Системи вентиляції та кондиціювання повітря, їх класифікація

2. Системи вентиляції та кондиціювання повітря, їх класифікація

Вентиляція призначена для створення та підтримання допустимих Параметрів повітря у приміщеннях будівель різного призначення. При виборі методів дотримання допустимих параметрів повітря у Приміщенні треба насамперед враховувати виконання санітарно-гієнічних та технологічних вимог.

Крім цього, до вентиляційних систем, які вирішують задачі Интиляції, висувають будівельно-монтажні, архітектурні та інші експлуатаційні вимоги.

Будівельно-монтажні і архітектурні вимоги включають:

·           мінімальну потребу в обладнанні і устаткуванні, що диктується малою масою та габаритними розмірами;

·           ув'язку елементів систем вентиляції з інтер'єром приміщень;

·           Індустріальність і простоту монтування;

·           можливість поетапного і блокового будівництва та введення в експлуатацію вентиляційних систем на окремих поверхах і в приміщеннях, які обслуговуються одними системами;

·           пожежну безпеку і наявність засобів для попередження розповсюдження диму та вогню вентиляційними повітропроводами і каналами.

Основні експлуатаційні вимоги включають:

-   зручність і простоту в обслуговуванні та при виконанні робіт з ремонту і реконструкції систем;

-   можливість забезпечення індивідуального регулювання температурно вологісного режиму повітря в окремому приміщенні,

-   максимальну за часом роботу вентиляційних систем у автоматичному режимі та мінімальну потребу в їх обслуговуванні та ремонті;

-   централізацію розташування основного вентиляційного обладнання і устаткування, які потребують обслуговування;

-   обов'язкове блокування основного та резервного вентиляторів вентиляційної системи, що дає можливість при зупинці одного з них автоматично вмикати другий з продуктивністю не менше 50% загальної продуктивності системи по повітрю. ^Вентиляційна система - це сукупність пристроїв для обробки, транспортування, подачі та видалення повітря. Системи вентиляції розділяють:

За призначенням на:

- припливні, які подають повітря у приміщення, та витяжні, які забирають відпрацьоване (забруднене) повітря із приміщений та викидають назовні, крім цього, дані вентиляційні системи можуть бути:

загальнообмінні, коли вентилюється (провітрюється) всо приміщення (або його робоча зона) при наявності розосереджених джерел шкідливих виділень рівномірно по площі приміщення;

місцеві, коли видаляється повітря безпосередньо від обладнання (джерела шкідливих виділень) або подається повітря у яку-небудь визначену частину приміщення, чи на фіксоване робоче місце. Необхідно зазначити, що місцева витяжна вентиляційна система більш ефективніша при боротьбі зі шкідливостями, що надходять у повітря порівняно із загальнообмінною, тому що видалення шкідливостей від місця їх утворення відбувається з більшою концентрацією. За способом спонукання системи вентиляції поділяються на:

-  системи з механічним спонуканням, тобто з використанням вентиляторів, ежекторів тощо;

-  системи з природним спонуканням, тобто з використанням природних сил - сил вітру та гравітації.

При цьому раніше розглянуті системи можуть бути канальними при вентиляції приміщень через розгалужену систему каналів чи повітропроводів, або безканальними при використані для вентиляції приміщень прорізів у зовнішніх огорожах. Використовуючи зведену класифікацію вентиляційних систем, можна відобразити певний Перелік варіантів систем вентиляції, який наведено на рис. 2.

^: Рис. 2. Схеми припливних та витяжних систем вентиляції:

а - прямоприпливна канальна з механічним спонуканням та подачею у верхню зону приміщення; 6 -прямоприпливна канальна з механічним спонуканням та подачею повітря у робочу зону; в - припливна канальна з механічним спонуканням подачею повітря у верхню зону та відбором повітря з верхньої зони на рециркуляцію; г - те саме що й система б, але з відбором повітря на рециркуляцію з робочої зони; д - припливновитяжна загальнообмінна безканальна з природним спонуканням (аерація); е - витяжна загальнообмінна канальна з природним спонуканням; 1 – повітрозабірна шахта; 2 - припливна камера; 3 - вентилятор з електродвигуном; 4 - глушник шуму; 5 - повітророзподільник; 6 - приміщення; 7 - мережа повітропроводів; 8 – вентиляційний канал.

 

Аварійна вентиляція, як правило, передбачається для виробничих Приміщень, в яких можливе раптове надходження великої кількості шидливостей або горючих газів, пари чи аерозолю, керуючись вимогами технологічної частини проекту. Витрата повітря аварійної вентиляції приймається з даних технологічної частини проекту. Проектування аварійних систем вентиляції залежить від категорії та пожежної небезпеки виробництва: А та Б вибухопожежонебезпечні; В, Г та Д - пожежонєбезпечні. При розв'язанні задач вентиляції необхідно врахувати категорійність приміщень за вибухопожежною і пожежною небезпекою.

Категорії вибухопожежної і пожежної небезпеки приміщень та будівель визначаються для найбільш несприятливого у відношенні можливості виникнення пожежі або вибуху періоду.

Повітряний режим будівлі (споруди) включає процеси руху повітря всередині приміщення, через зовнішні огороджуючі конструкції {інфільтрація та ексфільтрація), рух повітря припливного й витяжного каналами і повітропроводами, а також обтікання споруд вітром. Повітряний режим будівлі тісно пов'язаний з тепловим і вологісним режимами.

Існують три задачі повітряного режиму будівлі: внутрішня, крайова (кінцева) та зовнішня. Внутрішня задача повітряного режиму будівлі вирішує наступні питання:

-  розрахунок необхідного повітрообміну у приміщенні. Повітрообмін -це кількість повітря, яку необхідно подати або видалити з приміщення з метою підтримки нормованих параметрів внутрішнього повітряного середовища, а також його чистоти;

-  визначення параметрів внутрішнього повітря (температури, відносної вологості, швидкості руху і вмісту шкідливих речовин) та розподілу їх по об'єму приміщення при різних варіантах подачі й видалення повітря. Визначення оптимальних варіантів подачі й видалення повітря;

-  визначення параметрів повітря у струминних течіях, які утворюються при дії припливної вентиляції;

-  розрахунок кількості шкідливих виділень, які надходять у приміщення з-під місцевих відсмоктувачів;

- створення нормальних умов на робочих місцях або в окремих частинах приміщень.

Крайова (кінцева) задача повітряного режиму будівлі вирішує такі питання:

-  визначення кількості повітря, яке проходить через зовнішні огороджуючі конструкції, що призводить до втрат теплоти з нагрітим повітрям, яке проходить через нещільності назовні, а також ні нагрівання зовнішнього холодного повітря, яке надходить черо.і нещільності в огорожах у приміщення;

-  розрахунок аерації, кінцевою метою якого є визначення площ припливних та витяжних аераційних отворів при відомому повітрообміні;

-  аеродинамічний розрахунок повітропроводів вентиляційних систем, каналів, шахт, а також вибір окремих елементів систем (фільтріи, калориферів, охолоджувачів, вентиляторів тощо);

розробка заходів, направлених на захист приміщень від проривання зовнішнього холодного повітря, на запобігання перетікання забрудненого повітря з технологічнобрудних у технологічночисті приміщення (наприклад, гарячий цех для приготування страви і обідній зал, туалетні кімнати і суміжні коридори тощо).

Зовнішня задача повітряного режиму будівлі вирішує такі питання:

o     розрахунок різниці тисків на внутрішній і зовнішній сторонах огорожі будівлі, яка виникає за рахунок дії сили вітру і гравітаційної сили;

o     розрахунок розсіювання шкідливих речовин, які викидаються в атмосферу, і розробка заходів, в результаті здійснення яких знижується негативна антропогенна дія на природу;

o     встановлення місць улаштування повітрозабірних шахт припливних іентиляційних систем залежно від аеродинаміки будівель;

o     розрахунок та прогнозування забруднення атмосфери шкідливими викидами з урахуванням розширення існуючих потужностей виробництв.

3. Повітрообміни в приміщенні

 

Повітрообмін визначають шляхом розв'язання системи двох рівнянь з двома невідомими: рівняння балансу повітря в приміщенні і шкідливих виділень (теплоти, вологи, шкідливих речовин). Невідомими при розв'язуванні є продуктивність загальнообмінної та витяжної вентиляції. Повітрообміни прийнято називати за типом шкідливостей, для боротьби з якими вони призначені. Існують такі повітрообміни:

•    повітрообмін на асиміляцію явної теплоти;

•    повітрообмін на асиміляцію повної теплоти;

•    повітрообмін на видалення вологи;

•    повітрообмін на розбавлення шкідливих речовин, які надходять у примішення, до ГДК;

•    повітрообмін за санітарними нормами;

•    повітрообмін за нормативною кратністю;

•    повітрообмін на компенсацію місцевого видалення.

Існує розуміння розрахункового повітрообміну, який відповідає максимальному (найбільшому) значенню продуктивності з можливих типів повітрообмінів. Даний повітрообмін покладено в основу розрахунку систем вентиляції.

Важливим питанням при визначенні повітрообмінів є застосування їх типів і вентиляційних систем, тобто використання прямопливних систем і систем з рециркуляцією повітря.

Рециркуляція повітря - це повторне використання відпрацьованого повітря (нагрітого) з метою економії теплоенергетичних ресурсів для підігрівання зовнішнього холодного припливного повітря. Рециркуляцію повітря треба передбачати, як правило, зі змінною витратою залежно від зміни параметрів зовнішнього повітря. Рециркуляція повітря використовується в холодний період року.

Рециркуляція повітря не допускається:

а) із приміщень, в яких максимальна витрата зовнішнього повітря визначається масою шкідливих речовин 1-го та 2-го класу небезпечності, які надходять у приміщення;

б) із приміщень, у повітрі яких є хвороботворні бактерії та грибки з концентраціями, які перевищують норми Міністерства охорони здоров'я України, або ті, які мають різко виражені неприємні запахи;

в) із приміщень, у яких є шкідливі речовини, що зазнають термічну деструкцію при контакті з нагрітими поверхнями повітронагрівачів (калориферів), якщо перед ними не передбачене очищення повітря;

г) із приміщень категорій А та Б (крім повітряних та повітряно-теплових завіс біля зовнішніх воріт і дверей);

д) із п'ятиметрових зон навколо обладнання, розташованого у приміщеннях категорій В, Г та Д, якщо у цих зонах можуть утворюватися вибухонебезпечні суміші з горючих газів, пари, аерозолів з повітрям;

є) із систем місцевих відсмоктувачів шкідливих речовин і пожежонебезпечних сумішей з повітрям; ж) із тамбурів-шлюзів.

Повітрообмін за надлишками явної теплоти для теплого періоду року для приміщення (рис. 3), коли відомим є надлишок явної теплоти ДО, Вт,

Рис. 3. Схема організації повітрообміну

 

Кратністю повітрообміну називається відношення об'єму повітря, який подається або видаляється з приміщення протягом 1 години, до об'єму приміщення. Дана величина часто використовується також для оцінки правильності розрахунку повітрообміну у приміщенні. Як правило, нормативна кратність використовується для розрахунку повітрообмінів у приміщеннях з надлишками в основному вуглекислого газу і теплоти.

Для протікання нормальних біологічних процесів в організмі людини необхідна певна мінімальна кількість зовнішнього свіжого повітря, яка обґрунтовується медициною як санітарна норма повітря на одну людину Gch, (кг/год на 1 людину). Значення санітарних норм повітря регламентуються у відповідних будівельних нормах та правилах (БНІП), де розглядаються дані питання. Для глядачів та відвідувачів клубів, театрів та кінотеатрів санітарна норма повітря становить G_CHs25 кг/год на 1 людину.