2.1.5 Визначення річних витрат теплоти на вентиляцію

Річні витрати теплоти на нагрів повітря в системах вентиляції в холодний період року можна приблизно визначити за допомогою питомої теплової характеристики за формулою:

, (2.33)

де q₀ – питома теплова характеристика будівлі для вентиляції. Для будівель з об’ємом до 5000 м³ - q₀=2,93 кДж/(м³∙год.∙ºС), об’ємом будівель до 10000 м³ - q₀=2,721 кДж/(м³∙год∙ºС);

V – об’єм будівлі, м³;

t_в.сер – внутрішня середня температура повітря приміщень, яка характерна для більшості приміщень будівлі, ºС;

t_{сер.з.о.} – середньодобова температура зовнішнього повітря за опалювальний період (додаток Б);

τ_к – тривалість роботи калориферу на протязі доби, год.;

Т_о – кількість діб роботи вентиляційного обладнання на рік (в зимовий період), визначається по додатку Б.

2.2 Класифікація систем вентиляції

Системи вентиляції можуть бути класифіковані за наступними основними ознаками:

а) за способом спонукання руху повітря - системи з природним імпульсом (під дією гравітаційного тиску), або системи природної вентиляції, і системи зі штучним спонуканням (за допомогою вентиляторів), або системи механічної вентиляції;

б) за способом постачання повітря в приміщення - системи, через які в приміщення подається повітря, або системи припливної вентиляції (припливні системи), і системи, за допомогою яких повітря віддаляється з приміщень, або системи витяжної вентиляції (витяжні системи). Цей поділ достатньо умовний, оскільки, крім чисто припливних та витяжних систем, які є прямоточними, існують і змішані системи з рециркуляцією повітря (припливно-витяжні);

в) по методу організації вентиляції в приміщенні - системи, дія яких поширюється на частину об'єму приміщення, або місцеві системи, і системи, дія яких поширюється на увесь об'єм приміщення, або загальнообмінні системи;

г) за наявністю повітропроводів системи вентиляції поділяють на канальні та безканальні.

В свою чергу кожна з цих систем може мати різновиди. Розглянемо основні особливості систем вентиляції, віднесених до різних груп відповідно до приведених принципів класифікації.

2.2.1 Системи з природною і механічною вентиляцією

У системах з природною вентиляцією вентилювання приміщень відбувається під дією природних сил. До їх належать тепловий (чи гравітаційний) і вітровий натиски, які діють за рахунок проникнення через пори, нещільності в огородженнях, кватирки, двері та ін.

Під тепловим натиском розуміється той тиск, який виникає внаслідок різниці щільності (чи об'ємних вагів) повітря зовнішнього і повітря, що видаляється з приміщення, та має різну температуру.

Під вітровим натиском розуміється тиск, що робиться повітрям на поверхні різних предметів (у тому числі і будівельних конструкцій).

Повітря, що поступає в приміщення або видаляється з них, в системах з природною вентиляцією може переміщатися як організовано - по спеціальних каналам-повітроводам (в цьому випадку системи називаються канальними), а також неорганізовано - через нещільності в огородженнях.

В системі природної вентиляції приміщень, розташованої на різних поверхах 5-поверхового будинку (рис. 2.5), вентилювання виробляється завдяки видаленню з приміщень повітря через вентиляційні канали, прокладені в стіні.

Рисунок 2.5 - Схема природної вентиляції приміщень 5-поверхової будівлі під дією теплового натиску: 1 - витяжний отвір; 2 - вертикальний канал; 3 - збірний канал; 4 - витяжна шахта; 5 – дефлектор

В системі природної вентиляції виробничої будівлі (рис. 2.6) використовується вітровий натиск. Вітер обдуває спеціальний пристрій - дефлектор, що дозволяє створювати розрідження при будь-яких напрямах вітру. До отвору дефлектора приєднана мережа повітроводів, через яку з різних точок виробничого приміщення віддаляється повітря, що містить ті або інші шкідливості.

Радіус дії (по горизонталі) канальних систем обмежений із-за невеликих величин діючих натисків. Зазвичай він не перевищує 20...25 м.

Рисунок 2.6 - Схема природної вентиляції виробничої будівлі під дією вітрового натиску : 1 - витяжний отвір; 2 - повітровід; 3 – дефлектор

У безканальних системах повітроводи відсутні і повітря входить в приміщення або йде з них через спеціальні отвори в будівельних обгороджуваннях. Таку систему природної вентиляції називають аерацією, при чому зовнішнє повітря проникає всередину приміщень за рахунок різниці об'ємних ваг зовнішнього та внутрішнього повітря, а також під дією вітру, тиск якого з навітряної сторони будинків більший, ніж усередині або з підвітряної сторони будинків. Аерація широко застосовується для вентиляції виробничих будівель з великими надлишковими тепловиділеннями.

Схема аерації однопролітної виробничої будівлі під дією теплового натиску представлена на рис. 2.7. Як було вказано, тепловий натиск різний для отворів, розташованих на різних відмітках.

Тому у верхніх отворах створюється тиск нижче за атмосферний, а в нижніх - вище за атмосферне, внаслідок чого може здійснюватися схема руху повітря, зображена рисунку. За допомогою аерації при використанні вітрового натиску може бути вирішена і складніше завдання, наприклад вентилювання багатопролітної виробничої будівлі, як це показано на рис. 2.8.

Рисунок 2.7 - Схема аерації однопролітної виробничої будівлі під дією теплового натиску

Рисунок 2.8 - Схема аерації багатопролітної виробничої будівлі

На підприємствах ресторанного господарства найчастіше застосовують системи механічної вентиляції, при якій припливне й витяжне повітря переміщаються за рахунок вентиляторів. Механічна вентиляція не залежить від температури та напрямку повітря, однак вона дорожча за системи з природною вентиляцією і вимагає витрат не тільки на улаштування, але й на експлуатацію.

Механічна вентиляція буває припливною й витяжною, місцевою, загальнообмінною й комбінованою.

Також системи механічної вентиляції можуть бути канальними і безканальними. Найчастіше застосовуються канальні системи.

Радіус дії систем механічної вентиляції може бути дуже великим. Він залежить від величини тиску, що створюється вентилятором. Відомі системи, в яких відстані від вентилятора (зазвичай відцентрового) до найбільш видалених точок мережі повітроводів складають сотні метрів. Проте застосовуються і безканальні системи, що використовують, як правило, для пересування повітря осьові вентилятори.

Схеми систем механічної вентиляції, що мають розгалужену мережу повітроводів, зображені на рис. 2.9 і 2.10. Схема системи без мережі повітроводів (безканальна) показана на рис. 2.11.

Рисунок 2.9 - Схема системи припливної механічної вентиляції з розгалуженою мережею повітроводів: 1 – повітрозабір; 2 - повітроводи; 3 - припливний отвір; 4 - вентилятор

Рисунок 2.10 - Схема системи витяжної механічної вентиляції з розгалуженою мережею повітроводів: 1 – повітровикидний пристрій; 2 - повітроводи; 3 - витяжний отвір; 4 – вентилятор

Рисунок 2.11 - Схема механічної безканальної вентиляції: 1 - повітрозабір; 2 - вентилятор; 3 - припливний патрубок