Вентиляция бассейнов. Пример расчета — УКЦ
Уважаемые читатели!
Сообщаем, что компания выпустила первую книгу из цикла справочников по проектированию и эксплуатации систем вентиляции, кондиционирования воздуха и холодоснабжения.
Сборник предназначен для широкого круга специалистов, объединенных общей задачей создать на основе климатического оборудования, предлагаемого на российском рынке, наиболее эффективные и оптимальные по стоимости системы вентиляции и кондиционирования.
Материалы справочника построены по классическому образцу определения теплового и воздушного баланса помещений на основе l-d диаграммы влажного воздуха и содержат обширный справочный материал для расчета СКВ.
С разрешения авторов и по согласованию с руководством компании редакция журнала начинает публикации отдельных глав этой книги.
Плавательные бассейны эксплуатируют обычно круглый год. Температура воды в ванне басcейна составляет tw = 26°C, а температура воздуха в рабочей зоне tв = 27°С при относительной влажности ?в = 65% в теплый.
Открытая поверхность воды, мокрые ходовые дорожки отдают в воздух помещения большое количество водяных паров.
Обычно большая площадь остекления создает условия для мощного потока солнечной радиации.
Расчет воздухообмена в теплый период желательно выполнять по параметрам Б и в холодный тоже по Б.
Помещение бассейна оборудуется системой водяного отопления, полностью снимающей тепловые потери помещения. Для предотвращения конденсации влаги на внутренней поверхности окон, отопительные приборы должны устанавливаться непрерывной цепочкой под окнами, с тем, чтобы внутренняя поверхность стекол была нагрета на 1-1,5°С выше температуры точки росы.
Температуру точки росы tт.р удобно вычислять по эмпирической формуле:
(23.1)
либо сканировать с J-d диаграммы. Для теплого периода tт.р = 18°С, для холодного tт.р = 16°С.
На испарение воды затрачивается значительное количество тепла из воздуха помещения.
Температура поверхности воды на 1°С ниже температуры в ванне.
Подвижность воздуха в помещении бассейна должны составлять величину и быть уж ни как не выше V = 0,2 м/с по оси приточной струи у входа ее в рабочую зону.
| Рис. 23.1 |
Конструктивно ванна бассейна окружена ходовыми дорожками с электро или теплоподогревом и температура их поверхности составляет tо.д = 31°С.
На конкретном примере рассчитаем воздухообмен для помещения бассейна.
Исходные данные.
Район строительства: Московская область.
Теплый период: tн = 28, 5°С Jн = 54 кДж/кг dн = 9,9 г/кг
Холодный период: tн = — 26°С Jн = — 25, 3 кДж/кг dн = 0,4 г/кг
Геометрические размеры и площадь ванны бассейна: 6х10 м = 60 м2
Площадь обходных дорожек: 36 м2
Размеры помещений: 10х12 м = 120 м2, высота 5 м.
Число пловцов: N = 10 человек.
Температура воды: tw = 26°C
Температура воздуха рабочей зоны: tв = 27°С
Температура воздуха удаляемого из верхней зоны помещения: tу = 28°С
Тепловые потери помещения: 4680 Вт.
Расчет воздухообмена в теплом периоде.
Поступления явного тепла.
1. Теплопоступления от освещения в холодный период года:
(23.2)
2. От солнечной радиации (подсчитано ранее) Qcр
3. От пловцов: Qпл =qя ·N(1-0,33)=60·10·0,67 = 400 Вт (23.3)
где коэффициент 0,33 — доля времени, проводимая пловцами в бассейне.
4. От обходных дорожек:
(23.4)
?хд = 10 Вт/м2°С — коэффициент теплоотдачи обходных дорожек
5. Теплопотери на нагрев воды в ванне:
(23.5)
Q = 4,0 Вт/м2°С — коэффициент теплоотдачи явного тепла
tпов = tw — 1°C = 26 -1 = 25°C — температура поверхности (23.6)
6. Избытки явного тепла (днем):
(23.
7)
Поступление влаги.
1. Влаговыделения от пловцов:
Wпл = q · N (1- 0,33) = 200 · 10(1- 0,33) = 1340 г/ч (23.8)
2. Поступление влаги с поверхности бассейна:
(23.9)
где А — опытный коэффициент, который учитывает интенсификацию испарения с поверхности воды при наличии купающихся по сравнению со спокойной
поверхностью. Для оздоровительных плавательных бассейнов А = 1,5;
F = 60 м2 — площадь зеркала воды;
? — коэффициент испарения кг/м2 ч
(23.10)
где V — подвижность воздуха над ванной бассейна, V = 0,1 м/с
dв = 13,0 г/кг при tв = 27°С и ?в = 60 %
dw =20,8 при ? = 100% и tпов = tw — 1°C
Температура поверхности ванны: tпов = 26 — 1 = 25°С
3. Поступление влаги с обходных дорожек.
Площадь смоченной части обходных дорожек составляет 0,45 от всей их площади. Количество испаряемой влаги рассчитывается по формуле:
Wод = 6,1(tв — tмт) · F, г/ч (23.
11)
где температура мокрого термометра tмт = 20,5°С
Wод = 6,1(27 — 20,5) · 36 · 0,45 = 650 г/ч
4. Общее поступление влаги:
W = Wпл + WБ + Wод = 1,34 +18,9 + 0,65 = 20,9 кг/ч (23.12)
Полное тепло.
1.
(23.13)
(23.14)
Qскр.пл =0,67 · 10(197 — 60)3,6 = 3300 кДж/ч
2. Тепловлажностное отношение:
(23.15)
Проводим луч процесса через (.) В и на пересечении с dн = const лежит точка приточного воздуха, а на пересечении с tу = 28°С — (.) У (рис. 23.1)
Продолжение следует…
Расчет вентиляции горячих цехов — TIKKAFOODS
Для расчета воздухообмена горячих цехов во Франции и Бельгии используется несколько различных методик. Для наглядного сравнения результатов расчетов по ним в качестве примера возьмем горячий цех школьной столовой:
- Фритюрница электрическая (загрузка 30 кг, 10 л масла) 7,5 кВт
- Плита — 4 конфорки (11,5 кВт) печь-духовка (5 кВт)
- Мармит электрический на водяной бане (60 л) 15 кВт
- Сковорода опрокидывающаяся электрическая 15 кВт
- Конвектомат электрический (6 уровней) 10 кВт
Таким образом, теплонапряженность данного горячего цеха составляет:
(7,5 11,5 5 15 15 10) х 1000 / 15 = 4267 Вт/кв.
м
Для сравнения: по МГСН 4.14-98 «в горячих цехах теплонапряженность не должна превышать 200-210 Вт на 1 кв. м производственной площади».
1. Метод кратностей воздухообмена
Герман Рекнагель (Hermann Recknagel), основываясь на немецкой методике VDI 20.52, рекомендует следующие величины кратности воздухообмена в зависимости от назначения и высоты горячего цеха:
| Тип помещения | Высота помещения, м | Кратность воздухообмена, 1/час (приток / вытяжка) |
| Горячий цех средних размеров (рестораны, гостиницы) | 3-4 | 20 / -30 |
| 4-6 | 15 / -20 | |
| Горячий цех больших размеров (казармы, больницы) | 3-4 | 20 / -30 |
| 4-6 | 15 / -20 | |
| более 6 | 10 / -15 |
Метод кратностей воздухообмена используется для быстрого определения расходов воздуха в начале проектирования, однако для расчета горячих цехов считается весьма приблизительным и в качестве основной методики расчета не используется.
Для нашего горячего цеха расход удаляемого воздуха составит:
15 х 3 х 30 = 1350 куб.м/час
2. Метод скорости всасывания
Гарантированное удаление витающих в воздухе частиц и запахов обеспечивается соблюдением минимально необходимой скорости воздуха во фронтальной и боковых плоскостях, заключенных между краем теплового оборудования (плиты) и нижним краем вытяжного зонта. Стороны, примыкающие к стенам, в расчете не участвуют. В зависимости от типа технологического оборудования значение этой скорости лежит в пределах от 0,2 м/с (для мармита) до 0,5 м/с (для фритюрницы). Средняя скорость принимается 0,3 м/с. Считается, что для эффективной работы зонт должен выступать в плане за размеры оборудования на 150…300 мм.
Для горячего цеха рассматриваемой столовой: вытяжной пристенный зонт размером 1200×4000 мм установлен над технологическим оборудованием (общие габариты 900×4000 мм). Высота блока технологического оборудования 850 мм, высота подвеса зонта 1900 мм, задняя и боковые поверхности между зонтом и оборудованием примыкают к стенам.
Определяем площадь плоскостей, ограниченных краями вытяжного зонта и оборудованием:
Длина плоскости: 4,0 м
Высота плоскости:
((1,2-0,9)2 (1,9-0,85)2 )1/2 = 1,05 м
Площадь поверхности, через которую проходит воздух:
4,0 х 1,05 = 4,2 кв.м
Приняв скорость 0,3 м/с, мы получаем расход по вытяжке:
4,2 х 0,3 х 3600 = 4536 куб.м/час
Следует обратить внимание на тот факт, что если бы боковые поверхности зонта не примыкали к стенам, то расход воздуха был бы значительно больше (порядка 7100 куб.м/час).
Метод скорости всасывания прост и гарантирует нормальную работу зонта по удалению дыма, пара и тепла. Этот метод рекомендуется применять как поверочный для других расчетных схем и только для традиционных вытяжных зонтов.
3. Метод мощности оборудования
Метод мощности оборудования основывается на немецком нормативе VDI 20.52. Этот документ включает в себя таблицы, которые приводят удельные количества явной и скрытой теплоты, выделяемой оборудованием в помещение на 1 кВт подведенной к технологическому оборудованию мощности.
Эта методика хороша тем, что она научно обоснованно учитывает тепловыделения каждого типа оборудования.
К недостаткам относят тот факт, что VDI 20.52 была разработана в 1984-м году; с тех пор технологическое оборудование изменилось; соответственно, некоторые значения явной и скрытой теплоты требуют проверки.
На основании этого метода производители оборудования составили таблицы для реального технологического оборудования:
| Расход удаляемого воздуха (куб.м/час) на 1 кВт мощности | ||
| Оборудование | Электричество | Газ |
| Мармит | 40 | 60 |
| Скороварка | 25 | — |
| Конвектомат | 50 | — |
| Гриль, саламандр | 166 | 166 |
| Плита конфорочная (с закрытым огнем) | 161 | 176 |
| Сковорода опрокидывающаяся | 161 | 176 |
| Фритюрница | 141 | — |
| Печь | 161 | 176 |
| Гриль на углях | 252 | 307 |
| Водяная баня, тепловой стол | 151 | — |
| Кипятильник | 15 | — |
| Холодильное оборудование | 302 | — |
| Печь микроволновая | 15 | — |
| Печь для пиццы | 76 | — |
| Плита индукционная | 101 | — |
Для каждой единицы оборудования нужно умножить мощность на коэффициент одновременности, который учитывает несинхронность работы аппаратов тепловой обработки на полную мощность.
Если этот коэффициент не известен, то его берут из таблицы:
| Тип кухни | Коэффициент одновременности |
| Кухня ресторана | 0,8-1 |
| Кухня ресторана быстрого питания | 0,8-1 |
| Кухня для обучения персонала | 0,5-0,7 |
| Кухня столовой | 0,5-0,8 |
Возвращаясь к примеру со школьной столовой, подсчитаем расходы воздуха для установленного в ней оборудования:
| Оборудование | Мощность, кВт | Расход удаляемого воздуха, куб. м/час |
|
| 1 | Фритюрница | 7,5 | 141 х 7,5 = 1058 |
| 2 | Плита (4 конфорки печь-духовка) | 11,5 5 | 161 х 11,5 126 х 5 = 2482 |
| 3 | Мармит на водяной бане | 15 | 40 х 15 = 600 |
| 4 | Сковорода опрокидывающаяся | 15 | 161 х 15 = 2415 |
| 5 | Конвектомат | 10 | 50 х 10 = 500 |
Принимая коэффициент одновременности равным 0,65, получаем общий расход воздуха, удаляемого из горячего цеха:
(1058 2482 600 2415 500) х 0,65 = 4585 куб.м/час
4. Метод типа оборудования
Согласно этому методу расход воздуха определяется для каждой единицы технологического оборудования и затем суммируется.
| Оборудование | Тип | Объем удаляемого воздуха, куб.м/час |
| Плита | газ | 1500 (на 1 кв.м поверхности) |
| электричество | 1000 (на 1 кв.м поверхности) | |
| Мармит | 75 литров | 500 |
| 100 литров | 600 | |
| 150 литров | 800 | |
| 200 литров | 1000 | |
| 250 литров | 1100 | |
| 300 литров | 1200 | |
| 500 литров | 1500 | |
| Сковорода опрокидывающаяся | газ | 1500 |
| электричество | 1000 | |
| Гриль роторный | 1000 | |
| Стол тепловой | газ | 450 (на 1 кв. м поверхности) |
| электричество | 300 (на 1 кв.м поверхности) | |
| Конвектомат | 6 уровней GN1/1 | 1000 |
| 20 уровней GN2/1 | 2000 | |
| Пароконвектомат | малая модель | 1000 |
| большая модель | 2000 | |
| Кипятильник | 450 | |
| Гриль | газ | 3000 (на 1 кв. м поверхности) |
| электричество | 2000 (на 1 кв.м поверхности) | |
| Печь традиционной конструкции с естественной конвекцией | 300 | |
| Открытый огонь | 200-500 | |
| Фритюрница | менее 300 порций | 1000 (на 10 л масла) |
| более 300 порций | 2500 (на 50 л масла) |
Видно, что данная методика учитывает площадь тепловыделяющего оборудования, но не принимает в расчет его мощность. Для рассчитываемой нами столовой расходы удаляемого воздуха по этому методу составят:
| Оборудование | Расход удаляемого воздуха, куб. м/час |
|
| 1 | Фритюрница (10 л масла) | 1000 |
| 2 | Плита (4 конфорки печь-духовка) | 1000 300 = 1300 |
| 3 | Мармит на водяной бане (60 л) | 500 |
| 4 | Сковорода опрокидывающаяся | 1000 |
| 5 | Конвектомат (6 уровней) | 1000 |
Учитывая коэффициент одновременности (0,65), получаем общий расход воздуха, удаляемого из горячего цеха:
(1000 1300 500 1000 1000) х 0,65 = 3120 куб.м/час
5. Заключение
| Метод | Примечания | Расход удаляемого воздуха, куб. м/час |
|
| 1 | метод кратностей воздухообмена | ориентировочный метод | 1350 |
| 2 | метод скорости всасывания | поверочный метод для других методик; подходит только для традиционных зонтов | 4536 |
| 3 | метод мощности оборудования | наиболее часто применяемый | 4585 |
| 4 | метод типа оборудования | не учитывает мощность оборудования | 3120 |
Видно, насколько некорректен метод расчета по кратностям для современной кухни, насыщенной тепловыделяющим оборудованием.
Обращает на себя внимание и тот факт, что европейских инженеров не смущает кратность воздухообмена в горячем цехе 70…100 обменов в час; при том, что подвижность воздуха ограничена пределами 0,3-0,5 м/с.
Расходы воздуха, получаемые по описанным методам (кроме метода кратностей), даны для вытяжных зонтов традиционной конструкции. Применительно к системе фильтрующих потолков расчетные расходы должны быть уменьшены на 20…25%, к приточно-вытяжным зонтам — на 30…40 %.
Энергопотребление системы вентиляции составляет примерно 30% от общего потребления энергии современной профессиональной кухни (остальные затраты — тепловая обработка пищи 30%, холодильная техника 10%, горячее водоснабжение 15%, мойка посуды 15%). Фильтрующие потолки и приточно-вытяжные зонты позволяют значительно экономить долю энергии, приходящуюся на вентиляцию, и потому активно внедряются. Статистика показывает, что во Франции сейчас примерно 50% горячих цехов оборудовано традиционными вытяжными зонтами, примерно 23% — приточно-вытяжными индукционными зонтами и около 27% — фильтрующими потолками.
Источник: aircon.ru
Простая формула для регулировки давления углекислого газа в артериальной крови
Простая формула для регулировки напряжения углекислого газа в артериальной крови
Скачать PDF
Скачать PDF
- Опубликовано:
- H. R. Wexler 2 и
- Peter Lok 1
Журнал Канадского общества анестезиологов том 28 , страницы 370–372 (1981)Цитировать эту статью
44 тыс.
обращений31 цитирование
49 Альтметрический
Детали показателей
обращенийAbstract
Для повышения точности регулировки кислотно-щелочного баланса у пациентов, находящихся на искусственной вентиляции легких, мы вывели формулу: Требуемая минутная вентиляция = известный артериальный Pco 2 x известная минутная вентиляция / желаемый артериальный Pco 2 , которая позволяет рассчитать минутную вентиляцию требуется для получения желаемого артериального Pco 2 путем измерения существующего артериального Pco 2 пациента и минутной вентиляции.
Это было проверено на пятидесяти пациентах с использованием четырех типов вентиляторов и оказалось статистически точным, при этом средняя разница между прогнозируемым и наблюдаемым Pco 2 составила 0,153 кПа (1,15 торр) ± SEM. 0,798.
Резюме
Pour améliorer la précision du réglage de l’équilibre acido-basique chez les malades sous fan mecanique nous vaons déduit la формула: Ventilation minute requise =Pco 2 артерия, соединяющая вентиляцию, минутная, продолжающаяся/ Pco 2 артерия, необходимая для расчета минутной потребности в вентиляции, необходимая для производства и niveau de Pco 2 052 Актуальная артерия пациента и вентиляция минута. Эта формула позволяет проверить 50 пациентов, имеющих четыре типа аппаратов ИВЛ, и получить статистические данные о точной статистике с учетом разницы между значениями времени между Pco 2 и наблюдать за 0,153 кПа (1. 15 торр) + S.E.M. 0,798.
Скачайте, чтобы прочитать полный текст статьи
Ссылки
Нанн, Дж. Ф. Прикладная физиология дыхания, 2-е издание. Лондон: Баттервортс (1977).
Google Scholar
Райли Р.Л. и Курнан А. Анализ факторов, влияющих на парциальные давления кислорода и углекислого газа в газах и крови легких. Дж. Заявл. Физиол. 1 : 825 (1951).
Google Scholar
Watson, W.E. Наблюдения за физиологическим мертвым пространством при прерывистом дыхании с положительным давлением. бр. Дж. Анаст. 34 : 502 (1962).
Артикул пабмед КАС Google Scholar
Нанн, Дж. Ф. Прикладная физиология дыхания, 2-е издание, Лондон: Баттервортс (1977).
Google Scholar
«>Рэдфорд, Е.П. Стандарты вентиляции для использования при искусственном дыхании. Дж. Заявл. Физиол. 7 : 451 (1955).
ПабМед Google Scholar
Ссылки для скачивания
Информация об авторе
Авторы и организации
Департамент респираторных технологий, Университет Западного Онтарио, Университетская больница, Лондон, Онтарио, Канада
Peter Lo k
Отделение анестезии, университет Больница, Почтовая ул. А., Лондон, POBox 5339, N6A 5A5, Канада
H. R. Wexler
Авторы
- H. R. Wexler
Просмотреть публикации автора
Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar
- Peter Lok
Просмотр публикаций автора
Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar
Права и разрешения
Перепечатка и разрешения
Об этой статье
Введение в вентиляторы и измерения скорости вентиляции
Скачать PDF
Abstract
В этих указаниях по применению содержится вводная информация о вентиляторах и их основных функциях.
В нем обсуждается, как измеряется скорость вентиляции, и приводится формула для определения того, достаточен ли дыхательный объем газообмена для пациента. Упомянутые подфункции системы включают определение воздушно-кислородной смеси, управление воздушно-кислородной смесью, управление вдохом, интерфейс связи с техником/врачом и систему сигнализации.
Обзор
Аппарат ИВЛ представляет собой электромеханическое (или, возможно, полностью механическое) устройство, предназначенное для обеспечения всего или части усилия, необходимого для перемещения газа в легкие человека и из них.
Газообмен в легких необходим для насыщения крови кислородом для распределения по клеткам организма и для удаления углекислого газа из крови, которую собрала кровь. Обмен в легких происходит только в мельчайших воздухоносных путях и альвеолах, крошечных газообменных мешочках. Чтобы определить, достаточно ли газообмена для поддержания жизни человека, измеряется скорость вентиляции.
Интенсивность вентиляции выражается объемом газа, поступающего в легкие или выходящего из них за определенный промежуток времени. Его можно рассчитать, умножив объем газа, вдыхаемого или выдыхаемого во время вдоха (дыхательный объем) на частоту дыхания [например, 0,4 л (или 0,4 л) × 15 вдохов/мин = 6 л/мин].
Таким образом, аппарат ИВЛ должен создавать дыхательный объем и частоту дыхания, которые обеспечивают достаточную вентиляцию, но не слишком большую вентиляцию, чтобы удовлетворить потребности организма в газообмене.
Функциональная блок-схема системы вентиляции.
Операция
Процесс начинается с создания правильной воздушно-кислородной смеси, чтобы обеспечить пациента желаемой концентрацией кислорода от 21% до 100%. Период вдоха — это период, в течение которого пациент вынужден вдыхать, и он контролируется закрытием электромагнитного клапана. Максимальное давление вдоха задается настройкой сброса клапана вдоха. Когда клапан вдоха открыт, воздушно-кислородная смесь выбрасывается в атмосферу, и пациент выдыхает.
Однако, если это возможно, пациент может свободно вдыхать и выдыхать, когда клапан вдоха открыт. Следовательно, вентилятор периодически форсирует вдох, но не ограничивает его.
Аппарат ИВЛ является жизненно важным устройством. Он должен по умолчанию находиться в безопасном состоянии, если один компонент выходит из строя, и он должен контролировать свою собственную деятельность и при необходимости подавать аварийные сигналы. Система аварийной сигнализации, отдельная от системы управления, отслеживает критические значения давления и принимает меры в случае обнаружения условий сбоя избыточного или пониженного давления или если время вдоха выходит за установленные пределы.
Основные подфункции, которые система должна отслеживать и контролировать, можно разделить следующим образом:
- Датчик воздушно-кислородной смеси Контролируя давление обоих газовых потоков, контроллер может рассчитать правильную смесь.
- Регулятор воздушно-кислородной смеси Контроллер может изменять состав смеси, манипулируя состоянием электромагнитных клапанов, соединяющих входные газы.
- Контроль вдоха Регулируемый клапан устанавливает максимальное давление в дыхательных путях, а электромагнитный клапан обеспечивает периодический вдох со скоростью, определяемой терапевтом. Система управления этим соленоидным клапаном имеет несколько режимов, что позволяет терапевту удовлетворять целый ряд потребностей пациента, от периодической помощи до полной поддержки.
- Интерфейс связи с техником/врачом Для этого требуется возможность отображать информацию, а также получать данные от медицинской бригады. Это могут быть драйверы ЖК-дисплея, контроллеры сенсорного экрана и звуковые оповещения (звуковые сигналы, тональные сигналы и т. д.).
- Система сигнализации Необходимо контролировать все аспекты, критически важные для безопасной работы, включая состояние источника питания, максимальное и минимальное давление вдоха и целостность синхронизации. Эта система сигнализации должна быть отделена от системы управления, и некоторые компоненты, такие как датчики давления, могут быть соответственно дублированы.
