Естественный неорганизованный воздухообмен (инфильтрация). 1 страница
Это самый простой и самый дешевый вид вентиляции. Инфильтрация, или естественная неорганизованная вентиляция, наблюдается во всех помещениях. Она осуществляется путем проникновения внутрь помещения наружного воздуха через неплотности, имеющиеся в ограждающих конструкциях, и поры самого материала ограждения.
Чем больше разность температур внутреннего и наружного воз- духа и чем больше скорость движения ветра, тем больше разность давлений, а следовательно, и количество проникающего в помещение наружного воздуха (инфильтрация). Кратность воздухообмена за счет инфильтрации в жилых и общественных зданиях обычно бывает 0,5... 0,75 в зависимости от степени уплотнения щелей (например, замазка окон на зиму и др.). В производственных зданиях инфильтрация нередко составляет 1,5-кратный обмен и более.
В обычных условиях инфильтрация создает незначительный воздухообмен и учитывается при проектировании помещений с относительно малым выделением вредностей, она в определенной мере противодействует конденсации водяных паров на остекленных поверхностях.
Естественная организованная вентиляция. Она функционирует за счет открывания форточек, дверей и ворот, фрамуг окон и фонарей (аэрация), применения каналов (канальная естественная вентиляция).
Для усиления естественного воздухообмена (проветривания) помещений в окнах делают форточки или фрамуги. Фрамуги долж-
|
|
ны открываться под углом 45° к поверхности окна. При открытой фрамуге холодный наружный воздух смешивается с воздухом помещения, прошедшим нагревательные приборы, и в зону пребывания людей поступает уже нагретым до температуры, близкой к нормальной. Фрамуги можно оставлять открытыми в присутствии людей в помещениях.
При таком естественном проветривании помещений регулировать количество поступающего и выходящего воздуха не представляется возможным, так как оно зависит от ряда факторов (разности температур, направления, силы ветра и др.).
Канальными системами естественной вентиляции называются системы, в которых подача наружного воздуха или удаление загрязненного осуществляется по специальным каналам, предусмотренным в конструкциях здания, или приставным воздуховодам. Воздух в этих системах перемешивается вследствие разности давлений наружного и внутреннего воздуха.
В системах естественной вентиляции величина давления, которое расходуется на преодоление сопротивлений движению воздуха по каналам и другим элементам системы, незначительна и непостоянна.
Вытяжная естественная канальная вентиляция осуществляется преимущественно в жилых и общественных зданиях для помещений, не требующих воздухообмена больше однократного.
|
|
Вытяжная естественная канальная вентиляция состоит из вертикальных внутристенных или приставных каналов с отверстиями, закрытыми жалюзийными решетками, сборных горизонтальных воздуховодов и вытяжной шахты. Для усиления вытяжки воздуха из помещений на шахте часто устанавливают специальную насадку — дефлектор. Загрязненный воздух из помещений поступает через жалюзийную решетку в канал, поднимается вверх, достигая сборных воздуховодов, и оттуда выходит через шахту или дефлектор в атмосферу (рис. 13.1).
Вытяжка из помещений регулируется жалюзийными решетками в вытяжных отверстиях, а также дроссель-клапанами или задвижками, установленными в сборном воздуховоде и в шахте.
Дефлекторами называются специальные насадки, установленные на концах труб или шахт, а также непосредственно над вытяжными отверстиями в крышах производственных зданий. Назначение дефлектора — усилить вытяжку загрязненного воздуха из различных помещений. Работа дефлектора основана на использовании энергии потока воздуха — ветра, который, ударяясь о поверхность дефлектора и обтекая его, создает возле большей части его периметра разрежение, что и усиливает вытяжку воздуха из помещений.
|
|
Дефлекторы изготовляют разных конструкций и размеров. Наиболее распространены дефлекторы круглой и квадратной форм.
Рис. 13.1. Схема вытяжной естественной канальной вентиляции
На рис. 13.2 показан дефлектор круглой формы. Номер дефлектора соответствует диаметру патрубка в дециметрах. Дефлектор квадратной формы состоит в основном из тех же элементов, что и круглый.
Ориентировочно диаметр патрубка дефлектора можно определить по формуле
где L — объем воздуха, проходящего через патрубок дефлектора, м3/ч; — скорость воздуха в патрубке дефлектора при учете только давления, возникающего в нем за счет действия ветра, м/с; —
скорость ветра, м/с; — сумма коэффициентов местного сопро-
Рис. 13.2. Схема круглого дефлектора:
1 — цилиндрический патрубок; 2 — диффузор; 3 — кольцо; 4 — зонт
тивления вытяжного воздуховода, при его отсутствии = 0,5 (сопротивление входа в патрубок дефлектора); l — длина патрубка дефлектора или вытяжного воздуховода, м.
Скорость движения воздуха в патрубке дефлектора
Если дефлектор устанавливается непосредственно в перекрытии без вытяжной трубы, скорость движения воздуха в патрубке дефлектора будет
|
|
Дефлекторы рекомендуется устанавливать в наиболее высоких точках, непосредственно обдуваемых ветром. Нельзя ставить дефлекторы в зоне подпора ветра, например перед стеной, на которую направлен ветер, вблизи выступающих брандмауэров и в других аналогичных местах, так как в этих условиях возможно опрокидывание тяги, т. е. задувание наружного воздуха внутрь помещения. Не следует также устанавливать дефлекторы между высокими зданиями (в аэродинамической тени).
Аэрацией зданий называется организованный и управляемый естественный воздухообмен через открывающиеся фрамуги в окнах и вентиляционно-световые фонари с использованием теплового и ветрового давлений (рис. 13.3).
Тепловое давление, в результате которого воздух поступает в помещение и выходит из него, образующееся за счет разности температур наружного и внутреннего воздуха, регулируется разной степенью открытия фрамуг и фонарей. Разность этих давлений на одном и том же уровне называется внутренним избыточным давлением и обозначается при этом может быть как положительной, так и отрицательной величиной.
Рис. 13.3. Схема аэрации здания |
Очевидно, что превышение наружного давления над внутренним (при отрицательном значении ) обусловливает поступление воздуха через отверстие в наружном ограждении внутрь помещения, а превышение внутреннего давления над наружным (при положительном значении ), наоборот, — выход его из поме-
щения. Если = 0, то движения воздуха через отверстие не будет. Плоскость, где внутреннее избыточное давление равно нулю, называется нейтральной зоной.
Расстояние нейтральной зоны от середины вытяжного и приточного отверстий обратно пропорционально квадратам площадей отверстий; при этом нейтральная зона располагается ближе к большому отверстию.
Следовательно, при равных отверстиях нейтральная зона находится посередине.
Заметим, что нейтральная зона в помещении может быть только при действии одних теплоизбытков; при ветре или ветре с теп-лоизбытками она резко смещается вверх и исчезает.
13.3. Механическая вентиляция
Механической, или искусственной, вентиляцией называется способ подачи воздуха в помещение или удаления из него с помощью вентилятора. Такой способ воздухообмена является более совершенным, так как воздух, подаваемый в помещение, может быть специально подготовленным в отношении его чистоты, температуры и влажности.
Системы механической вентиляции, автоматически поддерживающие в помещениях заданные условия окружающей среды независимо от изменяющихся параметров внешней воздушной среды, называются системами кондиционирования воздуха (от англ. condition — условие).
Системы механической вентиляции по сравнению с естественной более сложны в конструктивном отношении и требуют больших первоначальных затрат и эксплуатационных расходов. Вместе с тем они имеют ряд преимуществ. К основным их достоинствам относятся: независимость от температурных колебаний наружного воздуха и его давления, а также скорости ветра. По направлению действия системы вентиляции подразделяются на вытяжные, удаляющие воздух из помещений, и приточные, подающие воздух в помещения (рис. 13.4, 13.5). В некоторых производственных помещениях предприятий сервиса осуществляется приточно-вы-тяжная вентиляция.
В системе приточно-вытяжной вентиляции в вентилируемом помещении воздух организованно удаляется и подается, причем в зависимости от того, что является большим — приток или удаление, давление в помещении повышается или понижается. Если в двух сообщающихся между собой помещениях воздух одного загрязнен вредными веществами больше, чем воздух второго помещения, то в первом с помощью вентиляции создают меньшее давление, чем во втором. Это будет препятствовать загрязнению
Рис. 13.4. Схема устройства вентиляционной камеры и воздуховодов приточной системы с механическим побуждением:
1 — воздухозаборная решетка или жалюзи; 2 — воздухозаборная шахта; 3 — утепленный клапан; 4 — калорифер; 5 — гибкая вставка; 6 — вентилятор; 7 — воздухоприточные насадки; 8 — система воздуховодов; 9 — вентилируемые помещения; 10 — плавающий фундамент
более чистого воздуха второго помещения за счет протекания в него загрязненного воздуха из первого помещения.
По способу организации воздухообмена в помещениях вентиляция может быть общей и местной.
Общая вентиляция, называемая общеобменной, предусматривается для создания одинаковых условий воздушной среды (температуры, влажности, чистоты воздуха и его подвижности) во
Рис. 13.5. Схема приточно-вытяжной вентиляции производственного здания:
1 — рабочий зал; 2 — приточные каналы; 3 — щелевидные отверстия, 4 — вытяжные шахты; 5 — технический чердак; 6 — подпольные каналы
всем помещении, главном образом в рабочей зоне (1,5...2 м от пола). Общеобменная вентиляция с механическим побуждением — наиболее распространенный вид вентиляционных систем. Наружный приточный воздух забирают через воздухозаборную решетку или жалюзи, препятствующие попаданию в систему атмосферных осадков и посторонних предметов. Далее воздух под действием вентилятора поступает чаще всего в воздухозаборную шахту и оттуда, пройдя через утепленный клапан, в приточную камеру. Приточная вентиляционная камера имеет калорифер для подогрева воздуха и вентилятор, нагнетающий воздух в систему воздуховодов, по которым он через приточные отверстия поступает в вентилируемые помещения.
Местная вентиляция, так же как и общеобменная, может быть вытяжная и приточная.
Местную вытяжную вентиляцию устраивают в тех случаях, когда загрязнения можно улавливать непосредственно у мест их возникновения. С этой целью применяют отсосы в виде разного рода укрытий (вытяжные шкафы и зонты, завесы у плит, бортовые отсосы у ванн, кожухи у абразивных и других кругов, отсосы у станков и т.п.). Наиболее рационально изготовлять станки и другое оборудование со встроенными отсосами, являющимися конструктивным элементом самих станков или оборудования. Одним из примеров такого элемента является вытяжной шкаф. Он представляет собой укрытый со всех сторон стол с вытяжкой из-под укрытия.
Кондиционирование воздуха относится к наиболее современным и технически совершенным способам создания и поддержания в помещениях условий комфорта для человека и оптимальных параметров воздушной среды для производственных процессов. Установка кондиционирования воздуха представляет собой комплекс технических средств, служащих для приготовления, перемещения и распределения воздуха, автоматического регулирования его параметров, дистанционного контроля и управления.
Особенностью систем кондиционирования воздуха является наличие систем автоматики, обеспечивающих устойчивый искусственный микроклимат независимо от внешних условий и технологических процессов, протекающих в помещении.
Системы кондиционирования воздуха разделяют на центральные системы и местные кондиционеры (устанавливаются для одного или нескольких помещений, обычно бытовых), круглогодичные и сезонные (для теплого или холодного периода года).
В центральных системах кондиционирования воздуха кондиционер, где происходят все процессы обработки воздуха, устанавливают вне обслуживаемых помещений, и его раздача ведется по сети воздуховодов. Такие системы обслуживают как отдельные большие помещения, так и группы помещений.
В общественных и производственных зданиях с различными требованиями к воздушной среде по отдельным помещениям или с различным температурно-влажностным режимом устраивают многозональные центральные системы кондиционирования воздуха. В этих случаях здание разделяют в отношении обслуживания на несколько зон, в каждую из которых воздух подается со своими параметрами.
13.4. Техническая эксплуатация систем вентиляции
Исправная работа систем вентиляции достигается планово-предупредительными ремонтами всех ее элементов и регулировочно-наладочными работами. При местном регулировании систем вентиляции устанавливают жалюзийные или другие вентиляционные решетки из расчета нормативного воздухообмена помещений.
Центральная регулировка заключается в том, что во время сильных морозов прикрывают шиберы или дроссели-клапаны в приточных или вытяжных шахтах.
Как правило, регулировочно-наладочные работы, а также планово-предупредительный ремонт выполняют специализированные службы.
Неисправности, появившиеся в процессе эксплуатации, устраняют аварийно-диспетчерские службы, а также обслуживающий персонал эксплуатирующей организации.
Наиболее частые причины нарушения нормальной работы при-точно-вытяжной вентиляции с естественной тягой заключаются в поломке чердачных коробов и шахт, неплотностях в них. Помимо ухудшения работы вентиляции эти дефекты ускоряют коррозию металлических частей чердака. Неплотности в коробах и шахтах определяют пламенем свечи, по отклонению которого точно устанавливают участок с нарушенной плотностью шахты или сборного канала; засоры или обледенения в каналах ухудшают эффект тяги и не обеспечивают нормативной кратности воздухообмена. Этот дефект устраняют прочисткой каналов. В случае возможного промерзания каналы утепляют во избежание образования на их внутренней поверхности конденсата. Шум от работы вентиляторов в механических вентиляционных системах может быть следствием неукомплектованности гибкими брезентовыми или резиновыми вставками между вентилятором и воздуховодами, вибрации клапанов и задвижек, неустановки гильз при проходе воздуховодов через стены и перекрытия, вибрации вентиляционных агрегатов.
Для предотвращения распространения шума и вибрации вентилятор желательно ставить на плавающий фундамент, представляющий собой тяжелую плиту, покоящуюся на полу на пружин-
ных или резиновых амортизаторах. С этой же целью вентилятор к воздуховодам присоединяют с помощью гибкой вставки — патрубка воздуховода из воздухонепроницаемой (например, прорезиненной) ткани.
Включение и выключение вентиляционных установок для создания нормальных условий работы производится в такой последовательности. Приточные и вытяжные общеобменные установки включаются за 10... 15 мин до начала работы; при этом сначала включают вытяжные, а затем приточные установки. Выключают их через 10...20 мин после окончания работы: сначала приточные, а затем вытяжные.
Местные вытяжные вентиляционные установки включают за 3... 5 мин до начала включения технологического оборудования и выключают через 3...5 мин после его останова.
При эксплуатации механической вентиляции и воздушного отопления не допускается расхождение подачи притока и объема вытяжки от проектного более чем на 10 %, снижение или увеличение температуры приточного воздуха более чем на 2 °С.
Естественная вытяжная вентиляция должна обеспечивать удаление необходимого объема воздуха из всех предусмотренных проектом помещений при температурах наружного воздуха 5 °С и ниже.
При плановых осмотрах должны быть устранены все выявленные неисправности системы, при этом необходимо заменить сломанные вытяжные решетки и их крепление, устранить засоры в каналах, неисправности шиберов и дроссель-клапанов в вытяжных шахтах, зонтов над шахтами и дефлекторов.
Теплые чердаки, используемые в качестве камеры статического давления вентиляционных систем, должны быть герметичны. Вентиляционным отверстием такого чердачного помещения является сборная вытяжная шахта. Оголовки центральных вытяжных шахт естественной вентиляции должны иметь исправные зонты и дефлекторы. Вытяжные шахты, трубы, зонты и дефлекторы должны покрываться антикоррозийной краской не реже 1 раза в 3 года. Воздуховоды, каналы и шахты в неотапливаемых помещениях, имеющие на стенках во время сильных морозов влагу, должны быть дополнительно утеплены эффективным биостойким и несгораемым утеплителем.
Контрольные вопросы
1. Перечислите факторы, действующие на самочувствие работающих.
2. Дайте определение естественного неорганизованного воздухообмена.
3. Какие особенности имеет естественная организованная вентиляция?
4. Что называется дефлектором?
5. Опишите модель аэрации здания.
6. Какие требования предъявляются к механической вентиляции?
7. Что такое кондиционирование воздуха?
8. Чем обеспечивается нормальная работа систем вентиляции?
9. Какие мероприятия проводят для предотвращения шума и вибра
ции?
10. Назовите причины нарушения нормальной работы приточно-вы-
тяжной вентиляции с естественной тягой.
ГЛАВА 14 ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ ПРЕДПРИЯТИЙ СЕРВИСА
14.1. Электроприемники и источники питания. Определение электрических нагрузок
Электроприемники и источники питания. Современные предприятия сервиса характеризуются непрерывным ростом электропотребления, увеличением удельных расходов на единицу услуги и ростом удельных плотностей нагрузок. Происходит это за счет повышения производственных мощностей предприятий и расширения области применения электроэнергии в технологических процессах. Потребителями электрической энергии являются электроприемники или группа электроприемников, объединенных технологическим процессом и размещающихся на определенной площади: аппараты, агрегаты, механизмы, предназначенные для преобразования электрической энергии в другой вид энергии.
По надежности электроснабжения в соответствии с требованиями Правил устройства электроустановок (ПЭУ) электроприемники предприятий сервиса относятся к третьей категории. Для электроприемников этой категории электроснабжение может осуществляться от одного источника питания при условии, что перерывы электроснабжения, вызванные ремонтом или заменой поврежденного элемента системы электроснабжения, не превышает 1 сут.
По режимам работы приемники электроэнергии могут быть подразделены на следующие группы:
• электроприемники, работающие в режиме продолжительной постоянной или мало меняющейся нагрузки;
• электроприемники, работающие в режиме кратковременной нагрузки;
• электроприемники, работающие в режиме повторно-кратковременной нагрузки.
Наиболее распространенными приемниками электроэнергии на предприятиях сервиса являются электродвигатели технологического оборудования, электрические печи, сварочные и наплавочные аппараты, осветительные устройства и т. п.
Электрическое хозяйство предприятий сервиса — устойчивая технологическая система, означающая стабильное изменение электрических показаний во времени, которое определяется постоян-
ством структуры установленного электрооборудования. Источником питания электроэнергией являются сети высокого напряжения муниципальных энергосистем. Электроэнергия от внешних сетей поступает в распределительное устройство (РУ) и распределяется без трансформации при напряжении, принятом от энергосистемы, по трансформаторным подстанциям (ТП). Такая система питания электроэнергией наиболее рациональна, поскольку позволяет размещать трансформаторные подстанции вблизи центров нагрузок потребителей электроэнергии. В этом случае электроэнергия до центров нагрузок распределяется по высоким напряжением, что позволяет снизить потери электроэнергии и уменьшить расход металла на электрические коммуникации, поскольку сечения токопроводов для высокого напряжения применяются меньшими, чем для низкого напряжения.
Передачу электроэнергии от источника питания до приемного пункта предприятия осуществляют воздушными или кабельными линиями.
Электроэнергия расходуется на питание электроприемников и на освещение помещений. Для питания электроприемников применяется переменный трехфазный ток частотой 50 Гц и напряжением 380 или 220 В, для освещения преимущественно применяется переменный ток напряжением 220 В.
Основными условиями проектирования рациональной системы внутреннего электроснабжения являются определение электрических нагрузок, выбор цеховой схемы электрической сети и конструктивное исполнение цеховых электрических сетей.
Определение электрических нагрузок. В практике проектирования систем электроснабжения на стадии проектного задания применяют следующие методы определения электрических нагрузок:
. по удельному расходу электроэнергии на единицу продукции при заданном объеме выпуска продукции за определенный период времени;
• удельной нагрузке на единицу производственной площади;
• установленной мощности и коэффициенту спроса (метод коэффициента спроса).
Метод удельного расхода электроэнергии на единицу продукции основан на том, что ряд приемников электроэнергии характеризуется неизменными или мало изменяющимися графиками нагрузок. К таким электроприемникам относятся электроприводы вентиляторов, насосов, преобразовательных агрегатов электролизных установок, печи сопротивления и др.
Для приемников с неизменной или мало изменяющейся во времени нагрузкой расчетная нагрузка совпадает со средней за наиболее загруженную смену и может быть определена по удельному расходу электроэнергии на единицу продукции при заданном объеме выпуска продукции за определенный период:
где — удельный расход электроэнергии на единицу продукции, кВт • ч; — количество продукции, выпускаемой за смену (производительность установки за смену); — продолжитель-
ность наиболее загруженной смены, ч.
При наличии данных об удельных расходах электроэнергии на единицу продукции в натуральном выражении и годовом объеме выпускаемой продукции цеха (предприятия в целом) расчетную нагрузку определяют по формуле
где — продолжительность использования максимума актив-
ной нагрузки цеха, ч.
Метод удельной нагрузки на единицу производственной площади применяют при проектировании предприятий, характеризующихся большим числом токоприемников малой и средней мощности, равномерно распределенных по площади цеха.
Расчетную нагрузку группы приемников определяют по формуле
где — удельная расчетная мощность на 1 м2 производственной площади, кВт/м2 (0,02...0,5 кВт/м2); — площадь размещения токоприемников, м2.
Для определения расчетных нагрузок по методу коэффициента спроса необходимо знать установленную полную (паспортную) мощность кВт, токоприемника или группы приемников и
коэффициенты мощности и спроса
Активную мощность определяют, кВт, по суммарной установленной мощности с учетом коэффициентов мощности и спроса, учитывающего недогрузку по мощности и неодновременность работы электроприемников, потери в сети и электронагревателях:
В случае, если в паспорте электроприемника указана его активная установленная мощность
Среднее значение коэффициента спроса принимают равным 0,3... 0,5. Для отдельных групп потребителей значения коэффициента спроса приведены далее.
Значения коэффициента спроса Кс для некоторых потребителей
Потребитель
Электродвигатели металлорежущих станков................................... 0,2
Электродвигатели автоматов, обдирочных станков,
штамповочных прессов.......................................................................... 0,25
Электродвигатели ковочных машин, кривошипных прессов,
приводных молотов, бегунов......................................... 0,45
Нагревательные устройства, печи сопротивления,
сушильные шкафы, ванны................................................ 0,6
Установки ТВЧ.................................................................... 0,3
Сварочные трансформаторы дуговой сварки......................... 0,45
Стенды испытательные......................................................... 0,1
Электродвигатели кранов и тельферов......................... 0,15
Конвейеры и транспортеры............................................ 0,75
Вентиляторы, насосы, компрессоры............................. 0,75
Освещение........................................................................... 0,8
Годовое потребление электроэнергии предприятием определяют, кВт • ч, по формуле
где — сумма активных мощностей, кВт; — действитель-
ная годовая продолжительность работы оборудования при заданной сменности, ч; — коэффициент загрузки оборудования по времени, равный 0,75...0,8. Электроэнергия в цехе по отдельным потребителям распределяется по кабельным линиям и проводам. Цеховые сети распределения электроэнергии:
• должны обеспечивать необходимую надежность электроснабжения приемников электроэнергии в зависимости от их категории;
Дата добавления: 2015-12-17; просмотров: 35; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!