Расчет вентиляции : Библиотека online : Монтаж вентиляции. Проектирование вентиляции. Очистка воздуха, чистые помещения : Главная
Учебно-демонстрационный центр "ПРОФ2"
Facebook Vkontakte
ПРОФ2 +7 (499) 322-00-65

Центр Микроклимата и
Автоматизации Зданий

Расчет вентиляции

«Основы расчета и компоновки систем вентиляции»—один из разделов из нашего курса «Проектирование вентиляционных установок». В данном разделе рассказывается об основах расчета вентиляции и компоновки вентсистем, о нормах приточного и вытяжного воздуха, о влажности воздуха, об основных принципах разработки вентиляционных агрегатов, содержатся контрольные вопросы и дополнительная литература.

В других разделах курса рассматриваются такие вопросы как расчет основных элементов вентустановок (включая расчет воздухонагревателя (калорифера), увлажнителя, вентилятора), расчет вентустановки с помощью программы (режим быстрого подбора, ввод данных, анализ результатов и выбор оптимального, режим ручной компоновки, практика расчета вентустановки). Подробную структуру всего курса можно запросить у менеджера www.проф2.рф

Основы расчета и компоновки систем вентиляции

Нормы приточного и вытяжного воздуха

Расход приточного воздуха для обеспечения людей необходимым для дыхания количеством кислорода определяется из условия подачи:

  • 60м 3/ч на одного человека при постоянном пребывании на рабочем месте.
  • 20 м 3/ч на одного человека при временном пребывании (менее 2-х часов).
  • 85 м 3/ч на одного человека при занятиях спортом.

Эти цифры соответствуют требованиям СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование».

Количество приточного и вытяжного воздуха нормируются СНиП для каждого типа помещений. Если количество вытяжного воздуха превышает количество приточного, то разница подается в коридор для обеспечения баланса, что препятствует подсосу воздуха через окна. Зимой подсасываемый воздух имеет уличную температуру, его приток воспринимается как дискомфорт и может стать причиной сквозняков и заболеваний.

Если мы решаем задачу удаления неприятных запахов, то рассчитываем количество вытяжного воздуха, а количество приточного определяем в проценте от количества вытяжного. Это нужно для того, чтобы искусственно создать отрицательный воздушный баланс в помещении с неприятными запахами. Подсос воздуха в такие помещения извне препятствует распространению запахов из них. При этом следует соблюдать следующие правила:

Подсос воздуха должен осуществляться из теплых помещений без неприятных запахов. Например, подсос воздуха из зала ресторана в ресторанную кухню. При этом 35% приточного воздуха подается в кухню, а 65%—в зал.

В помещении, из которого мы подсасываем воздух, следует компенсировать потерю воздуха подачей в него дополнительного количества приточного воздуха.
Количество вытяжного воздуха составляет:

  • от кухонной электроплиты 60 м 3/ч;
  • от кухонной газовой плиты 90 м 3/ч;
  • из совмещенного (душ+унитаз) санузла в квартире 50 м 3/ч;
  • от отдельно размещенного туалета, либо ванной комнаты 25 м 3/ч;
  • из общественного туалета 50 м 3/ч от каждого унитаза и 25 м 3/ч от каждого писсуара;

Для других типов помещений расход приточного и вытяжного воздуха определяют по нормируемым кратностям или расчету. Кратность – отношение расхода приточного или вытяжного воздуха для данного помещения в м 3/ч к объему этого помещения в куб.м. Нормируемая кратность – заданная официальным документом Госстроя России кратность воздухообмена. Чаще всего эти документы – СНиП «Строительные Нормы и Правила», СанПиН «Санитарные Правила и Нормы» и ГОСТ «Государственный Стандарт». Существует много таблиц с нормируемыми кратностями для каждого типа помещений, приведенными в соответствующих СниПах, например:

  • для жилых зданий—СНиП 31-01-2003 «Здания жилые многоквартирные», МГСН 3.01-96 »Жилые здания», Пособие к СНиП 2.08.01-89 «Отопление и вентиляция жилых зданий».
  • для общественных зданий—СНиП 2.08.02-89 «Общественные здания и сооружения», СНиП 31-05-2003 «Общественные здания административного назначения»,
  • магазинов – МГСН 4.13-97 «Помещения магазинов»
  • для производственных зданий—СНиП 2.09.02-85 «Производственные здания»
  • для складских зданий СНиП 2.11.01-85 «Складские здания»
  • для стоянок автомобилей—МГСН 5.01-94 «Стоянки легковых автомобилей», СНиП 21-02-99 «Стоянки автомобилей»,

Существует также множество приложений к перечисленным нормативным документам по таким зданиям как: бассейны, рестораны (предприятия общественного питания), многофункциональные здания и комплексы, и.др.:

  • Пособие к СНиП 2.08.02-89 «Предприятия бытового обслуживания»
  • Пособие к СНиП 2.08.02-89 «Проектирование бассейнов»
  • Пособие к СНиП 2.08.02-89 «Проектирование театров»
  • Пособие к СНиП 2.08.02-89 «Спортивные сооружения»
  • Пособие к СНиП 2.08.02-89 »Проектирование бассейнов»

Влажность воздуха

Атмосферный воздух состоит из смеси газов (азот – 78%, кислород– 21% и др.), состав которых постоянен, а также из водяного пара, количество которого не постоянно.

Существуют понятия относительной и абсолютной влажности. Абсолютная влажность или влагосодержание – это отношение количества водяного пара в воздухе М п (в граммах) к массе сухой части воздуха М в (в килограммах). Влагосодержание обозначается «d»

d = М п / М в

Относительная влажность φ – отношение парциального давления водяного пара p п в воздухе к парциальному давлению при максимальном насыщении воздуха водяными парами pпн, выраженное в %.

φ = (p п/ p пн) * 100%

Иными словами, относительная влажность характеризует, сколько процентов влаги от максимально возможного количества в данный момент содержится в воздухе.

Воздух может содержать различное максимальное количество влаги при разной температуре и давлении. Например при нормальном атмосферном давлении при -20°С максимальное количество влаги составит 1г на 1кг воздуха, при 0°С – 4 г/кг, при +20°С – 14,5 г/кг. Именно по этой причине при охлаждении воздуха выпадает конденсат – при понижении температуры воздух больше не может содержать прежнее количество влаги в виде пара и теряет влагу в виде капель.

При нагреве происходит следующее: например, в зимой калорифере нагревается приточный воздух с температурой -20°С до температуры +20°С. Относительная влажность на улице зимой около 80%, т.е. в воздухе содержится влаги 0,8 г/кг. Когда воздухнагрели в нем осталось столько же влаги, но ее количество по сравнению с максимально возможным (относительная влажность) составит величину 0,8/14,5 = 0,055 или 5.5%.

Комфортной при комнатной температуре является относительная влажность в пределах 40-60%, т.е. с минимальным содержанием влаги 40%*14,5 г/кг = 5,8 г/кг. Т.е. в холодный период года наружный воздух, подаваемый в помещение желательно увлажнять.

Для расчетов систем с нагревом или охлаждением воздуха следует пользоваться I-d диаграммой, которая представляет собой графическую зависимость основных параметров воздуха. Изучать работу с I-d диаграммой рекомендуем по п. 1.6 «Применение I-d диаграммы для расчетов» справочника «Внутренние санитарно-технические устройства. Часть 3. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Книга 1.» М.: «Стройиздат», 1991 г. Воздухоподготовка.

Основные принципы разработки вентиляционных агрегатов

Состав приточной установки выбираем с учетом требований клиента по охлаждению приточного воздуха и поддержанию влажности. Расчет приточных установок и центральных кондиционеров выполняется в расчетной программе, которую предлагает каждый производитель центральных кондиционеров.

Воздух, который мы подаем в помещение, должен пройти через соответствующее оборудование и подвергнуться следующим этапам подготовки:

Воздушная заслонка. Устройство для перекрывания движения воздуха через приточную установку, когда она выключена.

Фильтр. Перед тем, как воздух попадет в оборудование для температурной и влажностной обработки, его необходимо очистить от пыли. Эту функцию выполняет фильтр – ткань на металлической рамке, установленная в корпусе.

Для уменьшения габаритов фильтра ткань сшивают в виде карманов и крепят на рамке.

Фильтр

Калорифер

Калорифер. Для обеспечения круглогодичной подачи свежего воздуха с комнатной температурой, в холодное время года его подогревают. Подогрев производится калорифером. Существует два вида калориферов:

  1. Электрический. Нагрев воздуха осуществляется термоэлектрическим нагревателем, а регулирование степени нагрева – регулированием его мощности, либо периодическим отключением.
  2. Водяной. Нагрев воздуха осуществляетсятеплообменником, состоящим из изогнутой змейкой трубки, на которую нанизаны пластины из тонкого металла (чаще используется трубка из меди, а пластины—из алюминия).

Охладитель воздуха. Охладитель воздуха служит для охлаждения подаваемого свежего воздуха в теплое время года, когда температура воздуха на улице выше, чем температура в обслуживаемом помещении.

Увлажнитель воздуха. Чтобы подаваемый воздух в холодный период не вызывал дискомфорта, его следует увлажнить, что выполняется с помощью специального устройства – увлажнителя. Увлажнитель—это корпус, через который проходит подаваемый воздух.

После увлажнителя воздух несколько теряет свою температуру, поэтому после увлажнителя ставят калорифер второго подогрева.

Вентилятор. Вентилятор служит для перемещения определенного количества воздуха по системе воздуховодов.

Шумоглушитель. Вентилятор создает шум выше комфортного уровня. Этот шум распространяется воздухом по системе воздуховодов. Для его сниженияприменяются шумоглушители – устройства, через которые проходит подаваемый потребителям воздух, при этом снижая свою шумность.

Таким образом, можно разделить устройства для обработки подаваемого потребителям воздуха на комплект приточной установки и комплект для комфортного кондиционирования.

Комплект приточной установки:

Комплект приточной установки

  1. воздушная заслонка
  2. фильтр
  3. калорифер
  4. вентилятор

Приточная установка обычно комплектуется секцией шумоглушителя, т.к. вентилятор создает значительный шум. Шумоглушитель можно не устанавливать на маленьких приточных установках производительностью 500-1000м 3/час, т.к. на них установлен вентилятор с невысоким напором.

В больших приточных установках шумоглушитель не ставят сразу за вентилятором, т.к. после вентилятора скорость потока воздуха не одинаковая по всему сечению канала. На выходе из вентилятора ставят (в заводском исполнении) диск из перфорированного стального листа для рассечения и выравнивания потока воздуха. Также распространены пустые секции между вентилятором и шумоглушителем, которые работают как.

Если в приточную установку добавить хотя бы одну из секций: воздухоохладитель, увлажнитель с калорифером второго подогрева, то такой аппарат принято называть центральным кондиционером.

Комплект центрального кондиционера:

Комплект центрального кондиционера

  1. воздушная заслонка
  2. фильтр
  3. калорифер 1-го подогрева
  4. охладитель
  5. увлажнитель
  6. калорифер 2-го подогрева
  7. вентилятор
  8. шумоглушитель

Контрольные вопросы

  1. Из каких элементов состоит приточная система вентиляции?
  2. Из каких элементов состоит вытяжная система вентиляции?
  3. Из каких элементов состоит центральный кондиционер?
  4. Почему в вытяжной вентиляции отсутствуют фильтр, нагреватель, охладитель?
  5. Может ли шумоглушитель устанавливаться перед вентилятором? С обоих сторон от него? С какой целью?
  6. Как вы думаете, в какой системе (приточной или вытяжной) должен быть установлен более мощный вентилятор при одинаковой производительности системы? Почему?

Дополнительная литература

  1. «Применение I-d диаграммы для расчетов» справочника «Внутренние санитарно-технические устройства. Часть 3. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Книга 1.» М.: «Стройиздат», 1991 г. Воздухоподготовка.
  2. Под ред. И.Г.Староверова, Ю.И. Шиллера, Н.Н.Павлова и др. «Справочник проектировщика» Изд. 4-е, Москва, Стройиздат, 1990г.
  3. Ананьев В.А., Балуева Л.Н., Гальперин А.Д., Городов А.К., Еремин М.Ю., Звягинцева С.М., Мурашко В.П.,Седых И.В. «Системы вентиляции и кондиционирования. Теория и практика.» Москва, Евроклимат, 2000г.
  4. Беккер А. (перевод с немецкого Казанцевой Л.Н. под редакцией Резникова Г.В.) «Системы вентиляции» Москва, Евроклимат, 2005г.
  5. Бурцев С.И., Цветков Ю.Н. «Влажный воздух. Состав и свойства. Учебное пособие.» Санкт-Петербург, 1998г.
  6. Технические каталоги Flaktwoods