Вентиляция и кондиционирование
Основы вентиляции
Вентиляция — процесс создания и поддержания обмена воздуха в помещениях для обеспечения оптимальных условий микроклимата (температура, влажность, чистота воздуха).
- Естественная вентиляция: основана на разнице температур и ветровом напоре.
- Принудительная вентиляция: использование вентиляторов и специальных систем для создания потока воздуха.
Основные задачи вентиляции
- Обеспечение притока свежего воздуха.
- Удаление загрязнённого воздуха, пыли, газов.
- Регулирование температуры и влажности.
Физические основы движения воздуха
Воздух рассматривается как газ, подчиняющийся уравнениям газовой динамики.
- Давление, температура и плотность воздуха связаны уравнением состояния идеального газа:
p = ρRT
где p — давление, ρ — плотность, R — удельная газовая постоянная, T — абсолютная температура.
- Движение воздуха в вентиляционных каналах описывается уравнениями Бернулли и Навье-Стокса с учётом сопротивлений.
Виды вентиляционных систем
- Приточная: подача свежего воздуха в помещение.
- Вытяжная: удаление воздуха из помещения.
- Приточно-вытяжная: комбинированная система, обеспечивающая полноценный воздухообмен.
Кондиционирование воздуха
Кондиционирование — комплекс мероприятий по регулированию температуры, влажности, чистоты и скорости движения воздуха.
Термодинамика кондиционирования
Основные процессы, реализуемые в кондиционерах:
- Охлаждение воздуха: снижение температуры и, как правило, удаление избытка влаги (конденсация).
- Нагрев воздуха: при необходимости повышения температуры.
- Увлажнение и осушение воздуха: с помощью специальных устройств.
Аппаратура кондиционирования
- Холодильные машины: используют циклы сжижения и испарения хладагента для охлаждения воздуха.
- Теплообменники: для подогрева или охлаждения приточного воздуха.
- Увлажнители и осушители: регулируют влажность.
Влияние вентиляции и кондиционирования на здоровье и комфорт
- Недостаточная вентиляция приводит к накоплению вредных веществ и углекислого газа.
- Избыточная влажность способствует развитию плесени и микробов.
- Правильно подобранные системы обеспечивают оптимальные условия для работы и отдыха человека.
Расчёт параметров систем вентиляции и кондиционирования
- Определение объёма приточного и вытяжного воздуха.
- Расчёт тепловой нагрузки на охлаждение и нагрев.
- Подбор мощности оборудования.
Используются уравнения теплового баланса и уравнения состояния воздуха, а также эмпирические формулы сопротивлений воздуховодов.