Файл: K_4.doc

Підвищити ефективність природної трубопровідної вентиляції можна за допомогою провітрювальних насадків (дефлекторів), в яких, при дії вітру, виникає розрідження, що підвищує тягу в каналах, на верхівці яких ці насадки встановлені; за відсутністю вітру вони є додатковим аеродинамічним опором системи трубопровідної вентиляції. Ефективність цих насадків є різною і залежить від швидкості та скерування вітру. На рис. 4.5 показані конструкційні схеми різних провітрювальних насадків (дефлекторів).

Якщо витікальне повітря є теплішим від середньої температури внутрішнього повітря (наприклад, конвективні повітряні струмені над джерелами тепловиділень), то тяга в трубопроводі також може бути більшою. Для реалізації цього ефекту використовують вентиляційні зонти (над печами, над джерелами випарів тощо), які локалізують конвективні повітряні струмені і скеровують їх до трубопроводу. Застосування вентиляційних зонтів має також недоліки: зменшення видимості і освітленості приміщення; осідання пилу на горизонтальних і нахилених поверхнях; випромінювання теплоти з поверхонь. Так що кориснішим є відведення теплоти за допомогою механічної вентиляції.

Рис. 4.5 Насадки провітрювальні (дефлектори):

а – вихровий; b – циліндричний; с – конструкції Savonіusa;

d – стаціонарний конструкції John i Erfurt; e – обертальний конструкції John i Erfurt;

f – зіркоподібний (Charnard); g – жалюзійний

Отже, природна трубопровідна вентиляція є в значній мірі залежною від різниці температур внутрішнього і зовнішнього повітря та швидкості вітру. Вона не діє власне в цей період часу, коли вентилювання є найбільш потрібне, а саме в гарячі дні ТПР. Таку вентиляцію застосовують для обмеженої кількості приміщень: складських; невеликих санвузлів; малих кухонь тощо.

4.4.4. Вентиляція даховими провітрювачами [17, 18]

Під поняттям вентиляції даховими провітрювачами розуміють природну вентиляцію приміщення, яка функціонує через отвори даху будинку. Дія такої природної вентиляції спричиняється переважно впливом природного термічного напору, який виникає за різниці температур внутрішнього і зовнішнього повітря. Вона часто застосовується для вентилювання зальних виробничих приміщень зі значними тепловиділеннями, наприклад, в електростанціях, металургійних виробництвах тощо (рис. 4.6).

Рис. 4.6. Схема розрізу промислової будівлі з виробничими приміщеннями

і різною конструкцією дахів (дахових провітрювачів)

В будівлях з горизонтальними дахами застосовують вентиляційні труби (канали) з провітрювальними насадками різних форм (рис. 4.5) на їх верхівці. Аби регулювати повітрообмін приміщення в основі труб (каналів), передбачають приводні регулятори витрати (рис. 4.7). Природна вентиляція приміщень за допомогою дахових провітрювачів є конструкційно простою і дешевою. Розміри і кількість вентиляційних труб (каналів) залежать від величини повітрообміну приміщення.

---

Рис. 4.7. Даховий провітрювач у вигляді вентиляційної труби

з дефлектором на її верхівці та регулятором витрати (клапаном) в основі

В зальних приміщення термічних виробництв широко розповсюджені дахові провітрювачі у вигляді аераційних ліхтарів з нерухомими чи поворотними жалюзі, або світлоаераційних ліхтарів з регульованою площею отворів для витікального повітря. Регулювальне обладнання ліхтарів вимагає належного догляду. За дії вітру ефективність ліхтарів є часами недосконалою, оскільки, залежно від скерування вітру, зовнішнє повітря може затікати в приміщення через деяку частину їх отворів.

Кращим розв’язанням є удосконалення конструкції ліхтарів і спрощення їх обслуговування. Цього передусім можна досягнути завдяки застосуванню спеціальних конструкційних елементів для створення розрідження за дії вітру (наприклад спеціальних екранів тощо), див. рис. 4.8.

Рис. 4.8. Дахові провітрювачі (аераційні ліхтарі) з екранами

Для ефективної дії дахових провітрювачів треба забезпечити притікання зовнішнього повітря через отвори вікон і дверей, або через спеціальні регульовані отвори зовнішніх стін. Оскільки дія природного напору є непрогнозованою, то не рекомендується передбачати місця праці поблизу отворів для притікання зовнішнього повітря. Зимою вимагається наявність постійних підігрівників зовнішнього повітря, аби воно притікало в приміщення теплим.

В ТПР притікання зовнішнього повітря передбачають через отвори нижнього рівня безпосередньо в ЗО чи РЗ, а в ХПР - через отвори верхнього рівня на висоті 4...5 м від підлоги.

Для забезпечення стійкого режиму провітрювання площу фрамуг ліхтаря передбачають на 20...40 % меншою за площу фрамуг вікон

Інтенсивність вентилювання зального приміщення даховими провітрювачами характеризується рівнянням

, м/с (4.4)

де - прямовисна відстань від центрів отворів для притікання і витікання повітря (в першому наближенні висота приміщення), м; - температури, відповідно, внутрішнього і зовнішнього повітря, ⁰С; Т₁- температура зовнішнього повітря, К; F_1, F₂ – площі отворів, відповідно, для притікання зовнішнього і витікання внутрішнього повітря, м², - швидкість повітряних потоків в отворах для витікання внутрішнього повітря, м/с.

На рис. 4.9 це рівняння представлене графічно для випадків F₁ = F₂. Найменш ефективною така вентиляція є літом, оскільки різниця температур є малою. Зимою, коли ця різниця температур є великою, ефективність вентиляції різко зростає. Виходячи з цього, отвори для витікання внутрішнього повітря повинні оснащуватись регуляторами витрати, наприклад клапанами.

Рис. 4.9 Швидкості витікання повітря через дахові провітрювачі

Приклад 5.1. Визначити площу отворів дахових провітрювачів зали електростанції з площею підлоги 60  20 = 1200 м² і висотою Н = 15 м. Температура притікального (зовнішнього) повітря Т₁ = 298 К, допускна різниця температур Δ = = = 35 - 25 = 10 ⁰С, надлишкові явні тепловиділення кВт.

---

Розв’язування.

Визначаємо потрібний загальний повітрообмін приміщення за формулою

м³/с.

Згідно рис. 4.9 за умови F₁= F₂ і , маємо м/с.

Потрібна сумарна площа отворів (отвору) дахових провітрювачів м²

4.4.5. Дахові провітрювачі для витікання диму і відведення теплоти пожежі [15, 16]

Для відведення диму і теплоти з приміщень, у випадку виникнення в них пожежі, застосовують спеціальні дахові провітрювачі, які дозволяють створити над підлогою приміщення шар не задимленого повітря. Крім цього відведення ними теплоти з приміщень зменшує небезпеку поширення вогню на сусідні приміщення(flash - over).

У випадку пожежі в зальних приміщеннях димові дахові провітрювачі мають відкриватись автоматично. Для цього в них передбачають топку вставку, яка розтоплюється за температур 70, 90 чи 120 ⁰С, або скляну банку, що розтріскується за цих температур. Розтоплена вставка відкриває ємність (бутиль) з діоксидом вуглецю (СО₂), який приводить в дію пневматичний привод відкривання запірного клапана (кришки провітрювача). Крім цього в провітрювачах передбачена також можливість ручного відкривання запірного клапана (кришки).

Конструкційні схеми димових дахових провітрювачів природної дії зображені на рис. 4.10. У випадку виникнення пожежі вони відкриваються за допомогою топких вставок, йонізаційних давачів, розтоплення кришок з алюмінію, або розтріскування банок зі скла.

Рис. 4.10. Конструкційні схеми дахових провітрювачів для відведення диму і теплоти

із зальних приміщень при виникненні в них пожежі (“Colt International”)

Площу димовитікального отвору (отворів) визначають згідно норми [19]. Ефективна площа отвору вказується в % горизонтальної проєкції даху (площі підлоги приміщення).

При визначенні враховують вплив бічного вітру, а також: час розвитку пожежі, тобто час між виникненням пожежі і її розвитком (5...25 хв); швидкість поширення пожежі, яка залежить від займистості складових матеріялів (розрізняють 3 групи займистості: малої, середньої, великої займистості).

Товщина надпідлогового шару бездимного повітря повинна бути рівною половині висоти приміщення, але не меншою 2 м.

Приклад 4.2. Площа підлоги зали 1000 м², час розвитку пожежі 15 хв (5 хв на виявлення пожежі і повідомлення про неї;10 хв на приїзд пожежогасіїв).

Розв’язування.

Визначаємо потрібну величину (табл. 4.3) = 0,8 % від 1000 м² = 8 м^2.

Приймемо 8 димових дахових провітрювачів з площею витікального отвору 1 м². Розміщуємо провітрювачі рівномірно по поверхні даху над залою.

Таблиця 4.3

Потрібна площа перерізу отвору димового дахового провітрювача

в % від площі підлоги зального приміщення [19]

Нормативний час розвитку пожежі, хв	Швидкість поширення пожежі	Шар бездимного повітря в % від висоти зали	Величина в % від площі підлоги зали
5	середня	50	0,4
15	середня	50	0,8
25	середня	50	1,2

---

4.5. Витікальна вентиляція

Механічна витікальна вентиляція забезпечує витікання повітря з приміщень за допомогою, переважно, вентилятора, в той час, коли повітря притікає до нього із сусідніх приміщень або ззовні. Оскільки така вентиляція спричиняє розрідження внутрішнього повітря, надається вона для приміщень зі значним виділенням забрудників у вигляді газу, пари, запахів, мікроорганізмів або значними тепловиділеннями (наприклад кухні, санвузла, гардеробу, лабораторіїї, акумуляторної тощо)

Основними складовими елементами системи витікальної вентиляції є: вентилятор з електродвигуном; повітропроводи (канали); витікачі повітря. На рис. 4.11 показана витікальна вентиляція приміщення зі зварювальним постом. Повітря притікає в це приміщення від сусідньої механічної майстерні через двері і стіновий отвір.

Рис. 4.11. Механічна загальна витікальна вентиляція приміщення зі зварювальним постом

4.6. Притікальна вентиляція

У притікальній вентиляції, на відміну від витікальної, засмоктуване вентилятором зовнішнє повітря переміщується його до приміщення. Витікання повітря з приміщення відбувається через двері, вікна, інші отвори і нещільності його огорож. За такої вентиляції в приміщенні виникає надлишковий плюсовий тиск (підпор), завдяки якому унеможливлюється притікання в приміщення небажаного навколишнього повітря. Зимою вимагається підігрівання зовнішнього повітря за допомогою повітропідігрівника, що живиться від джерела енергії (наприклад електрострумом, газом, гарячою водою чи парою).

Рис. 4.12. Механічна загальна притікальна вентиляція зали магазину

Застосовується притікальна вентиляція в приміщеннях типу: бюро (офісу), магазину, виставкової зали тощо (в яких відсутнє значне забруднення внутрішнього повітря і воно може легко витікати через двері в сусідні приміщення або через вікна (двері) назовні).

Основні складові елементи системи механічної притікальної вентиляції: вентилятор, нагрівник зовнішнього повітря, пиловий фільтр, повітропроводи (канали) і повітророзподільники. Як приклад, на рис. 4.12 показана механічна притікальна вентиляція зали магазину для випадку, коли вентиляційне обладнання розміщене над вхідною шлюзою.

Застосування повітряного фільтра є необхідне, щоби уникнути запилення повітронагрівника і вентильованого приміщення.

4.7. Витікально – притікальна вентиляція

У великих приміщеннях є потреба одночасного застосування механічних витікальної і притікальної вентиляції. За допомогою такої вентиляції, відповідно до потреб, у приміщенні можна створити невеликі розрідження або підпор. Така вентиляція є найпоширенішою у великих приміщеннях, як наприклад, в залах театрів, кінотеатрів, виробничих приміщеннях тощо.

Завдяки регулюванню витрати притікального і витікального повітря є можливою рекуперація теплоти витікального (викидного) повітря. Крім цього є можливим розміщення вентиляційного обладнання в різних місцях будівлі. Приклад механічної загальної притікально – витікальної вентиляції зали кінотеатру показаний на рис. 4.1. Повітроготувальник системи притікальної вентиляції розміщений у вентиляційній камері підвалу. Зовнішнє повітря затікає через повітропровід (шахту), по можливості, якомога вище від рівня землі (вулиці), але не нижче 2 м, очищається в фільтрі, нагрівається в нагрівнику до температури приміщення і вентилятором подається в трубопровід і далі до підкрісельних порожнин підлоги. Звідси повітря витікає в приміщення через відповідні повітророзподільники. Витікачі повітря умонтовані в стелю. Через них внутрішнє повітря витікає з приміщення під дією розрідження і потім переміщується по трубопроводу та викидається назовні. Рекуперація теплоти витікального повітря є окупною, якщо час експлуатації СВ є достатньо тривалим.

---

4.8. Системи обігрівальної вентиляції

Система обігрівальної вентиляції, яку ще називають системою повітряного обігрівання, може діяти за механічного або природного спонукання руху повітряних потоків, подібно як і система притікальної вентиляції. Однак її відмінність від системи притікальної вентиляції полягає в тому, що температура притікального повітря може перевищувати температуру приміщення (досягає 30...50 ⁰С). Додаткова теплота притікального повітря потрібна для компенсації тепловтрат приміщення. Високотемпературне притікальне повітря змішується із внутрішнім повітрям, завдяки чому забезпечується потрібна температура ЗО приміщення.

Розрізняють СВ з обігріванням приміщень зовнішнім, рециркуляційним і сумішшю зовнішнього та рециркуляційного повітря.

Рис. 4.13. Система обігрівальної вентиляції виробничого приміщення сумішшю зовнішнього і рециркуляційного повітря (типу Н -МІ)

СВ з обігріванням зовнішнім повітрям, в яких повітря засмоктується виключно ззовні, є найбільш гігієнічними, але неекономічними, оскільки споживають багато теплоти.

СВ з обігріванням рециркуляційним повітрям, без його реноваційного готування, є найбільш енергоощадними, але найменш гігієнічними. Вони можуть застосовуватись для обігрівання приміщень в неробочий час, або безпосереднього обігрівання деяких складських приміщень.

СВ з обігріванням сумішшю зовнішнього та рециркуляційного повітря є найбільш оптимальними, оскільки повітряне обігрівання і притікальна вентиляція функціонують як єдина система. Підігрівання повітря відбувається в теплообміннику (калорифері) або іншому агрегаті повітроготувальника. За низьких зовнішніх температур, з метою економії теплової енергії, частка зовнішнього повітря в суміші зменшується (найбільше до 50%). На рис. 4.13, як приклад, зображена система обігрівальної вентиляції виробничого приміщення. Блоковий (контейнерний) повітроготувальник СВ розміщений на консольному майданчику при внутрішній стіні приміщення. Тепле притікальне повітря розподіляється через бокові отвори повітророзподільника рівномірного витікання, які оснащені регульованими жалюзі. Витікальне (рециркуляційне) повітря засмоктується над підлогою приміщення. Нагрівник (калорифер) повітроготувальника – водяний або паровий. Нагрівник повітроготувальника може бути газовим, рідко – або твердопаливним.

Повітряне обігрівання застосовують в різних великозальних приміщеннях, а саме: в театрах і кінотеатрах, конференцзалах, виробничих приміщеннях. Переважно в приміщеннях з великими перервами нормального функціонування.

В фабрично – заводських приміщеннях, монтажних залах, магазинах тощо часто застосовують настінні або пристельові повітроготувальники (кліматизатори).

Ці повітроготувальники складаються з корпусу, в якому знаходиться обладнання для готування і переміщення повітря (вентилятори, електродвигуни, теплообмінники, повітряні фільтри, клапани тощо). В якості теплоносія для цих повітроготувальників застосовують гарячу воду або пару.

---