Практическое занятие №18 Энергосбережение при совместном применении общеобменной и местной вентиляции.

В помещении цеха в технологическом процессе имеет место выделение фенола (предельно допусти­мая концентрация ПДК = 0,3 мг/м³). Интенсивность выделения ∆G _ВВ = 5 мг/с. Явные избытки тепла и влаги отсутствуют. Вентиляция помещения осуществляется системой общеобменной приточно-вытяжной вентиля­ции и местной вентиляцией, представленной местны­ми отсосами непосредственно над местами выделения вредного вещества. Местными отсосами удаляется 10 000 м³/ч воздуха. Концентрация фенола в местах действия местных отсосов С_М0 = 0,9 мг/м³. Вентиляция работает две смены в сутки. Ставится задача — оценить энергосберегающий эффект от совместного применения общеобменной и местной вентиляции. Цех находится на территории г. Москвы. По данным СНиП «Строительная климатология», средняя за ото­пительный период температура наружного воздуха t _н ^с =-3,1 °С, продолжительность отопительного пери­ода равна п =214 суткам. Расчетная температура внутреннего воздуха равна 1 8 °С.

Концентрация фенола в месте выделения С_мо (мо­жет многократно превышать ПДК), концентрация фе­нола в приточном воздухе С_п (по нормам не должна превышать 30 % ПДК), концентрация в местах вытяж­ки общеобменной вентиляцией C_п (не должна пре­вышать ПДК).

Составим уравнение материального баланса для фенола:

C_nL_n +∆G _ВВ =C_воL_во+ C_M0L_M0, (18.1)

где L_n - расход приточного воздуха, м³/с;

уравнение материального баланса для воздуха:

G_n =G _ВО + G _МО, (18.2)

или с учетом отсутствия избытка теплоты в цехе:

L_n =L_во + L_M0 (18.3)

Решая уравнения (18.1) и (18.3) относительно L_n получим:

L_n =∆G _ВВ /(G _ВО - C_n )- L_M0 (C_M0 - C_во)/( C_во - C_n) (18.4)

1. Расход приточного воздуха без местной вен­тиляции, необходимый для снижения концентрации фенола до ПДК во всем объеме помещения, равен (формула(18.4)с L_M0=0):

L_n =∆G _ВВ /(G _ВО - C_n ) = 5/(0,3 - 0,09) = 23,8 м³/с,

или

L_n =85680 м³/ч.

2.Расход приточного воздуха с учетом действия местной вентиляции (18.4):

L_n =∆G _ВВ /(G _ВО - C_n ) - L_M0 (C_M0 - C_во)/( C_во - C_n)= 5/(0,3 - 0,09)- 2,78 (0,9- -O,3)/(O,3 - 0,09) = 23,9 - 7,94 = 15,96 м³/с или L_n = 57 460 м³/ч.

3. В результате совместного применения общеоб­менной и местной вентиляции расход приточного воз­духа сокращается на величину:

L_п = 85 680 - 57 460 = 28 220 м³/ч

или с учетом плотности воздуха при расчетной сред­ней за отопительный период температуре наружного воздуха -3,1°С, равной 1,31 кг/м³ на:

∆G _П = 28 220 ∙ 1,31 = 36 970 кг/ч.

4.Экономия тепловой энергии, подводимой к воз­духу, за отопительный период, равный n₀ = 214 суткам, при расчетных температурах наружного и внутренне­го воздуха равных, соответственно, -3,1°С и 18 °С будет:

5. Концентрация вредного вещество в воздухе, удаляемом из цеха местными отсосами совместно с общеобменной вентиляцией, равна:

C_n = (L_M0 C_M0 +L_во C_во )/ L_п =

Необходимы дополнительные энергетические за­траты для удаления примеси или разбавления кон­центрации до ПДК, прежде чем воздух будет выбро­шен в атмосферу. Этого требуют СНиП 41-01- 2003 и один из основополагающих принципов энергосбере­жения: любое энергосберегающее мероприятие не должно наносить вред окружающей среде. Реализа­ция дополнительных мер, связанных с требованиями экологической безопасности, потребует дополнитель­ных затрат энергии, что необходимо учитывать при окончательном выводе об экономии энергоресурсов.