Расчет подмешивающей воздушной завесы

Конструктивные элементы воздушных завес

Завесы шиберного типа, как правило, проектируются с двухсторонним выпуском воздуха и компонуют из двух самостоятельных агрегатов, состоящих из радиальных или осевых вентиляторов, калориферов если завеса воздушно-тепловая, и воздухораспределительных коробов, которые устанавливают с каждой стороны открываемого проема.

Воздухораспределительные короба завесы располагают с внутренней стороны проема на расстоянии не более 0,1(где F_пр- площадь открытого проема, оборудованного завесой). При отсутствии места для установки коробов непосредственно у открываемых проемов применяют завесы с удлиненными воздуховыпускными насадками. Воздушная струя завеса должна направляется под углом 30⁰ к плоскости проема. Высота воздуховыпускной щели принимается равной высоте открытого проема. Конструкция воздухораспределительных коробов должна обеспечивать горизонтальное движение воздушной струи завесы и отношение минимальной скорости выхода воздуха к максимальной по высоте щели не менее 0,7. На завесу шиберного типа воздух, как правило, забирается на уровне всасывающего патрубка вентилятора. При установке вентилятора на полу рекомендуется забирать воздух из верхней зоны помещения, если температура воздуха в верхней зоне на 5⁰С и более, выше температуры в рабочей зоне.

Выпуск воздуха из воздушно-тепловых завес смешивающего типа следует предусматривать с двух сторон в непосредственной близости от открываемых дверей, так, чтобы потоки воздуха завесы не прерывались открываемыми створками дверей. Конструкция воздуховыпускных отверстий должна обеспечивать горизонтальное направление потока воздуха завесы. Высота воздуховыпускных отверстий принимается от 0,1 до 1,6 м от пола, ширина – определяется расчетом. Забор воздуха на завесу, как правило, производится под потолком вестибюля. Забор воздуха снаружи предусматривается при совмещении воздушно- тепловой завесы с приточной вентиляцией. Подавать воздух рекомендуется: при воздухозаборе из помещения – в тамбур, при воздухозаборе снаружи – в вестибюль.

Для помещения с взрывоопасными производствами должны применяться вентиляторы в искрозащитном исполнении, а температура теплоносителя для калориферов, через которые проходит рециркуляционный воздух, не должна превышать 80% значения температуры самовоспламенения газов, паров или пыли. Если в качестве теплоносителя применяется горячая вода, ее температура для категории производств А, Б, и Е при наличии горючей и взрывоопасной пыли в помещениях должна быть не выше 110⁰ С, а при ее отсутствии не выше 150⁰ С. При отсутствии соответствующего искрозащитного оборудования на завесу в помещениях с категориями А, Б и Е допускается забирать наружный воздух или воздух из соседних помещений категории В, Г и Д, если в нем нет горючей пыли.

Средства автоматизации воздушных завес должны обеспечивать: пуск вентилятора при открывании обслуживаемого проема и при понижении температуры вблизи закрытого проема ниже установленного значения; выключение вентилятора после закрывания обслуживаемого проема и при восстановлении температуры воздуха вблизи закрытого проема до заданного значения.

30.2. Расчет завесы шиберного типа

Общий расход воздуха, подаваемого завесой шиберного типа, определяется по  формуле

, (30.1)

где - характеристика завесы – отношение расхода воздуха, подаваемого завесой, к расходу воздуха, проходящего в помещение через проем при работе завесы;- коэффициент расхода проема при работе завесы (принимается в зависимости от и ;F_пр – площадь открываемого проема оборудованного завесой, м² ; - разность давлений воздуха с двух сторон наружного ограждения на уровне проема, Па;- плотность, кг/м³, смеси подаваемого завесой и наружного воздуха при температуре t_см, равной нормативной.

Разность давлений определяют расчетом в результате решения уравнений воздушных балансов с учетом ветрового давления для холодного режима года.

Для ориентировочных расчетов, если нет полных исходных данных, значение можно принять по формуле

, (30.2)

где k₁- поправочный коэффициент на ветровое давление, учитывающий степень герметичности зданий;

; (30.3)

, (30.4)

где h_расч- расчетная высота, т.е. расстояние по вертикали от центра проема, оборудованного завесой, до уровня нулевых давлений, где давление с наружи и внутри здания равны (высота нейтральной зоны ), м;-плотность воздуха, кг/м³, при температуре наружного воздуха (параметры Б); -то же, при средней по высоте помещений температуры внутреннего воздуха t_в; - расчетная скорость ветра, значение которой принимается при параметрах Б для холодного периода года; с – расчетный аэродинамический коэффициент, значение которого следует принимать по СНиП 2.01.07-85.

Расчетную высоту h_расч ориентировочно можно принимать;

а) для зданий без аэрационных проемов и фонарей

, (30.5)

где h_пр- высота открываемого проема;

б) для зданий с аэрационными проемами, закрытыми в холодный период года,

, (30.6)

где h₁- расстояние от центра проема, оборудованного завесой, до центра приточных проемов, м; h₂- расстояние между центрами приточных и вытяжных проемов, м; l_п- длина открываемых в теплый период года притворов приточных проемов, м; l_в- то же, вытяжных проемов;

в) для зданий с аэрационными проемами, открытыми в холодный период года:

, (30.7)

или

,

где h_п- расстояние от центра открытых приточных аэрационных проемов до уровня нулевого давления, полученного при расчете аэрации в холодный период года (параметры Б), м; - произведения коэффициентов расхода открытых соответственно приточных и вытяжных аэрационных проемов и их площадей, м².

При наличии дисбаланса и превышении в помещении механической вытяжки над приточным значением , ориентировочно, можно определять по следующим формулам:

а) при заборе воздуха для завесы из помещения

; (30.8)

б) при заборе воздуха для завесы с наружи

, (30.9)

где - сумма произведений коэффициентов расхода открытых приточных проемов и их площадей, м²; -сумма произведений коэффициентов расхода одновременно отрытых проемов, оборудованных завесами, и их площадей, м².

При расчете следует проверять значение G_з по формуле (30.1), и за расчетный расход принимать большее из значений, полученных по формуле

(30.8) и (30.1) или (30.9) и (30.1). Значение не должно превышать однократного обмена в 1 ч.

Требуемая температура воздуха завесы t_з определяется на основании уравнения теплового баланса по формуле

, (30.10)

где- отношение теплоты, теряемой с воздухом, уходящем через открытые проемы наружу, к тепловой мощности завесы.

Тепловая мощность калориферов воздушно-тепловой завесы

, (30.11)

где А=0,28 – коэффициент: t_нач- температура воздуха, забираемого для завесы, ⁰С.

Если в результате расчета t_з окажется меньше t_нач , то следует использовать завесы без калориферных секций.

30.3. Расчет завесы комбинированного типа

Для экономии тепловой энергии целесообразно использовать комбинированные воздушно-тепловые завесы (КВТЗ), подающие часть воздуха без подогрева. КВТЗ состоят из двух пар вертикальных воздухораспределительных коробов, установленных внутри помещения. Наружная пара стояков, расположенная ближе к воротам, падает не подогретый воздух, а внутренняя пара - нагретый до 70⁰С, что позволяет снизить тепловые потери струи воздушной завесы.

Расчет КВТЗ ведется в следующем порядке. Задается относительный расход воздуха и относительная площадь щелей наружной пары стояков воздушной завесы . Рекомендуется принимать . По значениям определяются относительные потери теплоты со струей наружной завесы . При , . Затем вычисляется относительный расход воздуха через «внутреннюю» завесу по формуле

(30.12)

Рассчитывается относительная площадь воздуховыпускных щелей «внутренней завесы»

(30.13)

Определяется общая относительная площадь воздуховыпускных щелей и общий относительный расход КВТЗ

(30.14)

(30.15)

По полученным значениям и находится и рассчитывается общий расход воздуха , подаваемого КВТЗ по формуле (30.1). После этого определяется расход воздуха через наружную и внутреннюю завесу соответственно

(30.16)

(30.17)

Тепловая мощность калориферов КВТЗ рассчитывается по формуле (30.11) при и

30.4. Расчет завесы смешивающего типа

Расход воздуха для воздушно-тепловой завесы смешивающего типа определяется по формуле

, (30.18)

где k – поправочный коэффициент для учета числа проходящих людей, места забора воздуха для завесы и типа вестибюля; - коэффициент расхода, зависящий от конструкции входа; F_вх – площадь одной открываемой створки наружных входных дверей, м². При совмещении воздушно- тепловой завесы с приточной вентиляцией значение G_з принимают равным расходу воздуха, необходимого для приточной вентиляции, но не менее значения, определяемого по формуле (30.18).

Значение определяют в результате расчета воздушного режима здания с учетом ветрового давления. При отсутствии полных исходных данных можно рассчитывать по формуле (30.3), где значение h_расч, вычисляют с учетом ветрового давления в зависимости от этажности здания по формулам:

для зданий с числом этажей 3 и меньше

(30.19)

для зданий с числом этажей больше 3-х

(30.20)

где h_л.к. – высота лестничной клетки от планировочной отметки земли, м; h_дв – высота створки входных дверей, м; h_эт – полная высота одного этажа, м.

Тепловую мощность калориферов воздушно-тепловой завесы определяют по формуле (30.11).