариты отсоса в плане по простым формулам:

Дальше методом подбора определяем угол раскрытия и переходим к расчету расхода всасываемого воздуха:

  • F – площадь широкой части зонта, вычисляется как А х Б;
  • ʋ — скорость воздушного потока в створе короба, для нетоксичных газов и пыли принимаем 0.15…0.25 м/с.

Примечание. Если необходимо отсасывать токсичные вредности, нормы требуют увеличить скорость вытяжного потока до 0.75…1.05 м/с.

Зная количество отбираемого воздуха, нетрудно подобрать канальный вентилятор требуемой производительности. Сечение и диаметр вытяжного воздуховода определяется по обратной формуле:

Расчет воздухообмена в помещении

1615008.jpgВ данном разделе рассмотрим пример расчета вентиляции производственного помещения.

Грамотно обустроенный процесс воздушной циркуляции может быть обеспечен только наличием качественной вентиляционной системы с правильно рассчитанными показателями воздушного обмена.

В стандартной ситуации воздухообмен представляет собой объём воздуха, который необходим для замены загрязненных воздушных масс. Такой параметр измеряется в метрах кубических за один час. Виды загрязнений – определяющий фактор воздушного обмена.

Перед тем, как выполнить самостоятельный расчет показателя, необходимо в обязательном порядке определится с объёмом вредных выбросов за один час и количеством загрязнений в одном кубическом метре.

Расчет кратности воздухообмена в производственных помещениях определяется формулой Lк=к*V в м3/час, при:

  • к – норма кратности воздушного обмена;
  • V – объем помещения в кубометрах.

Расчёт воздушного обмена в соответствии с тепловыми избытками определяется формулой L=3.6*Qизл/(р*с*(tуд.–tпр.)) в м3/час, при:

  • Qизл – теплота, выделяемая в помещении и измеряемая в Вт;
  • р — показатели плотности воздуха, измеряемые в кг/м3;
  • с – массовые показатели воздушной тепловой емкости;
  • tуд. – температурные показатели воздуха, удаляемые вентилирующей установкой и измеряемые в оС;
  • tпр. – температурные показатели воздуха, поступающего в помещение посредством вентилирующей установки и измеряемые в оС.

Расчёт воздушного обмена в соответствии с выделением влаги определяется формулой L= W/(р(dyд.–dпр.) в м3/час, при:

  • W – уровень выделяемой влаги;
  • р — показатели плотности воздуха, измеряемые в кг/м3;
  • dуд. – уровень влажности воздушных масс, выделяемых при помощи вентиляционной системы;
  • dпр. – уровень влажности воздушных масс, подаваемых при помощи вентиляционной системы.

Расчёт воздушного обмена в соответствии с газовыми выделениями определяется формулой L=К/(Кгдк–Кпр) в м3/час, при:

  • К – количественные показатели загазованности помещения;
  • Кгдк – уровень ПДК загазованности;
  • Кпр – загазованность поступающих воздушных масс.

Расчёт воздушного обмена в соответствии с нормативами СанПиН определяется формулой в L= n*l м3/час, при:

  • n — количество человек, пользующихся помещением;
  • l — санитарные нормы на воздухоподачу в м3/час*чел.

В зданиях общественного назначения санитарными нормами предусматривается подача воздуха в условиях временного пребывания людей в объёме 20м3/час*чел. При длительном пребывании людей необходимо рассчитывать на объём в 40м3/час*чел. Все санитарные правила и нормы определяются СанПиН 2.2.4.548-96 «Гигиенические требования к микроклиматическим условиям в производственных помещениях».

ventilyaciya_v_derevyanom_dome.jpgДаже в деревянном доме необходимо оборудовать вентиляционную систему. Вентиляция в деревянном доме может быть естественной или принудительной.

Пример расчета вентиляционной системы в частном доме приведен по ссылке.

Местная вытяжка

Если в технологических процессах производства на одном из участков происходят выбросы вредных веществ, то рядом с источником, согласно нормативам нужно установить местную вытяжку. Так удаление будет более эффективным.

Чаще всего таким источником являются технологические резервуары. Для таких объектов используются специальные установки – отсосы в виде зонтиков. Его размеры и мощность рассчитываются с использованием следующих параметров:

  • размеры источника в зависимости от формы: длина сторон (a*b) или диаметр (d);
  • скорость потоков в зоне источника (vв);
  • скорость всасывания установки (vз);
  • высота размещения отсоса над резервуаром (z).

местная-вытяжка-вентиляцииэ.jpg

Стороны прямоугольного отсоса рассчитываются по формуле:А=а +0,8z, где А – сторона отсоса, а – сторона резервуара, z – расстояние между источником и устройством.

Стороны круглого устройства рассчитываются по формуле:D=d +0,8z, где D – диаметр устройства, d – диаметр источника, z – расстояние между отсосом и резервуаром.

Вытяжка преимущественно имеет форму конуса, угол которого не должен превышать 60 градусов. Если в цехе скорость масс более 0,4 м/сек, то устройство следует укомплектовать фартуком. Количество вытяжного воздуха устанавливается по формуле:L=3600vз*Sa, где L – расход воздуха в м3/час, vз – скорость потока в вытяжке, Sa – рабочая площадь отсоса. 002-engineer-2-75x75.pngМнение эксперта

Важно!

Задать вопрос экспертуРезультат нужно учитывать в проектировании и расчетах обещеобменной системы.

Виды загрязнений воздуха

Перед тем, как приступить к расчетным работам, необходимо выяснить, какие источники загрязнения имеются. В настоящее время на производстве встречаются следующие типы вредных выделений:

  • излишки теплоты от работающего оборудования, нагреваемых веществ и прочее;
  • испарения, пары и газы, содержащие вредные вещества;
  • выделение взрывоопасных газов;
  • избыток влажности;
  • выделения от людей.

Как правило, на современных производствах присутствуют различные типы загрязнений, например, работающее оборудование и химикаты. И ни одно из производств не может обойтись без выделений от людей, так как в процессе деятельности человек дышит, с него осыпаются мельчайшие частицы кожи и так далее.

Расчет необходимо выполнять по каждому из видов загрязнений. При этом их не суммируют, а принимают за конечный наибольший результат вычислений. Например, если больше всего необходимо воздуха для удаления химического загрязнения воздуха, то именно этот расчет и будет принят для вычисления необходимого объема общеобменной вентиляции и мощностей вытяжки.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий