Swegon - Теоретические вопросы организации воздушно-климатических систем

Подождите немного. Документ загружается.

Swegon Климатические системы - воздух 2007

www.swegon.com



Вспомогательные диаграммы

A = Количество изменений диаметра

(Например, от 06 до 020 =  раз/шаг)

A = Количество изменений диаметра

(Например, от 06 до 020 =  раз/шаг)

Диаграммы падения давления для круглого воздуховода переменного диаметра

Уменьшение площади сеченияУвеличение площади сечения

Swegon Климатические системы - воздух 2007

www.swegon.com

2

Вспомогательные диаграммы

Диаграммы падения давления для отводов, T-патрубков и ответвлений круглого сечения

Значение падения давления учитывает возмож-

ное уменьшение согласно эскизу выше, при усло-

вии, что S < 3 x D.

Swegon Климатические системы - воздух 2007

www.swegon.com

3

Вспомогательные диаграммы

Диаграммы падения давления для воздуховодов прямоугольного сечения

Воздуховоды с одинаковым эквивалентным диамет-

ром D

могут иметь разные площади сечения. Поэ-

тому линии скорости являются приблизительными.

Max ошибка <5%.

Диаграмма падения давления для колен воздуховодов прямоугольного сечения

Swegon Климатические системы - воздух 2007

www.swegon.com

4

Диаграмма Молье

Вспомогательные диаграммы

A = Влажный термометр

B = Влажный термометр для отрицательных температур

C = Парциальное давление водяного пара (kPa)

Символы:

h = Энтальпия  kg сухого воздуха (kJ/kg)

x = Влагосодержание  kg сухого воздуха (kg/kg)

φ = относительная влажность

υ = температура сухого термометра (°C)

v = температура влажного термометра (°C)

Диаграмма действительна для атмосферного давления = 0,3 kPa = 03 mbar.

Swegon Климатические системы - воздух 2007

www.swegon.com

5

llmänt

Ventilationsluften utnyttjas för olika syften. Dess huvudsakliga uppgift är att föra bort förorenad luft och

byta ut den mot ren och tempererad luft. Med förorenad luft kan vi avse föroreningar i form av gaser och

partiklar, men även överskottsvärme kan i vissa fall betraktas som en förorening.

En viktig uppgift som ventilationen har är även att skapa ett bra rumsklimat utan dragproblem och med

små temperaturskillnader i vistelsezonen. Rumsklimatet sammansätts av en rad faktorer, bl.a lufthastighet,

lufttemperatur och strålningstemperatur. I rum där människor vistas kan olämplig storlek på en eller era av

dessa faktorer ge upphov till dragproblem.

För att dessa grundläggande funktioner skall kunna vidmakthållas krävs att luftbehandlingsanläggningen

konstrueras så att:

den är stabil mot störningar. Störningar kan vara dels yttre, främst vind och temperatur, dels inre störningar,

som t.ex konvektionsströmmar från olika värmekällor. Stabilitet mot yttre störningar kräver bl.a att anlägg-

ningen måste dimensioneras med ett visst lägsta tryckfall.

Вспомогательные диаграммы

Формулы

Объем/расход воздуха, q m

q = A · v

A = площадь сечения, m

v = скорость воздуха, m/s

Динамическое давление, p

Pd = P v

ρ = плотность/денситет воздуха, kg/m

v = скорость воздуха, m/s

Гидравлический диаметр, d

= 4 · A/O

A = площадь сечения, m

O = длина окружности воздуховода, m

для прямоугольного воздуховода

= 2 · a · b / a + b

a и b - стороны сечения воздуховода

для круглого воздуховода

= d = диаметр воздуховода

Общее падение давления - приток, p

= p

+ p

= статическое падение давления, Pa

= динамическое падение давления, Pa

Общее падение давления - вытяжка, p

= (-p

) + p

= отрицательное статическое падение

давления, Pa

= динамическое падение давления, Pa

Площадь сечения круглого воздуховода, A m

A = π · d

/ 4

d = диаметр воздуховода, m

Длина окружности водуховода, O m

O = π · d

d = диаметр воздуховода, m

Плотность воздуха, ρkg/m

= ,293 · B / 03 · 273 / 273 + t

B = показание барометра, mbar

t = температура воздуха,°C

Мощность холода/тепла, P kW

P = q ·r· Cp ·∆T

q = расход воздуха, m

ρ = плотность воздуха, kg/m

Cp = удельная теплоемкость воздуха, kJ/kg,K

(≈ ,0 при 20 °C)

∆t = разность температур, К, ОВ-ПВ

Длина струи для альтернативной конечной

скорости, L

= l

0,2

· 0,2/V

0,2

= длина струи для конечной скорости 0,2 m/s

согласно данным каталога, m

= выбранная альтернативная конечная

скорость, m/s

Swegon Климатические системы - воздух 2007

www.swegon.com

6

Задача вентиляции

Общие сведения

Главной задачей вентиляции является удаление

загрязненного воздуха и замена его на чистый по-

догретый либо охлажденный воздух. Под загряз-

ненным воздухом подразумевается наличие в нем

различных газов и частиц, а также, в некоторых

случаях и теплоизбытков.

Важной задачей вентиляции является также соз-

дание хорошего климата в помещении- без непри-

ятных ощущений в виде сквозняка и значитель-

ных перепадов температуры в зоне обслуживания.

Внутренний климат характеризуется рядом факто-

ров, таких, как скорость и температура воздуха,

температуура излучения и других. В помещении,

где находятся люди, следует тщательно учитывать

все факторы- только тогда возможно создание

комфортного климата.

Для обеспечения составляющих внутреннего кли-

мата необходимо, чтобы воздухоподготовительная

система отвечала следующим основным требова-

ниям:

• устойчивость к помехам- внешним, как ветер,

температура и др. и внутренним, как конвектив-

ные потоки от разных источников тепла. Устойчи-

вость к внешним помехам подразумевает также,

что система должна проктироваться с низшим

возможным перепадом давления;

• легкость измерений и контроля. Оборудование

основных воздуховодов и ответвлениях должно

иметь штатные измерительные выходы, что так-

же позволит обеспечить экономичную эксплуата-

цию системы.

Swegon Климатические системы - воздух 2007

www.swegon.com

7

Внутренний климат

Как было сказано выше, главная задача вентиля-

ции- удалять загрязненный воздух наиболее быст-

рым и эффективным способом, выполняя при этом

требования комфорта.

Понятие внутреннего климата включает в себя 4

основных составляющих:

• качество воздуха

• термический климат

• акустический климат

• визуальный климат

Чтобы выполнить требования к внутреннему кли-

мату с минимальными затратами, необходимы со-

гласованные действия всех участников проекта:

архитекторов, проектировщиков, монтажников,

строителей. Проектировщик вентиляционной сис-

темы, например, должен на ранней стадии проек-

тирования определить требования к размерам

помещений для системы, влияние выбранной фор-

мы здания на внутренний климат и т. п.

История

Слово вентиляция произошло от латинского слова

ventilare, что означает обдуваться ветром. Сегодня

это понятие более конкретно и подразумевает

воздухообмен: мы обмениваем использованный

воздух на чистый.

Ниже приведена небольшая историческая справка

оценки качества воздуха для определения доста-

точного его расхода:

• Pettenkofer (88-90).

Содержание CO2 может быть использовано в

качестве индикатора качества воздуха.

- Гигиенические низшие требования: ≤000 ppm

- Хорошее качество воздуха: ≤700 ppm

• Elias Heyman (829-889) Kaролинский Институт:

Проведены измерения в школах:

- Без вентиляции: 5000 ppm CO

- С какой-либо вентиляцией: 500-3000 ppm CO

Вывод: Ни одна классная комната не соответству-

ет требованиям.

Проведены измерения в объектах жилья:

Вывод: Мы не можем рассчитывать на естествен-

ную вентиляцию, если мы хотим иметь чистый

воздух в доме.

Направления

• Yaglou et al (936)

Изучал связь между запахом от человека и

расходом воздуха.

Вывод: 8 l/s,чел. или 5 l/s,чел с рециркуляцией

половины объема воздуха. Недостатком рецирку-

ляции является аккумуляция загрязнений в возду-

ховодах, требует подачи большего объема воздуха

и регулярной чистки воздуховодов.

Некоторые результаты исследований Yaglou:

- направления определения расхода воздуха на

длительный период времени;

- типовое min-значение для офисных помещений:

7,5 l/s,чел. (ASHRAE).

Нефтяной кризис 970-годов внес поправки:

- ASHRAE, в офисе для некурящих ≥ 2,5 l/s,чел.

- NKB* ≥4 l/s,чел.

Требования для офисных помещений сегодня:

- ASHRAE (989) ≥0 l/s,чел.

- NKB (99) ≥ l/s,чел.

- Fanger (988) ≈50 l/s,чел. в помещениях с выделе-

нием большого количества загрязнений и ≈4 l/s,

чел. в помещениях с небольшими загрязнениями.

В последние 20 лет мы столкнулись с явлением

так называемых больных домов- домов с неприят-

ным запахом, с плесневым грибком, население ко-

торых страдает болезнями со следующими симп-

томами:

- раздражение слизистой глаз, носа и горла

- постоянный насморк и заложенность носа

- чувство сухости слизистой оболочки

- повторяющиеся инфекции дыхательных путей

- кашель

- хрипота

- сухость и раздражение кожи

- сыпь и аллергические пятна на коже,

а также недугами общего характера, типа:

- головная боль

- усталость

- чувство тяжести в голове

- пониженная концентрация

- чувство дурноты и головокружения.

*NKB-Nordska kommitеn for byggbestаmmelser-

Скандинавский комитет по решениям для

строительства. НК.

Swegon Климатические системы - воздух 2007

www.swegon.com

8

Причин ”заболевания” домов несколько, ниже ука-

жем основные:

- стремление к максимальному снижению инвести-

ционных затрат;

- недостатки проектной и строительной докумен-

тации;

- ”встроенная” в здание влажность;

- недостатки эксплуатации и ухода;

- экономия энергии путем снижения расхода

воздуха;

- новые, недостаточно испытанные строительные

материалы.

Вывод:

История учит нас тому, что логичное стремление к

созданию максимально энергосберегающей венти-

ляционной системы не должно снижать значения

создания хорошего внутреннего климата.

Направления

Swegon Климатические системы - воздух 2007

www.swegon.com

9

Направления

Ниже приводятся определение Шведским инсти-

тутом внутреннего климата различных классов

качества воздуха:

Поз. Наименование Высшее содержание в mg/m

Примечания

класс AQ класс AQ2

 Оксид углерода, всего

MV 0,5 час 60 60 Прим. a

MV 8 час 6 6 Прим. b

- от табачного дыма MV  час 2 5 Прим. 3

2 Диоксид углерода MV  час 000 800 Прим. 2

(в ppm*) 600 000

3 Oзон MV  час 0,05 0,07 Прим. 3

4 Диоксиды азота MV  час 0, 0, Прим. b

MV 24 час 0,08 0,08

5 Летучие органические вещества (VOC)

- всего MV 0,5 час 0,2 0,5 Прим. 4

- формальдегид MV 0,5 час 0,05 0, Прим. 5

6 Частицы табачного дыма,

вдыхаемые MV  час 0, 0,5

Прим. 3

7 Пыль** 0,06 0,5 Прим. 6

8 Плесень*** cfu/m 50 50 Прим. 7

9 Бактерии cfu/m 4500 4500

MV = Среднее значение за известный период:

* ppm пересчитано из mikrogram/m

(g/m

) по

формуле: ppm = 24, x mg/m

/ мольвес.

Mольвес: Диоксид углерода 44, оксид углеро-

да 28, диоксид серы 64, oзон 36, диоксид

азота 44, оксид азота 30, формальдегид 30.

** пыль в mg/m

можно пересчитать в пример-

ное число частиц по формуле: число частиц

= количество mg x 5000 (действительно для

частиц, размером около 0 µm, т.е. относи-

тельно крупной пыли).

*** cfu =  colony forming unit. Значение содер-

жания болезнетворной плесени должно быть

равно 0.

Прим. a: Согласно WHO-AQG.

Прим. b: Согласно предложению Государственной

Комиссии по охране среды 890808.

Прим. 2: Значения AQ согласно ASHRAE 62-989

и для AQ2 согласно Morey et al (IAQ 986).

Прим. 3: Согласно WHO-Euro 03, 986.

Прим. 4: Согласно Mоlhave, а также Healthy Buil-

dings 988 (HB-88).

Прим. 5: Согласно WHO-IAQ и Berglund et al 985.

Прим. 6: Согласно O Seppanen 989.

Прим. 7: Согласно Holmberg (Sunda huset 987) и

Canadian Ministry of Health 987.

Рис. 5. Качество воздуха зависит от многих фак-

торов, таких как эмиссия от строительных мате-

риалов, выделения от людей и др. Курение- один

из примеров отрицательного влияния на внутрен-

ренний климат.

Taблица 2. Климат помещения

Классификация помещений AQ и AQ2 основана

на результатах статистических исследований влия-

ния внутреннего климата на состояние здоровья и

эффективность деятельности людей.

Swegon Климатические системы - воздух 2007

www.swegon.com

Teрмический внутренний климат

Санитарные границы температуры воздуха поме-

щения - не ниже 8

C и не выше 28

Teмпературная зона комфортного климата значи-

тельно уже- 20-24

C. Рис. 6 показывает необходи-

мость учета влияния фактора одежды, как одного

из регуляторов комфорта.

Рис. 8 схематично и весьма упрощенно показыва-

ет влияние температуры помещения на эффектив-

ность умственной и физической деятельности че-

ловека. Заметно, как резко снижаются наши спо-

собности с ростом температуры в помещении. Из

рисунка хорошо видно, насколько окупаема инвес-

тиция в хороший внутренний климат.

Пример:

Сидячая работа (офис).

Температура помещения 25

По сравнению с комфортной температурой ритм

работы снизился до 70% и эффективность умст-

венной работы до 90%, иными словами, работода-

тель получает от своего персонала не более 70%

их способностей/эффективности.

Допустим, что стоимость  часа/ чел. = 200:- *

Допустим, что температура превышает 25

C около

00 рабочих часов/год. Убыток составит за год:

0,3 x 200 x 00 = 6000:- / чел.

Дополнительная сумма инвестиции в хорошую вен-

тиляционную систему не выше 300:- /m

Площадь 20 m

/чел. дает сумму инвестиции 6.000:-

на  человека, т.е. инвестиция окупается уже в

первый летний сезон.

Рис. 6. Одежда оказывает большое влияние на

наше ощущение климата.

* все данные в шведских кронах. НК

Направления

Рис. 7. Зависимость между оптимальной опера-

тивной температурой и значениями met- и clo-.

A = Уровень активности

B = Oптимальная оперативная температура,°C

C = Одежда, clo

Рис. 8. Зависимость эффективности деятельнос-

ти от изменения температуры (согласно Wyon).

A = Подвижная работа

B = Сидячая чабота (,0 clo)

C = Эффективность работы

D = Ручная работа

E = Чувствительность пальцев

F = Meнтальная эффективность

G = Ритм работы

°C= при сидячей работе (60 W/m

)