ЦНИИПРОМЗДАНИЙ

Одобрены Главпромстройпроектом

Госстроя СССР 6 июня 1983 г.

РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО РАСЧЕТУ ОТОПИТЕЛЬНО-ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ
СИСТЕМ С НАПРАВЛЯЮЩИМИ СОПЛАМИ

 

 

МОСКВА

 

Даны технические решения систем, область их целесообразного применения, а также формулы и графики для определения всех необходимых при проектировании характеристик систем.

Предназначены для специалистов по проектированию и эксплуатации систем отопления и вентиляции.

Рис. 8, список лит.: 5 назв.

Разработаны на основе результатов исследований, проведенных ЦНИИпромзданий, Ленинградским ВНИИОТ и Ленинградским Промстройпроектом (авторы: инж. Л.С. Виноградский, д-р техн. наук, проф. М.И. Гримитлин, инж. А.М. Живов, Г.А. Кононова, канд. техн. наук П.П. Мамкин, С.В. Нефелов, М.И. Пончек, инж. Ю.И. Тестоедов, канд. техн. наук Е.О. Шилькрот).

Замечания и предложения, а также сведения об использовании Рекомендаций просим направлять по адресам: 127238, Москва, Дмитровское шоссе, 46, ЦНИИпромзданий, лаборатория отопления и вентиляции: 191187, Ленинград, ул. Фурманова, 3, ВНИИОТ, лаборатория промышленной вентиляции.

 

СОДЕРЖАНИЕ

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Рекомендации предназначены для применения при проектировании и эксплуатации систем общеобменной вентиляции и воздушного отопления в помещениях промышленных зданий, оборудуемых приточной общеобменной вентиляцией.

1.2. Отопительно-вентиляционные системы с направляющими соплами¹⁾ подают в помещение нагретый (или охлажденный) воздух основными и направляющими струями (рис. 1). Основные струи 1 подаются через небольшое число воздухораспределителей 2 с малой начальной скоростью. Направляющие струи 3, имеющие большую начальную скорость, подаются через горизонтальные 4 и вертикальные 5 или только горизонтальные сопла малого диаметра, расположенные вдоль оси основного протока (1 - 3).

¹⁾ Прототипом систем с направляющими соплами послужила система «Диривент», предложенная шведской фирмой «Свенска Фляктфабрикен» и получившая большое распространение за рубежом.

Горизонтальные направляющие струи позволяют увеличить длину зоны эффективного действия системы и количество теплоты (холода) в приточном воздухе по сравнению с сосредоточенной подачей. Вертикальные направляющие струи эжектируют содержащийся в основных струях воздух (нагретый или охлажденный) и подают его на рабочие места.

Так как циркуляция воздуха в помещении определяется в основном направляющими струями, изменение расхода воздуха, подаваемого основными струями, практически не приводит к изменению схемы циркуляции. Это позволяет при уменьшении количества поступающих в помещение вредных веществ уменьшать расход приточного воздуха вплоть до расхода, подаваемого через сопла, что составляет 10 - 30 % максимального.

1.3. Отопительно-вентиляционные системы с направляющими соплами рекомендуется применять в помещениях, в которых:

длина превышает длину зоны эффективного действия приточных струй при сосредоточенной подаче воздуха не более чем в два раза;

технологическое оборудование имеет высоту более 2 м и занимает более 20 % площади поперечного сечения помещения, и при этом затруднительно обеспечить подачу воздуха в рабочую зону;

имеются переменные во времени (за счет изменений параметров наружного климата, режима технологии и др.) тепло-, газо- и влаговыделения, обусловливающие возможность уменьшения воздухообмена более чем, на 30 % максимальной величины;

при сосредоточенной подаче воздуха не обеспечивается ввод в помещение необходимого количества теплоты или холода;

избыточные тепловыделения, как правило, не превышают 23 Вт/м³ (20 ккал/ч.м³), а максимальная кратность воздухообмена, составляет 5 1/ч.

1.4. Исходными данными для расчета являются:

размеры помещения (длина l_п, м, ширина b_п, м, высота h_п, м);

расположение и размеры технологического оборудования, а также величина относительной площади  поперечного сечения помещения, занимаемого этим оборудованием; наличие ферм, кранов и т.п.;

расположение рабочих мест;

требования к параметрам воздуха в рабочей зоне в теплый и холодный периоды года (температура t^норм_р.з °С, скорость u^норм_р.з, м/с, относительная влажность воздуха φ^норм_р.з, %, ПДК, мг/м³);

расчетные параметры наружного воздуха в теплый и холодный периоды (температура, t_н, °С, относительная влажность φ_н, %); а также концентрация вредных веществ в приточном воздухе z_н, мг/м³;

избыточные теплопоступления (отопительная нагрузка) Q^т(от), Вт и количество вредных веществ G, г/с, поступающих в помещение в характерных технологических режимах в расчетные периоды года;

расход L_м, м³/с, и температура t_м, °С, воздуха, удаляемого местными отсосами.

2. ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ СИСТЕМ

2.1. Системы применяются:

с горизонтальными направляющими соплами (см. рис. 1, а),

с горизонтальными и вертикальными направляющими седлами (см. рис. 1, б).

Рис. 1. Отопительно-вентиляционная система с направляющими соплами

а - горизонтальными; б - горизонтальными и вертикальными

2.2. Отопительно-вентиляционная система с направляющими соплами включает две самостоятельные приточные установки. Одна из них предназначена для подачи основных струй воздуха, другая - для подачи направляющих струй воздуха. Приточная установка, подающая основные струи, может состоять из нескольких вентиляторных агрегатов. Приточная установка, подающая направляющие струи, должна иметь резервный вентилятор.

2.3. Для подачи основных струй рекомендуется применять воздухораспределители, формирующие компактные струи, например, типа РР (серия 1.494-8) или ВГК (серия 4.904-63).

2.4. Для подачи заправляющих струй рекомендуется применять конические сопла, характеризуемые скоростным коэффициентом m = 6,2, температурным коэффициентом n = 5,1 и коэффициентом местного сопротивления ξ = 1,1 (рис. 2).

Рис. 2. Направляющее сопло d_вх = d₀ + (0,5 - 1)l; α = 15 - 25°; l ≤ d_вх

Максимальная скорость подачи воздуха из сопел u^макс₀₃ не должна превышать 30 м/с, если приточные установки комплектуются кондиционерами КТЦ, и 40 м/с, если используются вентиляторы с давлением не менее 2 кПа (200 кгс/м²).

2.5. Воздухораспределители, формирующие основные струи воздуха, рекомендуется располагать равномерно вдоль одной из сторон помещения, а при наличии вертикальных сопел таким образом, чтобы основные струи распространялись над рабочими местами.

2.6. Горизонтальные направляющие сопла устанавливают вдоль оси основных струй. Первое из них располагают непосредственно за воздухораспределителем, подающим основную струю.

2.7. В системах с горизонтальными направляющими соплами число сопел и расстояние между ними определяется расчетом (см. разд. 3).

2.8. В системах с горизонтальными и вертикальными направляющими соплами число вертикальных сопел N₂ должно соответствовать числу рабочих мест.

Допускается обслуживание одним вертикальным соплом двух рабочих мест, если расстояние между ними l_p, м, не превышает

l^макс_p = 0,6(h_о - h_р.з)                                                 (2.1)

где

h_о - высота оси основной струи; h_р.з - высота рабочей зоны, м.

При этом ось направляющей струи должна пересекать верхний уровень рабочей зоны между рабочими местами на расстоянии l_p/2 от них.

Расстояния от места выпуска вертикальных направляющих струй до центров рабочих мест (в плане) l_c, м (рис. 1, б), и до оси основных струй (по высоте) y_o, м, определяются расчетом (см. разд. 4).

Горизонтальные сопла устанавливаются непосредственно за каждым вертикальным соплом. Общее число горизонтальных сопел N₃, шт., и расстояние между ними l_o, м, определяются расчетом (разд. 4).

2.9. Вертикальные направляющие сопла следует присоединять к сети воздуховодов гофрированными шлангами (ТУ 400-2-157-7а) с возможностью монтажного регулирования положения сопел в плане и по высоте.

2.10. Системы с направляющими соплами позволяют подавать воздух в помещения:

основными и направляющими струями;

только направляющими струями.

2.11. Изменение производительности приточной установки, подающей основные струи, может осуществляться ступенчато (включением вентиляторных агрегатов, работающих на один коллектор, или самостоятельно), либо плавно (направляющими аппаратами, многостворчатыми клапанами и т.д.).

2.12. Поддержание и переключение режимов работы систем с направляющими соплами, а также синхронизация их работы с вытяжными системами производятся средствами автоматики.

3. РАСЧЕТ СИСТЕМ С ГОРИЗОНТАЛЬНЫМИ НАПРАВЛЯЮЩИМИ СОПЛАМИ (4)

3.1. При расчете рекомендуется последовательно определять:

расход приточного воздуха в расчетные периоды года для характерных технологических режимов;

число воздухораспределителей, подающих основные струи воздуха, и число направляющих сопел, подающих направляющие струи, и расстояния между ними;

размеры воздухораспределителей и сопел, расход, температуру и скорость подачи из них воздуха;

режим работы системы.

3.2. Расход приточного воздуха определяют в следующем порядке:

а) рассчитывают расход воздуха, необходимый для ассимиляции теплоизбытков L^т_n, м³/с, и вредных веществ L^z_n, м³/с, для характерных технологических режимов в расчетные периоды года в соответствии с приложением 11 главы СНиП II-33-75*. Для расчета принимают параметры удаляемого воздуха такими же, как при сосредоточенной подаче (в первом приближении равными параметрам воздуха в рабочей зоне). Выбирают наименьшее L^мин_n, м³/с, и наибольшее L^макс_n, м³/с, значения из этих величин и величины расхода воздуха, L_м, м³/с, удаляемого местной вентиляцией. Величина L^мин_n должна быть не меньше величины минимально допустимого расхода приточного воздуха, принимаемого по приложению 13 главы СНиП II-33-75*;

б) принимают расход воздуха через направляющие сопла L^Σ₀₃, м³/с, равным L^мин_n. При этом, если L^мин_n < 0,1L^макс_n, то L^Σ₀₃ = 0,1L^макс_n, а если L^мин_n > 0,3L^макс_n, то L^Σ₀₃ = 0,3L^макс_n;

в) определяют максимальный расход воздуха (L^Σ₀₁)^макс, м³/с, через воздухораспределители, подающие основные струи воздуха;

(L^Σ₀₁)^макс = L^макс_n - L^Σ₀₃                                                   (3.1)

3.3. Число и места расположения воздухораспределителей и направляющих сопел определяют следующим образом:

а) Рассчитывают число воздухораспределителей N⁽¹⁾₁, шт., подающих основные струи и устанавливаемых в одном ряду, а также длину зоны l, м, обслуживаемой одним воздухораспределителем¹⁾ (рис. 3):

                                                         (3.2)

                                                              (3.3)

¹⁾ При расположении рядов воздухораспределителей вдоль короткой стороны помещения в формулах (3.2) и (3.3) значение l_n заменяется на b_n; соответственно в формуле (3.4) значение b_n заменяется на l_n. Если , то увеличивают число воздухораспределителей N⁽¹⁾₁ на единицу.

б) Находят число продольных рядов воздухораспределителей N⁽²⁾₁, шт., подающих основные струи, и ширину зоны b, м, обслуживаемой одним воздухораспределителем:

                                                           (3.4)

где

                                                   (3.5)

в) принимают расстояние между направляющими соплами l_o, м, в диапазоне

                                                    (3.6)

где F_n = bh_n;

г) рассчитывают число сопел N⁽¹⁾₃ вдоль оси основной струи (с учетом первого сопла непосредственно за воздухораспределителем, подающим основную струю)

                                                      (3.7)

д) определяют общее число воздухораспределителей, подающих, основные струи:

N₁ = N⁽¹⁾₁N⁽²⁾₁;                                                     (3.8)

е) определяют общее число горизонтальных направляющих сопел, подающих направляющие струи:

N₃ = N⁽¹⁾₃N₁;                                                       (3.9)

ж) находят высоту установки h_o, м, воздухораспределителей, подающих основные струи, и горизонтальных направляющих сопел:

                                              (3.10)

Рис. 3. Схема распространения приточных струй в помещении

3.4. Размеры воздухораспределителей и сопел, расходы, температуру и скорости приточного воздуха определяют в следующем порядке:

а) рассчитывают максимальный расход воздуха L^макс₀₁ через воздухораспределитель, подающий основную струю:

                                                      (3.11)

б) рассчитывают расход воздуха L₀₃, м³/с, через направляющее сопло, подающее направляющую струю:

                                                           (3.12)

в) определяют соотношение импульсов направляющей J₀₃ и основной J₀₁ струй , необходимое для обеспечения требуемой длины зоны эффективного действия одной приточной основной струи l:

 если

 если

где x - расстояние, м, от места выпуска основной струи до сечения, в котором скорость воздуха в рабочей зоне максимальная, определяемое по формуле

                                                             (3.13)

m₁ и m₃ - скоростные коэффициенты основных и направляющих струй, подаваемых соответственно воздухораспределителями и горизонтальными направляющими соплами;

i - параметр, определяемый по номограмме (рис. 4);

г) рассчитывают площадь воздухораспределителя F₀₁, м², подающего основную струю:

                                                      (3.14)

где S - наибольшее целое число, не превышающее отношение x/l_o.

Рис. 4. Номограмма для определения параметра i

а - при m₁ = 6,2; m₃ = 6,2; б - при m₁ = 4,5; m₃ = 6,2

Величину u^норм_р.з принимают наименьшей из характерных для периода года, в который воздух подают основными струями.

Принимают типоразмер воздухораспределителя, имеющий площадь, наиболее близкую (в сторону увеличения) к F₀₁. Если F₀₁ > F^макс₀₁, характерного для наибольшего типоразмера, то увеличивают число воздухораспределителей N⁽¹⁾₁ или их рядов N⁽²⁾₁.

д) находят скорость подачи основной струи u^макс₀₁, м/с, при максимальном расходе воздуха:

                                                     (3.15)

е) определяют диаметр d₀₃, м, выходного отверстия сопла:

                                               (3.16)

ж) рассчитывают скорость u₀₃, м/с, выпуска направляющей струи:

                                                       (3.17)

Если скорость u₀₃ > u^макс₀₃, то:

при скорости u^макс₀₁ > 4 м/с увеличивают площадь F₀₁;

при расходе воздуха L^Σ₀₃ < 0,3 L^макс_n увеличивают расход воздуха L^Σ₀₃;

при расходе воздуха L^Σ₀₃ = 0,3 L^макс_n уменьшают длину зоны l за счет увеличения числа воздухораспределителей N⁽¹⁾₁ и повторяют расчет, начиная с соответствующего пункта;

з) определяют максимальную избыточную температуру воздуха Δt^макс₀₃, °С, и максимальное количество теплоты (холода) (Q^Σ₀₃)^макс, которое можно подать через направляющие сопла:

                                               (3.18)

где n₃ - температурный коэффициент горизонтальной направляющей струи:

(Q^Σ₀₃)^макс = 1220 Δt^макс₀₃ L^Σ₀₃;                                       (3.19)

Если количество теплоты (холода) Q^от(т) ≤ (Q^Σ₀₃)^макс, то Q^от(т) подают через направляющие сопла. Требуемая при этом избыточная температура воздуха Δt₀₃, °С, подаваемого через направляющие сопла:

                                                    (3.20)

Если количество теплоты (холода) Q^от(т) > (Q^Σ₀₃)^макс, то Q^от(т) подают через воздухораспределители и направляющие сопла;

и) определяют максимальную избыточную температуру воздуха Δt^макс₀₁, °С и максимальное количество теплоты (холода), которое можно подать через воздухораспределители, формирующие основные струи

                                         (3.21)

где n₁ - температурный коэффициент основных струй, подаваемых через воздухораспределители; f - параметр, определяемый по графику (рис. 5);

(Q^Σ₀₁)^макс = 1220Δt^макс₀₁L^Σ₀₁.                                             (3.22)

Рис. 5. График для определения параметра f

Если количество теплоты (холода)

Q^от(т) > (Q^Σ₀₁)^макс + (Q^Σ₀₃)^макс:

при скорости u₀₃ < u^макс₀₃ увеличивают параметр f за счет повышения соотношения импульсов . Увеличение значений f и  допускается из условия, что расстояние x возрастает не более чем на величину ;

при расходе воздуха L^Σ₀₃ < 0,3L^макс_n увеличивают расход L^Σ₀₃ до значений L^Σ₀₃ = 0,3L^макс_n и повторяют расчет, начиная с соответствующего пункта;

при расходе воздуха L^Σ₀₃ = 0,3L^макс_n увеличивают расход L^макс_n или недостающее количество теплоты (холода) Q = Q^от(т) - (Q^Σ₀₁)^макс - (Q^Σ₀₃)^макс подают в помещение другой системой.

Если количество теплоты (холода) Q^от(т) < (Q^Σ₀₁)^макс + (Q^Σ₀₃)^макс, то определяют минимальную скорость выпуска основных струй u^мин₀₁, м/с, при которой можно подать требуемое количество теплоты (холода) Q^Σ₀₁, Вт (в диапазоне от нуля до Q^Σ₀₁ = Q^от(т) - (Q^Σ₀₃)^макс):

                                             (3.23)

к) определяют требуемую избыточную температуру воздуха Δt₀₁, °С, подаваемого через воздухораспределители:

л) находят максимальную избыточную температуру воздуха Δt^макс_р.з, °С, в рабочей зоне:

                                                (3.25)

где

                                              (3.26)

3.5. Расчет режима работы системы производится с целью выявления:

диапазона значений избыточных теплопоступлений (отопительных нагрузок) Q^от(т), соответствующих им температур наружного воздуха t_н, при которых требуемое количество теплоты (холода) подают только направляющими струями или основными и направляющими струями;

начальной разности температур воздуха, подаваемого направляющими струями, при изменении значений Q^от(т);

расхода и начальной разности температур воздуха, подаваемого основными струями, при изменении значений Q^от(т).

Порядок расчета приведен в примерах (см. разд. 5).

Если L^Σ_n ≤ L^Σ₀₃, то регулирование расхода воздуха осуществляют исходя из условия подачи в помещение требуемого количества теплоты (холода).

Если L^Σ_n > L^Σ₀₃, то расход воздуха через воздухораспределители, подающие основные струи, равен наибольшей из величин (L^Σ₀₁)^т и (L^Σ₀₁)^z.

4. РАСЧЕТ СИСТЕМ С ГОРИЗОНТАЛЬНЫМИ И ВЕРТИКАЛЬНЫМИ НАПРАВЛЯЮЩИМИ СОПЛАМИ (4.5)

4.1. При расчете рекомендуется последовательно определять:

расход приточного воздуха в расчетные периоды года для характерных технологических режимов;

число воздухораспределителей и направляющих сопел, подающих соответственно основные и направляющие струн, и расстояния между ними;

размеры воздухораспределителей и сопел, расход, температуру и скорость подачи из них воздуха;

высоту установки вертикальных направляющих сопел;

режим работы системы.

4.2. Расход приточного воздуха определяют в соответствии с п. 3.2, заменяя величину расхода воздуха L^Σ₀₃ на (L^Σ₀₂ + L^Σ₀₃), где L^Σ₀₂ - расход воздуха через вертикальные направляющие сопла, м³/с.

4.3. Число и места расположения воздухораспределителей и направляющих сопел определяют следующим образом:

а) рассчитывают число воздухораспределителей N⁽¹⁾₁, подающих основные струи и устанавливаемых в одном ряду, а также длину зоны помещения, обслуживаемой одним воздухораспределителем l^*:

                                                       (4.1)

                                                                (4.2)

^* См. примечание к п. 3.3, а.

б) находят число продольных рядов воздухораспределителей, подающих основные струи:

                                                              (4.3)

где

                                               (4.4)

в) определяют высоту установки воздухораспределителей, подающих основные струи, и горизонтальных направляющих сопел:

                                               (4.5)

г) принимают число вертикальных сопел N⁽¹⁾₂, шт., вдоль оси одной основной струи равным числу рабочих мест (см. п. 2.8);

д) выбирают расположение вертикальных и горизонтальных сопел в плане вдоль оси основных струй таким образом (см. рис. 1, б), чтобы расстояния от вертикального сопла до центра обслуживаемого им рабочего места l_c и расстояния между горизонтальными соплами l_o были равны:

l_c = (0,5 ... 0,9) (h_о - h_р.з);                                               (4.6)

е) рассчитывают число горизонтальных сопел N⁽¹⁾₃ вдоль оси одной основной струи:

                                                  (4.7)

ж) определяют общее число воздухораспределителей, подающих основные струи:

N₁ = N⁽¹⁾₁N⁽²⁾₁;                                                     (4.8)

з) определяют общее число горизонтальных направляющих сопел:

N₃ = N⁽¹⁾₃N₁;                                                       (4.9)

и) определяют общее число вертикальных направляющих сопел:

N₂ = N⁽¹⁾₂N₁;                                                     (4.10)

4.4. Размеры воздухораспределителей и сопел, расходы, температуру и скорости приточного воздуха определяют в следующем порядке:

а) рассчитывают по п. 3.4, а максимальный расход воздуха через воздухораспределитель, подающий основную струю;

б) находят по п. 3.4, в соотношение импульсов  заменив формулу (3.13) на следующую:

                                               (4.11)

в) рассчитывают по пп. 3.4, г и 3.4, д площадь воздухораспределителя (F₁), подающего основную струю, его типоразмер и скорость подачи u^макс₀₁ при условии, что u^макс₀₁ ≤ 4 м/с и F_n заменяют на (1 - σ)F_n;

г) определяют диаметр с выходного отверстия горизонтального сопла по формуле

                                                      (4.12)

если B₀ ≥ 5, и по номограмме на рис. 6, если B₀ < 5.

Рис. 6. Номограмма для определения диаметра выходного отверстия горизонтального сопла

На номограмме:

                                                     (4.13)

                               (4.14)

                                  (4.15)

Скорость u^норм_р.з принимают в формуле (4.14) наименьшей из характерных для периода года, в котором воздух подают основными струями, в формуле (4.15) - для теплого периода года;

д) рассчитывают скорости выпуска воздуха из вертикальных u₀₂, м/с, и горизонтальных u₀₃, м/с, направляющих сопел, принимая их одинаковыми:

                                         (4.16)

Если u₀₂ = u₀₃ > u^макс₀₃, то при расходе воздуха L^Σ₀₂ + L^Σ₀₃ < 0,3L^макс_n увеличивают L^Σ₀₂ + L^Σ₀₃ до тех пор, пока u₀₂ = u₀₃ = u^макс₀₃;

если увеличение суммарного расхода L^Σ₀₂ + L^Σ₀₃ не обеспечивает выполнения условия u₀₂ = u₀₃ = u^макс₀₃, то уменьшают соотношение импульсов  за счет уменьшения l (увеличения N⁽¹⁾₁) и повторяют расчет, начиная с соответствующего пункта;

е) определяют диаметр d₀₂, м, выходного отверстия вертикального сопла:

                                       (4.17)

ж) находят расход воздуха L^Σ₀₃, м³/с, через горизонтальные направляющие сопла:

L^Σ₀₃ = L₀₃N₃,                                                     (4.18)

где L₀₃ = 0,785u₀₃d²₀₃.

з) находят расход воздуха L^Σ₀₂, м/с, через вертикальные направляющие сопла:

L^Σ₀₂ = L₀₂N₂,                                                     (4.19)

где L₀₃ = 0,785u₀₃d²₀₃.

и) определяют максимальную избыточную температуру воздуха Δt^макс₀, °С, и максимальное количество теплоты (холода), которое можно подать только через направляющие сопла:

Δt^макс₀ = min(Δt^макс₀₂; Δt^макс₀₃),                                          (4.20)

где

                                  (4.21)

                                            (4.22)

(Q^Σ₀₂)^макс + (Q^Σ₀₃)^макс = 1220Δt^макс₀(L^Σ₀₃ + L^Σ₀₂).                         (4.23)

Если количество теплоты (холода) Q^от(т) ≤ (Q^Σ₀₂)^макс + (Q^Σ₀₃)^макс, то всю теплоту (холод) подают через направляющие сопла.

Требуемая при этом избыточная температура воздуха Δt₀₂ = Δt₀₃, °С, подаваемого через сопла:

                                     (4.24)

Если количество теплоты (холода) Q^от(т) > (Q^Σ₀₂)^макс + (Q^Σ₀₃)^макс, то всю теплоту (холод) подают основными и направляющими струями соответственно через воздухораспределители и направляющие сопла;

к) определяют по п. 3.4 и максимальное количество теплоты (холода) (Q^Σ₀₁)^макс, которое нужно подать основными струями.

Если количество теплоты (холода) Q^от(т) > (Q^Σ₀₁)^макс + (Q^Σ₀₂)^макс + (Q^Σ₀₃)^макс, то при скорости u₀₂ = u₀₃ < u^макс₀₃ увеличивают параметр f за счет повышения соотношения импульсов . Увеличение значений f и  допускается из условия, что расстояние x возрастает не более, чем на величину ;

при расходе воздуха L^Σ₀₂ + L^Σ₀₃ = 0,3L^макс_n увеличивают L^Σ₀₂ + L^Σ₀₃ до значений L^Σ₀₂ + L^Σ₀₃ = 0,3 L^макс_n и повторяют расчет, начиная с соответствующего пункта;

при расходе воздуха L^Σ₀₂ + L^Σ₀₃ = 0,3L^макс_n увеличивают расход воздуха L^макс_n, или недостающее количество теплоты (холода) Q_доп = Q^от(т) - (Q^Σ₀₁)^макс - (Q^Σ₀₂)^макс - (Q^Σ₀₃)^макс подают в помещение другой системой.

Если количество теплоты (холода) Q^от(т) < (Q^Σ₀₁)^макс + (Q^Σ₀₂)^макс + (Q^Σ₀₃)^макс, то определяют минимальную скорость выпуска основных струй, при которой можно подать требуемый расход теплоты (холода) Q^Σ₀₁, изменяемый в диапазоне от нуля до Q^Σ₀₁ = Q^от(т) - (Q^Σ₀₂)^макс - (Q^Σ₀₃)^макс:

                                               (4.25)

л) принимают высоту установки всех вертикальных направляющих сопел относительно оси горизонтальных направляющих сопел одинаковой и равной:

                                                        (4.26)

где y′₀ и y″₀ - высота установки последнего (от места выпуска основной струи) вертикального направляющего сопла, м, определенная соответственно при наличии основной струи и при ее отсутствии ; находится путем подбора в диапазоне y₀ = -0,6 ... +0,6 м из зависимости

                                                    (4.27)

где

B = A(h_о - h_р.з) - El₀;                                                     (4.28)

                                       (4.29)

                                   (4.30)

J₀₂ = 0,785ρ₀₂d²₀₂u²₀₂; J₀₃ = 0,785ρ₀₃d²₀₃u²₀₃;                                      (4.31)

K_o - коэффициент, определяемый в зависимости от величины параметра

                                                           (4.32)

Если P < 70, то K_o =3,3; если P > 70, то K_o = 2,4.

А и Е - параметры, определяемые в зависимости от величины по графику на рис. 7.

Рис. 7. График для определения параметров A и E

K_b3 и K_c - коэффициенты соответственно взаимодействия и стеснения, определяемые по графикам на рис. 8.

Рис. 8. График для определения коэффициентов K_b3 и K_c.

N^*₂ и N^*₃ - число соответственно вертикальных и горизонтальных сопел, расположенных до рассматриваемого вертикального сопла.

м) рассчитывают максимальную избыточную температуру воздуха Δt^макс_р.з, °С, в рабочей зоне:

Δt^макс_р.з = max(Δt₁, Δt₂),                                               (4.33)

где

                                              (4.34)

                                       (4.35)

                                            (4.36)

4.5. График работы системы составляют в соответствии с п. 3.5.

5. ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА

Пример 1.

Для помещения размерами l_n = 94 м, b_n = 18 м и h_n = 10 м рассчитать отопительно-вентиляционную систему с горизонтальными направляющими соплами. В помещении размещено технологическое оборудование высотой h_об = 1,5 м. Относительная площадь поперечного сечения помещения, занимаемая оборудованием, σ = 0,1. Рабочие места расположены равномерно по площади пола. Параметры воздуха в рабочей зоне в теплый период года: u^норм_р.з ≤ 0,7 м/с, Δt^норм_р.з ≤ ±3 °С; в холодный и переходный: u^норм_р.з ≤ 0,4 м/с, Δt^норм_р.з ≤ ±3 °С. Избыточные теплопоступления в теплый период года Q^т = 107640 Вт (92570 ккал/ч). Отопительная нагрузка в рабочем режиме Q^от = 56750 Вт (48800 ккал/ч), в режиме дежурного отопления Q^д.о = 157950 Вт (135800 ккал/ч). Расход воздуха, необходимый для ассимиляции вредных веществ, L^Σ_n = 2,22 м³/с (8000 м³/ч). Максимальная избыточная температура приточного воздуха в теплый период года (с учетом обработки в промывной камере кондиционера) Δt_о = 8 °С. Работа в две смены. Отопительно-вентиляционная система комплектуется кондиционером КТЦ. Длина зоны эффективного действия приточной струи в этом помещении при сосредоточенной подаче воздуха составит (в соответствии с расчетом по «Рекомендациям»^*) 58 м (при m₁ = 6,2), что меньше длины помещения.

^* Рекомендации по выбору и расчету систем воздухораспределения. АЗ-669. М., 1979.

Решение

Расход воздуха в теплый период года (п. 3.2, а):

в холодный период:

L^от_n = L^мин_n = 2,22 м³/с (8000 м³/ч).

Расход воздуха через направляющие сопла (п. 3.2, б) L^Σ₀₃ = 2,22 м³/с. Расход воздуха через воздухораспределители, подающие основные струи (п. 3.2, в), L^Σ₀₁ = 11,22 - 2,22 = 9 м³/с.

Число воздухораспределителей, подающих основные струи и устанавливаемых в одном ряду (п. 3.3, а):

 N⁽¹⁾₁ = 1 шт.

Длина зоны, обслуживаемой одним воздухораспределителем, l = 94 м.

Число продольных рядов воздухораспределителей, подающих основные струи, определяем, принимая b = 18 м (п. 3.3, б):

N⁽²⁾₁ = 1 шт; 9 < b < 30.

Расстояние между направляющими соплами (п. 3.3, в) l_o = 7 м.

Число сопел вдоль основной струи (п. 3.3, г):

Общее число воздухораспределителей, подающих основные струи (п. 3.3, д), N₁ = 1 шт., направляющих сопел (п. 3.3, е) N₃ = 12 шт.

Высота подачи основных и направляющих струй:

 h_o = 8 м.

Максимальный расход воздуха через воздухораспределитель, формирующий основную струю (п. 3.4, а), L^макс₀₁ = L^Σ₀₁ = 9 м³/с, через одно сопло (п. 3.4, б) L^макс₀₃ = 2,22/12 = 0,19 м³/с.

Соотношение импульсов, необходимое для обеспечения требуемой длины зоны эффективного действия основной струи (п. 3.4, в)     

Площадь воздухораспределителя, подающего основную струю (п. 3.4, г):

Принимаем воздухораспределитель ВГК-4 (F₀₁ = 2,56 м²; m₁ = 6,2; n₁ = 5,1).

Скорость подачи основной струи (п. 3.4, д);

Диаметр выходного отверстия сопла (п. 3.4, е):

Скорость выпуска направляющей струи (п. 3.4, ж):

Максимальная избыточная температура воздуха, подаваемого через направляющие сопла (п. 3.4, з):

в теплый период года при расчетной температуре наружного воздуха Δt^макс₀₃ = 8 °С.

Максимальное количество теплоты, которое можно подать направляющими струями в холодный период года (п. 3.4, з):

(Q^Σ₀₃)^{макс от} = 1220 · 14,1 · 2,22 = 38200 Вт.

Максимальное количество холода, которое можно подать направляющими струями в теплый период года:

(Q^Σ₀₃)^{макс от} = 1220 · 8 · 2,22 = 21670 Вт.

Поскольку Q^от > (Q^Σ₀₃)^макс, то требуемое количество теплоты (холода) подают основной и направляющими струями (п. 3.4, з). Максимальное количество теплоты (холода), которое можно подать основной струей (п. 3.4, и):

(Q^Σ₀₁)^{макс т} = (Q^Σ₀₁)^{макс от} = 1220 · 4,4 · 9 = 48310 Вт

Δt^от₀₁ = 4,4 °С; f = 0,25.

Поскольку количество теплоты (холода) Q^от(т) > (Q^Σ₀₁)^макс + (Q^Σ₀₃)^макс (кроме рабочего режима холодного периода года), а u₀₃ = 17 м/с < U^макс_o, увеличиваем соотношение импульсов до .

Повторив расчет, начиная с п. 3.4, г, получим:

F₀₁ = 2,56 м²; u^макс₀₁ = 3,5 м/с; d₀₃ = 0,082 м;

u₀₃ = 36,3 м/с > u^макс₀₃; f = 0,35.

Поскольку приточные установки комплектуются кондиционерами КТЦ и в соответствии с п. 2.4 u^макс₀₃ = 30 м/с, то увеличиваем расход воздуха L^Σ₀₃ до L^Σ₀₃ = 3,33 м³/с.

Повторив расчет, начиная с п. 3.4, а, получим:

L^Σ₀₁ = 7,9 м³/с; L₀₃ = 0,278 м³/с; ;

f = 0,6; F₀₁ = 2,56 м²; u^макс₀₁ = 3,1 м/с;

d₀₃ = 0,11 м; u^макс₀₃ = 27,1 м/с; Δt^от₀₃ = 32,9 °С;

(Q^Σ₀₃)^{макс от} = 133780 Вт;

Δt^т₀₃ = 8 °С; (Q^Σ₀₃)^{макс т} = 32510 Вт;

Δt^{макс от}₀₃ = 8,4 °С; (Q^Σ₀₁)^{макс от} = 80600 Вт;

Δt^{макс т}₀₁ = 8 °С; (Q^Σ₀₁)^{макс т} = 77000 Вт.

Поскольку количество теплоты для режима дежурного отопления Q^от < (Q^Σ₀₁)^макс + (Q^Σ₀₃), то определяем минимальную скорость выпуска основной струи, при которой можно подать требуемый расход тепла (п. 3.4, и):

(Q^Σ₀₁)^д.о = 157950 - 133780 = 24170 Вт

Требуемая избыточная температура воздуха, подаваемого через воздухораспределители (п. 3.4, к)

Максимальная избыточная температура воздуха в рабочей зоне (п. 3.4, л):

В результате расчета системы выявлено (п. 3.5):

в диапазоне от Q^т = 107640 Вт до Q^т = 32510 кВт требуемое количество холода подают основными и направляющими струями. Расход воздуха (L^Σ₀₁)^т и избыточная температура воздуха Δt^т₀₁, подаваемого через воздухораспределитель, в этом диапазоне могут меняться соответственно от (L^Σ₀₁)^т = 7,9 м³/с до (L^Σ₀₁)^т = 0 и от Δt^т₀₁ = 8 °С до Δt^т₀₁ = 0. Расход воздуха и начальная разность температур направляющих струй остаются неизменными и равными

(L^Σ₀₃)^макс = 3,33 м³/с; Δt^т₀₃ = 8 °С;

в диапазоне от Q^т = 32510 кВт до Q^т = 0 требуемое количество холода подают направляющими струями. Расход воздуха постоянен и равен: L^т₀₃ = 3,33 м³/с, избыточная температура изменяется от Δt^т_о = 8 °С до Δt^т_о = 0;

в диапазоне от Q^от = 0 до Q^от = 56780 Вт в рабочем режиме требуемое количество теплоты подают направляющими струями. Расход воздуха постоянен и равен: L^Σ₀₃ = 3,33 м³/с, избыточная температура воздуха изменяется от Δt^от₀₃ = 0 °С до Δt^от₀₃ = 14 °С;

в диапазоне от Q^д.о = 0 до Q^д.о = 133780 Вт в режиме дежурного отопления, требуемое количество теплоты подают направляющими струями. Расход воздуха постоянен и равен: L^Σ₀₃ = 3,33 м³/с, избыточная температура воздуха изменяется от Δt^д.о₀₃ = 0 до Δt^д.о₀₃ = 32,9 °С;

в диапазоне от Q^д.о = 113780 Вт до Q^д.о = 157950 Вт в режиме дежурного отопления требуемое количество теплоты подают основными и направляющими струями. Расход воздуха и избыточная температура воздуха, подаваемого через направляющие сопла неизменны и равны соответственно: L^Σ₀₃ = 3,33 м³/с и Δt₀₃ = 32,9 °С. Расход воздуха (L^Σ₀₁)^д.о и избыточная температура Δt^д.о₀₁ изменяются соответственно от (L^Σ₀₁)^д.о = 0 до (L^Σ₀₁)^д.о = 5,63 м³/с и от Δt^д.о₀₁ = 0 до Δt^д.о₀₁ = 3,5 °С.

Пример 2.

Для помещения размерами l_п = 44 м; b_п = 12 м и h_п = 8,6 м рассчитать отопительно-вентиляционную систему с горизонтальными направляющими соплами. В помещении размещено технологическое оборудование высотой менее 1,5 м. Относительная площадь поперечного сечения помещения, занимаемая оборудованием, σ = 0,1. Рабочие места расположены равномерно по площади пола. Параметры воздуха в рабочей зоне в теплый период

u^норм_р.з ≤ 0,7 м/с; Δt^норм_р.з ≤ ±3 °С,

в холодный и переходный периоды

u^норм_р.з ≤ 0,4 м/с; Δt^норм_р.з ≤ ±3 °С.

Избыточные теплопоступления в теплый период года Q^т = 32470 Вт, отопительная нагрузка Q^от = 58620 Вт. Расход воздуха, необходимый для ассимиляции вредных веществ, L^Σ_п = 0,72 м³/с. Максимальная избыточная температура приточного воздуха в теплый период года (с учетом обработки в промывной камере кондиционера) Δt_о = 8 °С. Работа круглосуточная. Приточные установки комплектуются кондиционерами КТЦ.

Максимальное количество теплоты, которое можно подать в это помещение системой с сосредоточенной подачей воздуха, составит (в соответствии с расчетом по Рекомендациям АЗ-669):

Q^{макс от} = 35740 Вт при u_o = 7,2 м/с; F_o = 0,32 м²; Δt_o = 12,7 °C.

Решение

Расход воздуха:

в теплый период года (п. 3.2, а):

в холодный период года L^от_п = L^мин_п = 0,72 м³/с.

Расход воздуха через направляющие сопла (п. 3.2, б): L^Σ₀₃ = 0,72 м³/с.

Расход воздуха через воздухораспределители, формирующие основные струи (п. 3.2, в):

L^Σ₀₁ = 3,38 - 0,72 = 2,66 м³/с.

Число воздухораспределителей, подающих основные струи и установленных в одном ряду (п. 3.3, а):

 N⁽¹⁾₁ = 1 шт.

Длина зоны, обслуживаемой одним воздухораспределителем, l = 44 м.

Число продольных рядов воздухораспределителей, формирующих основные струи, определяем, принимая b = 12 м (п. 3.3, б):

N⁽²⁾₁ = 1 шт; 2,2 < b < 25,8.

Расстояние между направляющими соплами (п. 3.3, в): l_o = 6 м.

Число сопел вдоль оси основной струи (п. 3.3, г):

Общее число воздухораспределителей, формирующих основные струи (п. 3.3, д): N₁ = 1 шт., направляющих сопел (п. 3.3, е): N₃ = 5 шт.

Высота установки воздухораспределителей, подающих основные струи, и направляющих сопел:

 h_o = 7 м.

Максимальный расход воздуха через воздухораспределитель, формирующий основную струю (п. 3.4, а):

L^макс_o = 2,6 м³/с,

через одно сопло (п. 3.4, б):

Соотношение импульсов, необходимое для обеспечения требуемой длины зоны эффективного действия основной струи (п. 3.4, в):

  

Площадь воздухораспределителя, подающего основную струю (п. 3.4, г):

Принимаем воздухораспределитель ВГК-1 (F₀₁ = 0,32 м²; m₁ = 6,2; n₁ = 5,1). Скорость подачи основной струи (п. 3.4, д):

Диаметр выходного отверстия сопла (п. 3.4, е):

Скорость выпуска направляющей струи (п. 3.4, ж):

Максимальная избыточная температура воздуха, подаваемого через направляющие сопла (п. 3.4, з):

в теплый период года при расчетной температуре наружного воздуха - Δt^т₀₃ = 8 °С.

Максимальное количество теплоты, которое можно подать направляющими струями в холодный период года (п. 3.4, з):

(Q^Σ₀₃)^{макс от} = 1220 · 14,1 · 0,72 = 12400 Вт.

Максимальное количество холода, которое можно подать направляющими струями в теплый период года:

(Q^Σ₀₃)^{макс т} = 1220 · 8 · 0,72 = 7030 Вт.

Поскольку (Q^Σ₀₃)^{макс от(т)} < Q^от(т), то требуемое количество теплоты (холода) подают основной и направляющими струями.

Максимальная избыточная температура воздуха (п. 3.4, з), подаваемого через воздухораспределители (f = 0,25):

в теплый период года при расчетной температуре наружного воздуха - Δt^т₀₁ = 8 °С.

Максимальное количество теплоты, которое можно подать основной струей (п. 3.4, и):

(Q^Σ₀₁)^{макс от} = 1220 · 12,1 · 2,6 = 36380 Вт.

Максимальное количество холода, которое можно подать основными струями в теплый период года:

(Q^Σ₀₁)^{макс т} = 1220 · 8 · 2,6 = 25400 Вт

Поскольку Q^от > (Q^Σ₀₁)^{макс от} + (Q^Σ₀₃)^{макс от}, а u₀₃ = 15,2 м/с < u^макс₀₃, увеличиваем соотношение импульсов до  (п. 4.4, и).

Повторив расчет, начиная с п. 3.4, г, получим:

F₀₁ = 0,32 м²; u^макс₀₁ = 8,1 м/с; d₀₃ = 0,092 м;

u₀₃ = 21,6 м/с < u^макс₀₃; Δt^от₀₃ = 23,8 °С;

Δt^т₀₃ = 8 °С; Δt^от₀₁ = 17,5 °С; Δt^т₀₁ = 8 °С.

(Q^Σ₀₃)^{макс от} = 20920 Вт;

(Q^Σ₀₃)^{макс т} = 7040 Вт;

(Q^Σ₀₁)^{макс от} = 55550 Вт;

(Q^Σ₀₁)^{макс т} = 25430 Вт.

Поскольку Q^от < (Q^Σ₀₁)^{макс от} + (Q^Σ₀₃)^{макс от}, то определяем минимальную скорость выпуска основной струи, при которой можно подать требуемое количество теплоты (п. 3.4, и):

(Q^Σ₀₁)^от = (58620 - 20920) = 37700 Вт;

Требуемая избыточная температура основной струи (п. 3.4, к):

Максимальная избыточная температура воздуха в рабочей зоне (п. 3.4, л):

В результате расчета системы выявлено (п. 3.5):

в диапазоне Q^т = 32470 Вт до Q^т = 7030 Вт требуемое количество холода подают основной и направляющими струями. Расход воздуха и избыточная температура основной струи в этом диапазоне могут изменяться соответственно от L^Σт₀₁ = 2,66 м³/с до L^Σт₀₁ = 0 от Δt^т₀₁ = 8 °С до Δt^т₀₁ = 0. Расход воздуха и избыточная температура направляющих струй остаются неизменными и равными: (L^Σ₀₃)^{макс т} = 0,72 м³/с; Δt^т₀₃ = 8 °С;

в диапазоне от Q^т = 7030 Вт до Q^т = 0 требуемое количество холода подают направляющими струями. Расход воздуха постоянен и равен: (L^Σ₀₃)^{макс т} = 0,72 м³/с, избыточная температура изменяется от Δt^т₀ = 8 °С до Δt^т₀ = 0;

в диапазоне от Q^от = 0 до Q^от = 20920 Вт требуемое количество теплоты подают направляющими струями. Расход воздуха постоянен и равен: (L^Σ₀₃)^{макс т} = 0,72 м³/с, избыточная температура изменяется от Δt^т₀₃ = 0 до Δt^т₀₃ = 23,8 °С;

в диапазоне от Q^от = 20920 Вт до Q^от = 58620 Вт требуемое количество теплоты подают основными и направляющими струями. Расход воздуха через воздухораспределитель, подающий основную струю, изменяется от (L^Σ₀₁)^от = 0 до (L^Σ₀₁)^от = 2,38 м³/с, а избыточная температура - от Δt^от₀₁ = 0 до Δt^от₀₁ = 13 °С. Расход воздуха и избыточная температура направляющих струй постоянны и равны соответственно: (L^Σ₀₃)^{макс т} = 0,72 м³/с, Δt^т₀₃ = 23,8 °С.

Пример 3.

В помещении размерами l_п = 126 м, b_п = 66 м и h_п = 11 с крупногабаритным технологическим оборудованием рассчитать отопительно-вентиляционную систему с горизонтальными и вертикальными направляющими соплами. Технологическое оборудование высотой более 2 м размещено в восемь рядов, параллельных длинной стороне помещения.

Относительная площадь поперечного сечения помещения, занимаемая оборудованием, σ = 0,25. Вдоль каждого ряда оборудования расположено по восемь рабочих мест на расстоянии 12 - 15 м одно от другого. Параметры воздуха в рабочей зоне в теплый период года:

u^норм_р.з ≤ 0,7 м/с; Δt^норм_р.з ≤ +3 °С, в холодный и переходный - u^норм_р.з ≤ 0,4 м/с; Δt^норм_р.з ≤ ±3 °С. Избыточные теплопоступления в теплый период года Q^т = 1000820 Вт. Отопительная нагрузка в рабочем режиме Q^от = 535160 Вт, в режиме дежурного отопления Q^д.о = 819000 Вт. Расход воздуха, необходимый для ассимиляции вредных веществ, L^Σ_п = 24,19 м³/с. Избыточная температура приточного воздуха в теплый период года Δt₀ = 8 °С. Работа в две смены. Приточные установки комплектуются кондиционерами КТЦ. Размещение воздуховодов ниже отметки 8 м затруднено.

Решение

В теплый период года расход воздуха (п. 4.2):

в холодный период:

L^от_п = L^мин_п = L^Σ₀₂ + L^Σ₀₃ = 24,2 м³/с.

Расход воздуха через воздухораспределители, формирующие основные струй:

L^Σ₀₁ = 104,3 - 24,2 = 80,1 м³/с.

Число воздухораспределителей, формирующих основные струи, в ряду (п. 4.3, а):

     N⁽¹⁾₁ = 1 шт.,

Длина зоны, обслуживаемой одним воздухораспределителем:

l = l_п = 126 м.

Продольные ряды воздухораспределителей, подающих основные струи, располагаем над рядами оборудования. При числе продольных рядов воздухораспределителей N⁽²⁾₁ = 8 по п. 4.3, б получаем

Принимаем: N⁽¹⁾₁ = 2;  4,8 ≤ b ≤ 33 м.

Высота установки воздухораспределителей, подающих основные струи, и горизонтальных направляющих сопел (п. 4.3, в):

Принимаем в соответствии с исходными данными h_o = 8 м.

Число вертикальных сопел в ряду вдоль оси одной основной струи (п. 4.3, г): N⁽¹⁾₂ = 4 шт.

Расположение направляющих сопел в плане (п. 4.3, д):

l_c = 3 ... 5,4 м; l_o = 8 м.

Число горизонтальных сопел вдоль оси одной основной струи (п. 4.3, е):

Общее число воздухораспределителей, подающих основные струи (п. 4.3, ж):

N₁ = 2 · 8 = 16 шт.;

горизонтальных направляющих сопел (п. 4.3, з):

N₃ = N⁽¹⁾₃N₁ = 9 · 16 = 144 шт.;

вертикальных направляющих сопел (п. 4.3, и):

N₂ = N⁽¹⁾₂N = 4 · 16 = 64 шт.

Максимальный расход воздуха через воздухораспределитель, формирующий основную струю (п. 4.4, в):

Соотношение импульсов, необходимое для обеспечения требуемой длины зоны эффективного действия основной струи (п. 4.4, б):

  

Площадь воздухораспределителя, подающего основную струю, (п. 4.4, в):

Принимаем воздухораспределитель ВГК-3 (F₀₁ = 1,28 м²; m₁ = 6,2; n₁ = 5,1).

Максимальная скорость истечения основной струи:

Диаметр выходного отверстия горизонтального сопла (п. 4.4, г):

d₀₃ = 0,068 м;

Скорость подачи направляющих струй (п. 4.4, д):

Так как скорость u₀₂ = u₀₃ > u^макс₀₃ = 30 м/с, то увеличивают расход воздуха (L^Σ₀₂ + L^Σ₀₃) до значений (п. 4.4, д):

(L^Σ₀₂ + L^Σ₀₃) = 28 % L^min_п = 104,3 · 0,28 = 29,2 м³/с.

Повторив расчет, начиная с п. 4.4, а, получим:

L^Σ₀₁ = 73,7 м³/с; L^макс₀₁ = 4,61 м³/с;

F₀₁ =1,28 м²; u^макс₀₁ = 3,6 м/с; d₀₃ = 0,074 м;

u₀₂ = u₀₃ = 30 м/с.

Диаметр выходного отверстия вертикального сопла (п. 4.4, е)

Расходы воздуха через сопла (пп. 4.4, ж - 4.4, з):

L₀₂ = 0,785 · 30 · 0,082² = 0,158 м³/с.

L^Σ₀₂ = 0,158 · 64 = 10,3 м³/с;

L₀₃ = 0,785 · 30 · 0,074² = 0,129 м³/с;

L^Σ₀₃ = 0,129 · 144 = 18,9 м³/с.

Максимальная избыточная температура воздуха подаваемого через вертикальные направляющие сопла (п. 4.4, и):

Максимальная избыточная температура воздуха, подаваемого через горизонтальные направляющие сопла (п. 4.4, и):

Максимальная избыточная температура воздуха, подаваемого через направляющие сопла в теплый период года при расчетных параметрах наружного воздуха Δt^т_02,3 = 8 °С:

Δt^от_02,3 = min (18; 37) = 18 °С.

Максимальное количество теплоты, которое можно подать направляющими струями (п. 4.4, и):

(Q^Σ₀₂)^{макс от} + (Q^Σ₀₃)^{макс от} = 1220 · 18 · 29,2 = 641230 Вт.

Максимальное количество холода, которое можно подать направляющими струями в теплый период года при расчетных параметрах наружного воздуха:

(Q^Σ₀₂)^{макс т} + (Q^Σ₀₃)^{макс т} = 1220 · 8 · 29,2 = 285000 Вт.

Поскольку Q^от < (Q^Σ₀₂)^{макс от} + (Q^Σ₀₃)^{макс от}, то в отопительный период в рабочем режиме всю теплоту подают направляющими струями (п. 4.4, и).

Требуемая избыточная температура воздуха, подаваемого через направляющие сопла:

Поскольку Q^д.о > (Q^Σ₀₂)^{макс д.о} + (Q^Σ₀₃)^{макс д.о} и Q^т > (Q^Σ₀₂)^{макс т} + (Q^Σ₀₃)^{макс т}, то в холодный период в режиме дежурного отопления и в теплый период всю соответственно теплоту или холод подают основными и направляющими струями (п. 4.4, к):

Δt^д.о₀₁ = 8 °С; Δt^т₀₁ = 8 °С (при расчетной температуре наружного воздуха в теплый период);

(Q^Σ₀₁)^{макс д.о} = 1220 · 8,2 · 73,7 = 737300 Вт;

(Q^Σ₀₁)^{макс т} = 1220 · 8 · 73,7 = 719300 Вт.

Поскольку Q^д.о < Q^Σ₀₁^д.о + Q^Σ₀₂^д.о + Q^Σ₀₃^д.о, то для этого режима максимальная скорость выпуска и избыточная температура воздуха, подаваемого основными струями, равны (п. 4.4, к):

Q^Σ₀₁^д.о = 819000 - 641230 = 177770 Вт.

Аналогично для теплового периода года:

Q^Σт₀₁ = 1000820 - 285000 = 715820 Вт;

L^Σ₀₁^т = 72 м³/с.

Высота установки вертикальных сопел:

 A = 0,075; E = 0,01; B = 0,075 (8 - 2) - 0,01 · 6 = 0,39;

K_c = 0,8; К_b3 = 0,5;

J₀₂ = 1,2 · 0,785 · 0,082² · 30² = 4,75 Н;

J₀₃ = 1,2 · 0,785 · 0,074² · 30² = 4,64 Н;

N*₂ = 3 шт.; N*₃ = 8 шт.

 K_o = 3,3;

y′_o = -0,48 м.

Проведя аналогичные вычисления для y″_o, получим:

A = 0,15; B = 0,8; χ_m = 1,54; J₁ = 16,4 Н; K_o = 3,3; l_c = 4 м; y″_o = -0,42 м.

Максимальная избыточная температура воздуха в рабочей зоне (п. 4.4, м):

Δt_р.з = max(0,15; 2,7) = 2,7 < Δt^норм_р.з

Δt^ср.т = 8 °С;

В результате расчета системы выявлено (п. 4.5):

в диапазоне от Q^т = 1000820 Вт до Q^т = 285000 Вт требуемое количество холода подают основными и направляющими струями. Расход и избыточная температура воздуха, подаваемого основными струями, в этом диапазоне может изменяться соответственно от L^Σ₀₁^т = 72 м³/с до L^Σ₀₁^т = 0 и от Δt^т₀₁ = 8 °С до Δt^т₀₁ = 0.

Расход и избыточная температура воздуха, подаваемого направляющими струями, неизменны и равны:

L^Σ₀₂^т + L^Σ₀₃^т = 29,2 м³/с, Δt^т_02,3 = 8 °С;

в диапазоне от Q^т = 285000 Вт и до Q^т = 0 требуемое количество холода подают направляющими струями. Расход воздуха, подаваемого направляющими струями, постоянен и равен L^Σ₀₂^т + L^Σ₀₃^т = 29,2 м³/с, а его избыточная температура изменяется от Δt^т_02,3 = 8 °С до Δt^т_02,3 = 0;

в диапазоне от Q^от = 0 до Q^от = 535160 Вт в рабочем режиме требуемое количество теплоты подают направляющими струями. Расход воздуха постоянен и равен L^Σ₀₂^от + L^Σ₀₃^от = 29,2 м³/с, начальная разность температур изменяется от Δt^т_02,3 = 0 до Δt^т_02,3 = 15 °С;

в диапазоне от Q^д.о = 0 до Q^д.о = 641230 Вт в режиме дежурного отопления требуемое количество теплоты подают направляющими струями. Расход воздуха постоянен: L^Σ₀₂^д.о + L^Σ₀₃^д.о = 29,2 м³/с. Начальная разность температур изменяется от Δt^д.о_02,03 = 0 до Δt^д.о_02,03 = 18 °С;

в диапазоне от Q^д.о = 641230 Вт до Q^д.о = 819000 Вт в режиме дежурного отопления требуемое количество теплоты подают основными и направляющими струями. Расход и начальная разность температур воздуха, подаваемого направляющими струями, неизменны и равны соответственно: L^Σ₀₂^д.о + L^Σ₀₃^д.о = 29,2 м³/с; Δt^д.о_02,03 = 18 °С. Расход и избыточная температура воздуха, подаваемого основными струями, может изменяться соответственно от L^Σ₀₁^д.о = 0 до L^Σ₀₁^д.о = 47,1 м³/с и от Δt^д.о₀₁ = 0 до Δt^д.о₀₁ = 8 °С.

Список литературы

1. Виноградский Л.С., Гапонов А.Е., Живов А.М., Пончек М.И. Новая отопительно-вентиляционная система для механических цехов. - Реф. информ.: Проектирование отопительно-вентиляционных систем и систем внутреннего водопровода и канализации. ЦИНИС. М., 1981, вып. 5.

2. Способ и устройство для вентиляции. Заявитель AB Svenska Fläktfabriken. Патент ФРГ № 2320164. 1977.

3. Гримитлин М.И., Живов А.М., Пончек М.И., Шилькрот Е.О. Подача воздуха в помещениях отопительно-вентиляционными системами с направляющими соплами. - В кн.: Новое в воздухораспределении / Материалы семинара. М., 1983.

4. Живов А.М. Сосредоточенная подача вентиляционного воздуха с применением направляющих струй. Автореф. дис. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук. Ленинград, 1983.

5. Пончек М.И., Живов А.М., Виноградский Л.С. Новый способ подачи воздуха с использованием направляющих струй. - В кн.: Новые системы отопления и вентиляции промышленных зданий. М., 1982.