Вентиляція

МІНІСТЕРСТВО НАУКИ І ОСВІТИ УКРАЇНИ

СУМСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ 
 
 
 
 
 

Реферат

з дисципліни “ ”

на тему

  «Вентиляція» 
 
 
 

      Виконала                                                                студентка групи ЕТ-31                                                             

                                                                                        Горяєва Ю.О. 

      Перевірив                                                               Козій І.С. 
 
 

Суми 2007 
 
 
 

   Вентиляція  – організований повітрообмін в приміщенні.

Її задачею  є забезпечення чистоти повітря  і заданих параметрів мікроклімату в виробничому приміщенні шляхом видалення забрудненого чи нагрітого повітря із приміщення і подача свіжого повітря.

      По  способу переміщення повітря вентиляція поділяється на:

• природну;
• штучну (механічну);
• змішану.

   Принцип улаштування і  розрахунок природної  вентиляції

   У вентиляції із природним спонуканням  повітрообмін відбувається внаслідок  різної об'ємної ваги повітря усередині  й поза приміщенням або під впливом вітру, тобто за рахунок теплового або вітрового напору.

   Природна  вентиляція може бути:

   а) неорганізованою, здійснюваною через нещільності в будівельних конструкціях;

   б) організованою (канальною або безканальною).

   Неорганізована, або нерегульована, природна вентиляція приміщень здійснюється за рахунок не щільності конструкцій (притвори вікон, дверей), а також через пори стін і перегородок.

   В організованій природній вентиляції видалення забрудненого повітря  із приміщення й подача свіжого може здійснюватися через спеціальні прорізи, зроблені в стінах і ліхтарях або по спеціальним повітреводам.

   У першому випадку її називають  безканальною (аерація), а в другому - канальною (дефлекторами).

   При аерації природний обмін повітря  в будинках здійснюється за рахунок теплового напору. Розглянемо, як він утвориться.

   Зобразимо розріз виробничого приміщення, що має нижні й верхні прорізи.

   

Рис. 1 - Схема утворення теплового напору

   Температура повітря усередині цеху (t_ср.вн) внаслідок виділення надлишків явної теплоти буває, як правило, вище температури зовнішнього повітря t_н. Отже, об'ємна вага зовнішнього повітря більше об'ємної ваги повітря усередині цеху. Це спричиняється наявність різниці тисків зовнішнього й внутрішнього повітря.

   На  підставі чого ми так говоримо? Відомо, що об'ємну вагу повітря можна знайти за формулою:

    ,

   де  Р₆ - барометричний тиск у мм рт. ст.;

   Т - абсолютна температура повітря  ^оК.

   На  певній висоті приміщення, приблизно  на середині висоти будинку цеху, перебуває  площина рівних тисків. Тут тиск повітря усередині й зовні приміщення рівні.

   Нижче площини рівних тисків існує розрідження, що спричиняє надходження зовнішнього повітря:

   ΔH₁ = h₁ (Y_н - Y_ср.вн),

   де  Y_ср.вн - середня об'ємна вага повітря в приміщенні, кг/м³, що відповідає середній температурі повітря в приміщенні:

   t_ср.вн = (t_р.з + t_вит)/2;

   h₁ - відстань від середини нижніх отворів до площини рівних тисків, м.

   Вище  площини рівних тисків існують надлишкові тиски, які на рівні центра верхніх  отворів становить:

   ΔH₂ = h₂ (Y_н - Y_ср.вн),

   де h₂ - відстань від площини рівних тисків до центра верхніх отворів, м.

   Цей тиск спрямований назовні цеху, викликає витяжку. Загальна величина гравітаційного тиску, під впливом якого відбувається повітрообмін у приміщенні, дорівнює сумі тисків на рівні нижніх і верхніх прорізів:

   H = ΔH₁ + ΔH₂ = h (Y_н - Y_ср.вн).

   Величина  Н - сума тисків на рівні нижніх і  верхніх прорізів називається тепловим напором. Він залежить від відстані між нижніми й верхніми прорізами  й різниці об'ємної ваги повітря  зовні й усередині будинку.

   Швидкість руху повітря - V_в, наприклад, у верхньому прорізі розраховується за формулою:

    ,

   де g - прискорення земного притягання, м/с²;

   ΔH₂- різниця тисків усередині будинку й поза ним, кг*с/м²;

   Y_вн - об'ємна вага повітря усередині приміщення.

   Обсяг повітря, що проходить через верхній  проріз, визначається за формулою:

   L_b = F × V_в × µ × 3600, м³/год,

   де F - площа прорізу, м²;

   µ - коефіцієнт витрати, що залежить від  конструкції стулок плетіння в прорізі й кута відкриття стулки (0,3 - 0,8), для ствірних плетінь відкритих на 90° - µ = 0,65, на 30° - µ = 0,32;

   V - швидкість руху повітря, м/с.

   Наведені  формули справедливі лише для  будинків, добре захищених від  вітру або для умов безвітряної  погоди.

   При обдуванні будинку вітром з навітряної сторони утвориться підвищений тиск повітря, а на завітряній стороні будинку - розрідження. Нижче показаний витяжний ліхтар, що не задуває.

   

   Рис. 2 - Витяжний ліхтар, що не задуває.

   Величина  тиску, що утвориться на навітряній стороні  будинку, і величина розрядження, що утвориться на завітряній стороні будинку - можуть бути підраховані за формулою:

    ,

   де  Н_в - вітровий тиск або розрідження, кг*с/м²;

   V_в - швидкість руху вітру, м/с;

   А - аеродинамічний коефіцієнт, що залежить від конфігурації будинку й визначається дослідним шляхом (0,7 - 0,85 - на навітряній стороні; 0,3 - 0,45 на завітряній стороні).

   Переваги  природної вентиляції: економічність, простота улаштування й експлуатації.

   Недоліки: неможливість підготовки повітря, що поступає; очищення видалення повітря. 
 
 
 
 
 
 

Принцип улаштування і  розрахунок штучної  вентиляції

Штучна  вентиляція може бути припливною, витяжною або припливно-витяжною. Найбільш досконалою системою штучної вентиляції є кондиціювання, тобто очищення повітря і створення та автоматичне регулювання в приміщенні оптимальних мікрокліматичних параметрів: температури, вологості, швидкості руху повітря. Є різні системи кондиціонерів. У найбільш досконалих приладах можна регулювати іонний склад, ароматизувати повітря.

     Кондиціонери  є місцеві й центральні. Місцеві, або кімнатні, кондиціонери називають  ще кліматизерами, вони передбачають лише охолодження повітря. При кондиціюванні  повітря в приміщеннях для  перебування великої кількості  людей (аудиторії, кінозали, театри тощо) рекомендовано створювати пульсуючий мікроклімат для підтримання тонізуючого ефекту: кожні 15 хвилин на дві хвилини знижувати температуру повітря на 3-4 °С. Цей захід попереджує присипляючу дію монотонного мікроклімату.

     На  чистоту повітря в житлових приміщеннях впливають кількість людей, які знаходяться в приміщенні, інтенсивність виконуваної ними роботи, температура внутрішніх приміщень. Різноманітні побутові процеси - приготування їжі, прання білизни, опалювання печей тощо також призводять до погіршення якості повітря. Крім цього, істотним джерелом забруднення є тютюновий дим, в якому містяться продукти повного і неповного згоряння, а також сухої перегонки тютюну і паперу: оксид вуглецю, ціанисті сполуки, метиловий спирт, нікотин, кадмій тощо. При спалюванні 1 г тютюну в цигарках в повітря надходить 20-80 см³ оксиду вуглецю, а при спалюванні в люльці - від 53 до 109 см³.

     Одним із важливих заходів щодо збереження чистоти повітря в житлах є  вентиляція, тобто заміна забрудненого повітря чистим, атмосферним. Вентиляцію (повітрообмін) характеризують вентиляційний об'єм і кратність повітрообміну.

     Вентиляційний об'єм - це кількість повітря (в м³), яке надходить у приміщення протягом 1 години. Він складається з інфільтраційного і вентиляційного повітря. Інфільтрація - це проникнення повітря через стіни, пори будівельних матеріалів, щілини в будівельних конструкціях тощо. Найбільш повітропроникними є шлакоблокові, керамзитобетонні, цегляні, дерев'яні стіни. Найменш повітропроникними - гранітні, мармурові. Другою складовою частиною вентиляційного об'єму є повітря, яке надходить у приміщення через спеціально передбачені для цього вентиляційні пристрої: кватирки, фрамуги, вікна, вентиляційні канали.

     Відношення  вентиляційного об'єму до об'єму приміщення характеризує інтенсивність вентиляції.

     Для забезпечення нормальних умов проживання і трудової діяльності необхідно, щоб концентрація діоксиду вуглецю (СО₂) в приміщенні не перевищувала 0,1 % (1 л/м³). З цією метою кількість вентиляційного повітря на одну людину повинна становити (в м³/год): в житлових приміщеннях - 40-75; аудиторіях, театрах - 20-30; службових приміщеннях — 20-42; класах - 12-30; лікарняних палатах для дорослих - 60-75; палатах для дітей - 35; майстернях - 70; убиральнях - 60-100; кухнях - 200-300.

     Обмін повітря в житлових приміщеннях не повинен перевищувати 2-3 об'ємів приміщення за 1 годину, інакше буде відчуватися протяг, у вбиральнях - 4-5 об'ємів.

     Показником  ефективності вентиляції приміщень  є кратність повітрообміну — це число, яке показує, скільки разів упродовж однієї години повітря в приміщенні замінюється зовнішнім.

     З цією метою необхідно дізнатись, скільки повітря витягується, чи потрапляє в приміщення через вентиляційний отвір протягом 1 години.

     За  допомогою анемометра визначають швидкість  руху повітря.

     Спочатку  визначають площу вентиляційного отвору, для чого вимірюють розміри сторін (якщо отвір прямокутний) або діаметр (якщо отвір круглий). Пізніше, помноживши площу вентиляційного отвору на швидкість руху повітря і на час вентиляції, знаходять вентиляційний об'єм повітря.

     Розрахунок  проводять за формулою: V = а*в*3600,

     де  а — площа вентиляційного отвору (в м²), в — швидкість руху повітря (в м/с), 3600 - перерахунок години на секунди.

     Розділивши  величину вентиляційного об'єму повітря  на кубатуру приміщення (в м³), одержують кратність обміну повітря.

     Доросла людина у стані спокою протягом години видихає 22,6 л вуглекислоти (діоксид вуглецю), тим самим збільшуючи його концентрацію в повітрі приміщення. Чим інтенсивніша робота, тим більше вуглекислоти видихає людина (до 30-40 л/год).

     Знаючи  концентрацію вуглекислоти в атмосферному повітрі (0,4 л/м³), допустиму концентрацію вуглекислоти в повітрі (1 л/м³), можна розрахувати необхідний об'єм повітря на одну людину, або кубатуру приміщення.

     Розрахунок  проводять за формулою: X = А/а-а,