Процесс формирования параметров микроклимата с помощью воздухообмена и есть вентиляционный процесс.

Величина воздухообмена – количество вентиляционного воздуха, которое нужно сменить в помещении, т.е. удалить вытяжными и подать приточными системами для обеспечения санитарно - гигиенического уровня воздушной среды помещения и одновременно удовлетворяющее технологическим требованиям к воздушной среде производственного помещения.

Вентиляция помещений требует больших затрат энергии на обеспечение вентиляционного процесса (обработка и перемещение воздуха), поэтому определение величины воздухообмена и эффективности его протекания имеет большое значение.

Рассмотрим метод определения воздухообмена при общеобменной вентиляции, предложенный профессором Селиверстовым А.Н. в 1932 г.

Если в помещение объема V, м³, в котором происходит выделение вредностей Z, г/ч, подавать приточными системами и удалять вытяжными ежечасно L, м³/ч, воздуха (воздухообмен), то возникает вопрос, какова будет степень разбавления вредностей через τ часов после начала работы вентиляции, т.е. какова будет концентрация вредностей в воздухе, удаляемом из помещения

z_ух, г/м³, в конце рассматриваемого периода, т.е. через τ часов.

В момент включения вентиляции воздух может уже содержать, какое-то количество вредностей, которые образовались за предшествующий период эксплуатации помещения z₀, г/м³. Концентрацию вредностей, содержащихся в приточном воздухе, обозначается z_пр, г/м³.

V

L, z_пр. Z, z_о z_ух., L

Рисунок 1.10 – Принципиальная схема воздухообмена общеобменной вентиляции

Если считать с некоторым допущением, что выделяющиеся в помещении вредности равномерно распространяются по его объему, то можно записать следующее дифференциальное уравнение:

Lz_пр dτ + Zdτ – Lz_ух dτ = Vdz_ух (1.43)

Смысл уравнения следующий: в бесконечно малый промежуток времени dτколичество вредностей, поступивших в помещение с приточным воздухом (первое слагаемое), плюс количество вредностей, выделившихся в помещении (второе слагаемое), минус количество вредностей, удаленных из помещения с вытяжным воздухом (третье слагаемое), будет равно приращению вредностиdz_ухпо всему объему помещения.

Имея ввиду, что величины L, z_пр, V, z_ух являются величинами постоянными, преобразуя уравнение, получим:

= ·z_пр+ – z_ух. (1.44)

Обозначим =k

Cчитая, что в момент включения вентиляции, т.е. при τ=0, концентрация вредных веществ в удаляемом воздухе z_ухравна концентрации в момент включения z_о, и, проинтегрировав это уравнение, получим:

z_ух=(z_пр+ ) [1–exp(–kτ)]+z₀exp(–kτ) (1.45)

При продолжительной работе вентиляции, т. Е., когда τ→ ∞, величинаexp(–kτ)=0. Если величина превращается в ноль, тогда z_ух=(z_пр+ ).

Отсюда величина воздухообмена может быть определена из выражения

L = (1.46)

Если в приточном воздухе вредность отсутствует, то L= .

Отношение величины воздухообмена к внутреннему объему помещения называется кратностью воздухообмена К. Эта величина показывает, сколько раз в течение часа весь объем помещения заполнится приточным воздухом.