Материал:

Естественная вентиляция

Самыми распространенными на машиностроительных предприятиях является аэрация и вентиляция с помощью дефлекторов.

Общие сведения о аэрацию

Аэрация - естественная вентиляция, выполняет роль загальнообмин ной. На рис. 3.21 изображен поперечный разрез здания цеха. В наружных стенах здания устраивают два ряда отверстий. Нижний ряд (для теплого периода года) располагают на высоте 0,3-1,8 м, а верхняя (для холодного и переходного периодов) - на высоте 3-4 м от уровня земли. Верхняя часть здания оборудована конструкцией, которая называется аэрационным фонарем. Фонари располагаются по всей длине здания, в них также предусматриваются отверстия с распашными створками.

Воздухообмен при аэрации осуществляется вследствие разности температур, а значит, разницы плотностей воздуха внутри помещения ρср.п, кг / м ^3, и снаружи ρз кг / м ^{3, а также в результате действия ветра.} Холодный воздух поступает в помещение через отверстия в стенах, а теплее удаляется через отверстия фонаря. В теплый период года воздух поступает в рабочую зону через нижние отверстия, а в холодный - через верхние. Опустившись до рабочей зоны, холодный воздух нагревается за счет перемешивания с теплым воздухом помещения.

Давление, что приводит воздухообмен, Р, Па, определяется как разница гидростатического давления столба воздуха снаружи и внутри помещения:

где h - расстояние между осями нижних и верхних отверстий, м.

Это давление, названный гравитационным, расходуется на преодоление сопротивлений, попадающихся на пути движения воздуха от его входа в здание к выходу.

Нагретый в источниках тепловыделений воздух поднимается к перекрытию, где создается положительное давление, обуславливающий вытяжку воздуха; в нижней частиш дома давление негативный, и свежий воздух поступает в помещение.

На рис 3.21 показано распределение давления воздуха в здании цеха. Площадь перехода от отрицательного давления к положительному называется плоскостью равных давлений. В этой плоскости давление внутри помещения будет равен внешнему, а разница давлений равна нулю. Положения этой плоскости меняется в зависимости от площади сечения верхних и нижних отверстий, которые открываются, а также от плотности внешнего и внутреннего воздуха и будет располагаться на высоте ближе к отверстиям, которые имеют большее сечение.

Общий гравитационное давление может быть представлен как сумма давлений, обеспечивают приток и вытяжку:

где h1 - высота от центра нижних отверстий в плоскости равных давлений, м; h2 - высота от центра верхних отверстий в плоскости равных давлений, г..

Расчет аэрации. Целью расчета является определение необходимой площади приточных и вытяжных отверстий. Расчет выполняют, исходя из уравнения баланса воздухообмена:

и баланса тепла:

Расчет поступления тепла Qяз в производственное помещение (тепловыделение от людей, источников освещения, производственного оборудования, солнечной радиации и др.) Приводится в справочной литературе.

Расчет аэрации выполняют для теплого периода года как наиболее неблагоприятного для аэрации.

Порядок расчета аэрации следующий:

1. Определяют требуемый воздухообмен L, м ³ / ч (по теплоизбытки), и общее значение гравитационного давления (по формулам (3.96) и (3.98)).

2. Задавшись плоскостью приточных отверстий F1, г. ² / ч, находят скорость воздуха в нижних отверстиях υ1, м / с:

где μ - коэффициент расхода, зависящий от конструкции створок и угла их перекрытия (р = 0,15 ... 0,65).

Зависимость угла открывания створок а от коэффициента μ:

Угол открывания створок , град. 90 60 45 30

Коэффициент расхода μ 0,65 0,57 0,44 0,32

3. Вычисляют составляющую напора, которая обеспечивает приток воздуха, по формуле:

При этом считают, что напор теряется основном при прохождении воздуха через отверстия, путевые же потери невелики и ими пренебрегают.

4. Определяют составляющую гравитационного давления, которая обеспечивает вытяжку:

5. Находят нужную площадь вытяжных отверстий:

Аэрация при действии ветрового давления

Приведенный выше расчет аэрации не учитывает давления ветра на здание, который в теплый период года является основным действующим фактором. При обдуве здания ветром с наветренной стороны создается повышенное давление воздуха, а на подветренной стороне - разрежение (см. Рис. 3.21); значения этих давлений могут быть рассчитаны по формуле:

где υв - скорость ветра, м / с; а - аэродинамический коэффициент, зависящий от конфигурации здания (а = 0,7 ... 0,85 для наветренной стороны, а = 0,3 ... 0,45 - для подветренной стороны).

Действие ветра усиливает воздухообмен, но при задуванием ветра в отверстия фонаря воздуха опускается в рабочую зону, смешиваясь с пылью и газами. Для предотвращения этого явления устанавливают незадувни фонари с ветрозащитными щитами. В таком случае с наветренной стороны щита (в отверстии) создается разрежение и фонарь работает на вытяжку при любых направлениях ветра (см. Рис. 3.21).

Рассчитывая аэрацию при совместном действии ветра и теплоизбытков, дополнительно к давлению воздуха, возникшее из-за разницы температур, добавляют или отнимают давление, созданное ветром.

Преимущества и недостатки аэрации. Преимущества: значительно меньше эксплуатационные расходы по сравнению с механическими системами вентиляции, поскольку большие объемы воздуха (от 20 до 100 крат) подаются и удаляются без применения вентиляторов.

Недостатки: в теплый период года эффективность аэрации значительно падает вследствие повышения температуры наружного воздуха; воздуха, поступающего в помещение, не обрабатывается (не могут быть удалены, а не охлаждается).

Вентиляция с помощью дефлекторов

Дефлекторы - это насадки, которые устанавливаются на крыше дома и предназначены для удаления загрязненного или перегретого воздуха из помещения небольших размеров (рис. 3.22).

3

Работа дефлектора основан на использовании энергии ветра и гравитационного давления. Ветер, обдувая обечайку, создает с противоположной стороны разрежение, в результате чего воздух из помещения выходит наружу.

При ориентировочном подборе дефлектора определяют диаметр подводного патрубка и, соответственно, конструктивные размеры дефлектора:

где Lg - производительность дефлектора, г. ³ / ч; υg - скорость воздуха в патрубке дефлектора, м / с, принимается как 1/2 скорости ветра (и> я = 1,5 ... 2 м / с). Диаметры патрубков дефлекторов составляют 0,2-1,0 м.

Механическая вентиляция

В системе механической вентиляции движение воздуха осуществляется вентиляторами.

Комбинированная вентиляция

Наибольшее распространение на машиностроительных предприятиях распространена комбинированная вентиляция: общеобменная приточно-вытяжная и местная.

Приточная вентиляция. Установка приточной вентиляции ПУ состоит из следующих элементов (рис. 3.23): 1 - воздухозаборное устройство; 2 - фильтр для очистки воздуха от пыли; 8 - калориферы, где воздух нагревается; 4 - вентилятор; 5 - воздуховоды; 6 - приточные насадки, через которые воздух подается в помещение; регулирующие устройства (РП).

Фильтр, калориферы и вентиляторы устанавливаются в отдельном помещении (вентиляционная камера). Скорости выпуска воздуха из приточных насадок ограничиваются допустимым шумом и подвижностью воздуха на рабочем месте (ТОСТ ССБТ 12.1.005-88).

Вытяжная вентиляция. Установки вытяжной вентиляции ВУ-1 и ВУ-2 (рис. 3.28) состоят из вытяжных насадок (7) в системе общеобменной вентиляции или разного типа воздухоприемников (10) в системе местной вентиляции (на рис.3.19 изображен защитно-знепы-щего кожух на заточном станке) вентилятора (4); воздуховодов (5); устройств для очистки воздуха от пыли или газов (8); вытяжной шахты (9) 9 которая располагается на 1-1,5 м выше конька крыши.

Кондиционирование воздуха

Кондиционирование воздуха - это процесс обеспечения и автоматического поддержания в помещениях температуры, влажности, скорости движения и чистоты воздуха. Различают комфортное и технологическое кондиционирование.

Комфортное кондиционирования обеспечивает допустимые и оптимальные условия среды, которые влияют на интенсивность работы сотрудников. Технологическое кондиционирование предназначено для поддержания искусственных климатических условий в соответствии с технологическими требованиями.

Параметры воздушной среды в помещении устанавливаются исходя из следующих условий: если количество и качество продукции зависит от соблюдения точного режима технологического процесса, а не от интенсивности работы сотрудников, главными являются требования технологического процесса; если на выпуск продукции влияет интенсивность работы - регламентируются комфортные условия. Количественным критерием потребности в искусственном охлаждении воздуха может быть процент дискомфортности, который определяется по формуле:

где m - количество помещений в доме; D - продолжительность дискомфорта, ч, за характерные сутки месяца; m0 - количество суток использования помещений в месяц; р0 - количество часов эксплуатации помещений в сутки 12 - число месяцев в году.

Кондиционирование воздуха осуществляется комплексом технических средств, которые составляют систему кондиционирования воздуха (СКВ).

В состав СКП входят технические средства приготовления, передвижения и распределения воздуха, приготовления холода, а также технические средства холодо- и теплоснабжения, автоматики, дистанционного управления и контроля. Технические средства СКП в совокупности называются кондиционерами. По способу приготовления и распределение в воздух в помещении СКП делятся на центральные и местные.

Конструкция центральных кондиционеров предусматривает приготовление воздуха за пределами обслуживающего помещения и его распределение по системе воздуховодов. Центральные кондиционеры применяют в больших цехах.

В местных кондиционерах приготовление воздуха происходит непосредственно в обслуживающих помещениях. Воздух поступает в помещение без воздуховодов (кондиционеры устанавливают в оконных проемах). Местные кондиционеры используют в небольших помещениях (лабораториях, рабочих кабинетах и т.д.).

Центральный кондиционер (рис. 3.24) состоит из камеры смешивания и наружного воздуха и частично воздуха внутри помещения (если отсутствует выделение вредных веществ); фильтра для очистки воздуха от пыли 1; калориферов первого подогрева воздуха 2; камеры орошения ИИ, где воздух увлажняется; калориферов второго подогрева 3; вентилятора 4. Количество воздуха, проходящего через кондиционер и его составные элементы, регулируется клапанами 5.

Местные СКП, из которых наиболее распространены автономные кондиционеры, имеют теплообменники выпаривания и холодильные машины. Недостатками работы местных СКП считают повышенный шум, а также по сравнению с центральными СКП небольшой срок службы. Для снижения шума кондиционеры выпускают в виде двух агрегатов - внутреннего и внешнего. Во внешнем агрегате размещается наиболее шумное оборудование - холодильный компрессор воздушный конденсатор хладагента. Автоматизация работы местных СКП, в том числе регулируемых повитророзподилювачив обеспечивает комфортные условия труда в рабочих зонах помещений и в зонах, обслуживаемых.