Приточная местная бесканальная вентиляция.

Механическая приточная местная вентиляция может быть реализована с помощью вентиляционных агрегатов, работающих на внутреннем воздухе помещения. Эти системы используются для душирования рабочих мест. Приточная местная бесканальная вентиляция с естественным побуждением применяется редко. Воздух подается через специально предусмотренные отверстия в наружных ограждениях.

8) Прямоточная приточно-вытяжная система с общеобменным притоком и местной вытяжкой (рис. 3.7).

Рис. 3.7. Прямоточная приточно-вытяжная система вентиляции
с общеобменным притоком и местной вытяжкой:

ОУ – очистное устройство;

МВ – местное вытяжное устройство

Применяется в производственных помещениях, в которых производительность местных отсосов достаточна для удаления всех вредностей и по нормам проектирования не требуется дополнительная общеобменная вытяжка.

9) Приточно-вытяжная система с местным притоком и общеобменной вытяжкой (рис. 3.8).

Такие системы применяются в помещениях, в которых количество подаваемого приточного воздуха местными приточными системами вентиляции достаточно для разбавления вредностей до предельно допустимых концентраций. В качестве местной приточной установки может использоваться воздушное душирование рабочих мест наружным воздухом либо, в небольших по объему помещениях, воздушные завесы постоянного действия.

 

Рис. 3.8. Приточно-вытяжная система с местным притоком
и общеобменной вытяжкой

10) Комбинированные системы вентиляции (рис. 3.9 и 3.10).

Рис. 3.9. Прямоточная приточно-вытяжная система вентиляции
с общеобменным притоком и вытяжкой и местным отсосом

 

Система вентиляции, представленная на рис.3.9, применяется в производственных и общественных зданиях в тех случаях, когда с помощью местного отсоса У2 невозможно удалить все вредности из помещения.

Такие системы могут быть реализованы в лабораториях, в гальванических, окрасочных цехах и т.д.

Система вентиляции, представленная на рис. 3.10, используется в горячих промышленных цехах, где предусмотрено душирование рабочих мест наружным воздухом, но его недостаточно для разбавления всех вредностей, выделяющихся в помещении, либо в помещениях с постоянно работающей воздушной завесой, которая предотвращает врывание холодного воздуха через открытый проем.

Рис. 3.10. Прямоточная приточно-вытяжная система вентиляции
с общеобменным притоком, вытяжкой и местным притоком

11) Сплит-системы вентиляции [3], рис.3.11, 3.12.

 

Рис. 3.11. Сплит-система вентиляции
с приточно-вытяжной установкой

Теплоизбытки эти системы удаляют с помощью холодильной машины, состоящей из двух блоков: наружного и внутреннего. В наружном смонтированы: холодильная машина, конденсатор и вентилятор воздушного охлаждения. Во внутреннем – испаритель и вентилятор, обеспечивающий циркуляцию воздуха через испаритель. Подача санитарной нормы воздуха обеспечивается либо устройством специальной приточно-вытяжной системы вентиляции (рис.3.11), либо применением частичной рециркуляции (рис. 3.12).

Рис. 3. 12. Сплит-система вентиляции
с частичной рециркуляцией приточного воздуха (И – испаритель)

 

19, 20. ВЕНТИЛЯТОРЫ

Вентилятор представляет собой механическое устройство, предназначенное для перемещения воздуха по воздуховодам систем кондиционирования и вентиляции, а также для осуществления прямой подачи воздуха в помещение либо отсоса из помещения, и создающее необходимый для этого перепад давлений (на входе и выходе вентилятора).

По конструкции и принципу действия вентиляторы делятся на:

· осевые (аксиальные);

· радиальные (центробежные);

· диаметральные (тангенциальные).

В зависимости от величины полного давления, которое они создают при перемещении воздуха, вентиляторы бывают:

· низкого давления (до 1 кПа);

· среднего давления (от 1 до 3 кПа);

· высокого давления (от 3 до 12 кПа).

По направлению вращения рабочего колеса (если смотреть со стороны всасывания) вентиляторы могут быть:

· правого вращения (колесо вращается по часовой стрелке);

· левого вращения (колесо вращается против часовой стрелки).

В зависимости от состава перемещаемой среды и условий эксплуатации вентиляторы подразделяются на:

· общего назначения – для воздуха (газов) с температурой до 80⁰С и содержанием пыли менее 100 мг/м³;

· коррозионностойкие – для коррозионных сред;

· термостойкие – для воздуха с температурой выше 80⁰С;

· взрывобезопасные – для взрывоопасных сред;

· пылевые – для запыленного воздуха (твердые примеси в количестве более 100 мг/м³).

По способу соединения крыльчатки вентилятора и электродвигателя вентиляторы могут быть:

· с непосредственным соединением с электродвигателем;

· с соединением на эластичной муфте;

· с клиноременной передачей;

· с регулирующей бесступенчатой передачей.

Основными характеристиками вентиляторов являются следующие параметры:

- расход воздуха, м³/ч;

- полное давление, Па;

- частота вращения, об/мин;

- потребляемая мощность, затрачиваемая на привод вентилятора, кВт;

- КПД – коэффициент полезного действия вентилятора, учитывающий механические потери мощности на различные виды трения в вентиляторе, потери воздуха в результате утечек через неплотности и аэродинамические потери в проточной части вентилятора;

- уровень звукового давления, дБ.

Для механических систем вентиляции используют, как правило, радиальные (центробежные) вентиляторы. Подбор радиального вентилятора выполняют по заданным значениям производительности L_в, м³/ч, и перепада давления Р_в, Па, по сводному графику, представленному в [11, прил. 1.1]. Если точка пересечения координат не совпадает с рабочей характеристикой, то её сносят по вертикали на лежащую ниже рабочую характеристику, определяют соответствующее ей полное давление Р и пересчитывают на это давление систему (обычно увеличивают сечение одного-двух магистральных участков). Возможно перенесение рабочей точки до расположенной выше рабочей характеристики с повышением сопротивления системы. По индивидуальным характеристикам вентиляторов, зная L_в и Р, находят частоту вращения n, об/мин, коэффициент полезного действия h _в в рабочей зоне. Вентилятор должен работать с максимальным КПД, отклонение от которого не должно превышать 10%.

Так как характеристики вентиляторов составлены для стандартных условий, при подборе вентиляторов необходимо предварительно выполнить пересчёт:

Р_в = 1,1 Р_сет [(273 + t) / 293]. (1010/Р_бар),         (12.1)
                                                                          

L_в = k. L_сет,                                       (12.2)

где Р_сет – расчетное сопротивление вентиляционной сети с оборудованием (фильтры, калориферы, жалюзийные решетки и пр.), Па;

 t – температура воздуха, проходящего через вентилятор, °С;

 Р_бар – барометрическое давление в месте установки вентилятора, кПа;

 k – поправочный коэффициент на подсос воздуха в вытяжных и утечку в приточных системах, принимаемый в зависимости от места установки вентилятора [11,24]: к =1,1 для систем с воздуховодами из металла, пластмассы и асбоцементных труб длиной до 50 м; k=1,15 - для систем с воздуховодами из других материалов, а также для систем с длиной каналов более 50 м;

 L_сет – расчетный расход воздуха в системе вентиляции, м³/ч. Длина воздуховодов при определении величины k определяется по длине каналов, прокладываемых вне обслуживаемых помещений.                        

Потребляемую мощность на валу электродвигателя определяют по формуле, кВт:

              N = 0,278 Р_сет 10 / ( _п),                    (12.3)

где _п – КПД передачи, принимаемый по [11, табл. 13.3].

Минимальная установочная мощность электродвигателя, кВт

 

N _У= k_з N,                                                   (12.4)

 

где k_з – коэффициент запаса мощности, принимаемый по [11, табл. 13.4].

На основании полученного значения N_у и числа оборотов подбирают электродвигатель для вентилятора.

 

21. Аэродинамический расчет воздуховодов естественной вентиляции

 

Цель аэродинамического расчета естественной системы вентиляции – подобрать размеры воздуховодов таким образом, чтобы полные потери давления в основной расчетной ветви не превышали располагаемого давления.

 

Исходные данные для расчета:

1. Температура наружного воздуха t_H.

Согласно СНиП 2.04.05-91 за расчетную принимается температура наружного воздуха +5⁰С.

2. Температура воздуха в помещении t_В - расчетная температура в помещении принимается по СНиП в зависимости от назначения помещения.

3. Ориентировочная скорость движения воздуха в каналах принимается согласно данным табл. 11.3.

4. Количество воздуха, которое необходимо удалить из помещения, рассчитывается по кратности или балансовым методом.

5. Аксонометрическая схема системы вентиляции, построенная на основе планов и разрезов здания.

 

Таблица 11.3

Рекомендуемые скорости движения воздуха в каналах

 

Наименование	V, м/с
Вертикальные каналы	0,5–1,0
Горизонтальные сборные каналы	1,0–1,5
Вытяжные шахты	1,5–2,0

Последовательность выполнения аэродинамического расчета:

1. Определяется располагаемое давление , Па

 

                   ,                             (11.9)

 

где h_i – расстояние от вытяжной решетки на входе воздуха до устья вытяжной шахты;

 g – ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с²;

 - плотность воздуха при температуре t_H, кг/м³;

 - плотность воздуха при температуре t_В, кг/м³;

Плотность воздуха при расчетных температурах можно определить по формуле, кг/м³:

                                                                   (11.10)

 

Из формулы (11.9) видно, что самое низкое располагаемое давление имеет верхний этаж и что при равенстве  в теплый период года система вентиляции не работает. В этот период вентиляция осуществляется проветриванием через фрамуги и окна.

2. Аксонометрическая схема разбивается на участки и определяются расходы воздуха на каждом участке.

3. Выбирается основная расчетная ветвь – это самая нагруженная ветвь, имеющая наименьшее располагаемое давление на единицу длины расчетной ветви, Па/м:

,                                    (11.11)

где  – сумма длин участков расчетной ветви, м.

Как правило, это ветвь, по которой удаляется воздух с верхнего этажа.

Далее расчет выполняется аналогично изложенному для механической системы вентиляции.

Система вентиляции будет работать только в том случае, если потери давления на трение и в местных сопротивлениях () будут меньше располагаемого давления . Величина запаса давления составляет 5–10%, т.е.

.            (11.12)

 

Если , то необходимо увеличить размеры вентканалов или для увеличения располагаемого давления на вытяжной шахте предусмотреть установку дефлектора.

4. Выполняется увязка ответвлений с учетом разности располагаемых давлений  для различных этажей. Невязка на параллельных участках должна быть не более 5%.

 

.             (11.13)

 

Расчет вытяжной естественной системы вентиляции с вентиляционными каналами для многоэтажных зданий удобно проводить по методу статического давления, который изложен в [7].

 

Элементы системы вентиляции

Устройства, обеспечивающие поток воздуха:

Воздуховоды;

Запорные и регулирующие устройства (клапаны и диафрагмы);

Воздухораспределители (решетки, щелевые устройства, плафоны, насадки с форсунками, перфорированные панели).

Воздухозаборная решетка

Через воздухозаборную решетку в систему вентиляции поступает наружный воздух. Эти решетки, как и все другие элементы вентиляционной системы, бывают круглой или прямоугольной формы. Воздухозаборные решетки не только выполняют декоративные функции, но и защищают систему вентиляции от попадания внутрь капель дождя и посторонних предметов. Воздушный клапан (устройства контроля расхода воздуха)

Предотвращает попадание в помещение наружного воздуха при выключенной системе вентиляции. Воздушный клапан особенно необходим зимой, поскольку без него в помещение будет попадать холодный воздух и снег. Как правило, в приточных системах вентиляции устанавливаются воздушные клапаны с электроприводом, что позволяет полностью автоматизировать управление системой. При включении вентилятора (и калорифера) клапан открывается, при выключении закрывается. Воздушный фильтр

Необходим для защиты как самой системы вентиляции, так и вентилируемых помещений от пыли, пуха, насекомых. Обычно устанавливается один фильтр грубой очистки, который задерживает частицы величиной более 10 мкм. Если к чистоте воздуха предъявляются повышенные требования, то дополнительно могут быть установлены фильтры тонкой очистки (задерживают частицы до 1 мкм) и особо тонкой очистки (задерживают частицы до 0,1 мкм). Фильтрующим материалом в фильтре грубой очистки служит ткань из синтетических волокон, например, акрила. Фильтр необходимо периодически очищать от грязи и пыли, обычно не реже 1 раза в месяц. Для контроля загрязненья фильтра можно установить дифференциальный датчик давления, который контролирует разность давления воздуха на входе и выходе фильтра. При загрязнении разность давления увеличивается.

Нагревательные элементы

Электрические и водяные воздухонагреватели предназначены для нагрева воздуха в канальных системах вентиляции и кондиционирования воздуха. Воздухонагреватели используются для установки непосредственно в прямоугольный или круглый канал, как внутри помещения, так и снаружи. Воздух или другие невзрывоопасные газовые смеси не должены содержать клейких, твердых, волокнистых и агрессивных примесей, взрывоопасных веществ. Рабочая температура воздухонагревателей от -40°С до +40°С. Электроизоляция IP 40. Канальные нагреватели должны устанавливаться так, чтобы направление воздушного потока соответствовало направлению стрелки на его крышке. Распределение потока воздуха должно быть равномерным по всему сечению нагревателя. Рекомендуемое расстояние от нагревателя до ближайшего изгиба канала, заслонки и т.п. должно быть не менее трех диаметров нагревателя. Нагреватели могут устанавливаться в горизонтальном или вертикальном канале. Запрещается подавать питающее напряжение на нагреватель при отключенном вентиляторе. Для управления мощностью нагрева рекомендуется использовать тиристорные регуляторы Pulser или TTC. Если полная мощность нагревателей превышает

допустимую мощность основного регулятора, необходимо использовать дополнительный регулятор.

Воздухоохладитель

Предназначен для охлаждения воздуха в вентиляционной ситсеме. Охлаждение осуществляется различными хладоносителями: вода, этиленгликоль, хладогент.

Вентилятор

Вентилятор - основа любой системы искусственной вентиляции. Он подбирается с учетом двух основных параметров: производительности, то есть количества подаваемого воздуха и полном давлении. По конструктивному исполнению вентиляторы разделяются на осевые (пример - бытовые вентиляторы "на ножке") и радиальные или центробежные ("беличье колесо"). Осевые вентиляторы обеспечивают хорошую производительность, однако характеризуются низким полным давлением, то есть, если на пути воздушного потока встречается препятствие (длинный воздуховод с поворотами, решетка и т.п.), то скорость потока существенно уменьшается. Поэтому в системах вентиляции с разветвленной сетью воздуховодов применяют радиальные вентиляторы, отличающиеся высоким давлением созданного воздушного потока. Другими важными характеристиками вентиляторов является уровень шума и габариты. Эти параметры в большой степени зависят от марки оборудования. Рекуператор

Предназначен для смешения двух потоков воздуха: наружного и возвращаемого из помещения. Позволяет существенно снижать расходы на нагрев воздуха во время зимнего периода и на охлаждение воздуха во время летнего периода.

Шумоглушитель

Низкий уровень шума является одним из основных критериев комфорта, от которого в значительной степени зависит наше хорошее самочувствие. Источником шума вентиляторов являются любые колебательные явления, сопровождающие их работу. Колебательные процессы аэродинамического происхождения вызывают аэродинамический шум; а механические колебания элементов конструкции вызывают шум, распространяющийся по строительным конструкциям здания и примыкающим воздуховодам, иногда очень далеко от места установки. Наиболее часто применяемые шумоглушители конструктивно делятся на пластинчатые и трубчатые. Главная их особенность - наличие развитых поверхностей, облицованных звукопоглощающим материалом.

Воздуховоды

После выхода из шумоглушителя, обработанный воздушный поток готов к распределению по помещениям. Для этих целей используются воздухопроводная сеть, состоящая из воздуховодов и фасонных изделий (тройников, поворотов, переходников). Основными характеристиками воздуховодов являются площадь сечения, форма (круглая или прямоугольная) и жесткость (бывают жесткие, полугибкие и гибкие воздуховоды). Скорость потока в воздуховоде не должна превышать определенного значения, иначе воздуховод станет источником шума. Площадь сечения воздуховодов подбирается исходя из расчетного значения воздухообмена и максимально допустимой скорости воздуха. Жесткие воздуховоды изготавливаются из оцинкованной жести и могут иметь круглую или прямоугольную форму. В отдельных случаях жесткие воздуховоды должны быть изготовлены из нержавеющей стали. Полугибкие и гибкие воздуховоды имеют круглую форму и изготавливаются из многослойной алюминиевой фольги. Круглую форму таким воздуховодам придает каркас

из свитой в спираль стальной проволоки. Такая конструкция удобна тем, что воздуховоды при транспортировке и монтаже можно складывать "гармошкой". Недостатком гибких воздуховодов является высокое аэродинамическое сопротивление, вызванное неровной внутренней поверхностью, поэтому их используют только на участках небольшой протяженности.

Распределители воздуха

Воздухораспределители могут быть приточными и вытяжными. Те и другие бывают регулируемыми и нерегулируемыми; круглой, квадратной, прямоугольной формы; металлические (чаще стальные или алюминиевые) или пластмассовые; с декоративным оформлением или без него; различных расцветок и размеров; с направлением потока приточного (или забором удаляемого) воздуха в одну, две, три или четыре стороны. В зависимости от конструкции решетки создают компактные, плоские, неполные веерные или иные типы струи. Устанавливаются решетки приточных и вытяжных устройств чаще всего на стенах выше обслуживаемой зоны. В то же время они могут быть специально предназначенными для установки в потолке (для вытяжки, притока или универсальные), либо для напольной раздачи или удаления воздуха. Крепление решеток может быть на винтах или на специальных зажимах.