Расчет воздухообмена: Расчет воздухообмена | Техническая библиотека ПромВентХолод

Содержание

Расчет воздухообмена по различным параметрам

Содержание

1. Способы расчета воздухообмена

1.1. По кратностям воздухообмена в зависимости от специфики помещений;

1.2. По площади помещений;

1.3. По количеству пребывающих в помещениях людей.

2. Подбор воздуховода

3. Общие требования к системам вентиляции.

Для того чтобы выбрать необходимую нам систему вентиляции, нужно знать, сколько же воздуха надо подавать или удалять с того или иного помещения, т.е. необходимо узнать воздухообмен в помещении или в группе помещений.

Это позволит выбрать тип и модель вентилятора и произвести расчет воздуховодов.

Нормы воздухообмена различного типа помещений определяется согласно нормам проектирования соответствующих зданий и сооружений (СНиП 31–01-2003, СНиП 2.08.02-89, СНиП 2.09.04-87, СНиП 2.04.05-91, МГСН 3.01-01 «Жилые здания» и др.).

В нормативных документах четко определено, какие должны быть системы вентиляции в тех или иных помещениях, какое оборудование должно в них использоваться и где оно должно располагаться. А также какое количество воздуха, с какими параметрами и по какому принципу должно подаваться и удаляться из них.

Существует несколько способов расчета воздухообмена:

по кратностям воздухообмена в зависимости от специфики помещений;
по площади помещений;
по количеству пребывающих в помещениях людей.

1.1. Расчет по кратностям

Представляет из себя наиболее сложный вариант. При его выполнении учитывается назначение каждой отдельной комнаты и нормативы по кратности воздухообмена для каждой из них. При этом учитывается температура воздуха в каждом конкретном помещении.

Кратность воздухообмена – это величина, значения которой показывают, какое количество раз в течение одного часа в помещении осуществляется полная замена воздуха. Кратность сильно зависит от объема конкретного помещения.

Расчетные параметры воздуха и кратность воздухообмена в помещениях следует принимать в соответствии с таблицей 1.

Таблица 1. Расчетные параметры воздуха и кратность воздухообмена в помещениях жилых зданий

№№ п/п	Помещения	Расчетная температура воздуха в холодный период года, °С	Кратность воздухообмена или количество удаляемого воздуха из помещения
№№ п/п	Помещения	Расчетная температура воздуха в холодный период года, °С	приток	вытяжка
1	2	3	4	5
1	Общая комната (гостиная), спальня, жилая комната общежития ¹⁾	20 (22) ²⁾	не менее 30 м ³ /ч на человека
2	Кухня квартиры и общежития
	с электроплитами	16(18) ²⁾	—	Не менее 60 м³ /ч
	с газовыми плитами	16(18) ²⁾	—	Не менее 60 м 3 /ч при 2-конфорочных плитах; не менее 75 м ³/ч при 3-конфорочных плитах, не менее 90 м ³ /ч при 4-конфорочных плитах
3	Кухня-ниша	16(18) ²⁾	Механическая приточно-вытяжная по расчету
4	Ванная комната	25	—		25 м ³ /ч
5	Уборная	18	—		25 м³/ч
6	Совмещенный санузел	25	—		50 м³ /ч
7	Совмещенный санузел с индивидуальным подогревом	18	—		50 м ³ /ч
8	Душевая	25	—		5-кратн.
9	Гардеробная комната для чистки и глажения одежды	18	—		1,5-кратн.
10	Вестибюль, общий коридор, передняя, лестничная клетка в квартирном доме	16	—		—
11	Вестибюль, общий коридор, передняя, лестничная клетка в общежитии	16	—
12	Постирочная	15	по расчету, но не менее 4-кратн.		7-кратн.
13	Гладильная, сушильная в общежитии	15	по расчету, но не менее 2-кратн.		3-кратн.
14	Кладовые в квартирах (одноквартирных домах), хозяйственные и бельевые в общежитиях	12	—		1,5-кратн
15	Машинное помещение лифтов ³⁾	5	—		по расчету, но не менее 0,5-кратн.
16	Мусоросборная камера	5	—		1-кратн (через ствол мусоропровода)
17	Сауна ⁵⁾	16 ⁴⁾	—		по расчету
18	Тренажерный зал ⁵⁾	16	—		80 м ³ /ч на человека
19	Биллиардная ⁵⁾	18	—		0,5-кратн.
20	Библиотека, кабинет ⁵⁾	20	—		0,5-кратн.
21	Гараж — стоянка ⁵⁾	5	—		по расчету
22	Бассейн ⁵⁾	25	Механическая приточно-вытяжная по расчету
Примечания. 1. В одной из спален следует предусматривать расчетную температуру воздуха 22°С. 2. Значение в скобках относится к квартирам для престарелых и семей с инвалидами (в составе специализированных жилых домов и групп квартир) в соответствии с заданием на проектирование. 3. Температура воздуха в машинном помещении лифтов в теплый период года не должна превышать 40°С. 4. Температура для расчета дежурного отопления. 5. Расчетные параметры воздуха и кратность воздухообмена указанны для квартир и одноквартирных домов жилища I категории. 6. В угловых помещениях квартир, одноквартирных домов и общежитии расчетную температуру воздуха следует принимать на 2°С выше указанной в таблице (но не выше 22°С). 7. В помещениях общественного назначения общежитий и специализированных квартирных жилых домов для престарелых и семей с инвалидами расчетные параметры воздуха и кратность воздухообмена следует принимать по соответствующим нормативным документам или техническому заданию в зависимости от назначения этих помещений

Таблица 2. Кратность воздухообмена в помещениях согласно СНиП 31-01-2003

Помещение	Кратность или величина воздухообмена, м³ в час, не менее
Помещение	в нерабочем режиме	в режиме обслуживания
Спальная, общая, детская комнаты	0,2	1,0
Библиотека, кабинет	0,2	0,5
Кладовая, бельевая, гардеробная	0,2	0,2
Тренажерный зал, бильярдная	0,2	80 м³
Постирочная, гладильная, сушильная	0,5	90 м³
Кухня с электроплитой	0,5	60 м³
Помещение с газоиспользующим оборудованием	1,0	1,0 + 100 м³на плиту
Помещение с теплогенераторами и печами на твердом топливе	0,5	1,0 + 100 м³на плиту
Ванная, душевая, уборная, совмещенный санузел	0,5	25 м³
Сауна	0,5	10 м³на 1 человека
Машинное отделение лифта	—	По расчету
Автостоянка	1,0	По расчету
Мусоросборная камера	1,0	1,0

Для общих комнат и спален кратность составляет единицу на приток.
В гардеробной – полуторакратный, а в помещении для стиральной машины – полукратный на вытяжку.

Однократный воздухообмен – это когда в течение часа в помещение подали свежий и удалили «отработанный» воздух в количестве, равном одному объему помещения.

Если в таблице не указана какая-либо комната, рассчитайте для нее норму вентиляции жилых помещений по данным 3 куба воздуха в час на 1 кв.

Для жилых комнат, не имеющих естественной вентиляции (например, не открываются окна), на каждого человека «положен» минимальный расход воздушной массы, равный 60 м3/час.

Это касается прежде всего тех помещений, где человек обычно находится в активном, бодрствующем состоянии.

В то же время в спальнях, оборудованных системой естественного проветривания, допускается меньший расход воздуха — от 30 м3/час на каждого человека.

Приточный воздух из жилых помещений должен беспрепятственно перемещаться в подсобные: кухню, туалет, ванную комнату

Формула для расчета вентиляции:

L = n · V,

где L – расход воздуха, м3/ч;
n – нормируемая кратность воздухообмена, ч–1;
V – объем помещения, м3.

Для расчета воздухообмена группы помещений их можно рассматривать как единый воздушный объем, который должен отвечать условию:

ΣLпр = ΣLвыт, т. е. количество подаваемого воздуха должно быть равно количеству удаляемого.

Последовательность расчета вентиляции по кратностям следующая:

1. Считаем объем каждого помещения в доме.

2. Подсчитываем для каждого помещения кратность по формуле: L=n*V.

Для этого предварительно выбираем из таблицы 1 норму по кратности воздухообмена для каждого помещения. Для большинства помещений нормируется только приток или только вытяжка. Для некоторых, например кухня-столовая и то и другое. Прочерк означает, что в данное помещение не нужно подавать (удалять) воздух.

Для тех помещений, для которых в таблице вместо значения кратности воздухообмена указан минимальный воздухообмен (например, ≥90м3/ч для кухни), считаем требуемый воздухообмен равным этому рекомендуемому.

В самом конце расчета, если уравнение баланса (∑ Lпр и ∑ Lвыт) у нас не сойдется, то значения воздухообмена для данных комнат мы можем увеличивать до требуемой цифры.

Если в таблице нет какого-либо помещения, то норму воздухообмена для него считаем, учитывая что для жилых помещений нормы регламентируют подавать 3 м3/час свежего воздуха на 1 м2 площади помещения. Т.е. считаем воздухообмен для таких помещений по формуле: L=Sпомещения*3.

Все значения L округляем до 5 в большую сторону, т.е. значения должны быть кратны 5.

3. Суммируем отдельно L тех помещений, для которых нормируется приток воздуха, и отдельно L тех помещений, для которых нормируется вытяжка. Получаем 2 цифры: ∑ Lпр и ∑ Lвыт

4. Составляем уравнение баланса ∑ Lпр = ∑ Lвыт.

Если ∑ Lпр > ∑ Lвыт , то для увеличения ∑ Lвыт до значения ∑ Lпр увеличиваем значения воздухообмена для тех помещений, для которых мы в 3 пункте приняли воздухообмен равным минимально допустимому значению.

Рассмотрим расчеты на примере.

Дом площадью 146м².

Чтобы провести расчет для вентиляционной системы по кратностям, для начала нужно составить список всех помещений в доме, записать их площадь и высоту потолков.

Например, в доме имеются следующие помещения:

кухня площадью 20 м²;
спальня — 24 м²;
рабочий кабинет — 18 м²;
гостиная — 42 м²;
прихожая — 10 м²;
туалет — 2 м²;
ванная — 4 м².

Высота потолков равна 3,5 м.

Узнаем объем каждой комнаты:

Умножаем высоту на площадь комнаты, получаем объем, измеряемый в кубометрах (метрах кубических, м3). Можно узнайть объем каждой комнаты умножив длину, высоту и ширину стен.

кухня — 70 м³;
спальня — 84 м³;
рабочий кабинет — 63 м³;
гостиная — 147 м³;
прихожая — 35 м³;
туалет — 7 м³;
ванная — 14 м³.

Используя таблицу «Расчетные параметры воздуха и кратность воздухообмена в помещениях жилых зданийнужно» произведем расчёт необходимый объем воздуха помещений по формуле

L=n*V, где n – нормируемая кратность воздухообмена, час–1; V – объем помещения, м³, увеличив каждый показатель до значения, кратного пяти.

Если в таблице стоит прочерк, значит комната не нуждается в вентилировании. Для большинства комнат можно делать только приток или вытяжку.

Для тех помещений, для которых в таблице вместо значения кратности воздухообмена указан минимальный воздухообмен (например, ≥90м3/ч для кухни), считаем требуемый воздухообмен равным этому рекомендуемому.

кухня — 70 м³ — не менее 90 м³;
спальня — 84 м³ х1 = 85 м³;
рабочий кабинет — 63 м3 х 1= 65 м³ ;
гостиная — 130 м³; Гостиная не указана в таблице, рассчитаем для нее норму вентиляции жилых помещений по данным 3 куба воздуха в час на 1 кв. м, то есть по формуле: L=S*3, где S является площадью комнаты.
прихожая — в таблице стоит прочерк, значит комната не нуждается в вентилировании;
туалет — 7 м³ — не менее 50 м³;
ванная — 14 м³ — не менее 25 м³.

Теперь нужно отдельно суммировать сведения по помещениям, в которых осуществляется приток воздуха, и отдельно — комнаты, где установлены вытяжные вентиляционные устройства.

Для удобства записываем данные в таблицу:

Помещение	L_пр, м³/час	L_выт,м³/час
Кухня	—	≥90
Спальня	85	—
Рабочий кабинет	65	—
Гостиная	130	—
Прихожая	—	—
Туалет	—	≥50
Ванная	—	≥25
∑ L	∑ Lпр = 280	∑ Lвыт = ≥ 165

Теперь следует сравнить полученные суммы.

Очевидно, что необходимый приток превышает вытяжку на 115 м³/ч.

∑ Lпр = ∑ Lвыт:280<165 м³/час,

В итоге у вас должно сойтись уравнение объема притока и объема вытяжки. Если этого не произошло, число воздухообмена в этих помещениях можно увеличить до необходимого показателя.

Рекомендуется осуществлять распределение равномерно, по всем помещениям. Можно прибавить значения вытяжки для тех комнат, где требуется более сильная вентиляция или там, где значения были минимально допустимые – в санузле и кухне.

Важно распределить движение потоков воздуха таким образом, чтобы в доме не оставалась влага, не застаивались различные запахи.

В данном случае увеличиим показатель по кухне на 115 м3/час.

После правок результаты расчета будут выглядеть следующим образом:

Помещение	L_пр, м³/час	L_выт,м³/час
Кухня	—	205
Спальня	85	—
Рабочий кабинет	65	—
Гостиная	130	—
Прихожая	—	—
Туалет	—	≥50
Ванная	—	≥25
∑ L	∑ Lпр = 280	∑ Lвыт =280

Теперь уравнение воздушных балансов ∑ Lпр = ∑ Lвыт выполняется.

Объемы по притоку и вытяжке равны, что соответствует требованиям при расчетах воздухообмена по кратностям.

Расчет по площади помещения

Наиболее простой метод расчета. Он производится на основании норм, которые регламентируют подачу свежего воздуха для жилых помещений в размере 3 м3/час на 1 м2 площади пространства.
Т.е. за основу принимается следующая норма: каждый час в дом должно поступать по три кубических метра свежего воздуха на каждый квадратный метр площади.

Количество людей, которые постоянно проживают в доме, при этом не учитывается.

Воздух поступает через спальню и гостиную, а удаляется из кухни и санузла

Рассмотрим расчеты на примере.

Есть дом площадью 146 м².

Считаем воздухообмен по формуле: ∑ L= ∑ Lпр= ∑ Lвыт =∑ Sпомещения х 3.

∑ Lвыт 3=146 х 3=438м³/час.

Расчет по санитарно-гигиеническим нормам

В этом случае для вычислений используют не площадь, а данные о количестве постоянных и временных жильцов. Для каждого постоянно проживающего необходимо обеспечить приток свежего воздуха в в размере 60 м³/час. Если в помещении регулярно присутствуют временные посетители, то на каждого такого человека нужно прибавить еще по 20 м³/час.

Рассмотрим расчеты на примере.

Условия остаются прежние. Дом площадью 146м2. Только добавим информацию, что в доме живут два человека и еще двое пребывают в помещении нерегулярно.

В доме имеются следующие помещения:

кухня площадью — 20 м²;
спальня — 24 м²;
рабочий кабинет — 18 м²;
гостиная — 42 м²;
прихожая — 10 м²;
туалет — 2 м²;
ванная — 4 м².

Расчет выполняется отдельно для каждого помещения в соответствии с нормой 60 куб.м\чел для постоянных жильцов и 20 куб.м\час для временных посетителей. Для гостиной принимаем двух постоянных жителей и двух временных (как правило, количество постоянных и временных людей, определяется техническим заданием заказчика).

Спальня — 2 чел * 60 = 120 м³\час;
Рабочий кабинет — 1 чел. * 60 = 60 м³\час;
Гостиная 2 чел * 60 + 2 чел * 20 = 160 м³\час;

Для количества постоянных и временных обитателей дома не существует каких-то строгих правил, эти цифры определяются исходя из реальной ситуации и здравого смысла.

Вытяжку рассчитывают по нормам, изложенным в таблице, приведенной выше, и увеличивают до суммарного показателя по притоку:

Кухня — 20 м³ — не менее 90 куб.м³/ч;
Туалет — 2 м²— не менее 50 куб.м³/ч;
Ванная — 4 м³ — не менее 50 куб.м³/ч.

Для удобства записываем данные в таблицу:

Помещение	L_пр, м³/час	L_выт,м³/час
Кухня	—	≥90
Спальня	120	—
Рабочий кабинет	60	—
Гостиная	160	—
Прихожая	—	—
Туалет	—	≥50
Ванная	—	≥25
∑ L	∑ Lпр = 340	∑ Lвыт = ≥ 165

Из табоицы видно, что количество приточного воздуха превышает вытяжной на 175 м³/час. Поэтому количество вытяжного воздуха необходимо увеличить на 175 м3/час. Его можно равномерно распределить между кухней, санузлом и ванной, а можно подать в одно из этих трех помещений, например кухню. Т.е. в таблице изменится Lвыт.кухня и составит Lвыт.кухня=265 м³/час.

Помещение	L_пр, м³/час	L_выт,м³/час
Кухня	—	≥265
Спальня	120	—
Рабочий кабинет	60	—
Гостиная	160	—
Прихожая	—	—
Туалет	—	≥50
Ванная	—	≥25
∑ L	∑ Lпр = 340	∑ Lвыт = ≥ 340

Из спальни, кабинета и гостинной воздух будет перетекать в ванную, санузел и кухню, а оттуда посредством вытяжных вентиляторов (если они установлены) или естественной тяги удалятся из квартиры.

Такое перетекание необходимо для предотвращения распространения неприятных запахов и влаги.

Таким образом, уравнение воздушных балансов ∑ Lпр = ∑ Lвыт: 340=340 м³/час — выполняется.

Сравнение расчетов

Из всех вышепредложенных примеров видно, что значение воздухообмена в каждом из вариантов разное.

(∑ Lвыт1=280 м³/час < ∑ Lвыт3=340 м³/час < ∑ Lвыт2=438 м³/час).

Все три варианта являются правильными согласно норм.

Однако, первый третий более простые и дешевые в реализации, а второй немного дороже, но создает более комфортные условия для человека.

Как правило, при проектировании выбор варианта расчета зависит от желания заказчика, точнее от его бюджета.

Подбор воздуховода

Мы посчитали воздухообмен, теперь можем выбрать схему реализации системы вентиляции и произвести расчет воздуховодов системы вентиляции.

Для вентиляционных систем используют прямоугольные и круглые воздуховоды. Если вы выбираете прямоугольный воздуховод, следите, чтобы соотношение сторон не превышало 3:1, иначе вентиляция будет постоянно шуметь, а давление в ней будет недостаточно высокое (не будет тяги).

Кроме этого, при выборе необходимо учитывать, что нормальная скорость в магистрали должна достигать около 5 м/с (в ответвлениях примерно 3 м/с). Чтобы определить необходимые размеры сечения, воспользуйтесь диаграммой ниже – на ней изображена зависимость размера сечения от расхода воздуха и скорости его движения.

Горизонталями отмечен расход воздуха, вертикалями – скорость, косыми линиями – соответствующие размеры воздуховода.

Диаграмма зависимости сечения воздуховодов от скорости и расхода воздуха

На диаграмме горизонтальные линии отображают значение расхода воздуха, а вертикальные линии – скорость.

Косые линии соответствуют размерам воздуховодов.

Подбираем сечение ответвлений магистрального воздуховода (которые заходят непосредственно в каждую комнату) и самого магистрального воздуховода для подачи воздуха расходом L=438 м3/час.

Если воздуховод с естественной вытяжкой воздуха, то нормируемая скорость движения воздуха в нем не должна превышать 1м/час. Если же воздуховод с постоянно работающей механической вытяжкой воздуха, то скорость движения воздуха в нем выше и не должна превышать 3 м/с (для ответвлений) и 5 м/с для магистрального воздуховода.

Подбираем сечение воздуховода при постоянно работающей механической вытяжке воздуха.

Слева и справа на диаграмме обозначены расходы, выбираем наш (438 м3/час).

Далее, движемся по горизонтали до пересечения с вертикальной линией соответствующей значению 5 м/с (для максимального воздуховода).

Теперь, по линии скорости опускаемся вниз до пересечения с ближайшей линией сечения.

Получили, что сечение нужного нам магистрального воздуховода 160х160 мм или Ø180 мм.

Для подбора сечения ответвления движемся от о расхода 438 м3/час по прямой до пересечения со скоростью 3 м3/час.

Получаем сечение ответвления 200х200 мм или Ø 225 мм.

Эти диаметры будут достаточными при установке только одного вытяжного канала, например на кухне.

Если же в доме будет установлено 3 вытяжных вентканала, например в кухне, санузле и ванной комнате (помещения с самым загрязненным воздухом), то суммарный расход воздуха, который нужно отвести мы делим на количество вытяжных каналов, т. е. на 3. И уже на эту цифру подбираем сечение воздуховодов.

Данная диаграмма подходит только для подбора сечений механической вытяжки.

Если в доме есть бассейн необходимо использовать системы осушения воздуха, возможна система осушения воздуха с подмесом свежего воздуха.

Использование осушителей — это наиболее простой и, соответственно, более дешевый способ.

Общие требования к системам вентиляции.

Вытяжной воздух выбрасываем наружу выше кровли. При естественной вытяжной вентиляции, все каналы выводят выше кровли. При механической вытяжной вентиляции – воздуховод так же выводят выше кровли либо внутри здания, либо снаружи.
Забор свежего воздуха при механической системе приточной вентиляции осуществляется с помощью заборной решетки. Ее необходимо размещать минимум на два метра выше уровня земли.
Движение воздуха необходимо организовывать таким образом, чтобы воздух из жилых помещений двигался в направлении помещений с выделением вредностей (санузел, ванная, кухня).

Тема 5. Методика расчета воздухообмена в помещениях при работе вентиляции в различные времена года (ТП, ХП)

h3. Исходные данные:

1. Тепловой баланс помещений составляется по двум периодам года:

по %{color:red}*ТП* — *_тёплому периоду_*%

как по явному теплу *_ΣQ_{я*, так и по полному теплу *_ΣQ_п_*.}

по %{color:blue}*ХП* — *_холодному периоду_*%

2. Наружные метеорологические условия (для Москвы):

%{color:red}*ТП*: *_t_H^«A» = 22,3 °C; J_Н^«А» = 49,4 кДж/кг;_*%

%{color:blue}*ХП*: *_t_Н^«Б» = -28 °C; J_Н^«Б» = -27,8 кДж/кг._*%

Расчет поступлений влаги в помещение *_Σ W_*.

Температура внутреннего воздуха в помещении:

%{color:red}*ТП* — *_t_В не более, чем на 3 °С выше расчетной температуры по параметрам “А”;_*%

%{color:blue}*_ХП — t_В = 18 ÷ 22°С._*%

h3. РАСЧЕТ.

Расчет начинаем с тёплого периода года *ТП*, так как воздухообмен при этом получается максимальным.

Последовательность расчета (см. Рисунок 1):

1. На *_J-d диаграмму_* наносим (•) *_Н_* — с параметрами наружного воздуха:

p=. *_t_Н^«А» = 22,3 °C; J_Н^«А» = 49,4 кДж/кг_*

и определяем недостающий параметр — абсолютную влажность или влагосодержание *_d_Н^«А»_*.

Точка наружного воздуха — (•) *_Н_* будет являться и точкой притока — (•) *_П_*.

2. Наносим линию постоянной температуры внутреннего воздуха — изотерму *_t_В_*

p=. *_t_В = t_Н^«А» + 3 °С = 22,3 + 3 = 25,5 °C._*

3. Определяем тепловое напряжение помещения:

p= (Определяем тепловое напряжение помещения)

где: V — объём помещения, _м³_.

4. Исходя из величины теплового напряжения помещения, находим градиент повышения температуры по высоте.

*Градиент температуры воздуха по высоте помещений общественных и гражданских зданий.*

Тепловая напряженность помещения Q_я / V_пом.		grad t, °C / м
*кДж / м³*	*Вт / м³*	grad t, °C / м
Более 80	Более 23	0,8 ÷ 1,5
40 ÷ 80	10 ÷ 23	0,3 ÷ 1,2
Менее 40	Менее 10	0 ÷ 0,5

и рассчитываем температуру воздуха, удаляемого из верхней зоны помещения

p=. *_t_y=t_B + grad t(H-h_p.з.), ºС_*

где: *_Н_* — высота помещения, _м_;
*_h_р.з.

_* — высота рабочей зоны, _м_.

На *_J-d диаграмму_* наносим изотерму уходящего воздуха _t_y_*.

%{color:red}*Внимание! При кратности воздухообмена более 5, принимается*% *_t_y=t_B_*.

5. Определяем численное значение величины тепло-влажностного отношения:

p= (Определяем численное значение величины тепло-влажностного отношения)

(численное значение величины тепло-влажностного отношения примем 6 200).

На *_J-d диаграмме_* через точку 0 на шкале температур проводим линию тепло-влажностного отношения с численным значением 6 200 и проводим луч процесса через точку наружного воздуха — (•)H параллельный линии тепло-влажностного отношения.

Луч процесса пересечёт линии изотерм внутреннего и уходящего воздуха в точке *_В_* и в точке *_У_*.

Из точки *_У_* проводим линию постоянной энтальпии и постоянного влагосодержания.

6. По формулам определяем воздухообмен по полному теплу

p= (воздухообмен по полному теплу)

и по влагосодержанию

p= (по влагосодержанию )

Полученные численные значения должны совпадать с точностью ±5%.

7. Вычисляем нормативное количество воздуха, требуемое для людей находящихся в помещении.

*Минимальная подача наружного воздуха в помещения.*

Род зданий	Помещения				Приточные системы
	с естественным проветриванием	без естественного проветривания
	Подача воздуха
Производственные	на 1 чел., м³/ч	на 1 чел., м³/ч	Кратность воздухообмена, ч^-1	% от общего воздухообмена не менее
	30; 20*	60	≥1	—	Без рециркуляции или с рециркуляцией при кратности 10 ч^-1 и более
	—	60 90 120	—	20 15 10	С рециркуляцией при кратности менее 10 ч^-1
Общественные и административно-бытовые	По требованиям соответствующих глав СНиПов	60 20***	—	—	—
Жилые	3 м³/ч на 1 м²		—	—	—

*Примечание. * * При объеме помещения на 1 чел. менее 20 м³

** При объеме помещения на 1 чел. 20 м³ и более

*** Для зрительных и актовых залов, залов совещаний, в которых люди находятся до 3 ч непрерывно.

h3. Дальнейший расчет проводим по большей величине, исходя из п. 6 или минимальной подачи наружного воздуха.

(Методика расчета воздухообмена в помещениях при работе вентиляции в различные времена года)

h3. Проводим расчет для ХП.

Последовательность расчета (см. рисунок 2):

1. На *_J-d диаграмму_* наносим (•) *_Н_* — с параметрами наружного воздуха:

p=. *_t_Н^«Б» = -28°C; J_Н^«Б» = -27,8 кДж/кг_*

и определяем недостающий параметр — абсолютную влажность или влагосодержание *_d_Н^«Б»._*

2. Принимаем температуру воздуха в помещении.

При наличии тепловых избытков лучше принять верхний предел

p=. *_t_В = 22°С._*

В этом случае стоимость вентиляции будет минимальной.

3. Определяем тепловое напряжение помещения

p= (Определяем тепловое напряжение помещения)

4. Исходя из величины теплового напряжения помещения, находим градиент повышения температуры по высоте

*Градиент температуры воздуха по высоте помещений общественных и гражданских зданий*

Тепловая напряженность помещения Q_я /V_пом		grad t, °C/м
*кДж/м³*	*Вт/м³*	grad t, °C/м
Более 80	Более 23	0,8 ÷ 1,5
40 ÷ 80	10 ÷ 23	0,3 ÷ 1,2
Менее 40	Менее 10	0 ÷ 0,5

и рассчитываем температуру воздуха, удаляемого из верхней зоны помещения

p=. *_t_y = t_B + grad t(H-h_р.з.), ºС_*

где: *_Н_* — высота помещения, _м_;
*_h_р.з._* — высота рабочей зоны, _м_.

На *_J-d диаграмму_* наносим изотерму уходящего воздуха t

5. Принимаем, что температура приточного воздуха t_П отличается от внутренней температуры воздуха в помещении t_В не более чем на 5°С.

p=. *_t_П = t_В — 5 = 22 — 5 = 17°С._*

На *_J-d диаграмму_* наносим изотерму приточного воздуха .

6. Проводим линию постоянного влагосодержания — *_d = const_* из точки наружного воздуха – (•) *_Н_*, до изотермы .

Получаем точку — (•) *_К_* с параметрами воздуха после нагрева в калорифере.

Одновременно это будет и точка приточного воздуха — (•) *_П_*.

6. Определяем величину тепло-влажностного отношения

p= (Определяем величину тепло-влажностного отношения)

Для нашего примера примем величину тепло-влажностного отношения

p= (Определяем величину тепло-влажностного отношения)

На *_J-d диаграмме_* проводим линию тепло-влажностного отношения через (•)0 на шкале температур, а затем через точку приточного воздуха — (•) *_П_* проводим параллельную линию линии тепло-влажностного отношения до пересечения с изотермой внутреннего — t

В и уходящего — t_У воздуха.

Получаем точки — (•) *_В_* и (•) *_У_*.

7. По формулам определяем воздухообмен по полному теплу

p= (воздухообмен по полному теплу)

и по влагосодержанию

p= (и по влагосодержанию)

Полученные численные значения должны совпадать с точностью ±5%.

8. Полученные величины воздухообменов сравниваются с нормативным воздухообменом и принимается большая из величин.

h3. %{color:red}Внимание!%

%{color:red}*Если нормативный воздухообмен превышает расчётный, то требуется перерасчёт температуры приточного воздуха.*%

(Методика расчета воздухообмена в помещениях при работе вентиляции в различные времена года)

h3. В конечном итоге мы получили две величины воздухообменов: по %{color:red}ТП% и %{color:blue}ХП%.

*Вопрос — как быть?*

Варианты решения:

1. Приточную систему рассчитывать на максимальный воздухообмен и установить на электродвигателе вентилятора регулятор частоты вращения, задействованный от температуры внутреннего воздуха. Вытяжную систему выполнить либо с естественной циркуляцией, либо механическую, задействованную от того же регулятора частоты вращения.

*Система эффективная, но очень дорогая!*

2. Выполнить две приточные установки и две вытяжные установки. Одна приточная и одна вытяжная установка работают в %{color:blue}ХП%. Приточная система с воздухонагревателем, который рассчитан на подогрев наружного воздуха от параметров “Б” до температуры притока. Вторая пара систем — приточная установка без калорифера, работает только %{color:red}ТП%.

3. Выполнить только приточную систему на подачу по %{color:blue}ХП% и одну вытяжную систему такой же подачи, а воздухообмен в %{color:red}ТП% осуществить через открытые окна.

*Пример.*

В административном здании — помещение атриума, с габаритными размерами в плане:

p=. *_9 × 20,1 м_*

и высотой — *_6 м_*

необходимо поддерживать температуру воздуха в рабочей зоне (_h = 2 м_)

p=. *_t_В = 23ºС и относительную влажность φ_В = 60%. _*

Приточный воздух подаётся с температурой *_t_П = 18ºС_*.

Полные тепловыделения в помещении составляют

p=. *_∑Q_полн. = 44 кВт,_*

явные тепловыделения равны *_∑ Q_явн. = 26_* _кВт,_

поступление влаги равны *_∑ W = 32_* _кг/ч_.

*Решение* (см. рисунок 3).

Для определения величины углового коэффициента необходимо привести все параметры согласно *_J — d диаграмме_*.

p=. *_∑ Q_полн. = 44 кВт × 3600 = 158400 кДж/кг._*

Исходя из этого, угловой коэффициент равен

p= (угловой коэффициент)

Определяем тепловое напряжение помещения

p= (Определяем тепловое напряжение помещения)

Градиент температуры воздуха по высоте помещения составит (определяем по таблице)

p=. *_grad t = 1,5ºС._*

Тогда, температура уходящего воздуха равна

p=. *_t_У = t_В + grad t( H — h_р.з.) = 23 + 1,5 ( 6 — 2 ) = 29 ºС._*

На *_J — d диаграмме_* находим точку *_В_* с параметрами внутреннего воздуха (•) *_В_*:

p=. *_t_В = 23ºС; φ_В = 60%._*

Проводим линию тепло-влажностного отношения с численным значением *_4950_* через точку 0 шкалы температур и, параллельно этой линии проводим наш луч процесса через точку внутреннего воздуха — (•) *_В._*

Так как, температура приточного воздуха *_t_П = 18ºС_*, то точка притока *_П_* будет определяться, как пересечение луча процесса и изотермы *_t_П = 18ºС_*.

Точка уходящего воздуха *_У_* лежит на пересечении луча процесса и изотермы *_t_У = 29 ºС_*.

Получаем параметры реперных точек:

*_(•)В t_В = 23ºС; φ_В = 60%; d_В = 10,51 г/кг; J_В = 49,84 кДж/кг;_*

*_(•)П t_П = 18ºС; d_П = 8,4 г/кг; J_П = 39,37 кДж/кг;_*

*_(•)У t_У = 29ºС; d_У = 13,13 г/кг; J_У = 62,57 кДж/кг._*

Определяем расход приточного воздуха:

* по теплосодержанию

p= (Определяем расход приточного воздуха по теплосодержанию)

* по влагосодержанию

p= (Определяем расход приточного воздуха по влагосодержанию)

т. е. мы получим практически одинаковый расход приточного воздуха.

Определяем кратность воздухообмена по притоку

p= (Определяем кратность воздухообмена по притоку)

Таким образом, кратность воздухообмена по притоку составляет менее 5.

Так как, кратность воздухообмена по притоку составляет больше 5, то необходимо выполнить расчет из условия, что уходящую температуру внутреннего воздуха _t_У_ необходимо принимать равной внутренней температуре воздуха в помещении _t_В_, т.е.

p=. *_t_У = t_В_*

и формула для определения количества воздуха приняла бы вид:

* по теплосодержанию

p= (определения количества воздуха по теплосодержанию)

* по влагосодержанию

p= (определения количества воздуха по влагосодержанию)

%{color:red}Принципиальную схему приточной вентиляционной установки смотри рисунок 4.%

(Методика расчета воздухообмена в помещениях при работе вентиляции в различные времена года)

Как рассчитать воздухообмен в час

9 минут на чтение

В этой статье эксперты по фильтрации воздуха из Camfil объясняют важность вентиляции в помещении и способы расчета воздухообмена в час (ACH).

Что означает количество воздухообменов в час (ACH) при фильтрации воздуха?

Воздухообмен в час, который часто обозначается аббревиатурой ACH, представляет собой расчет того, сколько раз в час весь объем воздуха в данном помещении заменяется приточным и/или рециркуляционным воздухом. Его также иногда называют «коэффициентом воздухообмена» или «коэффициентом воздухообмена».

Зачем нужно рассчитывать ACH?

Воздухообмен в час важен для определения надлежащей вентиляции помещения. Кроме того, если вы решили внедрить очистители воздуха для улучшения качества воздуха и снижения риска заражения COVID-19, ACH поможет вам определить, какие устройства подходят для вашего приложения, а также сколько вам нужно.

Вентиляция важна для качества воздуха внутри здания (IAQ). Неправильная вентиляция может привести к скоплению загрязняющих веществ в помещениях, что наносит ущерб здоровью жителей здания. По данным Агентства по охране окружающей среды (1), негативное воздействие плохого качества воздуха в помещении на здоровье включает:

Раздражение глаз, носа и горла.
Головные боли, головокружение и усталость.
Респираторные заболевания, болезни сердца и рак.

Загрязненный воздух также приводит к капризности и снижению производительности труда сотрудников и снижению успеваемости учащихся в школе.

Кроме того, Агентство по охране окружающей среды утверждает, что усиление вентиляции является важной стратегией снижения распространения COVID-19 в общественных местах (2).

Какова формула расчета воздухообмена в час?

Чтобы рассчитать воздухообмен в час, вам нужно найти два числа.

кубических футов в минуту – Во-первых, объем воздуха в кубических футах в минуту (кубических футов в минуту), который в настоящее время доставляется в рассматриваемое помещение вентиляционной установкой здания или, при оценке очистителя воздуха, кубических футов в минуту агрегата с установленными воздушными фильтрами. .

ОБЪЕМ ПОМЕЩЕНИЯ – Во-вторых, вам нужно будет найти объем комнаты в кубических футах, который рассчитывается путем нахождения высоты, длины и ширины комнаты в футах и умножения этих чисел вместе.

Отсюда вычисление воздухообмена в час простое:

Умножьте CFM на 60. Это число покажет вам, сколько кубических футов воздуха перемещает ваше устройство в час.
Разделите полученное число на объем комнаты в кубических футах. Теперь у вас есть число, показывающее, сколько раз в час устройство перемещает общий объем комнаты. Это число является вашей сменой воздуха в час или ACH.

Видео по теме: Какой размер воздухоочистительной установки подойдет для вашего офиса? с Мэтью Краучем из Camfil

Пример расчета ACH

Давайте рассмотрим пример этого расчета в действии.

В этом примере мы рассчитаем, сколько воздухообменов в час может обеспечить очиститель воздуха премиум-класса в классе.

Рекомендуемая площадь среднего класса начальной школы в США составляет не менее 900 квадратных футов (2). В Нью-Джерси средняя высота потолков в классах должна составлять 90,5 футов (3). Объем классной комнаты с такими размерами составит 8550 кубических футов.

Воздухоочиститель Camfil City M обеспечивает циркуляцию воздуха через сертифицированные фильтры HEPA со скоростью 256 кубических футов в минуту.

Таким образом, ACH будет рассчитываться следующим образом:

Воздухоочиститель City M обеспечит дополнительные 1,8 воздухообмена в час в классе с такими размерами.

ASHRAE рекомендует шесть воздухообменов в час для классных комнат. Для измерения фактического ACH, подаваемого системой HVAC здания в отдельные классы, может потребоваться специалист по HVAC с оборудованием для измерения воздушного потока. Получив эту цифру, можно с помощью простых расчетов определить, сколько очистителей воздуха требуется, чтобы компенсировать разницу и достичь рекомендуемого ACH для класса.

Для получения рекомендаций по выбору правильных решений по фильтрации воздуха для вашей ситуации обратитесь к местному представителю Camfil.

О решениях Camfil для чистого воздуха

Более полувека компания Camfil помогает людям дышать более чистым воздухом. Являясь ведущим производителем высококачественных решений для очистки воздуха, мы поставляем коммерческие и промышленные системы для фильтрации воздуха и контроля загрязнения воздуха, которые повышают производительность труда и оборудования, минимизируют потребление энергии и приносят пользу здоровью человека и окружающей среде. Мы твердо верим, что лучшие решения для наших клиентов — это лучшие решения и для нашей планеты. Вот почему на каждом этапе пути — от проектирования до доставки и на протяжении всего жизненного цикла продукта — мы учитываем влияние того, что мы делаем, на людей и мир вокруг нас. Благодаря новому подходу к решению проблем, инновационному дизайну, точному управлению процессом и сильной ориентации на клиента мы стремимся экономить больше, использовать меньше и находить лучшие способы, чтобы всем нам стало легче дышать.

Штаб-квартира Camfil Group находится в Стокгольме, Швеция, и имеет 33 производственных площадки, шесть центров исследований и разработок, местные офисы продаж в 30 странах, а также около 4 800 сотрудников и их количество постоянно растет. Мы с гордостью обслуживаем и поддерживаем клиентов в самых разных отраслях и сообществах по всему миру. Чтобы узнать, как Camfil может помочь вам защитить людей, процессы и окружающую среду, посетите наш сайт www.camfil.com/en-us/.

Источники:

https://www.epa.gov/report-environment/indoor-air-quality
https://www.epa.gov/coronavirus/ventilation-and-coronavirus-covid-19
https://www.scarsdaleschools.k12.ny.us/cms/lib/NY01001205/Centricity/Domain/1105/2014-11-19%20Meeting%20of%20Greenacres%20Building%20Committee%20Meeting%20Handout%203%20 -%20Classroom%20Size%20Standards.pdf
https://www. state.nj.us/education/code/current/title6a/chap13.pdf
https://www.ashrae.org/file%20library/technical%20resources/covid-19/ashrae-reopening-schools-and-universities-c19-guidance.pdf

Как рассчитать воздухообмен и воздухообмен в час

Медицинские учреждения изо всех сил стараются обеспечить безопасность медицинских работников и пациентов. Специалистов по HVAC вызывают для тестирования и настройки систем HVAC, чтобы убедиться, что воздушный поток и объемы наружного воздуха соответствуют действующим стандартам и нормам. Давайте посмотрим, как можно рассчитать и отрегулировать воздухообмен и воздухообмен в час в медицинских учреждениях.

Нормы штата и федеральные нормы требуют тестирования, регулировки и проверки воздухообмена в помещении и наружного воздухообмена в медицинских учреждениях. Правила соответствуют стандартам ASHRAE 170, 62.1 и 62.2 и включены в Единый механический кодекс (UMC), Унифицированные критерии оборудования (UFC), а также в Американское общество инженеров здравоохранения (ASHE) и многие другие.

Используя проверенные медицинские стандарты, вы можете тестировать, регулировать и контролировать воздух в помещении. Эти принципы могут применяться от чистых помещений до спальни инфицированного ребенка и всего, что между ними. К сожалению, эта короткая статья может предоставить только обзор воздухообмена и воздухообмена, чтобы помочь расширить ваши знания и осведомленность об этих требованиях.

Управление воздухом разработано и спроектировано теоретически. Это достигается только тогда, когда действующая система HVAC построена, протестирована, отрегулирована и задокументирована для работы в полевых условиях так, как она была спроектирована.

Воздухообмен в час
Воздухообмен в час (ACH) — это предписанный процесс измерения и расчета, обеспечивающий замену воздуха в помещении определенное количество раз в час. Это обеспечивает надлежащее качество воздуха в помещении, вентиляцию и чистоту.

Требуемый воздухообмен в час варьируется в зависимости от конкретного использования помещения. Хирургические кабинеты могут потребовать 20 ACH; травмпункты, 12 АЧ; и палаты 6 АЧ.

Начнем с формулы воздухообмена в час:

Воздухообмен в час = Комната CFM x 60 ÷ Объем комнаты в кубических футах

Сценарий палата пациента с положительным давлением имеет размеры 15 футов в ширину, 20 футов в длину и 10 футов в высоту, если расход воздуха в помещении измерялся на уровне 200 кубических футов в минуту (куб. футов в минуту)? В палате обычно требуется 6 воздухообменов в час.

1. Вы измерили общий объем воздушного потока в помещении при 200 кубических футах в минуту. Расход воздуха измеряется с помощью колпака для балансировки воздуха или анемометра в точке подачи воздуха в помещение. Обычно это в реестрах поставок.

2. Умножьте измеренную общую подачу воздуха в помещении на 60 минут в час, чтобы преобразовать его в кубические футы в час (куб.фут/час). Уравнение выглядит так: 200 кубических футов в минуту x 60 минут в час = 12 000 кубических футов в час.

3. Поскольку воздухообмен зависит от объема палаты, рассчитайте объем палаты пациента. (15’ х 20’ х 10’ = 3000). Объем помещения составляет 3000 кубических футов.

Рассчитайте воздухообмен в час (ACH) путем деления потока приточного воздуха 12 000 кубических футов в час на объем палаты пациента 3000 кубических футов. (12 000 кубических футов в час ÷ 3 000 кубических футов). = 4,

Для диагностики ACH комнаты сравните измеренное значение 4 ACH с кодом, необходимым для палат пациента (6 ACH). Понятно, что в помещении нужен дополнительный приток воздуха.
Расчет требуемого расхода воздуха в помещении

Затем рассчитайте требуемый расход воздуха в помещении, чтобы привести помещение в соответствие с требуемым ACH. Для этого умножьте объем помещения в кубических футах на требуемый обмен воздуха в час. Затем разделите час на 60 минут, чтобы найти требуемый расход приточного воздуха в кубических футах в минуту.

Требуемый куб.фут/мин = Комната в кубических футах x Требуемый воздухообмен в час ÷ 60

требуется 6 воздухообменов в час. Умножьте объем помещения в 3000 кубических футов на требуемый ACH, равный 6 = 18000. Затем разделите 18 000 на 60, чтобы найти требуемый расход воздуха в помещении 300 кубических футов в минуту.

Воздухообмен в час
Воздухообмен в час (AEH) касается только объема свежего или наружного воздуха, необходимого для помещения в час. Для сравнения, ACH учитывает общий объем воздуха (рециркуляционный и наружный), поступающего в помещение. Наружный воздух сохраняет воздух внутри свежим, а также создает давление в здании.

Минимальное требуемое значение AEH зависит от назначения помещения. Например, в хирургических кабинетах может потребоваться 4 AEH, а в палатах скорой помощи — 2 AEH.

Если приточно-вытяжное оборудование обслуживает различные медицинские помещения, наружный воздух устанавливается в соответствии с потребностью помещения с наибольшим воздухообменом в час. Помните, что нормы воздухообмена являются минимальными значениями. Допускается дополнительный приток наружного воздуха.

Сценарий . Мы будем использовать одну и ту же палату объемом 3000 кубических футов. Минимальная потребность в обмене наружного воздуха в час составляет 2. Расход воздуха, выходящий из вентиляционного оборудования, обслуживающего это и многие другие помещения, составляет 9860 кубических футов в минуту. Наружный воздух измеряется при 2400 кубических футов в минуту. Какой общий расход воздуха в палате пациента требуется для обеспечения двухкратного воздухообмена в час?

1. Используя метод пересечения воздушного потока, вы измерили и записали 9860 кубических футов в минуту на выходе из пневматического оборудования.

2. Вы также измерили объем наружного воздуха, подаваемого в пневматическое оборудование, и измерили 2400 кубических футов в минуту.

3. Разделите объем наружного воздуха в кубических футах в минуту на общее количество кубических футов в минуту оборудования для подачи воздуха, чтобы найти процент наружного воздуха.

Процент наружного воздуха = наружный воздух в куб. 860 = 24% наружного воздуха.

4. Наконец, примените формулу AEH, которая аналогична формуле ACH, за исключением того, что общий объем помещения в куб. 60 ÷ Объем помещения в кубических футах

200 кубических футов в минуту расхода приточного воздуха в палату пациента x 24% наружного воздуха x 60 = 2880 кубических футов наружного воздуха в палату пациента в час. Разделите 2880 на объем палаты пациента 3000, чтобы найти 0,9.6 АЕХ.

Для диагностики минимальной производительности наружного воздухообмена сравните 0,96 AEH с требуемыми 2 AEH. Это показывает, что в комнате меньше половины необходимого объема наружного воздухообмена в час. Либо потребуется увеличить процент наружного воздуха, подаваемого в систему, либо общий поток воздуха из системы в помещение.

Воздухообмен в час = Комната CFM x Процент наружного воздуха x 60 ÷ Объем помещения в кубических футах

**200 кубических футов в минуту расхода приточного воздуха в палату x 24% наружного воздуха x 60 = 2880 кубических футов наружного воздуха в палату пациента в час. Разделите 2880 на объем палаты пациента 3000, чтобы найти 0,96 AEH.

Для диагностики минимальной производительности наружного воздухообмена сравните 1,29 AEH с требуемыми 2 AEH.

Отрегулируйте блок VAV, заслонки или скорость вращения вентилятора, пока не будет достигнут требуемый поток воздуха. Проверьте и задокументируйте в своем отчете о воздушном балансе.

Увидеть большую картину
Изменение воздушного потока повлияет на давление в помещении. Всегда измеряйте и документируйте давление в помещении и следите за тем, чтобы оно соответствовало нормативным требованиям.

Знайте и соблюдайте процедуры инфекционного контроля каждого учреждения для вашей безопасности, а также безопасности пациентов и персонала.

Имейте в виду, что между местными и государственными кодами могут быть значительные различия в разных регионах. Стандарты — это минимальные требования, и стандартные рабочие процедуры некоторых объектов могут превышать типичные требования.

Расчет воздухообмена: Расчет воздухообмена | Техническая библиотека ПромВентХолод