Эффективность вентиляционного процесса

Избытки тепла и влаги, выделение токсичных паров и газов, пыли приводят к на­рушению нормального состава внутреннего воздуха. Нейтрализацию этих возму­щающих воздействий на микроклимат компенсирует удаление из помещения загряз­ненного и подача в него свежего вентиляционного воздуха, то есть создание воздухо­обмена. Процесс формирования параметров микроклимата помещения с помощью воздухообмена и есть вентиляционный процесс.

Вентиляция помещений связана с большой затратой энергии на обработку и пере­мещение воздуха, что обусловлено малой плотностью и теплоемкостью воздуха. По­этому очень важно обеспечить эффективное протекание вентиляционного процесса. Под эффективностью в данном случае понимается обеспеченность заданных пара­метров воздуха в пределах рабочей зоны при минимальной величине воздухообмена.

Эффективность вентиляционного процесса оценивается двумя показателями

1. Степенью использования приточного воздуха в помещении, которая численно оценивается: - коэффициентом воздухобмена по температуре t

; (6.13)

коэффициентом воздухообмена по концентрации примесей C

. (6.14)

2. Степенью равномерности распределения скорости (подвижности) и температуры по площади рабочей зоны, которая оценивается:

- коэффициентом неравномерности скорости

коэффициентом неравномерности температуры

где индексами:обозначены параметры воздуха в рабочей зоне,- уходяще­го воздуха,- приточного воздуха,- воздуха в струе;- среднее квад­ратичное отклонение скорости и температуры в пределах рабочей зоны помещения объемом.

Достоверное определение коэффициентовиимеет важное практическое зна­чение. Эти величины позволяют вычислить температуру и концентрацию вредностей уходящего воздуха. В свою очередьиявляются исходными величинами при

расчете воздухообмена.

Другой способ определения параметров уходящего воздуха использует понятие

градиента температуры

. (6.15)

Величина градиента зависит от тепловой напряженности помещения,

где-избытки явного тепла, Вт:

-приВт/м3, град;

-при,

-при,

 

Приведенные данные относятся к теплому периоду года. Для холодного периода в помещениях с незначительными теплоизбыткамиможно считать

Рассмотрим идеализированную схему вентиляционного процесса в помещении. На рис.6.7.а схема вентиляционного процесса показана в виде условного пути при­точного воздуха в помещении , а на рис.6.7.б - в виде канала с равномерно распреде­ленным по длине выделением газовой вредности. Движение приточного воздуха по каналу моделирует вентиляционный процесс ассимиляции вредности.

Для того, чтобы найти распределение концентрации вредности по длине канала со­ставим балансовое уравнение для элементарного объема размером дх в стационарных условиях (см.рис.6.7.б)

, (6.16)

где- удельное, на 1 м длины канала, выделение вредности в мг/чм. Интегрирование уравнения баланса (6.16) по х в пределах от 0 до x и по С в преде­лах отдо С дает линейную зависимость С от х

. (6.17)

Задача организации процесса состоит в обеспечении заданной концентрации СРЗ в пределах рабочей зоны. Возможны три случая организации воздухообмена:

А. Подача и удаление воздуха из верхней зоны;

Б. Подача воздуха в рабочую зону и удаление из верхней зоны;

В. Подача воздуха из верхней зоны, удаление- из рабочей зоны.

Как видно из рис.6.7, воздух проходит разный путьи путь до рабочей зоны, ассимилируя по пути вредность. Полная разность концентрациив мг/м³ определяется в соответствии с (6.17) как отношение массы вредности M мг/ч к расходу воздуха L в м3/ч , (6.18)

 

ВариантА

Вариант Б

 

 

Вариант В

 

Рис.6.7.Схематическое представление вентиляционного процесса:

а)в виде движения воздуха в помещении; б) в виде движения воздуха в канале с равномерно распределенной вредностью

Рис.6.8.Диаграмма величины перепада концентрации вредности при разных спо­собах организации вентиляционного про­цесса

На рис.6.8 показаны графики изменения концентрации вредности по пути движе­ния. Концентрация вредности в приточном воздухе одинаковая для всех вариантов. Из графиков видно, что для обеспечения концентрации в рабочей зоне вариант «Б.» со­ответствует наибольшей разности концентрации, у варианта «А» величина АС меньше, а самый малый перепаду варианта «В».

Из сказанного следует, что вариант подачи воздуха в рабочую зону и удаления из верхней зоны требует наименьшего расхода воздуха, при подаче и удалении воздуха из верхней зоны требуемый расход воздуха возрастает, и наибольший расход воздуха соответствует удалению воздуха из рабочей зоны при подаче в верхнюю зону. Изло­женные представления о вентиляционном процессе при ассимиляции газовых вредно­стей справедливы также и для процесса ассимиляции системой вентиляции избыточ­ного тепла и влаги. Для этих случаев диаграмма на рис.6.8 будет построена точно также для температуры и влажности воздуха.

Однако, в системе кондиционирования температура приточного воздуха может быть произвольной, что может внести некоторые коррективы в представления о вентиля­ционном процессе.