🗊Презентация Назначение и классификация систем вентиляции и кондиционирования

НАЗНАЧЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ СИСТЕМ ВЕНТИЛЯЦИИ И КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ

Зачем нужен свежий воздух? Мы ежедневно вдыхаем 20000 литров воздуха.  И нам нужен природный чистый воздух, насыщенный озоном, ионами и фитонцидами, для нашей жизни.

Историческая справка При строительстве пирамиды Хеопса (Хуфу) древние строители уже 4,5 века назад предусмотрели специальные вентиляционные каналы размером 20х20 см и длиной 60 м каждый.

Историческая справка 1735 год. В здании английского парламента установлен первый в истории осевой вентилятор, который приводился в движение паровым двигателем.

Историческая справка 1754 год. Леонард Эйлер разработал теорию вентилятора, которая легла в основу расчета современных систем механической вентиляции.

Историческая справка 1763 год. М. Ломоносов опубликовал труд «О вольном движении воздуха в рудниках примеченном». Идеи из данного труда легли в основу расчета естественной вентиляции.

Историческая справка 1810 год. (праздник проектировщиков) В больнице города Дерби (пригород Лондона) была установлена первая рассчитанная система естественной вентиляции.

Историческая справка 1734 год. В здании английского парламента установлен первый из известных истории осевых вентиляторов. Он приводился в действие при помощи парового двигателя и проработал без ремонта более 80 лет. 1754 год. Леонард Эйлер разработал теорию вентилятора, которая легла в основу расчета современных систем механической вентиляции. 17бЗ год. Михаил Ломоносов публикует свой труд «О вольном движении воздуха в рудниках примеченном». Идеи, изложенные в этой работе, легли в основу расчета систем естественной вентиляции. 1810 год. В больнице пригорода Лондона — Дерби установлена первая рассчитанная система естественной вентиляции. 1815 год. Француз Жан Шабаннес получил британский патент на «метод кондиционирования воздуха и регулирования температуры в жилищах и других зданиях...». 1852 год. Лорд Кельвин разработал основы использования холодильной машины для обогрева помещений (тепловой насос). Спустя четыре года идея была практически реализована австрийцем Риттенгером.

Историческая справка 1902 год. Американским инженером Уиллисом Каррьером разработана первая промышленная установка для кондиционирования воздуха. 1929 год. В США разработан первый комнатный кондиционер. 1931 год. Изобретение безопасного для здоровья человека хладагента — фреона. Это произвело настоящую революцию в развитии климатической техники. 1958 год. Выпуск первого кондиционера, способного работать не только на холод, но и на тепло. 1961 год. Начало промышленного выпуска кондиционеров разделенных на два блока — сплит-систем. Сегодня это наиболее популярный тип кондиционеров. 1968 год. Изобретение мульти-сплит-системы. 1978 год. Появление первого кондиционера с микропроцессорным управлением. 1981год. Появление компрессоров с регулируемой частотой вращения. В том же году на рынке появились оснащенные ими кондиционеры, получившие название инверторных.

Историческая справка 1982 год. Появление нового класса оборудования — первых VRF систем. 1995 год. Принято решение об отказе от использования хладагентов, представляющих опасность для озонового слоя. В Европе их производство должно быть полностью остановлено к 2014 году. 2001-2003 годы. В большинстве европейских стран вступает в силу запрет на продажу кондиционеров работающих на озоноопасных фреонах

Вентиляция (от лат. Ventilatio  проветривание, от ventiloвею, махаю, дую)регулируемый воздухообмен в помещениях для создания воздушной среды, благоприятной для здоровья человека, а также отвечающей требованиям технологического процесса, сохранности оборудования и строительных конструкций материалов, продуктов и т. д.

Кондиционирование воздуха (КВ)  создание и автоматическое поддержание в закрытых помещениях, средствах транспорта и т. п. температуры, относительной влажности, чистоты, состава, скорости движения воздуха наиболее благоприятных для самочувствия людей (комфортное КВ) или ведения технологических процессов, работы оборудования и приборов (технологическое КВ).

Комфортность САНИТАРНО-ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ВОЗДУХУ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ Область внешних, поддающихся измерению параметров состояния воздуха, таких как его температура, влажность и скорость движения, при которых человек чувствует себя особенно хорошо, называют зоной комфортности.

Комфортность

В России для производственных помещений нормируются в зависимости от тяжести и продолжительности труда, времени года, климатической зоны, следующие показатели: температура воздуха; относительная влажность воздуха; скорость движения воздуха; интенсивность теплового излучения; содержание вредных веществ в рабочей зоне; содержание пыли или аэрозоли в рабочей зоне; аэроионный состав воздуха; шум.

Способы достижения теплового равновесия между человеком и окружающей средой

Международные европейские нормы и рекомендации ISO 7730 ASHRAE.

Средняя температура воздуха

Относительная влажность воздуха

Существенное отличие вентиляции от кондиционированиякондиционирование увеличивает качество воздуха за счет обработки воздуха, а вентиляцияза счет его смены в помещении. Таким образом вентиляцияэто регулируемый воздухообмен в зданиях и помещениях.

КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ

Крышные кондиционеры (руфтопы)

Крышные кондиционеры

Сплит-системысамый популярный тип кондиционеров.

Внутренние блоки могут быть следующих типов: настенные, напольные, кассетные, припотолочные, консольные универсальные.

Многозональная система с утилизацией тепла KXR

КЛАССИФИКАЦИЯ СИСТЕМ ВЕНТИЛЯЦИИ. Их можно классифицировать по следующим характерным признакам: По характеру выпуска загрязняющих веществ в атмосферу: сосредоточенная и рассредоточенная; По способу перемещения воздуха: естественная (гравитационная) или механическая (искусственная, принудительная) система вентиляции; По назначению: приточная, вытяжная, аварийная, противодымная, аспирационная системы вентиляции и пневмотранспорт; По зоне обслуживания: местная или общеобменная система вентиляции; По конструкции: наборная или моноблочная система вентиляции; По устройству: канальная или бесканальная; По степени свободы: стационарная и переносная; По типу зданий и объектов: промышленная вентиляция, вентиляция жилых, общественных, офисных, сельскохозяйственных и др. зданий, рудничная, карьерная и т.д.; По механизму воздухообмена: вентиляция смешением, вытеснением или локальная подача (отсос) воздуха.

Выбросы в атмосферу воздуха, удаляемого общеобменной вентиляцией осуществляются через: сосредоточенные устройства (трубы, шахты, дефлекторы); рассредоточенные устройства (открывающиеся проемы фонарей, фрамуги окон и другие проемы).

По степени свободы вентустановки подразделяются на: стационарные переносные.

Наборная система

Моноблочные системы Все компоненты системы размещаются в едином шумоизолированном корпусе.

Моноблочные системы

Моноблочные системы Имеют ряд преимуществ перед наборными системами: Поскольку все компоненты расположены в шумоизолированном корпусе, уровень шума моноблочных приточных установок заметно ниже, чем в наборных системах. Благодаря этому, некоторые моноблочные системы можно размещать в жилых помещениях, в то время, как наборные системы, как правило, требуется устанавливать в подсобных помещениях или в специально обустроенных вентиляционных камерах; Функциональная законченность и сбалансированность. Все элементы приточной установки подбираются, тестируются и отлаживаются для совместной работы на этапе производства, поэтому моноблочные системы обладают максимально возможной эффективностью; Небольшие габариты. Например, моноблочная приточная вентиляционная система производительностью до 500 куб. м в час выполняется в прямоугольном корпусе высотой всего 22 см; Простой и недорогой монтаж. Установка моноблочной приточной установки занимает несколько часов и требует минимального количества расходных материалов; Являются законченными изделиями, и на них обычно устанавливается более длительный срок гарантии.

Инфильтрация и эксфильтрация Проникновение наружного воздуха внутрь помещений называется инфильтрацией, а выход воздуха из помещения наружу  эксфильтрацией.

Естественная вентиляция создается без применения вентиляторов и происходит вследствие естественных факторов: вследствие разности температур уличного воздуха и в помещении; от разности давлений «воздушного столба» между нижним уровнем (помещением) и верхним уровнем (вытяжным устройством, установленным на кровле здания); в результате воздействия ветрового давления.

Естественная вентиляция Движение воздуха в помещениях и зданиях при плотности отходящего воздуха больше плотности наружного воздуха AB > AU: AU — наружный воздух, АВ — вытяжной (уходящий) воздух, ZU — при­точный воздух, FO — удаляемый (сбросной) воздух.

Направление потоков в квартире

Обтекание здания ветром

Естественная вентиляция Соотношения давлений с учетом плана расположения здания и проходящего внутри него воздушного потока  сторона избыточного давления: жилые комнаты; -сторона разрежения: санузлы, кухни

Естественная вентиляция

Достоинства естественной вентиляции: дешевизна; простота монтажа; долговечность; надежность.

Аэрация Один из видов организованного естественного воздухообмена помещений

Аэрация Ниже плоскости равных давлений существует разрежение, что обусловливает приток наружного воздуха, а выше — некоторое избыточное давление, за счет которого нагретый воздух удаляется наружу.

Аэрация

Аэрация авентиляция b циркуляция воздуха

Аэрация Естественная вентиляция с помощью регулируемых отверстий (проемов) в противоположных сторонах помещения.

По назначению вентиляционные системы подразделяются: приточные; вытяжные; приточно-вытяжные; аварийные; местные (приточные и вытяжные); противодымные; аспирационные; пневмотранспорт.

Виды вентиляции

Местная вытяжная

Приточно-вытяжная вентиляция

Приточно-вытяжная вентиляция

Приточно-рециркуляционная вентиляция

Вентиляция с полной рециркуляцией

Приточные установки можно разделить: 1. До 200-3000 м3/ч - миниприточные установки; более 3000 м3/ч - центральные приточные установки; 2. По типу нагревателя: с электрическим калорифером; с водяным калорифером; по расходу воздуха: 3. По конструктивному исполнению: для вертикального монтажа; для горизонтального монтажа; универсальные.

Местная вентиляция Удаление загрязненного воздуха непосредственно от источников вредных выделений или подачи воздуха в определенную часть помещения или к рабочим местам называется местной вентиляцией.

Местная вентиляция

Местная вентиляция

ВОЗДУШНЫЙ ДУШ

Бортовые отсосы

Местная приточно-вытяжная вентиляция

Аварийная вентиляция

ПРОТИВОДЫМНАЯ ВЕНТИЛЯЦИЯ Задача противодымной вентиляции состоит в том, чтобы удалить из здания продукты сгорания для безопасной эвакуации персонала.

Возникновение пожара и его распространение возможно при наличии: Горючего материала; Источника воспламенения достаточной мощности Окислителя.

Развитие пожара можно разделить на следующие фазы: Фаза возгорания; Последующая фаза тления; Воспламенение (резкий переход от тления к активному горению в зоне возгорания); Фаза перехода к полномасштабному пожару; Завершающая фаза остывания

Пожар При горении образуются значительные количества продуктов сгорания (окислов), дыма и тепловой энергии, которые скапливаются под крышей здания и распространяются как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях.

Динамика скопления дыма

Этапы расчета: Определение тепловой нагрузки при пожаре в рассматриваемом помещении и расчетной тепловой нагрузки; Определение требуемой кратности воздухообмена; Определение температуры газообразных продуктов сгорания. Если полученная температура более чем на 5 % превышает максимально допустимую для вентилятора, можно увеличить кратность теплообмена или обеспечить подмешивание холодного воздуха через обводную линию; Определение подсоса воздуха через неплотности и требуемого общего расхода. Определение суммарных потерь давления в системе; Выбор вентилятора.

Меры повышения надежности 1. Поглощение или отвод теплоты (при высокой температуре) на месте установки вентилятора; 2) Подбор параметров передаточных элементов привода в соответствии с ожидаемой высокой температурой в помещении, где установлен вентилятор; 3) Обеспечение подвода электроэнергии от источника питания до вентилятора, т.е. защита электропроводки путем прокладки ее вне помещения, при возможности — в защитной трубке на кронштейнах. 4) Установка распределительного шкафа для дымового вентилятора вне пожароопасных или нетермостойких помещений. Распределительные шкафы не должны монтироваться на стенах пожароопасных помещений ни внутри, ни снаружи. 5) Кроме того, не следует устанавливать выключатели дымовых вентиляторов, чтобы предотвратить их несанкционированное выключение;

Трубопроводный транспорт Трубопроводный транспорт широко используется для транспортирования сыпучих или пылевидных грузов в смеси с жидкостью (пульпопроводы) или газом (пневмотранспорт). Достаточно широко известно использование трубопроводного транспорта для перемещения различных грузов в специальных капсулах (пневмопочта).

Пневмотранспорт с осушкой воздуха

Схемы решений

Необходимость в открытой системе может быть продиктована следующими обстоятельствами: 

Схемы решений

Принцип работы осушителей Munters

Схема осушителя Мунтера

Системы пневмотранспорта

Напорные установки ТПН

Всасывающе-напорные установки ТПВН

Примеры использования

Аспирация Для удаления и отсоса пыли, образующейся в производственных процессах, устраивают систему вентиляции, называемую аспирацией. Аспирация подразделяется на индивидуальную, когда каждый станок или рабочее место имеет отдельную аспирационную установку, и центральную, когда установка обслуживает группу станков или рабочих мест.

Аспирация

Аспирация

Аспирация

Аспирация

Аспирация

Виды вентиляции

Вентиляция вытеснением

Возможные способы подачи воздуха в помещения  

Вентиляция методом разбавления

Вентиляция методом разбавления Движение воздуха, созданное струей, приводит к быстрому распространению приточного воздуха по всему помещению, что обеспечивает: происходит разбавление вредных выделений приточным воздухом; вредные выделения равномерно распределяются по всему помещению; распределение температуры оказывается сравнительно равномерным по всему помещению.

Вентиляция методом разбавления С позиции аэродинамики этот вид вентиляции делится на варианты: 1. Изотермические свободные струи воздуха. 2. Неизотермическая струя воздуха.  

Изотермические свободные струи воздуха  Рассматриваются и рассчитаются следующие показатели: 1.1 Угол расширения струи 1.2 Эффект Коанды. 1.3 Дальнобойность воздушной струи. 1.4 Максимальная длина струи

1.1 Угол расширения струи

1.1 Угол расширения струи

Эффект Коанды

Дальнобойность воздушной струи

Максимальная длина струи

Неизотермическая струя воздуха

Неизотермическая струя воздуха

Неизотермическая струя воздуха

Воздушные и воздушно-тепловые завесы

Воздушные и воздушно-тепловые завесы

Воздушные и воздушно-тепловые завесы

Воздушные и воздушно-тепловые завесы

Системы утилизации тепла (Рекуператоры)

Системы вентиляции с рекуперацией тепла (утилизацией тепла) делят на системы, использующие:

Перекресmноmочный mеплообменнuк (пластинчатый рекуператор)

Вращающийся теплообменник (барабанный рекуператор)

Система с промежуточным теплоносителем (рекуператор с этиленгликолем)

Вентиляторы - теплоутилизаторы

Методы энергосбережения в вентиляции и отоплении

Методы энергосбережения

Системы воздушного отопления

Системы воздушного отопления

При таком подходе исчезает промежуточный теплоноситель-вода, и появляется ряд преимуществ:

Расчет рабочего времени

Показатели эффективности вентиляции Федерацией европейских ассоциаций в области отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (REHVA) рекомендуются ряд показателей: А. Показатели, определяющие способность системы вентиляции заменять воздух в помещении. А.1. Показатель эффективности воздухообмена а. А.2. Показатель локального воздухообмена pa. Б. Показатели, определяющие способность системы вентиляции удалять присутствующие в воздухе загрязняющие вещества. Б.1. Показатель эффективности удаления загрязняющих веществ (CRE) c. Б.2. Показатель локального качества воздуха pc.

Показатели эффективности воздухообмена

ВРЕДНЫЕ ВЫДЕЛЕНИЯ И ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЕ КОНЦЕНТРАЦИИ ИХ В ПОМЕЩЕНИЯХ

Газовыделения.

Предельно допустимые концентрации СО2, л/м3, в воздухе помещений составляют: При постоянном пребывании людей (жилые ком­наты)- 1 При периодическом пребывании людей (учреждения)- . 1,25 При кратковременном пребывании людей (например, кинотеатры) -2 Детские учреждения и больницы -.. 0,7 Предельно допустимые концентрации других газов и пыли следует принимать по СН 245-71.

Количество углекислоты, выделяемой одним человеком Содержание СО2 в наружном воздухе больших городов можно принимать равным 0,5 л/м3, небольших городов — 0,4 л/м3.

Тепловыделения Источниками тепловыделения в производственных помещениях могут быть: Котлы, аппараты и реактора; Трубопроводы и газопроводы; Процессы, сопровождающиеся выделением тепла; Электродвигатели; Солнечная радиация; Люди.

Количество тепла и влаги, выделяемых одним человеком

Влаговыделения

Определение необходимого воздухообмена при борьбе с вредными газами и парами. Воздухообмен L, м3/ч, рассчитывают по формуле L = U/(K2 – K1 ) где U — количество вредных газов и паров, выделяющихся в помещении в течение 1 ч, мг/ч; K2—предельно допустимая концентрация вредных выделении в воздухе помещения, мг/м3; K1 — концентрация вредных выделений в приточном воздухе, мг/м3.

Пример Определить необходимый воздухообмен по СО2 в зрительном зале кинотеатра объемом 2000 м3 и вместимостью 500 человек. Предельно допустимая концентрация СО2 в воздухе помещения при кратковременном пребывании людей K2 = 2 л/м3.

Решение Количество СО2, выделяемого зрителями, U = 23× 500== 11500 л/ч. Примем содержание СО2 в наружном воздухе 0,5 л/м3. Тогда необходимый воздухообмен по составит: L = 11500 /(2 – 0,5) = 7670 м3/ч. Отношение количества удаляемого или вводимого воздуха в помещении в течение 1 ч к внутреннему объему помещения называется кратностью обмена n. В данном примере n = 7670/2000  3,9.

Определение необходимого воздухообмена для удаления избыточного тепла.

Определение необходимого воздухообмена для удаления избыточного тепла. Необходимый воздухообмен L, м3ч, для борьбы с явными теплоизбытками определяют по формуле L = QИЗБ/ с××(tух – tпр) где QИЗБ  теплоизбытки в помещении, кДж/ч; с  массовая удельная теплоемкость воздуха, равная 1 кДж/(кг *°С);   плотность воздуха, поступающего в помещение, кг/м3; tух и tпр  температура удаляемого и приточного воздуха, ° С. Температуру наружного воздуха в теплый период года прини­мают равной средней температуре самого жаркого месяца в 13 ч.

Определение необходимого воздухообмена для удаления избыточной влаги. Необходимый воздухообмен L, м3/ч, при наличии только влагоизбытков определяется по формуле L = W / ×(dУХ – dПР) где W  количество водяного пара, выделяющегося в помещении, г/ч; dУХ  допустимое содержание водяного пара в воздухе помещения при установленной средней температуре и относительной влажности воздуха, г/кг; dПР  влагосодержание наружного воздуха г/кг;  плотность поступающего в помещение воздуха, кг/м3

Определение необходимого воздухообмена при одновременном поступлении в помещение тепла и влаги. В этом случае можно использовать графоаналитический метод с применением I — d-диаграммы.

Расчет вентиляционных систем Может осуществлен следующими методами: Упрощенный по кратности воздухообмена; По результатам замеров ЗВ; Полный расчет.

кратность воздухообмена

кратности воздухообмена

Пример

Расчет Определяем 1. Кубатуру помещения Vп=A×B×h=24×6×4= 576 м3 2. Производительность общеобменной вентиляции V=Vп×К=576×20=11520 м3/час