Расчет воздухообменов и определение параметров приточного воздуха

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

При создании микроклимата используется качественный способ регулирования параметров воздуха в рабочей зоне. Наибольший небаланс по теплоте в рассматриваемой работе имеется в тёплый период года, в рабочее время. С него и необходимо начать расчёт, чтобы получить максимальное значение подачи воздуха (воздухообмена L) и согласовать его с нормативными требованиями. Полученное значение воздухообмена далее принимается как данное для всех остальных расчётных периодов.

Необходимые для расчёта параметры воздуха определяются по h-d диаграмме.

Плотность воздуха в рабочем диапазоне температур меняется незначительно, поэтому ее можно принять постоянной с = 1,2 кг/м3.

РАСЧЁТ ВОЗДУХООБМЕНА В ТЁПЛЫЙ ПЕРИОД ГОДА В РАБОЧЕЕ ВРЕМЯ

Вначале рассмотрим схему воздухообмена «снизу-вниз», так как подача воздуха в рабочую зону является оптимальным решением для обслуживающего персонала.

Угловой коэффициент процесса:

1 576 357 (5.1).

Значение е очень велико, поэтому примем е = +?. То есть в h-d диаграмме процесс поглощения вредностей пойдёт вертикально вверх.

Точка Вт — расчетные параметры воздуха в рабочей зоне в теплый период года:

= 26 єС; = 60%; = 58 кДж/кгс.в.; = 12,5 г/кгс.в.;

Необходимо провести оценку воздухообмена при подаче воздуха в рабочую зону (как это было принято предварительно в пункте 4). Для этого случая по [1] допустимая разность температур Дtдоп = 2 єC. Значит параметры точки От следующие:

= 24 єС; = 68%; = 54,5 кДж/кгс.в.; = 12,5 г/кгс.в.;

Воздухообмен при таких параметрах приточного воздуха определяется по формуле:

114,77 м3/с. (5.2).

Тогда кратность воздухообмена в помещении:

n 102,47 > 28. (5.3).

Придётся увеличивать разницу, это в конечном итоге приведёт к понижению температуры подаваемого воздуха, что в свою очередь невозможно без выноса воздухораспределителей за пределы рабочей зоны, то есть вверх.

Рассмотрим схему воздухообмена — «сверху — вниз», которая изображена на рисунке 5.1.

• 1 — станки; 2 — источники искусственного света; 3 — воздухораспределители; 4 — воздухосборники;
• 5 — технический этаж; 6 — навесной потолок; 7 — рабочая зона.

Рисунок 5.1 Схема воздухообмена Согласно с рекомендациями [8] принимаем воздухораспределители ПРМП, так как высота проектируемого помещения небольшая, целесообразно принять более компактные воздухораспределители с прямоугольным воздухоотводом. Характеристики возьмём из [12]:

Схема плафона на рисунке 5.2.

Рисунок 5.2 Плафон регулируемый многодиффузорный Масса — 1,6 кг;

Размеры канала (b0*l0) — 0,25*0,25 м;

Площадь канала (A0) — 0,06 м²;

Диапазон расходов — 430 — 18 000 м3/ч;

Cкорость (v0) — 2 — 20 м/с.

Уточняем допустимую разность температур по формуле Абрамовича:

(5.4).

где — допустимая разность температур воздуха поступившего в рабочую зону и воздуха рабочей зоны, = 2 єС;

n — коэффициент затухания температуры, принимаем по [9], n = 0,6 — 2,8, предварительно принимаем n = 1.

А0 — площадь канала, А0 = 0,06 м²;

х — расстояние от выходного сечения воздухораспределителя до рабочей зоны. Разница между высотой подвесного потолка и высотой рабочей зоны: х = Hп.п.-Hр.з.=4,8−2=2,8 м;

kс — коэффициент стеснения, kс = 1;

kв — коэффициент взаимодействия, kв = 1;

kн — коэффициент неизотермичности, kн = 1.

22,9 єС.

Скорость, которую может иметь поток воздуха на выходе из плафона, определяется по формуле Абрамовича:

(5.5).

где А0 — площадь канала, А0 = 0,06 м²;

х — расстояние от выходного сечения воздухораспределителя до рабочей зоны, х = 2,8 м;

m — коэффициент затухания скорости струи, принимаем по [9], m = 0,7 — 3,2, предварительно принимаем m = 1,1;

kс — коэффициент стеснения, kс = 1;

kв — коэффициент взаимодействия, kв = 1;

kн — коэффициент неизотермичности, kн = 1.

где — нормируемая скорость воздуха, =0,3, — коэффициент перехода от максимальной скорости на входе в рабочую зону, =1,8.

м/с.

5,61 м/с.

Расход через один плафон определяется по уравнению неразрывности:

Lпл. = · А0 = 5,61· 0,06 = 0,34 м3/с = 1224 м3/ч.(5.6).

Lпл.=1224 м3/ч входит в рабочий диапазон расходов плафона.

По полученному значению скорости кусочно-линейной интерполяции уточним значение m.

.

Определим значение скорости для полученного значения m.

м/с.

Расход через один плафон:

Lпл = · А0 = 5,14· 0,06 = 0,31 м3/с = 1116 м3/ч, входит в рабочий диапазон расходов плафона.

Аналогичным образом уточним значение n.

.

Пересчитаем значение допустимой разности температур.

22 єС — значительный перепад.

При рабочей разности температур =22 єС параметры приточного воздуха находятся в области перенасыщенного влагой состояния. По этой причине использовать полученную разность температур полностью нельзя.

Технологически возможно снизить влажность воздуха до значений лежащих в следующем диапазоне = 90…97%, примем = 95%.

Тогда параметры точки От':

= 18 єС; = 95%; = 50 кДж/кгс.в.; = 12,5 г/кгс.в.;

Воздухообмен при таких параметрах приточного воздуха:

29,75 м3/с. (5.7).

Тогда кратность воздухообмена в помещении:

n 24,79 < 28 ч-1.

Кратность воздухообмена находится в пределах нормы. Окончательно принимаем расчетный расход приточного воздуха 29,75 м3/с.

Расход удаляемого вытяжного воздуха (для исключения инфильтрации и поступления загрязненного воздуха из соседних помещений) должен быть меньше расхода приточного воздуха:

(5.7).

где — превышение расхода приточного воздуха над вытяжным, м3/с.

Для помещений высотой до 6 м:

Объем помещения V=30· 28·4,8=4032 м3. При nв= 1 ч-1:

м3/с.

Следовательно, расход вытяжного воздуха.

м3/ч или 28,6 м3/с.

Количество устанавливаемых воздухораспределителей:

N = 96 штук.

Параметры наружного и внутреннего воздуха в тёплый период года таковы, что применять рециркуляцию будет нецелесообразно, так как это приведет к увеличению затрат холода.