Вопрос № 83. Классификация систем вентиляции. Определение необходимого воздухообмена в помещениях различного производственного назначения

Классификация систем вентиляции.

Классификация типов вентиляционных систем производится на основе следующих основных признаков:

- по способу перемещения воздуха:

естественная или искусственная система вентиляции;

- по назначению: приточная или вытяжная система вентиляции;

- по зоне обслуживания: местная или общеобменная система вентиляции;

- по конструкции: наборная или моноблочная система вентиляции;

Естественная и искусственная система вентиляции

Естественная вентиляция создается без применения электрооборудования (вентиляторов, электродвигателей) и происходит вследствие естественных факторов -- разности температур воздуха, изменения давления в зависимости от высоты, ветрового давления. Достоинствами естественных системы вентиляции являются дешевизна, простота монтажа и надежность, вызванная отсутствием электрооборудования и движущихся частей. Благодаря этому, такие системы широко применяется при строительстве типового жилья, и представляют собой вентиляционные короба, расположенные на кухне и санузлах.

Обратной стороной дешевизны естественных систем вентиляции является сильная зависимость их эффективности от внешних факторов - температуры воздуха, направления и скорости ветра и т.д. Кроме этого, такие системы в принципе нерегулируемы и с их помощью не удается решить многие задачи в области вентиляции.

Искусственная или механическая вентиляция. Искусственная или механическая вентиляция применяется там, где недостаточно естественной. В механических системах используются оборудования и приборы (вентиляторы, фильтры, воздухонагреватели и т.д.), позволяющие перемещать, очищать и нагревать воздух. Такие системы могут удалять или подавать воздух в вентилируемые помещения не зависимо от условий окружающей среды. На практике, в квартирах и офисах необходимо использовать именно искусственную систему вентиляции, поскольку только она может гарантировать создание комфортных условий.

Приточная и вытяжная система вентиляции

Приточная система вентиляции служит для подачи свежего воздуха в помещения. При необходимости, подаваемый воздух нагревается и очищается от пыли.

Вытяжная вентиляция, напротив, удаляет из помещения загрязненный или нагретый воздух. Обычно в помещении устанавливается как приточная, так и вытяжная вентиляция. При этом их производительность должна быть сбалансирована, иначе в помещении будет образовываться недостаточное или избыточное давление, что приведет к неприятному эффекту "хлопающих дверей".

Местная и общеобменная система вентиляции

Местная вентиляция предназначена для подачи свежего воздуха на определенные места (местная приточная вентиляция) или для удаления загрязненного воздуха от мест образования вредных выделений (местная вытяжная вентиляция). Местную вытяжную вентиляцию применяют, когда места выделения вредностей локализованы и можно не допустить их распространения по всему помещению. В этих случаях местная вентиляция достаточно эффективна и сравнительно недорога. Местная вентиляция используется, преимущественно, на производстве. В бытовых же условиях применяется общеобменная вентиляция. Исключением являются кухонные вытяжки, которые представляют собой местную вытяжную вентиляцию.

Общеобменная вентиляция, в отличии от местной, предназначена для осуществления вентиляции во всем помещении. Общеобменная вентиляция так же может быть приточной и вытяжной. Приточную общеобменную вентиляцию, как правило, необходимо выполнять с подогревом и фильтрацией приточного воздуха. Поэтому такая вентиляция должна быть механической (искусственной). Общеобменная вытяжная вентиляция может быть проще приточной и выполняться в виде вентилятора, установленного в окне или отверстие в стене, поскольку удаляемый воздух не требуется обрабатывать. При небольших объемах вентилируемого воздуха устанавливают естественную вытяжную вентиляцию, которая заметно дешевле механической.

Наборная и моноблочная система вентиляции

Наборная система вентиляции собирается из отдельных компонентов -- вентилятора, глушителя, фильтра, системы автоматики и т.д. Такая система обычно размещается в отдельном помещении -- венткамере или за подвесным потолком (при небольшой производительности). Достоинством наборных систем является возможность вентиляции любых помещений -- от небольших квартир и офисов до торговых залов супермаркетов и целых зданий. Недостатком -- необходимость профессионального расчета и проектирования, а также большие габариты.

В моноблочной системе вентиляции все компоненты размещаются в едином шумоизолированном корпусе. Моноблочные системы бывают приточные и приточно-вытяжные. Приточно-вытяжные моноблочные установки могут иметь встроенный рекуператор для экономии электроэнергии. Моноблочные системы вентиляции имеют ряд преимуществ перед наборными системами:

Поскольку все компоненты расположены в шумоизолированном корпусе, уровень шума моноблочных приточных установок заметно ниже, чем в наборных системах. Благодаря этому моноблочные системы небольшой производительности можно размещать в жилых помещениях, в то время, как наборные системы, как правило, требуется устанавливать в подсобных помещениях или в специально обустроенных вентиляционных камерах.

Функциональная законченность и сбалансированность. Все элементы приточной установки подбираются, тестируются и отлаживаются для совместной работы на этапе производства, поэтому моноблочные системы обладают максимально возможной эффективностью.

Небольшие габариты. Например, моноблочная приточная вентиляционная система производительностью до 500 куб. м в час выполняется в прямоугольном корпусе высотой всего 22 см.

Простой и недорогой монтаж. Установка моноблочной приточной системы занимает несколько часов и требует минимального количества расходных материалов.

Определение необходимого воздухообмена в помещениях различного производственного назначения.

Выделение вредностей в помещениях может происходить непрерывно, периодически или кратковременно.

При непрерывном поступлении вредностей снижение их концентрации до допустимой величины достигается непрерывным удалением из помещения загрязненного воздуха и подачей в него чистого (наружного) воздуха. Такая смена воздуха называется воздухообменом. При периодическом или кратковременном поступлении вредностей удаление их осуществляется периодическим извлечением из помещения загрязненного воздуха и подачей в него чистого (наружного) воздуха.

При выделении большого количества вредностей требуется интенсивная смена воздуха, при выделении меньшего количества вредностей--менее интенсивная. Интенсивность смены воздуха характеризуется кратностью воздухообмена, которая представляет собой отношение количества воздуха L (в м3), подаваемого или удаляемого из помещения за час, к внутреннему объему помещения V (в м3).

Кратность воздухообмена показывает, сколько раз воздух данного помещения сменяется в течение часа. Большинство помещений предприятий общественного питания (моечные, заготовочные, конторские) характеризуется постоянной интенсивностью выделения вредностей. Поэтому для них могут быть установлены нормы кратности воздухообмена как по притоку, т. е. по количеству подаваемого наружного воздуха, так и по вытяжке, т е. по количеству удаляемого загрязненного воздуха.

Количество приточного или вытяжного воздуха исходя из кратности воздухообмена определяется по формуле.

Для большинства помещений кратность по притоку и вытяжке различные. Эго делается для того, чтобы исключить возможность поступления воздуха из более загрязненных помещений в менее загрязненные, например из санитарных узлов (уборные, душевые) -- в производственные помещения.

Для этого в помещения с менее загрязненным воздухом (например, в торговые залы, коридоры, вестибюли) подается большее количество приточного воздуха, в результате чего в них создается повышенное давление (подпор) и воздух из чистого помещения поступает в смежные с более загрязненным воздухом, откуда и удаляется.

В горячих цехах (кухни, кондитерские цехи), а также в торговых залах в зависимости от характера технологического процесса, используемого оборудования, объема помещений, количества людей и режима работы выделяется различное количество тепла, влаги, и газов. Для их удаления требуется различное количество вентиляционного воздуха. Поэтому воздухообмен в перечисленных помещениях необходимо рассчитывать по количеству выделяющихся вредностей.

Расчет воздухообмена для удаления углекислого газа. Для удаления углекислого газа (СО₂) в помещение вводится наружный воздух с пониженным содержанием СО₂. Этот воздух поглощает некоторое количество углекислого газа и сопутствующих ему других вредных газов, а затем удаляется с помощью вытяжной вентиляции. Содержание углекислого газа в наружном воздухе составляет: в сельской местности -- 0,3 л/м3 в небольших городах -- 0,4 л/м3; в больших городах -- 0,5 л/м3.

Количество углекислоты, выделяемой людьми, так же как и содержание ее в наружном воздухе, не зависит от времени года, поэтому величина воздухообмена, подсчитанного для удаления углекислого газа, будет одинаковой в течение всего года.

При выделении в помещение других вредных газов количество вентиляционного воздуха подсчитывается, только в этом случае Рпр=0.

В зимнее время наружный воздух нагревается до температуры приточного воздуха. Для торговых залов эта температура принимается равной 14° С, для кухонь -- не менее 12° С и для остальных помещений--16° С. Температура наружного воздуха для расчета приточной вентиляции в зимнее время принимается равной средней температуре самого холодного месяца в 13 ч и называется наружной температурой для расчета вентиляции в зимнее время

В соответствии с требованиями температура воздуха в летнее время в рабочей зоне помещений с незначительными тепловыделениями (торговые залы) не должна превышать расчетной температуры наружного воздуха более чем на 3°С, а помещений со значительными тепловыделениями -- более чем на 5° С.

Расчет воздухообмена для удаления избыточной влаги. При температуре в помещении более 25° С воздух с повышенной влажностью является причиной плохого самочувствия людей. Зимой повышенная влажность внутреннего воздуха является недопустимой, так как водяные пары могут конденсироваться на холодных поверхностях наружных ограждений (окнах, дверях, чердачных перекрытиях). При этом наблюдаются капель с потолка, увлажнение строительных конструкций и в конечном счете их разрушение. Поэтому относительная влажность воздуха в предприятиях общественного питания не должна превышать: в кухнях и моечных -- 60--70%; в охлаждаемых камерах -- 80--90%; в кондитерских и пирожковых цехах, а также неохлаждаемых складских помещениях -- 60--75%; в остальных помещениях -- 65--70%.

Для удаления избыточной влаги в помещение подается воздух с малым влагосодержанием. Поглощая водяной пар, воздух увлажняется, после чего удаляется с помощью вытяжной вентиляции.

В летнее время определяется при температуре приточного воздуха Пр, в зимнее время -- при наружной температуре для расчета вентиляции t„ B.

Воздухообмен определяют следующим образом:

1. Подсчитывают избыточное выделение тепла (сумма явного и скрытого тепла в ккал/ч), влаги Свл (в кг/ч) и тепло-влажностное отношение Е.

2. По известным параметрам приточного воздуха t_нap и t_пр на /--d диаграмму наносят точку соответствующую началу процесса, и через нее проводят луч процесса Е.

3. В точке пересечения луча процесса с линией допустимой относительной влажности уходящего воздуха t_ух находят параметры уходящего воздуха t_yx и /ух, или на пересечении луча процесса с линией температуры уходящего воздуха находят относительную влажность воздуха t_нар и его теплосодержание t_ух.