Понятие о кратности воздухообмена. Принцип расчета воздухообмена по избыткам тепла, влаги, вредных веществ

План

 

 

1. Зануление как метод обеспечения электробезопасности. Область применения, принцип действия                                                              3        
2. Понятие о кратности воздухообмена. Принцип расчета

воздухообмена по избыткам тепла, влаги, вредных веществ                    5                                         

3. Задача 2.2                                                                                                  6
4. Задача 21.3                                                                                               9
5. Список использованной литературы                                                     12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Зануление  как метод обеспечения электробезопасности. Область применения, принцип действия

         Зануление - преднамеренное электрическое соединение с глухо заземленной нейтралью трансформатора в трехфазных сетях металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением.  
В сетях однофазного тока части электроустановки соединяются с глухозаземленным выводом источника тока, а сетях постоянного тока – с заземленной точкой источника.  При занулении нейтраль заземляется у источника питания. Эта система имеет наибольшее распространение. Оно считается основным средством обеспечения электробезопасности в трехфазных сетях с заземленной нейтралью напряжением до 1000 В. В сети с занулением следует различать нулевые защитный и рабочий проводники. 
          Для соединения открытых проводящих частей потребителя электроэнергии с глухозаземленной нейтральной точкой источника используется нулевой защитный проводник. Нулевым защитным проводником называется проводник, соединяющий зануляемые части потребителей (приемников) электрической энергии с заземленной нейтралью источника тока. Нулевой рабочий проводник используют для питания током электроприемников и тоже соединяют с заземленной нейтралью, но через предохранитель. 
          Использовать нулевой рабочий провод в качестве нулевого защитного нельзя, так как при перегорании предохранителя все подсоединенные к нему корпуса могут оказаться под фазным напряжением! 
          Зануление необходимо для обеспечения защиты от поражения электрическим током при косвенном прикосновении за счет снижения напряжения корпуса относительно земли и быстрого отключения электроустановки от сети.

         

          Область применения зануления:

• электроустановки напряжением до 1 кВ в трехфазных сетях переменного тока с заземленной нейтралью (система TN – S; обычно это сети 220/127, 380/220, 660/380 В);
• электроустановки напряжением до 1 кВ в однофазных сетях переменного тока с заземленным выводом;
• электроустановки напряжением до 1 кВ в сетях постоянного тока с заземленной средней точкой источника.

          Принцип действия зануления. При замыкании фазного провода на зануленный корпус электропотребителя образуется цепь тока однофазного короткого замыкания (то есть замыкания между фазным и нулевым защитным проводниками). Ток однофазного короткого замыкания вызывает срабатывание максимальной токовой защиты, в результате чего происходит отключение поврежденной электроустановки от питающей сети. Кроме того, до срабатывания максимальной токовой защиты происходит снижение напряжения поврежденного корпуса относительно земли, что связано с защитным действием повторного заземления нулевого защитного проводника и перераспределением напряжений в сети при протекании тока короткого замыкания.  Следовательно, зануление обеспечивает защиту от поражения электрическим током при замыкании на корпус за счет ограничения времени прохождения тока через тело человека и за счет снижения напряжения прикосновения.

 

 

 

 

2. Понятие о кратности воздухообмена. Принцип расчета воздухообмена по избыткам тепла, влаги, вредных веществ

          Кратность воздухообмена — количество смен воздуха в помещении в единицу времени. Обычно кратность воздухообмена обозначают и измеряют в 1/ч.

          Формула расчета необходимого воздухообмена:

где L — объем поступающего воздуха, м³/ч;  Q_вал  — валовое выделение в помещение фактора, по которому ведется расчет (вредные или санитарно-показательные вещества, тепло, влага), л/ч, г/ч;  q_пом. — предельно допустимая концентрация (уровень) фактора, по которому ведется расчет; q_{пр.возд.} — концентрация (уровень) фактора, по которому ведется расчет, в приточном воздухе.

          Для помещений с тепловыделениями потребный воздухообмен рассчитывается по избыткам явного тепла, с тепло - и влаговыделениями— по избыткам явного тепла, влаги и скрытого тепла, а с выделениями газов, паров и пыли — по количеству выделяющихся вредностей, из условия обеспечения в воздухе рабочей зоны их предельно допустимых концентраций. При одновременном выделении в помещение вредных веществ, тепла и влаги необходимый воздухообмен должен определяться по ведущему фактору, для приведения которого в соответствие с санитарными нормами требуется наибольшее количество вентиляционного воздуха.

 

 

 

 

 

Задача 2.2

 

Рассчитать необходимый  воздухообмен в помещении объемом V, если через неплотности оборудования в рабочую зону поступают вредные вещества   в количестве G. Содержание соответствующего вещества в приточном воздухе К_пр.

Определить, будет ли при этом соответствовать  норме скорость движения воздуха в рабочей зоне.

Дать краткую характеристику вентиляционных систем, применяемых на предприятиях пищевой промышленности. Что понимают под рабочей зоной производственного помещения?

Исходные данные:

V=150 м³   ; G=20,6 г/час – вещество - оксид углерода ; К_пр=2,0 мг/ м³

Решение:

Рассчитываем воздухообмен  L (м³/час) по формуле:

G – колличество вредного вещества, поступающего каждый час в рабочую зону, г/час или кг/час (соответственно вводятся переводные коэффициенты 10³ или 10⁶, для нашего случая вводим коэффициент 10³).

          К_пдк – предельно допустимая концентрация вредного вещества, мг/м³

                         ПДК_рз окиси углерода 20 мг/ м³

          К_пр – концентрация того же вредного вещества в приточном воздухе,   мг/м³.

L = 20,6 * 10³ / ( 20 –2) =1144,4 мг/ м³

Рассчитываем кратность воздухообмена, который показывает сколько  раз   в час меняется воздух в объеме всего помещения: 1/час, где V – объем помещения, м³.

 

n = 1144,4/150=7,62

          По кратности воздухообмена судят о скорости движения воздуха. В общем случае скорость движения воздуха будет соответствовать норме, если кратность воздуха не превышает 3-5 раз в час. В данной задаче кратность воздухообмена равна 7,62 1/час, следовательно скорость движения воздуха в рабочей зоне не соответствует норме.

Краткая характеристика вентиляционных систем, применяемых  на предприятиях пищевой промышленности.

Вентиляция вытеснением

          Вентиляция вытеснением является наиболее эффективным методом воздухообмена на промышленных объектах. Помимо промышленных объектов данный тип вентиляции весьма популярен в устройстве, так называемых, систем комфортной вентиляции. При правильно рассчитанной схеме данный метод воздухообмена позволяет достигать наиболее высоких показателей качества воздуха. Вентиляция вытеснением работает по следующему принципу. Воздух подается на нижний уровень и течет в рабочую зону с минимальной скоростью. Под рабочей зоной подразумевают часть комнаты или помещения занимаемую или используемую людьми. Как правило, рабочей зоной считают пространство, отстоящее на 50 см от стен и оконных проемов и от 10 до 180 см над полом. Помимо рабочей зоны различают прилегающую зону. Прилегающая зона - это пространство вокруг приточного диффузора, где воздух имеет свою локальную скорость. Комфортная вентиляция подразумевает, что скорость воздуха около диффузора не должна превышать 0,2м/с. Для работы принципа вентиляции вытеснением приточный воздух, подаваемый в рабочую зону, должен иметь немного меньшую температуру, чем воздух помещения.

Для комфортных систем температура  подаваемого воздуха должна быть на 1-3С ниже комнатной температуры, а для промышленных зданий или специальных систем на 1-5С. Если же температура приточного воздуха будет слишком низкой относительно температуры основного воздуха помещения, то возникает риск возникновения конвекционных потоков.

Вентиляция вытеснением  имеет ряд преимуществ и недостатков.

Преимущества:

· вентиляция вытеснением  удобна в эксплуатации в промышленных зданиях и объектах, при значительных выделениях вредных примесей и тепловой энергии;

· правильно спроектированная вентиляция вытеснением имеет высокий  коэффициент полезного действия и обеспечивает высокое качество воздуха.

Недостатки:

· приточные диффузоры такой вентиляционной системы требуют более широких площадей для размещения;

· приточные диффузоры  могут быть случайно загромождены и эффективность вентиляции значительно снизиться;

· прилегающая зона значительно  расширяется;

· вертикальный температурный градиент вырастает.

         Под вертикальным температурным градиентом понимают разницу температур приточного воздуха и воздуха под потолком. Оптимальная разница температур для жилых помещений должна находиться в пределах 2-3С. При проектировании вентиляции по принципу вытеснения важно учитывать взаимное расположение отопительных устройств, а также их мощность. От этого зависит динамика воздушных потоков внутри помещения. Приточный воздух, подаваемый из диффузоров в рабочую зону снизу, может смешиваться с посторонними течениями воздуха, в связи с чем происходит неравномерный нагрев воздушных слоев по высоте и в некоторых случаях смещение теплого воздуха вниз. На практике это означает, что вентиляция вытеснением сменилась на вентиляцию перемешиванием.

Рабочая зона производственного помещения

В соответствии с ГОСТ 12.1.005-88 ОБЩИЕ САНИТАРНО-ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ВОЗДУХУ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ «Рабочая зона - пространство, ограниченное по высоте 2 м над уровнем пола или площадки, на которых находятся места постоянного или непостоянного (временного) пребывания работающих»

 

Задача 21.3

 Провести сравнительный анализ экономической эффективности затрат двух предприятий на улучшение условий труда и сделать вывод о том, на каком предприятии средства израсходованы более эффективно.

Исходные данные для  расчета (в тыс. руб.): общая годовая  экономия, полученная в результате внедрения трудоохранных мероприятий, Э_о1 и Э_о2; единовременные затраты К₁ и К₂; текущие расходы С₁ и С₂.

Дать пояснения из каких показателей складывается годовая экономия? На какие цели предприятие имеет право расходовать эти средства?

Исходные данные: Э_о1=204,6 тыс.руб. К₁=588,4 тыс.руб. С₁=75,8 тыс.руб.

                                 Э_о2=185,2 тыс.руб. К₂=574,5 тыс.руб. С₂=72,8 тыс.руб.

Решение:

Экономическое обоснование мероприятий по улучшению условий и повышению безопасности труда производят сопоставлением полученных экономических результатов (общей годовой экономии) мероприятий с затратами на их осуществление.

Эффективными считаются те мероприятия, затраты на которые не превышают достигнутой экономии.

Для оценки экономической эффективности трудоохранных мероприятий определяют следующие показатели:

• годовой экономический эффект Ээ, тыс.руб.;
• экономическую эффективность общих расходов Ээ° общих затрат;
• показатель эффективности капитальных вложений;
• срок окупаемости капитальных вложений Тк, лет.

1)Годовой экономический  эффект:

Ээ = Эо – (С + Ен*К)

где, С – текущие (эксплуатационные) расходы, тыс.руб.;

К – капитальные (единовременные) затраты на трудоохранные мероприятия, тыс.руб.

Ен – нормативный коэффициент экономической эффективности капитальных вложений, который для мероприятий по охране труда равен 0,08.

 Ээ₁ =204,6-(75,8+0,08*588,4)=204,6-122,87=81,728 тыс.руб.

           Ээ₂= 185,2-(75,8+0,08*574,5)=185,2-118,76=66,4 тыс.руб.

2) Экономическая эффективность  общих затрат 

 Ээ° = Эо / (С + Ен * К)

Ээ°₁=204,6/(75,8+0,08*58,4)=1,66 тыс.руб.

Ээ°₂=185,2/(72,8+0,08*574,5)=1,55 тыс.руб.

3) Показатель эффективности капитальных вложений:

Эк = (Эо – С)/К

Эк₁=(204,6-75,8)/588,4=0,2188 тыс.руб.

Эк₂=(185,2-72,8)/574,5=0,1956 тыс.руб.

          Показатель эффективности капитальных вложений следует сопоставлять с нормативным Е_н. Если Эк > Е_н , следовательно кап.вложения эффективны.

Эк₁= 0,2188 тыс.руб. >0,08 - кап.вложения эффективны.

Эк₂₌ 0,1956 тыс.руб. >0,08 – кап.вложения эффективны.

          Сравнивая показатели двух предприятий из расчетов видно, что капитальный вложения первого предприятия более эффективны.