Приложение А (справочное). Зависимость концентрации частиц и времени восстановления от кратности воздухообмена

Приложение А
(справочное)

Зависимость концентрации частиц и времени восстановления от кратности воздухообмена

Основным источником загрязнений в чистом помещении является человек. Во многих случаях эмиссия загрязнений от оборудования и конструкций мала по сравнению с выделениями от человека и ею можно пренебречь.

Концентрация частиц С в воздухе помещений с приточной вентиляцией в момент времени t рассчитывается (в общем случае) по формуле

,

(А.1)

где - концентрация частиц в начальный момент (при включении системы вентиляции или после внесения загрязнений в воздух) t = 0, ;

- интенсивность выделения частиц внутри помещения, частиц/с;

V - объем помещения, ;

- коэффициент, рассчитываемый по формуле (А.2);

- коэффициент, рассчитываемый по формуле (А.3).

,

(А.2)

где - коэффициент эффективности системы вентиляции, для чистых помещений с неоднонаправленным (турбулентным) потоком принимается = 0,7;

Q - расход приточного воздуха, ;

q - объем воздуха, проникающего внутрь помещения из-за негерметичности (инфильтрация воздуха), ;

х - доля рециркуляционного воздуха;

- эффективность фильтрации рециркуляционного воздуха.

,

(A.3)

где - эффективность фильтрации наружного воздуха;

- концентрация частиц в наружном воздухе, ;

- концентрация частиц в воздухе, поступающем за счет инфильтрации, .

Формула (А.1) включает в себя два слагаемых: переменное и постоянное .

,

(А.4)

где ,

.

Переменная часть характеризует переходный процесс, когда концентрация частиц в воздухе помещения снижается после включения вентиляции или внесения загрязнений в помещение.

Постоянная часть характеризует установившийся процесс, при котором система вентиляции удаляет частицы, генерируемые в помещении (персоналом, оборудованием и пр.) и поступающие в помещение извне (с приточным воздухом, за счет инфильтрации).

В практических расчетах принимают:

- инфильтрацию воздуха равной нулю, q = 0;

- эффективность фильтрации равной 100%, т.е. = 0 и .

Тогда коэффициенты равны

,

.

Формула (А.1) упрощается

,

(А.5)

где N - кратность воздухообмена, ;

.

(А.6)

Пример А.1 Чистое помещение в оснащенном состоянии (без персонала, процесс не ведется)

Рассмотрим чистое помещение со следующими параметрами:

- объем V = 100 ;

- класс чистоты 7 ИСО; оснащенное состояние; заданный размер частиц

0,5 мкм (352000 );

- интенсивность выделения частиц с размерами 0,5 мкм внутри помещения = частиц/с;

- = , частицы с размерами 0,5 мкм;

- кратность воздухообмена N, соответствует ряду 15, 10, 15, 20, 30;

- расход воздуха Q, , рассчитываемый по формуле (А.6)

,

где 3600 - число секунд в 1 часе;

- коэффициент эффективности системы вентиляции для чистых помещений с неоднонаправленным (турбулентным) потоком принимается = 0,7.

Расчет снижения концентрации частиц по истечению времени t выполняем по формуле (А.5):

,

где .

Примечание - При расчетах следует выражать время в секундах.

Данные расчета приведены в таблице А.1.

Таблица А.1 - Изменение концентрации частиц с размерами 0,5 мкм в воздухе в зависимости от кратности воздухообмена с течением времени в оснащенном состоянии

Время t, мин	Концентрация частиц в воздухе при кратностях воздухообмена,
	5	10	15	20	30
0
5
10
15
20
30
40
50
60

Данные таблицы А.1 в графическом даны на рисунке А.1.

Из таблицы А.1 и рисунка А.1 видно, что условие времени восстановления менее 15 - 20 мин (снижения концентрации частиц в воздухе в 100 раз) выполняется для кратностей воздухообмена 15, 20 и 30 . Если допустить время восстановления равным 40 мин, то кратность воздухообмена можно снизить до 10 . В эксплуатации это означает переключение систем вентиляции на рабочий режим за 40 мин до начала работы.

Рисунок А.1 - Изменение концентрации частиц с размерами 0,5 мкм в воздухе в зависимости от кратности воздухообмена с течением времени в оснащенном состоянии

Пример А.2. Чистое помещение в эксплуатации

Чистое помещение то же, что в примере А.1.

Условия:

- эксплуатируемое состояние;

- численность персонала 4 человека;

- интенсивность выделения частиц с размерам 0,5 мкм одним человеком равна частиц/с (используется одежда для чистых помещений);

интенсивность выделения частиц с размерам 0,5 мкм частиц/с (используется одежда для чистых помещений);

- выделение частиц оборудованием практически отсутствует, т.е. учитывается только выделение частиц персоналом;

- = частиц/с;

- = .

Рассчитаем снижение концентрации частиц с течением времени по формулам

,

.

Результаты расчета указаны в таблице А.2.

Таблица А.2 - Изменение концентрации частиц с размерами 0,5 мкм в воздухе в зависимости от кратности воздухообмена с течением времени (используется одежда для чистых помещений)

Время t, мин	Концентрация частиц в воздухе при кратностях воздухообмена,
	5	10	15	20	30
0
5
10
15
20
30
40
50
60

Данные таблицы А.2 показаны в графическом виде на рисунке А.2.

Рисунок А.2 - Изменение концентрации частиц с размерами 0,5 мкм в воздухе в зависимости от кратности воздухообмена с течением времени (используется одежда для чистых помещений)

Как видно из примера А.2, при кратности воздухообмена 10  класс 7 ИСО достигается через 35 мин после начала работы системы вентиляции (если нет других источников загрязнения). Надежное поддержание класса чистоты 7 ИСО обеспечивается с запасом при кратности воздухообмена 15 - 20 .