通风方法及其通风系统组成

x = [ Vf (y1 - y0)+ L (yp- yj) t]/t 式中 Vf----房间的容积, m3 ; y0, y1 ----室内空气有害气体或粉尘初 始和最终浓度, g/m3 ; yp，yj ----排风和进风空气中有害气体 或粉尘的浓度, g/m3 ; t ----进行测定的时间, s。
按经验式计算：L=nVf （m3/h） n—换气次数，(次/h)；Vf—房间体积
消除热、湿的风量计算
消除余热风量公式：
G Q c(t p t0 )
G——全面通风质量风量，Kg/s； Q----室内余热量, KJ/s ; C----空气的质量比热, C=1.01KJ/Kg.℃; tp----排气温度,℃ ; tj----进气温度,℃ 。
稀释排除有害气体和粉尘的风量
存在多种有害物时风量确定原则：
（1）分别求出排除每种有害物风量Li （2）毒性相加作用的有害物：如苯、醇、醋酸等 溶剂类；S2O3、SO3、FH等刺激性气体，按求和 计算风量：L=∑Li （3）毒性无相加作用的有害物：取最大者为风量 计算式：L=max{Li}
有害物散发量无法确定时的风量计算原则：
事故通风
事故通风的换气次数根据车间高度 和有害气体的最高容许浓度大小来 确定。
最高容许浓度>5mg/m3时, 车间高 度≤6m者，换气≥8次/时, 车间高度 >6m者, 换气≥5次/时。
最高容许浓度≤5mg/m3时, 上述换 气次数应乘以1.5。
§3.3 通风系统的组成
局部排风系统的组成
局部排风系统的组成
+ 围护结构、材 料失热∑Qh
= + 通风排风热量 C Lp tn ρn
设备散热 量∑Qf
+ 机械进风热量 C Ljj tjj ρjj
+ 循环风的热量
C Lhxρn(ts-tn)
自然进风热量 C Lzj tw ρw
事故通风
对于有可能突然从设备或管道中逸出 大量有害气体或燃烧爆炸性气体的房间, 应设事故排风系统, 以便发生逸出事故 时由事故排风系统和经常使用排风系统 共同排风, 尽快把有害物排到室外。 事 故通风系统的风机开关应设在便于开启 的地点, 排除有爆炸危害气体时, 应考虑 风机防爆问题。
Gzj + Gjj = Gzp + Gjp
全面通风的风量平衡与热平衡
当Gjj = Gjp时 室内外压差为零，用于无特殊要求车间 当Gjj > Gjp时 室内处于正压状态，适用于洁净度要求 高的车间 当Gjj < Gjp时 室内处于负压状态，适用于产生污染的 车间
全面通风的风量平衡与热平衡
在通风过程中,室内空气通过与进 风、排风、围护结构和室内各种高 低温热源进行交换,为了使房间内 的空气温度维持不变,必须使房间 内的总得热量∑Qd与总失热量 ∑Qs相等,也就是要保持房间内的 热平衡。即
差h和室内外的空气密度差 (w n )
有关，我们把 gh(w n ) 称为热压。如 果室内外没有空气温度差或者窗孔之间 没有高差就不会产生热压作用下的自然 通风。实际上，如果一个窗孔也仍会形 成自然通风，这时窗孔的上部排风，下 部进风，相当于两个窗孔连在一起。
二、余压的概念
把室内某一点的压力与室外同标高未受 建筑或其它物体扰动的空气压力的差值 称为该点的余压。仅有热压作用时，由 于窗孔外的空气未受室外风扰动的影响， 故此时窗孔内外的压差即为该窗孔的余 压，余压为正，该窗孔排风；余压为负， 该窗孔进风。
局部排风系统的组成
局部排风系统的组成
系统式局部送风系统的组成
系统式局部送风系统的组成
全面通风系统的组成
全面通风系统的组成
全面通风系统的组成
屋顶通风机
全面通风系统的组成
热压作用下的自然通风
如图7-1所示，在外围结构的不同高度上 设有窗孔a和b，两者的高差为h。假设 窗孔外的静压力分布为Pa、Pb，窗孔内 的静压力分别为P’a、P’b，室内外的空气 温度和密度分别为tn、tw、和ρn 、ρw 。 由于tn>tw，所以ρn <ρw 。
气流组织方式：
全面通风的气流组织
气流组织方式：
全面通风的气流组织
气流组织方式：
全面通风的气流组织
气流组织方式：
气流组织的比较
全面通风的风量平衡与热平衡
厂房车间通风过程中,是机械通风与自 然通风的共同作用结果, 室内的进风和 排风是多通道的, 既有由通风系统产生 的有组织的进排风, 也有从缝隙, 窗户, 门洞等产生的无组织进排风, 根据“物 质平衡”原理, 各种进风量与各种排风 量应相等.这就是室内风量平衡的原则。 其表达式为:
Ly0 xLy
Ly0 xLy
V L f
y1
0
d
Vf
1 L
ln(
Ly
0
x
Ly
)
|y2
y1
Vf
ln
Ly0 x Ly1 Ly0 x Ly2
L
Vf
Ly0 x Ly1 exp( L )
Ly0 x Ly2
Vf
稀释排除有害气体和粉尘的风量
排污微分方程求解
y2
y1
exp(
L
Vf
)
(
消除热、湿的风量计算
消除余湿风量公式：
G W dp d0
G——全面通风质量风量，Kg/s； W----室内余湿量, g/s ; dp----排气含湿量,g/Kg ; d0----进气含湿量, g/Kg 。
全面通风有害物散发量计算
由于生产情况复杂, 有害气体或粉尘的产生 量一般通过实测确定, 根据实测,可按下式计 算有害气体或粉尘的产生量:
x L
y0
)1
exp(
L
Vf
)
y1
x L
y0
τ
稀释排除有害气体和粉尘的风量
风量公式：
dy
稳定状态下：d
0, 或
则
y2
x L
y0
y2
ys
L
ys
, exp(
x y0
wk.baidu.com
L
Vf
)
0
考虑到室内有害物分布及通风气流的不 均匀性，增大安全系数K=3～10，则
L Kx ys y0
ys—有害物安全浓度值，ｘ有害物散发
全面通风的气流组织
气流组织：合理布置送风、排风口的位置， 选用合理的风口形式，合理分配风流。 气流组织原则：
能避免把有害物吹向作业人员操作区； 能有效地从污染源附近或有害物浓度 最大的区域排出污染空气； 能确保在整个房间内进风气流均匀分 布,尽量减少涡流区。
全面通风的气流组织
气流组织方式：
全面通风的气流组织
（7-5）
式中 ΔPa、ΔPb――窗孔a和b的内外压 差；g――重力加速度，m/s2。
从公式（7-5）可以看出，在ΔPa＝0的 情况下，只要 w > n (即tn>tw)，则ΔPb>0。
因此，如果又开启窗孔b，空气将从窗 孔b流出。随着室内空气的向外流动， 室内静压逐渐降低，( Pa' Pa )由等于零
稀释排除有害气体和粉尘的风量
排污微分方程：
送入量：L y0 dτ 散发量: x dτ 排走量: L y dτ 变化量: d(Vf y)=Vf dy 则： L y0 dτ+ x dτ- L y dτ= Vf dy
稀释排除有害气体和粉尘的风量
排污微分方程求解
y2
d 1 dy
d (Ly0 xLy )
要求水滴<60μm，最大不 超过100μm。风速不大于 3～5m/s。
用于温度高于35℃，辐射 强度大于1400W/m2，细小 雾滴对生产工艺无影响的中、 重作业点。
分散式局部送风系统—喷雾风扇送风
全面通风
全面通风就是对房间进行通风换气, 以稀 释室内有害物, 消除余热, 余温, 使之符合 卫生标准要求。 全面通风的动力可以是自然风压和热压, 也可以是风机风压。 全面通风具体实施方法又可分为全面排 风法, 全面送风法, 全面排送风法和全面 送、局部排风混合法等, 可根据车间的实 际情况采用不同的方法。
根据公式（7-5），某一窗孔的余压
Px' Px Pa gh' ( w n ) Pxa gh' ( w n ) (7-7)
式中ΔPx――某窗孔的内外压差； ΔPa――窗孔a的内外压差； h’――某窗孔至窗孔a的高度差； Pxa―― 窗孔a的余压。
分散式局部送风系统—风扇送风
在作业点附近设置普通轴流风机进 行循环吹风，加快对流散热。 工作点风速要求：
轻作业—2～4m/s 中作业—3～5m/s 重作业—5～7m/s 。 适用于气温不大于35℃，且非产尘 的车间。
分散式局部送风系统—喷雾风扇送风
在普通轴流风机上加设甩水 盘构成
具降温作用，但可引起人造 汗。
局部通风
分为：局部排风和局部送风 局部排风：在集中产生有害物的局部地点, 设置捕 集装置, 将有害物排走, 以控制有害物向室内扩散。 这是防毒, 排尘最有效的通风方法。 局部送风：向局部工作地点送风, 使局部地带造成 良好的空气环境。主要用于局部降温.又分为系统 式和分散式。系统式就是通风系统将室外空气送 至工作地点。分散式借助轴流风扇或喷雾风扇, 直 接将室内空气吹向作业地带进行循环通风。
第三章
通风方法及其通风 系统组成
第三章 通风方法及其通风系统组成
通风 方法 本 章 内 容 框 架
通风 系统
通风方法 分类
各类通风 方法分析
送风系统组成 排风系统组成
局部通风 全面通风 事故通风
第三章 通风方法及其通风系统组成
§3.1 通风方法分类 §3.2 全面通风法的分析计算 §3.3 通风系统的组成
§3.1 通风方法分类
按通风 的动力
分为
自然 通风
机械 通风
自然通风特点 机械通风特点
通风 方法 分类
按通风系统 作用范围分
局部通风 全面通风
事故通风
自然通风特点
依靠室外空气温差所造成的热压, 或利用室外风力作用在建筑物上所 形成的压差, 使室内外的空气进行 交换, 从而改善室内的空气环境。
不需动力,经济; 但进风不能预处 理, 排风不能净化, 污染周围环境; 且通风效果不稳定。
∑Qd = ∑Qs
全面通风的风量平衡与热平衡 热平衡模型
循环风的热量
C Lhxρn(ts-tn)
ts
热交换器 tn
机械进风热量 C Ljj tjj ρjj
自然进风热量 C Lzj tw ρw
∑Qf
通风排风热量 C Lp tn ρn 围护结构、材料失热∑Qh
全面通风的风量平衡与热平衡 热平衡方程：
若首先关闭窗孔b，仅开启窗孔a，
不管最初窗孔a两侧的压差如何，由
于空气的流动，Pa和Pa’会趋于平衡，
窗孔a的内外压差
P (Pa' Pa ) 0
，空气停止流动。
根据流体静力学原理，这时窗孔b
的内外压差
Pb Pb' Pb (Pa' ghn ) (Pa ghw )
(Pa' Pa ) gh(w n ) Pa gh(w n )
稀释排除有害气体和粉尘的风量
排污模型及排污微分方程：
房间体积Vf
通风风量 L(m3/s)
有害物浓度 y0(g/m3)
X(g/s) 车间通风排污模型
通风风量 L(m3/s)
有害物浓度 y(g/m3)
稀释排除有害气体和粉尘的风量
排污微分方程：
房间内有害物浓度的变化情况可根据 “物质平衡”原理建立微分方程 对于连续, 稳定的通风过程, 根据在通风 过程中排出有害物的量应与产生的有害 物量达到平衡的原则有 在dτ时间内： 送入量+散发量-排走量=变化量
变为小于零。这时室外空气就由窗孔a 流入室内，一直到窗孔a的进风量等于 窗孔b的排风量时，室内静压才保持稳 定。由于窗孔a进风，ΔPa<0；窗孔b排 风，ΔPb>0。 根据公式（7-5），
Pb (Pa ) Pb Pa gh(w n )
(7-6)
由上式可以看出，进风窗孔和排风窗孔 两侧压差的绝对值之和与两窗孔的高度
§3.2 全面通风法的分析计算
全面通风的效果取决于气流组织方式, 通 风风量大小及房间内热湿和有害物的产 生量等因素。 本节主要讨论以下内容： 全面通风风量计算 全面通风气流组织 全面通风的风量平衡与热平衡计算 有害物散发量估算 全面通风系统的组成
全面通风风量计算：
全面通风的风量应能确保把各种有害物 (包括有害气体, 粉尘, 水蒸气, 热等)全部 稀释或排除, 使有害物浓度不超过卫生标 准。 由于有害物的性质不同, 应分别计 算所需风量, 然后确定全面通风所需风量。
自然通风风量
ΔP ξ u 2
2
u
2ΔP
ξ
令 1 则
L F 2P
△P—窗孔两侧形成的压力差,Pa; ξ—窗孔的局部阻力系数 μ—窗孔的流量系数；ρ—空气密度，kg/m3 F—窗孔的面积，m2； L—通风量，m3/s
机械通风特点
靠风机动力使空气流动的方法称为机械 通风。 进风和排风可进行处理, 通风参数可根 据要求选择确定, 可确保通风效果, 但通 风系统复杂, 投资费和运行管理费用大。