Установка кондиционера
Расчет мощности кондиционера
Заказ кондиционера
Сервис кондиционеров
Тепловые насосы, обогрев дома
Керамические обогреватели

Марки кондиционеров

Кондиционеры Cooper & Hunter

Кондиционеры

Тепловые насосы

Воздух-Воздух

Воздух-Вода

Кондиционеры Mitsubishi Electric
Кондиционеры Mitsubishi Heavy Industries (MHI)
Кондиционеры Fujitsu
Кондиционеры Lessar
Кондиционеры Hisense
Кондиционеры Daikin
Кондиционеры Toshiba
Кондиционеры Electrolux
TION

Системы вентиляции и кондиционирования воздуха

Виды систем вентиляции

По способу перемещения воздуха системы вентиляции делят на системы с естественным побуждением движения воздуха и системы с искусственным побуждением. В системах с естественным побуждением воздух перемещается за счет гравитационных сил, ветрового давления и их совместного действия. В системах с искусственным побуждением воздух перемещается, как правило, посредством вентилятора, поэтому такие системы чаще называют системами механической вентиляции.

По назначению системы вентиляции подразделяют на приточное, вытяжные и рециркуляционные. Приточные системы подают воздух в помещения или в его отдельные зоны. Вытяжные системы удаляют загрязненный воздух из помещений, отдельных его зон или от оборудования. Рециркуляционные системы перемещают воздух из помещений или его отдельных зон в эти же помещения или его отдельные зоны после соответствующей обработки этого воздуха.

По способу организации воздухообмена и удаления вредных выделений системы вентиляции бывают общеобменные и местное.

При общеобменной вентиляции воздух сменяется во всем объеме помещения или во всей его рабочей зоне, требуемое состояние воздуха обеспечивается во всем объеме помещения или его рабочей зоны. Общеобменную вентиляцию применяют при наличии в помещении рассредоточенных по всей его площади или значительной ее части рабочих мест либо животных, птиц и других открытых источников вредных выделений.

Требуемое состояние воздуха в помещении достигается подачей в помещение свежего, обычно должным образом подготовленного воздуха в количестве, достаточном для разбавления вредных выделений до ПДК во всем объеме рабочей зоны помещения. Воздух, проходя через помещение, ассимилирует вредные выделения и при достижении нормативных значений ПДК удаляется из помещения.

При общеобменной вентиляции поступающий в помещение воздухе должен быть распределен так, чтобы весь его объем участвовал в ассимиляции вредных выделений, чтобы равномерным потоком воздуха была охвачена вся рабочая зона помещения, чтобы не было застойных зон с повышенной концентрацией вредных примесей и повышенных скоростей движения воздуха в помещении.

Местная вентиляция действует только в части помещения в части его рабочей зоны. Применяют ее в том случае, если не требуется обеспечивать должное состояние воздуха во всем помещении или рабочей зоне, если нормируется состояние воздуха только на отдельных участках помещения или на фиксированных рабочих местах либо если необходимо удалять вредные выделения непосредственно от мест их образования.

Местные приточные системы подают воздух непосредственно на рабочее место или в определенную зону помещения. Местные вытяжные системы применяют для удаления загрязненного воздуха непосредственно от источника вредных выделений.

Воздух в системах вентиляции перемещается по каналам или без каналов, например, через проемы в ограждениях.

В сооружениях агропромышленного комплекса и коммунального хозяйства применяют:

  • общеобменные приточные и вытяжные системы вентиляции с естественным и механическим побуждением движения воздуха
  • местные приточные системы вентиляции с механическим побуждением движения воздуха;
  • местные вытяжные системы вентиляции с естественным и механическим " побуждением движения воздуха.

См.также проектирование вентиляции.

Естественная вентиляция

Системы вентиляции с естественным побуждением движения воздуха могут обеспечивать организованное и неорганизованное проветривание помещений. В таких системах воздух перемещается под действием естественных сил природы – ветрового и гравитационного давлений.

Гравитационное давление возникает вследствие разности удельных весов воздуха внутри помещения и снаружи, которая, в свою очередь, обусловливается разницей температур воздуха в помещении и снаружи его. Если температура воздуха в помещении выше температуры наружного воздуха, то в помещении создается тепловое давление, которое в верхней части помещения бошльше, чем снаружи, а в нижней части, наоборот, меньше, чем снаружи. Вследствие разности давлений у вертикального ограждения помещения воздух, находящийся в верхней части, стремится выйти из помещения наружу, а в нижней части – снаружи проникнуть в помещение. Вот это давление, под воздействием которого происходит такое перемещение воздуха, называется гравитационным.

Гравитационное давление определяют как произведение разности удельных весов наружного и удаляемого из помещения воздуха на расстояние по вертикали от центра вентиляционного отверстия в помещении до центра воздуховыбросного отверстия (рис.5.1).

Аэрация здания под воздействием гравитационного давления

Рис.5.1. Аэрация здания под воздействием гравитационного давления (tн < tв)

H = h*( ρн – ρв ),

где h — расстояние по вертикали от центра вентиляционного отверстия до центра воздуховыбросного отверстия, м; ρн и ρв — удельные веса наружного и удаляемого воздуха, Н/м3.

Гравитационное давление — постоянно действующий фактор, изменяющийся лишь по значению.

Ветровым называется давление, оказываемое ветром на поверхность обдуваемых предметов. При набегании воздушного потока на препятствие динамическое давление преобразуется в статистическое. При этом с наветренной стороны создается избыточное давление, а с заветренной — разрежение. Возникающий таким образом перепад давления вызывает перемещение воздуха через неплотности, щели и отверстия в ограждениях или движение воздуха по каналам. Ветровое давление

Hв=A*(ρv2/2)

где А — аэродинамический коэффициент, показывающий, какая доля динамического давления преобразовалась в статическое при взаимодействии воздушного потока с ограждением здания; v — скорость ветра, м/с.

Обычно давление, создаваемое естественными силами, невелико, и поэтому за счет него оказывается возможным осуществлять общеобменную вентиляцию или отсасывание воздуха в местных вытяжных системах при небольшой протяженности каналов (воздуховодов), а также через открываемые отверстия в ограждениях. Это давление зависит от состояния наружного воздуха (температуры, скорости и направления ветра), поэтому интенсивность смены воздуха в помещениях при естественной вентиляции оказывается зависимой от внешних факторов. Это является существенным недостатком естественной вентиляции.

В сооружениях агропромышленного комплекса и коммунального хозяйства применяют общеобменную и местную, приточную и вытяжную, канальную и бесканальную естественную вентиляции. На рис. 5.2 представлена схема общеобменной естественной вентиляции однопролетного здания. Вследствие различия гравитационного давления для отверстий, расположенных на различных уровнях, перемещение воздуха через помещение при tн < tв происходит так, как показано на схеме. Через нижние отверстия поступает в помещение наружный воздух, а через верхние отверстия выходит загрязненный воздух.

Расчетная схема аэрации здания

Рис. 5.2. Расчетная схема аэрации здания

Естественная вентиляция, при которой воздух поступает в помещение и удаляется из него через специально предусмотренные отверстия в наружных ограждениях, называется организованным проветриванием, или аэрацией. Воздух, поступающий в помещение при аэрации, обработке не подвергается, но его количество при данном состоянии наружного воздуха можно регулировать за счет изменения площади отверстия их прикрытия.

В помещении животноводческих комплексов в переходный период года применяют активную аэрацию помещения. Для этого открывают оконные проемы и ворота, через которые поступает свежий и удаляется загрязненный воздух. Важно, чтобы подвижность воздуха в зоне содержания животных не превышала допустимую норму.

Аэрацию широко применяют для вентиляции помещений с большими избытками тепла. В таких помещениях не возникает опасности переохлаждения в зимний период. Кроме того, разность плотностей нагретого внутреннего и холодного наружного воздуха обеспечивает создание необходимого гравитационного давления. Основным видом вредных выделений, на которые рассчитывается аэрация, является избыточная теплота, поэтому максимальное количество воздуха при аэрации требуется в летний период, когда гравитационное давление вследствие незначительного различия температур внутреннего и наружного воздуха весьма мало. Зимой вследствие увеличения гравитационного давления требуемый воздухообмен достигается при меньшей площади отверстий.

Расход воздуха через отверстие в ограждении

Расход воздуха через отверстие в ограждении

где µ — коэффициент расхода воздуха, зависящий от конструктивных форм отверстия; F — площадь сечения отверстия, м2; v — скорость движения воздуха в отверстии; м/с; Δр — перепад давления по обе стороны стенки, Па; р — плотность воздуха, кг/м .

Значение коэффициента расхода воздуха µ для проемов в ограждениях помещений колеблется в пределах от 0,6 до 0,7.

В условиях стационарного режима вентиляции количество поступающего в помещение воздуха (кг/с) равно количеству удаляемого из помещения воздуха Gух (кг/с), т. е. Gпр = Gух, или

μпрFпрρнvпр = μухFухρвvух

где ρн и ρв — плотности приточного и удаляемого воздуха.

Перепад давления определяют исходя из следующих положений. На уровне нижнего отверстия принимают давление снаружи отверстия равным атмосферному давлению ρа (рис. 5.2). Давление воздуха в помещении принимают условным, равным ρх, и считают его неизменным по высоте помещения, т. е. одинаковым для всех отверстий помещения. С учетом гравитационного при tв > ta и ветрового при VQ давлений перепад давления у отверстия 1

(5.5)

у отверстия 2

(5.6)

Здесь А\ и A<i — аэродинамические коэффициенты для наветренной и подветренной сторон здания; уя и ув — удельные веса наружного и уходящего из помещения воздуха, Н/м3.

Расход воздуха через отверстие 1

(5.7)

через отверстие 2

(5.8)

Приравняв Gi = G2, находят значение px Получив значение pa вычисляют Gi и G2.

При наличии большого числа отверстий в ограждениях однопролетного здания (рис. 5.2) составляют уравнение баланса воздуха Gnp = Gyx, предварительно распределив отверстия на приточные и вытяжные. Например, считаем отверстия 1, 2 и 3 приточными, отверстия 4 и 5 вытяжными. Тогда уравнение баланса расхода воздуха

Рис.5.3.

Рис.5.4.

Формула

Зная площади F, коэффициенты µ величины ρн, ρв,¥в, ¥н, и приняв pа=0, находят значение px из уравнения баланса расхода (см.стр.183)

Рис.5.5.

воздуха, после чего вычисляют расход воздуха через каждое отверстие. Баланс воздуха будет свидетельствовать о правильном разделении отверстий на приточные и вытяжные. Если баланса нет, то надо снова разделить отверстия на приточные и вытяжные, составить уравнение баланса и решение повторить.

В системе общеобменной естественной вентиляции здания, показанной на рис. 5.3, используют ветровое давление. Ветер обдувает специальное устройство — дефлектор, позволяющий создавать разрежение при любых направлениях ветра. К отверстию дефлектора может быть присоединена сеть воздуховодов, через которую из различных точек помещения удаляется загрязненный воздух. Дефлекторы применяют в системах общеобменной вентиляции, а также для обеспечения местных отсосов воздуха. Пример местной вытяжной естественной вентиляции показан на рис. 5.4. Местная система удаляет загрязненный воздух из вытяжного шкафа. Воздух вытягивается за счет ветрового давления через дефлектор.

Для вентиляции жилых, общественных и некоторых производственных зданий применяют канальные гравитационные системы естественной вентиляции (рис. 5.5). В таких системах воздух удаляется из помещения по специальным каналам под действием гравитационного давления. Компенсация удаляемого воздуха осуществляется наружным воздухом, поступающим в помещение через неплотности или отверстия в ограждениях.

Гравитационные канальные системы естественной вентиляции широко применяемы благодаря простоте их устройства, незначительным капитальным затратам по их возведению и мизерным эксплутационным затратам.

Однако зависимость воздухообмена от параметров наружного воздуха не позволяет с помощью этих систем обеспечивать строго заданные параметры воздуха в помещениях.

Кроме того, радиус действия (транспортирования воздуха по горизонтальным каналам) гравитационных канальных систем из-за ограниченности гравитационного давления невелик.

Механическая (искусственная) вентиляция

Воздух в системах механической вентиляции перемещается с помощью специальных машин, называемых вентиляторами.

В отличие от естественной вентиляции системы механической вентиляции обеспечивают подачу воздуха на значительные расстояния непосредственно к рабочим местам или в определенную зону помещения в заданных количествах с необходимыми скоростями выпуска его, а также удаление воздуха из определенных мест помещения в необходимых объемах.

Воздух, подаваемый в помещения и удаляемый из них, может подвергаться необходимой обработке. Для этих целей в состав систем с механическим побуждением движения воздуха включают комплекс оборудования. Количество подаваемого в помещения воздуха системами механической вентиляции и удаляемого из помещений не зависит от состояния наружного воздуха. Радиус действия таких систем определяется давлением, создаваемым вентилятором, и может быть весьма большим. Известны системы, в которых расстояние от вентилятора до наиболее удаленных точек сети воздуховодов составляет сотни метров.

Системы механической вентиляции применяют в тех случаях, если количество и токсичность вредных выделений требуют постоянной интенсивности смены воздуха в помещении независимо от внешних метеорологических условий, а также в случаях, если в помещении нет значительных избытков теплоты, необходимых для подогрева холодного наружного воздуха, поступающего в помещение при естественной вентиляции.

В сооружениях агропромышленного комплекса и коммунального хозяйства применяют канальные и бесканальные системы механической вентиляции, приточные и вытяжные, обеспечивающие общеобменную и местную вентиляцию. Очень часто здания имеют разнохарактерные помещения, образующие так называемую «чистую» и «грязную» зоны, причем воздух из помещений грязной зоны не должен попадать в чистую зону. В таких случаях отдельные помещения в зависимости от их назначения и характера вредных выделений оборудуют только приточной или только вытяжной системой. При этом часть помещений может иметь приточную и вытяжную системы.

На рис. 5.6 изображена принципиальная схема канальной общеобменной вентиляции с механическим побуждением движения воздуха.

Помещение I оборудовано только приточной системой, подающей в помещение расчетное количество воздуха. В общем случае в состав приточной системы вентиляции входят оборудование и устройства, забирающие наружный воздух, очищающие его от пыли, вредных веществ, паров и газов, нагревающие, перемещающие его по сети воздуховодов и подающие воздух в помещения в расчетных количествах. Поступающий в помещение воздух ассимилирует вредные выделения, разбавляет их до ПДК. Загрязненный воздух удаляется через неплотности в ограждениях или через специально устраиваемые для этой цели отверстия и каналы либо наружу, либо в соседние помещения. Воздух удаляется под действием давления, создаваемого приточной системой. В установившемся состоянии количество подаваемого воздуха равно количеству удаляемого независимо от суммарной площади неплотностей или отверстий в ограждениях.

Приточную вентиляцию применяют для помещений чистой зоны, которые нужно оградить от проникания в них вредных газов из соседних помещений или холодного наружного воздуха.

Помещение II оборудовано приточной и вытяжной системами, с помощью которых организованно подается и удаляется воздух. В зависимости от соотношения количеств приточного и удаляемого

Рис. 5.6. Принципиальная схема…….. (стр.186)

воздуха в помещениях могут быть созданы подпор или разрежение. Устройство в одном помещении приточной и вытяжной систем обеспечивает наиболее организованное движение воздуха в нем и, как правило, применяется для помещений с большим расходом вентиляционного воздуха.

Помещение III оборудовано только вытяжной вентиляцией, состоящей из воздухоприемных устройств, воздуховодов, устройств для очистки удаляемого воздуха от загрязняющих атмосферу веществ, вентилятора и воздуховыбросного устройства. С помощью такой системы загрязненный воздух забирается в расчетных количествах из определенных мест помещения, при необходимости очищается от вредных примесей, выброс которых в атмосферу недопустим.

Применение только вытяжной системы без организованной подачи воздуха в помещение создает в вентилируемых помещениях разрежение по отношению к соседним помещениям и атмосфере. Вследствие этого разрежения удаляемый из помещения воздух компенсируется наружным воздухом, поступающим в помещение через неплотности и отверстия в наружных ограждениях, или воздухом, поступающим из соседних помещений. Устройство только вытяжных систем необходимо для помещений, из которых загрязненный воздух не должен попадать в соседние помещения. К числу таких помещений, оборудуемых только вытяжными системами, относятся химические лаборатории, кухни, санузлы и т. п.

Рис.5.7. Воздушный поток… (стр.187)

Неорганизованный приток холодного наружного воздуха через неплотности в ограждениях обусловливает охлаждение помещений, а при больших количествах поступающего воздуха создает сквозняки. Кроме того, если наружный воздух загрязнен, он поступает в помещение без очистки. Если холодный наружный воздух поступает через неплотности в ограждениях, охлаждение помещения компенсируется увеличением теплоотдачи системы отопления. Возможная недоброкачественность засасываемого воздуха и холодное дутье не могут быть ликвидированы, что учитывается при устройстве вытяжных систем и их эксплуатации.

Кроме систем общеобменной вентиляции применяют местные системы механической вентиляции, реже приточные, чаще вытяжные. Местные приточные системы подают воздух в определенную зону помещения (чаще всего на рабочее место), в пределах которой создаются условия, отличающиеся от условий в остальном объеме помещения и удовлетворяющие требованиям к воздуху этой зоны.

К местным приточным системам вентиляции относятся воздушные души, воздушные и воздушно-тепловые завесы.

Воздушный душ (рис. 5.7) представляет собой направленный на рабочее место поток воздуха. В зоне действия воздушного душа создаются условия, благоприятные для человека по температуре, влажности, подвижности и чистоте воздуха и отличающиеся от условий во всем остальном объеме помещения. Воздушный душ устраивают на фиксированных рабочих местах, в ограниченных зонах преимущественного пребывания работающих и в местах отдыха в производственных помещениях с большими тепловыделениями. В таких помещениях воздушное душирование является наиболее эффективным мероприятием для создания на постоянных рабочих местах требуемых метеорологических условий. Особенно эффективно применение воздушных душей при тепловом облучении рабочих.

Для воздушного душа используют наружный воздух или воздух, забираемый из помещения. В обоих случаях исходный воздух подвергается соответствующей обработке для придания ему необходимых параметров.

Иногда применяют передвижные душирующие установки. В передвижных установках используется воздух, забираемый из помещений и обрабатываемый распылением воды в потоке выходящего из установки воздуха. Испаряющаяся вода снижает температуру воздуха.

Охлаждающий эффект воздушного душирования зависит от разности температур тела человека и потока воздуха, а также от скорости обтекания воздухом охлаждаемого тела.

Воздушно-тепловые завесы (рис. 5.8) устраивают для предотвращения поступления в здания холодного наружного воздуха

Рис.5.8. Воздушно-тепловая завеса (стр.188)

через проходы или проемы в ограждениях, которые в соответствии с технологическим процессом должны быть постоянно или в течение длительного времени открытыми (ворота производственных цехов, входы в вестибюли общественных зданий и т. п.). Такие завесы позволяют поддерживать в помещениях в холодный период года требуемый температурный режим без значительного расхода теплоты на нагрев врывающегося холодного воздуха.

Воздушные завесы (без подогрева воздуха) устраивают между помещениями с одинаковыми или близкими тепловыми режимами. Их используют для предотвращения поступления воздуха через открытые ворота и двери из одних помещений, в которых выделяются вредные пары или газы, в другие, где таких выделений нет.

На рис. 5.8 показана одна из возможных схем устройства воздушно-тепловых завес. Воздух забирается из верхней зоны вестибюля, подогревается в воздухонагревателе до температуры 50 °С, подается вентилятором в воздухораспределительный канал и далее через воздуховод равномерной раздачи выпускается в непосредственной близости от открываемых дверей. Образовавшаяся плоская струя создает вертикальную воздушную завесу, которая препятствует прониканию наружного холодного воздуха через открытый проем. Воздух может выпускаться снизу у двери или сбоку. Воздух, забираемый в завесу из вестибюля, компенсируется приточной вентиляцией.

Местные вытяжные системы вентиляции применяют для улавливания и удаления вредных выделений непосредственно от мест их образования, чтобы не допустить их распространения по помещению.

Они обеспечивают локализацию вредных выделений у места их образования и удаление загрязненного воздуха за пределы помещения с концентрациями, более высокими, чем при общеобменной вентиляции. Это позволяет удалить вредные выделения меньшим объемом воздуха, сократить воздухообмен и тем самым снизить расходы на обработку воздуха.

Количество загрязненного воздуха, удаляемого местной вытяжной системой, компенсируется равным количеством наружного воздуха, поступающим в помещение организованно или неорганизованно через неплотности в наружных ограждениях. Загрязненный воздух транспортируется по вытяжному воздуховоду и затем выбрасывается в атмосферу непосредственно или после предварительной очистки. Вытяжка может быть как механической, так и естественной.

Пример местной вытяжной системы с естественным побуждением представлен на рис. 5.4. На рис. 5.9 показана принципиальная схема местной вытяжной вентиляции с механическим побуждением. Основными элементами такой системы являются устройства для приема загрязненного воздуха, вентилятор,

Рис.5.9 (стр.190)

устройство для очистки воздуха, воздуховоды и воздуховыбросная шахта.

Воздухоприемные устройства конструктивно оформляются в виде разнообразных укрытий источников вредных выделений. Применяют укрытия открытые и полуоткрытые. К открытым относятся укрытия, находящиеся за пределами источника вредных выделений — над ним или сбоку от него.

Примерами таких укрытий являются вытяжные зонты, боковые, бортовые и кольцевые отсосы. Укрытия, внутри которых находится источник вредных выделений, называются полуоткрытыми. Такие укрытия имеют открытый проем или отверстие. К ним относятся вытяжные шкафы, вентилируемые кабины для пульверизационной окраски, фасонные укрытия различных станков (заточных, шлифовальных, деревообрабатывающих). В настоящее время некоторые виды технологического оборудования выпускаются со встроенными приемниками вредных выделений. Таковы, например, окрасочные и сушильные камеры, деревообрабатывающие, шлифовальные и полировальные станки.

Рис.5.10 (стр.190)

На рис. 5.10 показаны схемы некоторых укрытий местных вытяжных систем.