Вентиляционные установки - устройства, обеспечивающие в помещении такое состояние воздушной среды, при котором человек чувствует себя нормально и микроклимат помещений не оказывает неблагоприятного действия на его здоровье.

Для обеспечения требуемого по санитарным нормам качества воздушной среды необходима постоянная смена воздуха в помещении; вместо удаляемого вводится свежий, после соответствующей обработки, воздух. В данном подразделе будет произведен расчет общеобменной вентиляции от избытков тепла. Общеобменная вентиляция - система, в которой воздухообмен, найденный из условий борьбы с вредностью, осуществляется путем подачи и вытяжки воздуха из всего помещения.

Системы отопления и системы кондиционирования следует устанавливать так, чтобы ни теплый, ни холодный воздух не направлялся на людей. На производстве рекомендуется создавать динамический климат с определенными перепадами показателей. Температура воздуха у поверхности пола и на уровне головы не должна отличаться более, чем на 5 градусов. В производственных помещениях помимо естественной вентиляции предусматривают приточно-вытяжную вентиляцию. Основным параметром, определяющим характеристики вентиляционной системы, является кратность обмена, т.е. сколько раз в час сменится воздух в цехе.

Количество вентиляционного воздуха определяется по формуле

V_вент - объем воздуха, необходимый для обмена;

V_пом - объем рабочего помещения.

Для расчета примем следующие размеры рабочего помещения:

длина В = 30 м;

ширина А = 48 м;

высота Н = 9 м.

Соответственно объем помещения равен:

V_помещ = А*В*H = 12960 м³

Необходимый для обмена объем воздуха V_вент определим исходя из уравнения теплового баланса:

V_вент * С( t_уход - t_приход ) * Y = 3600 * Q_избыт

Q_избыт - избыточная теплота (Вт);

С = 1000 - удельная теплопроводность воздуха (Дж/кгК);

Y = 1.2 - плотность воздуха (мг/см).

Температура уходящего воздуха определяется по формуле:

t_уход = t_р.м. + (Н - 2 )t , где

t = 2°С - превышение t на 1м высоты помещения;

t_р.м. = 22°С - температура на рабочем месте;

Н = 9 м - высота помещения;

t_приход = 18 градусов.

t_уход = 22 + (9 - 2)*2 = 36

Q_избыт = Q_изб.1 + Q_изб.2 + Q_изб.3 , где

Q_изб. - избыток тепла от электрооборудования и освещения.

Q_изб.1 = Е * р , где

Е - коэффициент потерь электроэнергии на теплоотвод ( Е=0.55 для освещения);

р - мощность, р = 700 Вт * 32 = 22400 Вт.

Q_изб.1 = 0.55 * 22400=12320 Вт

Q_изб.2 - теплопоступление от солнечной радиации,

Q_изб.2 =m * S * k * Q_c , где

m - число окон, примем m = 20;

S - площадь окна, S = 1,8 * 2 = 3.6 м²;

k - коэффициент, учитывающий остекление. Для двойного остекления

k = 0.6;

Q_c = 127 Вт/м - теплопоступление от окон.

Q_изб.2 = 3.6 * 20 * 0.6 * 127 = 5486 Вт

Q_изб.3 - тепловыделения людей

Q_изб.3 = n * q , где

q = 15 Вт/чел. , n - число людей в смене, например, n = 40

 Q_изб.3 = 40 * 80 = 3200 Вт

Q_избыт = 12320 + 5486 + 3200 = 21006 Вт

Из уравнения теплового баланса следует:

V_вент  м³

Оптимальным вариантом является кондиционирование воздуха, т.е. автоматическое поддержание его состояния в помещении в соответствии с определенными требованиями (заданная температура, влажность, подвижность воздуха) независимо от изменения состояния наружного воздуха и условий в самом помещении.

Определяем необходимую кратность воздухообмена:

где V_пом = n * S_чел * Н , (11.15)

n=40 - число людей в помещении;

S_чел - площадь производственного помещения, приходящаяся на 1 человека (по нормам для работы в цехе S_чел=6 м) ;

Н =4 м - высота помещения.

Кратность воздухообмена:

Произведем подбор вентилятора по аэродинамическим характеристикам и специальным номограммам

Исходными данными для выбора вентилятора являются:

 - расчетная производительность вентилятора:

V_расч = 1.1 * V_вент = 1.1*3858 = 4244 м /ч, (11.16)

где 1.1 - коэффициент, учитывающий утечки и подсосы воздуха.

 - напор (полное давление), обеспечиваемый вентилятором:

 H_в = 10*v/2 * Y , (11.17)

где Y=1.3 кг/м - плотность воздуха,

 v - окружная скорость вентилятора; ограничивается предельно допустимым уровнем шума в помещении.

 Для центробежных вентиляторов низкого для цеховых помещений v должна быть не менее 35 м/с. Для расчета

 примем v=40 м/с.

 Тогда H_в = 10*40/2 * 1,3 = 26 Па.

По исходным данным выбираем центробежный вентилятор низкого давления Ц4-70N5. По номограммам определяем его характеристики:

 - число оборотов - 1000 об/мин;

 - КПД вентилятора - 0.8.

 Необходимая установочная мощность электродвигателя:

 Вт

где η - КПД вентилятора.