Расчет вытяжки для кухни

Расчет системы вентиляции

Нормативный объем приточного воздуха

Обычно в жилых зданиях используются системы естественной вентиляции. В этом случае наружный воздух поступает внутрь помещений через фрамуги, форточки и специальные клапаны, а его удаление происходит с помощью вентиляционных каналов. Они могут быть приставными или располагаться во внутренних стенах. Возведение вентиляционных каналов во внешних ограждающих конструкциях не допускается из-за возможного образования конденсата на поверхности и последующего повреждения сооружений. Кроме того, охлаждение может снижать скорость воздухообмена.

Обеспечение естественного притока воздуха с помощью проветривания

Определение параметров вентиляционных труб для жилых зданий осуществляется на основании требований, регламентируемых СНиП, и другими нормативными документами. Кроме того, важен и показатель кратности обмена, который отражает эффективность функционирования вентиляционной системы. Согласно ему объем притока воздуха в помещение зависит от его назначения и составляет:

• Для жилых зданий —3 м3/час на 1 м2 площади, независимо от числа людей, пребывающих на территории. По санитарным нормам для временно находящихся достаточно 20 м3/час, а для постоянных жителей — 60 м3/ час.
• Для подсобных сооружений (гараж и т.п.) —не менее 180 м3/час.

Чтобы рассчитать диаметр труб для вентиляции, в качестве основы берут систему с естественным притоком воздуха, без установки специальных устройств. Самый простой вариант — воспользоваться соотношением площади помещения и сечения вентиляционного отверстия.

В жилых зданиях на 1 м2 необходимо 5,4 м2 сечения воздуховода, а в подсобных — около 17,6 м2. Однако менее 15 м2 его диаметр быть не может, иначе не обеспечивается циркуляция воздуха. Более точные данные получаются при помощи сложных расчетов.

Алгоритм определения диаметра вентиляционной трубы

На основании таблицы, приведенной в СНиП, производится определение параметров вентиляционной трубы на основании кратности воздухообмена. Она представляет собой величину, которая показывает, сколько раз в течение часа происходит замена воздуха в помещении, и зависит от его объема. Прежде чем определить диаметр трубы для вентиляции, выполняют следующее:

1. Вычисляют объем каждого помещения, путем перемножения трех его размеров.
2. Определяют необходимый объем воздуха согласно формуле (отдельно для каждого помещения)
3. Обычно для большинства комнат нормируется или вытяжка, или приток. В некоторых помещениях нужно обеспечить и поступление воздуха, и его своевременное удаление.
4. Все значения L нужно округлить в сторону увеличения таким образом, чтобы получить цифру, кратную 5.
5. Для тех помещений, где необходим только приток или вытяжка, расчетный объем воздуха суммируют отдельно.
6. Составляют баланс, в котором суммарные объема притока и вытяжки должны совпадать.
7. Определив необходимый объем воздуха для всего жилья, по диаграмме находят диаметр трубы для вытяжки. При этом необходимо учитывать, что скорость в центральном воздуховоде не должна превышать 5 м/с, а в его ответвлениях — 3 м/с.

Диаграмма для определения диаметра вентиляционной трубы

Методика расчета

При общеобменной вентиляции потребный
воздухообмен оп­ределяют из условия
удаления избыточной теплоты и разбавле­ния
вредных выделений свежим воздухом до
допустимых кон­центраций . Предельно
допустимые концентрации вредных веществ
в воздухе рабочей зоны устанавливают
по ГОСТ 12.1.005-88.

2.1.Расчетное значение температуры
приточного воздуха зависит от
географического расположения предприятия
принимают равной 22,3 °С.

Температуру воздуха в рабочей зоне
принимают на 3…5 °С выше расчетной
температуры наружного воздуха. Плотность
воздуха, кг/м3, поступающего в
помещение,

.(1)

Избыточное количество теплоты, подлежащей
удалению из производственного помещения,
определяют по тепловому ба­лансу:

,(2)

где
—теплота, поступающая в помещение от
различных источников, кДж/ч;
—теплота,
расходуемая (теряемая) стенами здания
и уходящая с нагретыми материалами,
кДж/ч.

К основным источникам тепловыделений
в производствен­ных помещениях
относятся:

• горячие поверхности оборудования
  (печи, сушильные каме­ры, трубопроводы
  и др.);

• оборудование с приводом от электродвигателей;

• солнечная радиация;

• персонал, работающий в помещении;

• различные остывающие массы (металл,
  вода и др.).

Поскольку перепад температур воздуха
внутри и снаружи зда­ния в теплый
период года незначительный (3…5 °С), то
при расчете воздухообмена по избытку
тепловыделений потери теплоты через
конструкции зданий можно не учитывать.
При этом некоторое увеличение воздухообмена
благоприятно вли­яет на условия труда
работающих в наиболее жаркие дни теп­лого
периода года.

С учетом
изложенного формула (2) принимает
следующий вид:

.(3)

В настоящем расчетном задании избыточное
количество теп­лоты определяется
только с учетом тепловыделений
электро­оборудования и работающего
персонала:

,(4)

где
,
—теплота, выделяемая при работе
электродвигателей оборудования, кДж/ч;
,
— теплота, выделяемая работающим
персоналом, кДж/ч.

Теплота, выделяемая электродвигателями
оборудования,

,(5)

где
β — коэффициент, учитывающий загрузку
оборудования, одновременность его
работы, режим
работы; β = 0,25…0,35; N—общая
установочная мощность элект­родвигателей,
кВт.

Теплота, выделяемая работающим персоналом,

(6)

где n—число работающих, чел.; К_р—теплота, выделяемая одним человеком,КДж/ч (принимается
равной при легкой работе 300 кДж/ч; при
работе средней тя­жести 400 кДж/ч;
при тяжелой работе 500 кДж/ч).

2.2.Расход
приточного воздуха, м3/ч, необходимый
для отвода из­быточной теплоты,

(7)

где
Q_из6
— избыточное количество теплоты, кДж/ч;
с —
теплоемкость воздуха, Дж/(кг-К);с=
1,2кДж/(кг·К); ρ —плотность воздуха,
кг/м3;t_уд— температура воздуха, удаляемого
из помещения, принимается равной
температуре воздуха врабочей
зоне, °С; t_пр
— температура приточного воздуха, °С.

Расход приточного воздуха, м3/ч,
необходимый для поддержа­ния
концентрации вредных веществ в заданных
пределах,

,(8)

где
G—
количество выделяемых вредных веществ,
мг/ч (см. таблицу); q_уд
—кон­центрация
вредных веществ в удаляемом воздухе,
которая не должна превышать предельно
допустимую, мг/м3, т. е.q_уд
q_пдк;q_пр—концентрация
вредных ве­ществ в приточном воздухе,
мг/м3.

(9)

2.3.Определение
потребного воздухообмена.

Для определения потребного воздухообмена
Lнеобходимо
сравнить величиныL₁иL₂, рассчитанные
по формулам (1) и (8), и выбрать наибольшую
из них.

2.4. По
номограмме (рис. 1) подобрать вентилятор
ЦАГИ серия Ц4-70 № 6 и определить его
основные характеристики: окружная
скорость колеса ω,
м/с,
число оборотов n,
об/мин, КПД η,
полное давление H
кгс/м2 (
мм вод ст)

2.5.Кратность воздухообмена, 1/ч,

(10)

где L—потребный воздухообмен, м3/ч;V_c—внутренний
свободный объем поме­щения, м3.

Кратность воздухообмена помещений
обычно составляет от 1 до 10 (большие
значения для помещений со значительными
выделениями теплоты, вредных веществ
или небольших по объему).

Для машино- и приборостроительных цехов
рекомендуемая кратность воздухообмена
составляет 1…3, для литейных,
кузнечно-прессовых, термических цехов,
химических производств — 3…10.

2 Расчет каналов естественной вентиляции

Проектируют
вытяжную, естественную вентиляцию из
кухонь, санитарных узлов и ванных комнат.
Схема решения естественной вытяжной
вентиляции кухонь и санитарных узлов
отдельными изолированными вентиляционными
каналами. Вытяжные отверстия закрывают
жалюзийными решетками, которые располагают
на высоте
0,5÷0,7 м от потолка. Рекомендуемые
размеры жалюзийных решеток:

—
для кухни 200250
мм;

—
для уборных и ванных комнат 150150
мм;

—
для совмещенных санитарных узлов 150200
мм.

В
кирпичных зданиях вытяжные каналы
прокладываются в
толще стен. Размер
каналов кратен размеру кирпича min
размер
140140
мм. Расположив каналы в плане типового
этажа, переносим их в план чердака. По
каждому помещению определен размер
количества удаляемого воздуха (таблица
11).

Таблица 11

Нормы воздухообмена
и рекомендуемые размеры вентканалов

Тип помещения	Воздухообмен L, м3/ч	Рекомендуемые размеры канала аb, мм	Площадь F, м2	dэкв, мм
Кухня с плитой: двухконфорной трехконфорной четырехконфорной	60 75 90	140140 140270 140270	0,020 0,038 0,038	140 180 180
Туалет	25	140140	0,020	140
Ванная комната	25	140140	0,020	140
Совмещенный санузел	50	140270	0,038	180

Гравитационное
естественное давление определяется
при температуре наружного воздуха
равной +5 ºС. При более высоких температурах
помещение возможно проветривать с
помощью фрамуг или форточек.

Порядок расчета:

1.
Определяем естественное гравитационное
давление для канала естественной
вентиляции, кухни с трехконфорочной
плитой второго этажа. Аэродинамический
расчет начинаем с наиболее неблагоприятно
расположенного канала- канала второго
этажа, выводим каналы в виде самостоятельных
коренников

,

=1,27
кг/м3,

где
3,4
м – расстояние от центра вытяжного
отверстия до устья
вытяжной шахты
(рис. 14);

Рис.14.

кг/м3;

Па.

2.
Рекомендуемая скорость движения воздуха
в каналах верхних этажей = 0,5÷1,0 м/с.

Рекомендуемый
размер канала составляет 140270
мм.

Площадь
канала 0,038 м2.

Диаметр
эквивалентный d_экв=180
мм.

3.
Определяем скорость воздуха в канале

м/с.

4.
Определяем эквивалентный диаметр канала

мм.

5.
Определяем потери давления на трение
на один погонный метр воздуховода по
прил. Ж

R=
0,035 Па/м,
м/с
примм.

6.
Определяем потери давления на трение
по всей длине кирпичного канала с учетом
коэффициента шероховатости канала,

определяемого по скорости воздухам/с
(прил.З)

0,035·3,4·1,30=0,155
Па,

где
– коэффициент учитывающий шероховатость
канала.

7. Определим потери
давления на местные сопротивления (30)

,

где
сумма
местных сопротивлений на участке (ж/р
=1,2; колено 90º = 1,2; зонд над шахтой =1,3)3,7
(прил. И).

По
прил. Ж определяем
по скорости движения воздуха в каналем/с

Па.

8. Определяем
суммарные потери давления на трение и
местные сопротивления

0,155
+0,677 = 0,832 Па

,
2,0
> 0,832 Па

Общие сведения

Вентиляция — организованный и регулируемый
воздухообмен, обеспечивающий удаление
из помещения воздуха, загрязненного
вредными примесями (газами, парами,
пылью), и подачу в него свежего воздуха.

По способу подачи в помещение свежего
воздуха и удалению загрязненного системы
вентиляции подразделяют на естествен­ную,
механическую и смешанную. По назначению
вентиляция может быть общеобменной и
местной.

Общеобменная вентиляция – это система
вентиляции, которая предназначена для
подачи чистого воздуха в помещение,
удаления избыточной теплоты, влаги и
вредных веществ из помещения. В последнем
случае она применяется, если вредные
выделения поступаю непосредственно в
воздух помещения, а рабочие места не
фиксированы и располагаются по всему
помещению.

Обычно объем воздуха L_прподаваемого в помещение при общеобменной
вентиляции, равен объему воздухаL_в,
удаляемого из помещения. Однако в
чистых цехах электровакуумного
производства для которых большое
значение имеет отсутствие пыли, объем
притока воздуха делается больше объема
вытяжки, за счет чего создается некоторые
избыток давления в производственном
помещении, что исключает попадание пыли
из соседних помещений. В общем случае
разница между объемами приточного и
вытяжного воздуха не должна превышать
10…15%.

В системах с механическим побуждением
перемещения воздуха по воздуховодам
осуществляется вентиляторами, которые
создают значительно большее давление
по сравнению с естественным побуждением.
Это дает возможность увеличить скорость
движения воздуха, подавать воздух на
большее расстояние и предусматривать
воздуховоды меньшего сечения.

Подбор вентилятора осуществляется по
аэродинамическим характеристикам,
которые составлены для каждого номера
и типа вентилятора и выражают зависимость
между его производительностью по
воздуху, давлением и числом оборотов
рабочего колеса. При этом из различных
типов и номеров вентиляторов выбирается
тот, чей КПД больший при одинаковых
производительности и давлении. Следует
помнить, что КПД выбранного вентилятора
должен быть не менее 0,85 ή_макс(ή_макс—
максимальный КПД вентилятора по его
аэродинамической характеристики).
Окружная скорость рабочего колеса
центробежного вентилятора по условию
бесшумности должна быть не более 25 м/с
для жилых зданий и 17 м/с для клубов и
кинотеатров; окружная скорость рабочего
колеса осевых вентиляторов – не более
35 м/с для жилых зданий и 25 м/с для клубов
и кинотеатров.

Последствия плохой вентиляции

При неправильной организации системы притока свежего воздуха в помещениях будет ощущаться нехватка кислорода и повышенная влажность. Ошибки в конструировании вытяжки чреваты появлением копоти на стенах кухни, запотеванием окон и появлением грибка на поверхности стен.

Запотевание окон при недостаточной вытяжке

При этом нужно учитывать, что для монтажа системы вентиляции могут использоваться трубы круглого или квадратного сечения. При удалении воздуха без применения специальных устройств целесообразно устанавливать круглые воздуховоды, так как они прочнее, герметичнее и отличаются хорошими аэродинамическими характеристиками. Квадратные трубы лучше использовать для принудительной вентиляции.