9.5. Расчёт и конструирование систем воздушного душирования

Система воздушного душирования предназначена для подачи приточного воздуха на конкретные рабочие места с целью обеспечения на них нормированных метеорологических условий.

Нормированные параметры воздуха для воздушного душирования приведены в приложении Е СНиП 41-01-2003 и приложении 3 СНиП 2.04.05-91*.

Душирующие системы рекомендуется устанавливать у оборудования, от которого на рабочее место падает радиационный поток. Если радиационный поток при периодическом пребывании человека на рабочем месте 350 Вт/м² и более, то у таких рабочих мест конструируют систему воздушного душирования. При постоянном пребывании человека на рабочем месте системы воздушного душирования конструируются при радиационном излучении 140 Вт/м² и более.

Негативное воздействие на поверхность тела человека оказывает радиационная теплота, а также образующиеся токсичные выделения при тепловой обработке изделия, поэтому расчеты систем воздушного душирования проводят не только для исключения перегрева поверхности тела человека, но и для исключения попадания факела вредных выделений в зону дыхания человека.

При расчете систем воздушного душирования решают две задачи: прямую и обратную.

При решении прямой задачи по принятым параметрам определяется площадь поперечного сечения душирующих патрубков и расходы воздуха через патрубки на рабочее место.

При решении обратной задачи определяются параметры приточного воздуха по известным расходам и конструктивным размерам душирующих патрубков.

В настоящее время применяются следующие марки душирующих патрубков систем воздушного душирования:

ППД – патрубок поворотный душирующий для душирования отдельных рабочих мест;

ПДн и ПДв – патрубки душирующие с нижним подводом и верхним подводом воздуха для душирования близко расположенных рабочих мест;

ВГК – воздухораспределитель с горизонтальными компактными струями для душирования одновременно нескольких рабочих мест.

Существуют следующие основные требования при конструировании систем воздушного душирования:

• расстояние от среза душирующего патрубка до рабочего места должно быть не менее 1 м;

• площадь сечения душирующего патрубка должна быть более 0,1 м²;

• при радиационном воздействии для предотвращения перегрева поверхности тела человека струи направляются на грудь и лицо человека горизонтально, либо сверху под углом 45°;

• для исключения попадания вредных газов и паров в зону дыхания человека горизонтальные приточные струи направляют на лицо или сверху под углом 45° на лицо.

9.6. Порядок расчёта систем воздушного душирования с изоэнтальпийным охлаждением для теплого периода года

1. Из нормативно-справочной документации принимаются значения t_норм, υ_норм, с_норм (нормированные параметры).

2. Принимается значение расстояние от среза душирующего патрубка до рабочего места х.

3. Выбирается тип душирующих патрубков и их аэродинамические характеристики m, n, ξ.

4. По J-d диаграмме при адиабатическом увлажнении и охлаждении приточного воздуха определяются значения параметров приточного воздуха на выходе из воздухораспределителя t_ох.

1. Если t_ох ≥ t_норм, то воздух обрабатывается в приточной камере с оросительной секцией (без холодильной установки) или в кондиционере с оросительной секцией за счёт испарительного охлаждения при выключенной холодильной установке.

2. Если t_ох < t_норм, то приточный воздух подвергается политропной обработке в кондиционере с оросительной секцией с работающей холодильной установкой или в современных кондиционерах с поверхностными хладообменниками.

3. Современные кондиционеры оборудуются поверхностными хладообменниками, которые охлаждают воздух по d=const или с частичным осушением его при гибком регулировании холодопроизводительности холодильной установки (чиллера) в обоих случаях.

5. Определяются площадь душирующего патрубка F_о, расход воздуха L_о через него, температура t_о и скорость υ_о.

При изоэнтальпийной (адиабатной) схеме обработки приточного воздуха t_ох ≥ t_норм расчетное значение площади душирующего патрубка F_о определяется по зависимости:

. (62)

Расчетное значение площади округляют до стандартного большего значения F_о.

6. Рассчитывают длину начального участка по скорости по выражению:

. (63)

7. По этой величине находят значение скорости струи на выходе из душирующего патрубка:

если х ≤ х_{н υ}, то υ_о = υ_норм,

если х > х_{н υ}, то . (64)

8. После определения значений υ_о и t_о рассчитывают расход воздуха, поступающего на рабочее место из душирующего патрубка:

L_о = υ_о · F_о · 3600.

9. Рассчитывают значение длины начального участка струи по температуре

. (65)

10. Проводят сравнительный анализ для определения температуры приточного воздуха:

если х < х_{н t}, то температура приточного воздуха t_о = t_норм,

если х ≥ х_{н t}, то температура приточного воздуха t_о

. (66)

Выражение (66) получилось из уравнения (62) подстановкой в него F_о и t_о вместо t_ох.

Результирующее значение t_о должно удовлетворять неравенству t_о ≥ t_ох. Если t_о < t_ох, то в этом случае (для систем без работающей холодильной установки) изменяют значение х и расчет повторяют с начала. Если и в результате повторного пересчета t_о < t_ох, то изменяют параметры t_норм.

При политропной схеме обработки приточного воздуха t_ох < t_норм используются кондиционеры с холодильными установками (чиллерами).