ГОСТ Р 56190-2014. Национальный стандарт Российской Федерации. Чистые помещения. Методы энергосбережения

Приложение A

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

 

(A.1)

 

где C₀ - концентрация частиц в начальный момент (при включении системы вентиляции или после внесения загрязнений в воздух) t = 0, частиц/м³;

n_p - интенсивность выделения частиц внутри помещения, частиц/с;

V - объем помещения, м³;

k₁ - коэффициент, рассчитываемый по формуле (A.2);

k₂ - коэффициент, рассчитываемый по формуле (A.3).

 

(A.2)

 

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

Q - расход приточного воздуха, м³/с;

q - объем воздуха, проникающего внутрь помещения из-за негерметичности (инфильтрация воздуха), м³/с;

x - доля рециркуляционного воздуха;

- эффективность фильтрации рециркуляционного воздуха.

 

(A.3)

 

где - эффективность фильтрации наружного воздуха;

C_нар - концентрация частиц в наружном воздухе, частиц/м³;

C₁ - концентрация частиц в воздухе, поступающем за счет инфильтрации, частиц/м³.

Формула (A.1) включает в себя два слагаемых: переменное C_var и постоянное C_const.

 

C = C_var + C_const, (A.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. и .

Тогда коэффициенты равны:

k₂ = 0.

Формула (A.1) упрощается

 

(A.5)

 

где N - кратность воздухообмена, ч^-1;

 

Q = N·V. (A.6)

 

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

Рассмотрим чистое помещение со следующими параметрами:

- объем V = 100 м³;

- класс чистоты 7 ИСО; оснащенное состояние; заданный размер частиц 0,5 мкм (352000 частиц/м³);

- интенсивность выделения частиц с размерами >= 0,5 мкм внутри помещения n_p = 10³ частиц/с;

- C₀ = 10⁷ частиц/м³, частицы с размерами >= 0,5 мкм;

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

- расход воздуха Q, м³/с, рассчитываемый по формуле (A.6)

 

 

где 3600 - число секунд в 1 часе;

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

Расчет снижения концентрации частиц по истечении времени t выполняем по формуле (A.5):

 

 

где

 

 

Примечание. При расчетах следует выражать время в секундах.

Данные расчета приведены в таблице A.1.

 

Таблица A.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, ч-1
	5	10	15	20	30
0	107	107	107	107	107
5	7,5·106	5,6·106	4,2·106	3,1·106	1,7·106
10	5,6·106	3,1·106	1,7·106	9,7·105	3,0·105
15	4,2·106	1,7·106	7,3·105	3,0·105	5,4·104
20	3,1·106	9,7·105	3,1·105	9,7·104	1,1·104
30	1,7·106	3,1·105	5,6·104	1,2·104	2,0·103
40	9,8·105	9,9·104	1,3·104	3,5·103	1,7·103
50	5,5·105	3,4·104	5,0·103	2,7·103	1,7·103
60	3,1·105	1,4·104	3,7·103	2,6·103	1,7·103
	1,0·104	5,1·103	3,4·103	2,6·103	1,7·103

 

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

 

 

Рисунок A.1. Изменение концентрации частиц с размерами

>= 0,5 мкм в воздухе, в зависимости от кратности

воздухообмена с течением времени в оснащенном состоянии

 

Из таблицы A.1 и рисунка A.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 ч^-1. Если допустить время восстановления равным 40 мин, то кратность воздухообмена можно снизить до 10 ч^-1. В эксплуатации это означает переключение систем вентиляции на рабочий режим за 40 мин до начала работы.

Пример A.2. Чистое помещение в эксплуатации

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

Условия:

- эксплуатируемое состояние;

- численность персонала 4 человека;

- интенсивность выделения частиц с размерами >= 0,5 мкм одним человеком равна 10⁴ частиц/с (используется одежда для чистых помещений);

- интенсивность выделения частиц с размерами >= 0,5 мкм - 10⁴ частиц/с (используется одежда для чистых помещений);

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

- n_p = 4·10⁴ частиц/с;

- C₀ = 10⁷ частиц/м³.

Рассчитаем снижение концентрации частиц с течением времени по формулам

 

 

 

Результаты расчета указаны в таблице A.2.

 

Таблица A.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, ч-1
	5	10	15	20	30
0	107	107	107	107	107
5	7,6·106	5,7·106	4,2·106	3,2·106	1,8·106
10	5,8·106	3,3·106	1,9·106	1,1·106	3,7·105
15	4,4·106	1,9·106	8,5·105	4,0·105	1,2·105
20	3,4·106	1,2·106	4,3·105	2,0·105	7,8·104
30	2,1·106	5,0·105	1,9·105	1,1·105	6,9·104
40	1,3·106	3,0·105	1,5·105	1,0·105	6,9·104
50	9,3·105	2,3·105	1,4·105	1,0·105	6,9·104
60	7,0·105	2,1·105	1,4·105	1,0·105	6,9·104
	4,1·105	2,1·105	1,4·105	1,0·105	6,9·104

 

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

 

 

Рисунок A.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 A.2, при кратности воздухообмена 10 ч^-1 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 ч^-1.