Вопросы особенностей проектирования воздушных завес

Проблема теплосбережения является одной из самых актуальных при эксплуатации любых помещений, так как предотвращение теплообмена необходимо не только для создания комфортного микроклимата, но и для сокращения затрат на отопление. Основная утечка тепла происходит, преимущественно, через дверные и оконные проемы, поэтому для объектов, где интенсивность открывания дверей высока, возникает необходимость в установке оборудования, препятствующего теплообмену.

Таким оборудованием являются воздушные завесы, создающие невидимые тепловые барьеры между помещениями и внешней средой. Воздушные завесы, устанавливаемые в проемах, препятствуют проникновению холодного воздуха извне и утечке теплого воздуха из помещения. Воздушные завесы обеспечивают теплосбережение в объеме до 80%, и посчитать снижение потребления энергии в данном случае не составит особого труда.

В статье рассматриваются особенности проектирования воздушных завес, даны рекомендации по проектированию воздушных завес.

Ключевые слова: воздушная завеса, внутренний воздух, наружный воздух, проемы, температура воздуха, струя, расход воздуха.

Воздушная завеса -- это результат взаимодействия двух потоков: воздушной струи и набегающего на нее горизонтального потока воздуха. Воздушная струя, не препятствуя движению людей и транспорта, как правило, существенно уменьшает количество проникающего в помещение наружного воздуха.

Рис. 1 - Схемы воздушных завес с различными местами воздухозабора и температурой подаваемого воздуха

При этом воздушная завеса может, быть устроена по месту воздухозабора и температуры подаваемого воздуха (рис. 1): а) - с забором внутреннего воздуха с температурой 4 и подогревом его перед подачей в завесу до 4; б) - с забором внутреннего воздуха и подачей его в завесу без подогрева (4 = 4); в) - с забором наружного воздуха и подогревом его перед подачей в завесу (4 >О;г) - с забором, наружного воздуха и подачей его в завесу без подогрева (4 = 4) [1].

При проектировании воздушных завес в первую очередь следует учитывать наличие в этих помещениях фиксированных рабочих мест рядом со входами или напротив них, а также временной показатель, в течение которого входы открыты для прохода людей.

К проектированию воздушных завес предъявляются следующие требования:

Если в помещении по технологическим или санитарно-гигиеническим требованиям недопустимо понижение нормируемой температуры воздуха, то у проемов в наружных ограждениях следует предусматривать устройство воздушных завес при любых расчетных зимних наружных условиях независимо от продолжительности открывания проемов. Это помещения с искусственным микроклиматом, помещения с большим числом работающих или с постоянными рабочими местами у проемов, а также помещения с рв>70%. Во всех остальных промышленных зданиях воздушные завесы у проемов в наружных ограждениях рекомендуется устраивать, если расчетная зимняя температура наружного воздуха района равна или ниже минус 15°С [2].

В промышленных и общественных зданиях у ворот и дверей, снабженных тамбурами или шлюзами, воздушные завесы, как правило, не устраивают. Исключение составляют помещения, оборудованные системами кондиционирования воздуха, помещения со значительными выделениями влаги или с постоянными рабочими местами вблизи проемов.

На рабочих местах при кратковременном (до 10 мин.) открывании наружных ворот и дверей нормы допускают понижение температуры воздуха до 14°С при легкой физической работе, до 12°С при работе средней тяжести и до 8°С при тяжелой работе; при отсутствии постоянных рабочих мест допускается понижение температуры в рабочей зоне до 5°С. В помещениях со значительными тепловыделениями ворвавшийся при кратковременном открывании ворот холодный воздух быстро нагревается за счет избытков тепла. Значительными в данном случае считают тепловыделения, если на нагрев ворвавшегося воздуха расходуется менее 5% тепловых избытков. В помещениях с незначительными избытками тепла или с тепловыми недостатками ворвавшийся холодный воздух может быть нагрет лишь теплом от агрегата воздушной завесы, если он будет продолжать работать некоторое время после закрытия проема [3].

В соответствии с режимом работы воздушные завесы бывают двух типов - периодического действия (у периодически открываемых проемов) и постоянного действия (у постоянно открытых проемов). Режим работы их определяется требованиями технологии. Периодичность действия требует провести расчет и наладку завесы так, чтобы ее работа не нарушала тепловой и воздушный режимы помещения. Если воздушная завеса работает постоянно, ее можно использовать не только по прямому назначению: возможно, например, организовать приток воздуха или вытяжку, использовать завесу в качестве отопительного агрегата.

В цехах с периодически действующими завесами (рис. 2) расчетным является режим при закрытом проеме и неработающей завесе. В связи с этим балансы тепла и воздуха в таких помещениях должны составляться без учета действия завесы. Это условие вносит некоторое своеобразие в расчет воздушных завес. Чтобы баланс воздуха в помещении не изменялся при работе завесы, расход воздуха, поступающего со струей завесы в помещение, должен быть равен расходу воздуха, забираемого завесой из помещения с учетом подсоса воздуха к струе [4].

Часть струи завесы, поступающая в помещение, должна иметь температуру, близкую к температуре помещения. Только при этом условии работающая завеса не окажет влияния на тепловой режим помещения.

Рис. 2 - Схемы воздушных завес периодического действия: а) - с внутренним воздухозабором; б) - с наружным воздухозабором - расход воздуха, забираемого из помещения для питания завесы; Gm - расход внутреннего воздуха, подсасываемого струей завесы; Gсм - расход воздуха, поступающего со струей завесы в помещение; средняя температура воздуха части струи завесы, поступающей в помещение; г -- полуширина «ядра струи»)

Расчет воздушных завес периодического действия (рис.3) сводится к выбору расхода воздуха, подаваемого в завесу, угла наклона плоскости щели для выпуска воздуха при заданной ширине щели и к определению температуры подаваемого воздуха.

Например, в небольших помещениях вентиляционную установку воздушной завесы можно использовать как агрегат воздушного отопления по схеме, показанной на рис. 3, а, подогревая воздух, подаваемый в завесу. Количество тепла, которое воздух завесы отдает помещению, кДж/ч:

Воздушные завесы постоянного действия можно использовать также как приточные или вытяжные установки (рис. 3 б, в). В последнем случае установка калорифера для подогрева воздуха не обязательна.

Рис. 3 - Схемы воздушных завес постоянного действия а) - используемой для воздушного отопления; б) - используемой как приточная установка; в) - используемой как вытяжная установка, г) - при использовании части ворот как аэрационного проема

Верхнюю часть высоких проемов, защищенных постоянно действующей воздушной завесой, можно использовать в качестве аэрационного проема для подачи наружного воздуха в помещение со значительными теплоизбытками (рис. 3г).

Список литературы

1. Богословский В.Н., Пирумов А.И., Посохин В.Н. и др. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Кн. 1. 4-е изд. М.: Стройиздат, 1992. 365 с.

2. Тошматов Н.У., Сайдуллаев С.Р. «О методах определения потери и подсосов воздуха в вентиляционных сетях». Международный научный журнал. «Молодой ученый», 2016. № 7 (111). Стр. 72-75.

3. Мансурова Ш.П. Особенности влажного воздуха при обработке сорбентами. V Всероссийская научно-практическая конференция «Высокие технологии, наука и образование: актуальные вопросы, достижения и инновации». Пенза: МЦНС «Наука и Просвещение», 2020. 310 с.

4. Султонов А.О., Кенжабаев О.А. Вопросы применения автоматизированных информационных систем в менеджменте гидроресурсов. ГГТУ им. П.О. Сухого, 2019.

5. Эльтерман В.М. Воздушные завесы. М., 1966. 161 с.

Размещено на Allbest.ru