5. Расчёт требуемого воздухообмена в помещениях здания

Требуемая производительность систем общеобменной вентиляции - воздухообмен определяется расчётом из условия ассимиляции избытков тепла, влаги и растворения углекислого газа СО2. Для этого составляется система уравнений - уравнение теплового баланса воздуха и уравнение баланса вредностей.

В случаях устройства только общеобменных систем приточно-вытяжной вентиляции, что характерно для помещений общественных зданий, требуемый воздухообмен, кг/ч, определяется по формулам:

для борьбы с избытками полного тепла:

GQ = DQизб / (Iу-Iп),

для борьбы с влагоизбытками:

Gw = DW / (dу-dп) × 103,

для борьбы с газовыми вредностями (СО2):

Gco = Mco / (Ку-Кп),

где Iу, tу, dу - параметры воздуха, удаляемого из помещения системой общеобменной вытяжной вентиляции;

In, tn, dn - параметры приточного воздуха.

Значения для приточного и удаляемого воздуха определяются после построения процессов на I-d диаграмме, в зависимости от принятой схемы организации воздухообмена.

Санитарные нормы устанавливают минимальное количество наружного воздуха, которое необходимо подавать в помещение на одного человека. Её значение принимают по требованиям соответствующих глав СНиП: для обеденного зала (расчётное помещение) - 20 м3/ч на 1 человека.

Воздухообмен, необходимый для одновременной ассимиляции избытков тепла и влаги, рассчитывают графоаналитическим способом по I-d диаграмме.

Расчёт воздухообмена и построение процессов выполняется для трёх периодов года, при этом учитываются избытки полного тепла.

Тёплый период.

Исходные данные:

DQизб = 32730 Вт;

DWизб = 14,8 кг/ч;

Мсо2 = 5957 л/ч.

В помещение подаётся наружный воздух, при этом параметры наружного воздуха т.Н соответствуют параметрам притока.

1. т.Н (dн=10,9 г/кг; tн=23,6 °С; Iн=51,0 кДж/кг; j= 60%).

2. т.Н = т.П.

3. eт.п. = DQизб × 3,6 / DWизб = 32730 × 3,6 / 14,8 = 7961 кДж/кг.

4. Через т.Н ® eт.п

5. eт.п. пересекается с tв=26,60С ® т.В (Iв=55,8; dв=11,4; ).

6. Gradt = 1,1,°С; tу = tв + Gradt (Н - hрз) = 26,6 + 1,1·(3,4-1,9) = 28,2°С.

7. т.У (Iу=56,8; dу=12,0;).

8. Требуемый воздухообмен по теплу и влаге составит:

GQ = 32730×3,6 / (55,8-51,0) = 25070 кг/ч.

GW = 14,8×103 / (11,4-10,8) = 24667 кг/ч.

8. Невязка составляет:

(25070 - 24667) / 25070 × 100% = 1,6% < 5%.

Требуемый воздухообмен по газовым вредностям:

Gco = Mco / (Ку-Кп) = 5957/(1,25 – 0,5) = 7943 м3/ч;

где: Ку – концентрация углекислого газа в удаляемом воздухе;

Кп - концентрация углекислого газа в приточном воздухе.

За расчетный воздухообмен в теплый период принимается воздухообмен по избыткам влаги:

GQ = 25070 кг/ч.

Переходный период.

Исходные данные:

DQизб = 39972 Вт;

DWизб = 12.21 кг/ч;

Мсо2 = 5957 л/ч.

В виду того, что в обеденном зале имеются значительные теплоизбытки, воздухообмен в переходный период решается по прямой задаче.

1. т.Н (dн=5,17 г/кг; tн= 8 °С; Iн= 22,5 кДж/кг).

2. Dd = dу-dн = DWизб×103 / Gнтр = 12210/25070 = 0,49.

3. dу = dн+Dd = 5,17 + 0,49 = 5,66 г/кг.

4. tу = tв + Gradt (Н - hрз) =16+1,1 · (3,4-1,9) = 16,95 0С.

5. dу пересекается с tу ® т.У.

6. eт.п. = 39972 / 12,21 = 11785 кДж/кг.

7. Через т.У ® eх.п. .

8. На пересечении eх.п и dн=5,17 получается т.П.

9. т.П (tп= 11,50C; Iп=24,7 кДж/кг; dп=5,17 г/кг).

Холодный период.

В холодный период расчет производится по обратной задаче. За расчетный воздухообмен принимается наибольший, воздухообмен в теплый период.

Исходные данные:

DQизб = 46391 Вт;

DWизб = 12,21 кг/ч;

Gрасч = GQтп = 25070 кг/ч.

1. т.Н (dн=0,25 г/кг; tн= -24 °С; Iн= -23 кДж/кг).

2. Dd = dу-dн = DWизб×103 / Gнтр = 12210/25070 = 0,49.

3. dу = dн+Dd = 0,4 + 0,49 = 0,9 г/кг.

4. tу = tв + Gradt (Н - hрз) =16+1,1 · (3,4-1,9) = 16,95 0С.

5. dу пересекается с tу ® т.У.

6. eх.п. = 46391 / 12,21 = 13676 кДж/кг.

7. Через т.У ® eх.п.

8. На пересечении eх.п и dн=0,25 получается т.П.

9. т.П (tп= 11,20C; Iп=14,6 кДж/кг; dп=0,9 г/кг).

6. Составление воздушного баланса

Исходя из требуемого воздухообмена определяется расчетный воздухообмен в расчитываемом помещении.

Расчетный воздухообмен по притоку составляет:

Lп = Gрасч / rtп = 25070 / (353/(273 + 23,6)) = 21067 м3/ч;

где: rtп – плотность воздуха при температуре приточноого воздуха в расчетный период.

Кратность воздухообмена по притоку составляет:

Кп = Lп / V = 21067 / 1708,8 = 12,3 1/ч;

где К - нормативная кратность воздухообмена, зависящая от назначения помещения, 1/ч;

V = 1708,8 м3 - объём помещения.

Расчетный воздухообмен по вытяжке составляет:

Lв = Gрасч / rtв = 25070 / (353/(273 + 26,6)) = 21277 м3/ч;

Кратность воздухообмена по вытяжке составляет:

Кв = Lв / V = 21277 / 1708,8 = 12,45 1/ч.

Результаты расчётов воздухообмена по притоку и вытяжке для всех помещений сводятся в таблицу 6.

Таблица 6

Воздухообмены