Расчет воздухообмена

Существует формула расчета воздухообмена для различных случаев применения вентиляции.

Основным уравнением расчета воздухообмена для установившегося процесса вентиляции промышленных или общественных зданий, когда вредные вещества выделяются и вентиляция работает непрерывно, является следующее:

L = z/(zt – z1), 

где L – необходимый воздухообмен, кг или м³; массовая (в 1 кг)  или объемная (в 1 м³); 

z –концентрация вредного вещества, выделяющегося в воздух помещения; 

zt – допустимая концентрация по санитарным нормам; 

z1 – концентрация вредного вещества в приточном воздухе соответственно. 

Т.к. величины zt, z1 регламентируются государственными или ведомственными санитарными нормами, то расчет сводится к определению концентрации z при необходимом воздухообмене L. При одновременном выделении многих вредных веществ расчет воздухообмена производят отдельно для каждого, при чем за основную расчетную величину воздухообмена принимают наибольшую из полученных величин.

Например, для воздухообмена с целью отвода теплоизбытков и поддержания в помещении постоянной температуры формула будет иметь вид   

L = Qизб/cp*(tвыт – tприт), 

где Qизб – теплоизбытки, удаляемые из помещения вентиляцией, Дж; 

cp – изобарная теплоемкость воздуха, Дж/(кг*°С); 

tвыт , tприт – температура вытяжного/приточного воздуха соответственно, °С. 

Теплоизбытки Qизб определяют разницу между тепловыделениями Qвыт внутри помещения и теплопотерями Qтеп.п через наружные ограждающие конструкции, т.е. 

Температура вытяжного воздуха определяется как 

tвыт = tр.з.+ К*(H – 2), 

где tр.з.. – температура воздуха рабочей зоны (на высоте 2м от уровня пола), °С; 

К – коэффициент, учитывающий градиент температур по высоте помещения (для помещений высотой: более 30м К = 1,0…1,5, менее 30м К = 0,2), °С/м; 

Н – высота от пола до центра вытяжного отверстия, м. Если вытяжные отверстия находятся в рабочей зоне, то формула расчета воздухообмена упрощается L = Qизб/cp*(tр.з. – tприт).

Воздухообмен при одновременном выделении в помещении газа и пыли рассчитывают как 

L = G/(zд – z0), 

где G – массовый расход пыли и газа, г/ч;  

zд – допустимая объемная концентрация газа и пыли в воздухе помещения, г/м³; 

z0 – концентрация газа и пыли в приточном наружном воздухе, г/м³. 

Если приточный воздух очищен от пыли и газа, то формула упрощается L = G/zд. 

Воздухообмен, обеспечивающий удаление влагоизбытков помещения, считают 

где Gв – количество влаги, требующей удаления, г/ч; 

dвыт – влагосодержание вытяжного воздуха, г/кг сухого воздуха; 

d0– влагосодержание наружного воздуха, г/кг сухого воздуха. 

Значение  dвыт , d0 определяют по I-d диаграмме влажного воздуха либо таблицам его физических свойств.

Расчет воздухообмена для одновременного удаления избытков тепла и  влаги делают по формуле  

где  Qизб– теплоизбытки с учетом влаги, Дж/ч; 

I1, I2 - энтальпия вытяжного/приточного воздуха соответственно, Дж/кг; 

d2, d1 - влагосодержание вытяжного/приточного воздуха соответственно, г/кг сухого воздуха. Значения I2, I1, d2, d1 - определяют по I-d диаграмме.

Кратность воздухообмена помещений различного назначения может определяться нормативными документами – СНиП, ГСН, ВСН т.д. В таком случае воздухообмен определяют по формуле 

L = n *S *H, м³, 

где n – нормируемая кратность воздухообмена; 

S и H – площадь, м² и высота, м помещения соответственно.

Кратность воздухообмена может также определяться  установленной этими же СНиПами подаче воздуха на одного человека за 1 час. L = N * Lнорм. Здесь N – количество людей; Lнорм – нормируемый расход воздуха на 1 человека, м³/ч. 

При воздействии на воздух помещения нескольких факторов - пыли, тепло/влагоизбытков и других, рассчитывают соответственные значения воздухообмена, из которых выбирают наибольшее. Этот воздухообмен и используют для окончательного выбора вентиляторов по производительности (подаче/удалению) воздуха. При этом расход, обеспечиваемый агрегатом, должен приниматься с запасом 10…15%.

1. "Расчетные параметры наружного воздуха"
2. "Подбор воздуховодов по скорости воздуха"
3. "Диаграмма Молье"
4. "Расчет теплопритоков в помещениях"