 |
|
Виділення вологи та тепла людиною при виконанні роботи
| Характер роботи | Т-ра, °С | Тепловиділення, Вт | Вологовиділення W, г/год |
| Стан спокою | |||
| Легка робота | |||
| Середньої | |||
| важкості | |||
| Важкі роботи | |||
· Q4 - надходження тепла від сонячної радіації через вікна, ккал/год; (площа вікон для приміщень з ПК повинна складати не менше 20% площі підлоги);
· m - число вікон;
· S - площа одного вікна, м2;
· k - коефіцієнт, який враховує матеріал віконного переплетення;
k=1.3 вікна дерев’яні одинарні,
k=0.9 подвійні,
k=1.45 металеві одинарні,
k=1.00 металеві подвійні,
k=0.6 матові
· qскл - надходження тепла через 1м2 вікна при різній орієнтації вікон,
qскл. = l50 ккал/(м2×год) - південь;
qскл. = l00 ккал/(м2×год) – південний-схід, південний-захід;
qскл. = 60 ккал/(м2×год) - захід, схід.
QN - надходження тепла від інших промислових приладів, ккал/год;
• Qвідх - втрати тепла з приміщення через стіни, двері, вікна, ккал/год;
• l - теплопровідність стін, ккал/(год×град×м) (l= 0.75 ккал/(год×град×м) для будівель з силікатної цегли);
• S - площа стін, м2;
• d - товщина стін, м (d= 0.25 м для будівель 1-шої групи).
2.Розрахунок повітрообміну за газовиділенням [1]
Якщо у робочій зоні нагромаджуються шкідливі гази чи випари, повітрообмін визначають за їх кількістю
, (2)
де 
– надлишкова кількість шкідливих речовин (випарів, газів, пилу), які виділяються в приміщенні, мг/год;
– ГДК шкідливих виділень у повітрі приміщення, мг/м3;
Со– концентрація цих виділень у зовнішньому повітрі, мг/м3, вміст речовини у припливному повітрі можна прийняти 
(значення ГДК див. таблиці 5,6)
L2 - кількість припливного повітря, яке необхідно ввести для зменшення вмісту газу в приміщенні, м3/год
Якщо в повітря виділяється лише нетоксичний, але небезпечний для людей вуглекислий газ, продуктивність вентилятора розраховується за формулою:
L2= (SGСО2 + n ×Gл) / ((Сгдк-С0) × ρпов) (3)
де S GСО2 – сума виділень вуглекислого газу, г/год
n – кількість людей, що перебувають у приміщенні
Gл – кількість вуглекислого газу, який виділяє одна людина беремо з таблиці 4
Сгдк - ГДК вуглекислого газу у повітрі приміщення, г/кг;
С0- ГДК вуглекислого газу у припливному повітрі, г/кг
ρпов – густина повітря при температурі приміщення, кг/ м3
Таблиця 4.
Кількість СО2, яка виділяється людьми
| СО2, г/год | СО2, л/год | |
| Дорослі: При фізичній роботі важкій | ||
| При фізичній роботі легкій | ||
| В стані спокою | ||
| Діти до 12 років |
Кількість карбонової кислоти, що виділяється людиною залежить від декількох факторів: віку людини, характеру роботи, яку вона виконує
Таблиця 5.
Граничнодопустимі концентрації деяких речовин у повітрі робочої зони за ГОСТ 12.1.005-88
| № п/п | Найменування шкідливостей | ГДК, мг/м3 |
| 1. | Діоксан | 10.0 |
| 2. | Фуран | 0,5 |
| 3. | Оксид вуглецю | 20.0 |
| 4. | Оксид азоту | 2,0 |
| 5. | Озон | 0.1 |
Таблиця 6.
Допустимі концентрації CO2 в приміщенні
| CO2, г/кг | CO2, л/м3 | |
| Постійне перебування людей (житлові приміщення) | 1,5 | |
| Періодичне перебування людей (установа ) | 1,75 | 1,25 |
| Короткотермінове перебування людей |
3. Розрахунок повітрообміну за волого виділенням [1]
Під час виділення у приміщенні надлишкової вологи кількість припливного повітря визначають за формулою:
, (4)
де 
– сумарна кількість надлишкової вологи вприміщенні, кг/год,
L3- об’єм повітря необхідний для зниження відносної вологості до вимог ДСН 3.3.6.042-99 та ГОСТ 12.1.005-88, м3/год
r - густина повітря при температурі приміщення, (табл 1.), кг/м3;
, 
– відповідно вміст вологи у внутрішньому та зовнішньому повітрі при заданій температурі (абсолютна вологість), г/кг.
Причому d=dмакс*j/100,
де d – абсолютна вологість,
j - відносна вологість повітря,
dмакс – максимальний вміст вологи у повітрі при робочій температурі, (таблиця 7).
Таблиця 7.
Максимальний вміст вологи в повітрі dмакс при нормальному атмосферному тиску
| Температура, °С | Максимальний вміст вологи у повітрі pнас, г/кг | Парціальний тиск водяної пари в мм.рт.ст. |
| -15 | 1.1 | 1.400 |
| -10 | 1.7 | 2.093 |
| -5 | 2.6 | 3.113 |
| 3.8 | 4.600 | |
| 5.4 | 6.534 | |
| 7.5 | 9.165 | |
| 10.5 | 12.699 | |
| 14.4 | 17.391 | |
| 19.5 | 23.550 | |
| 20.3 | 31.548 | |
| 35.0 | 41.827 | |
| 46.3 | 54.906 |
Кількість вологи, яка виділяється від перебування людей у приміщенні:
Sm = n×W
n – кількість працюючих; W – кількість вологи, яку виділяє організм людини протягом години (див таблиця 3).
4. Розрахунок повітрообміну за кратністю повітрообміну [1]
Для приміщень, де немає шкідливих виділень (або кількість їх незначна), приплив (витяжку) повітря можна визначити за кратністю повітрообміну k (відношення об'єму вентиляційного повітря L до об’єму приміщення V)
. (5)
Кратність повітрообміну показує, скільки разів протягом години необхідно замінити весь об’єм повітря для створення оптимального мікроклімату.
5. Розрахунок повітрообміну за кількістю людей [1]
У випадку великої кількості людей, які знаходяться в приміщенні, необхідна кількість повітря визначається за формулою:
, (6)
де І – це мінімальна кількість повітря, яка повинна подаватися на одну людину (працівника) відповідно до санітарних норм (якщо на одного працівника припадає до 20 м3 об’єму приміщення , то І = 30 м3/год.; якщо об’єм більше 20 м3 , або І = 20 м3/год);
nл – кількість людей, яка одночасно знаходиться в приміщенні.
6. Розрахунок повітрообміну для місцевої витяжної вентиляції [1]
Під час розрахунку повітрообміну місцевої витяжної вентиляції кількість повітря, що вилучається місцевою витяжкою (зонт, панель, шафа), можна обчислити за формулою:
, (7)
де F – площа перерізу повітропроводу, м2,
v – швидкість руху вилученого повітря в цьому повітропроводі (приймається від 0,5 – 1,7 м/с залежно від токсичності газів та випарів).
7. Розрахунок вентиляційних трубопроводів [1]
Визначивши L для даних умовз наведених вище формул (1-7), обчислюють поперечний переріз повітропроводу:
, (8)
де vр - швидкість руху повітря в повітропроводі, м/с
Враховуючи розрахункові площі перерізів повітропроводів (fр),за табличними даними підбирають стандартні діаметри при круглому поперечному перерізі або розміри при прямокутному поперечному перерізі.
Необхідний тиск для подачі повітря повітропроводами визначають з урахуванням втрат тиску на тертя на ділянках повітропроводу і місцевих опорах пристроїв (фільтр , калорифер , вентилятор, насадки тощо ) .
Втрати тиску на тертя кожної ділянки та у вітках розраховуються за формулою:
, (9)
де Pтр – втрати тиску на ділянці повітропроводу, Па;
R – питомі втрати тиску на 1 м довжини повітропроводу, Па/м;
l – довжина ділянки або вітки, м.
Питомі втрати тиску можуть бути визначені за табличними даними або за формулою
, (10)
де 
– коефіцієнт опору тертя, який залежить від шороховатості стінок повітропроводу (для сталевих повітропроводів приймається = 0,02);
vф – фактична швидкість повітря, м/с;
d – діаметр повітропроводу, м;
– густина повітря, Н/м3;
g – прискорення вільного падіння, м/с2;
– приймають за табличними даними. (таблиця Д 9 методички)
Втрати тиску в місцевих опорах розраховують послідовно для кожної ділянки і у вітках за формулою:
, (11)
де Z – місцеві втрати тиску в пристроях , Па,
– коефіцієнт місцевих опорів, які приймають за табличними даними.
Загальні втрати тиску на кожній розрахунковій ділянці і у вітках складають
(12)
8. Вибір вентиляційного обладнання [1]
Знаючи необхідний повітрообмін L і загальні втрати тиску Н, проводять вибір вентилятора за його аеродинамічною характеристикою .
Необхідна потужність електродвигуна вентилятора визначається за формулою, кВт:
, (13)
де Nвент – потужність електродвигуна вентилятора, кВт;
L – продуктивність вентилятора, м3/год.;
Н – тиск, створюваний вентилятором, Па;
К – коефіцієнт запасу ( К=1,1–1,5 );
– коефіцієнт корисної дії вентилятора ( 0,5–0,8 ).
Визначивши Nвент за довідником (каталогом), вибирають відповідний тип електродвигуна для цього вентилятора.
Варіанти завдання для розрахунків
Завдання 1.
Розрахувати необхідний обмін повітря при виділенні шкідливих речовин у робоче середовище.
Таблиця 9
| Варі-ант | Об’єм примі-щення, м3 | Речовина | К- сть людей | К-сть речовини, кг/год | Граничнодопу-стима концен-трація в робочій зоні, мг/ м3 | Граничнодопу-стима концен-трація в повітрі нас пункту, мг/ м3 |
| 1-1 | метанол | 0,015 | 5,0 | 0,5 | ||
| 1-2 | діоксан | 0,060 | 10,0 | 0,5 | ||
| 1-3 | діоксан | 0,055 | 10,0 | 0,5 | ||
| 1-4 | фуран | 0,009 | 0,5 | 0,05 | ||
| 1-5 | фуран | 0,003 | 0,5 | 0,05 | ||
| 1-6 | вуглекислий газ | 1,0 | 1,75 г/кг | 1,0 г/кг | ||
| 1-7 | озон | 0,0002 | 0.1 | 0,016 | ||
| 1-8 | озон | 0,0005 | 0.1 | 0,016 | ||
| 1-9 | ацетон | 0,35 | 0,35 | |||
| 1-10 | ацетон | 0,30 | 0,35 |
Завдання 2
Розрахувати необхідний обмін повітря при виділенні надлишкової вологи (При 
= 150С).
Таблиця 10.
| Варі- ант | Категорія робіт | К-сть працівників, n | Кількість вологовиділень, кг/год | Відносна вологість зовнішнього повітря, % | Температура повітря в приміщенні |
| 2-1 | Легка-Іб | ||||
| 2-2 | Важка-ІІІ | ||||
| 2-3 | Середня-ІІа | ||||
| 2-4 | Середня-ІІб | ||||
| 2-5 | Легка-Іб | ||||
| 2-6 | Легка-Іб | 2,5 | |||
| 2-7 | Легка-Іб | ||||
| 2-8 | Середня-ІІа | ||||
| 2-9 | Легка-Іа | ||||
| 2-10 | Легка-Іа |
Завдання 3
Розрахувати повітрообмін за тепловиділеннями у приміщенні. (При = 16 ºС).
Таблиця 11
| Варіант | Категорія робіт | Надл. теплообмін, ккал/год | Площа вікон, м2 | К-сть працівників., чол |
| 3-1 | Легка-Іб | |||
| 3-2 | Легка-Іб | |||
| 3-3 | Важка-ІІІ | |||
| 3-4 | Важка-ІІІ | |||
| 3-5 | Середня-ІІа | |||
| 3-6 | Середня-ІІа | |||
| 3-7 | Середня-ІІб | |||
| 3-8 | Середня-ІІб | |||
| 3-9 | Середня-ІІб | |||
| 3-10 | Легка-Іб |
Використана література
1. Дроздов В.Ф. Отопление и вентиляция: Учеб. пособие для строит. вузов и факультетов по спец. “Теплоснабжение и вентиляция”. В 2-х ч. –М.: ВШ., 1984.
2. Жуковський С.С., Лабай В.Й. Аеродинаміка вентиляції : навчальний посібник для студентів ВНЗ. / Нац. університет "Львівська політехніка".- Л.: НУЛП, 2003.- С.372.
3. Возняк О.Т. Вентиляція промислового будинку : Метод. Вказівки до курсового проекту з курсу "Проектування систем вентиляції" для студентів спеціальності 7.092108 "Теплогазопостачання і вентиляція"/ Нац. університет "Львівська політехніка".- Л.: НУЛП, 2003. – С.52.
4. Лабай В.Й. Кондиціонування повітря та холодопостачання (з використанням місцевих автономних кондиціонерів) : Конспект лекцій.- Львів : Тріада Плюс, 2004.- С.72.
5. Жуковський С.С., Лабай В.Й. Системи енергопостачання і забезпечення мікроклімату будинків та споруд : Навчальний посібник для ВЗО. - Львів: Астромогеодезичне товариство, 2000.- С.259.
6. ДБН Д.2.2-20-99 Вентиляция и кондиционирование воздуха.
7. ДСН 3.3.6.042-99 Санітарні норми мікроклімату виробничих приміщень.