Общеобменная приточная вентиляция.
Общеобменные системы вентиляции предназначены для осуществления вентиляции в помещении в целом или в значительной его части.
Общеобменная приточная вентиляция устраивается для ассимиляции избыточного тепла и влаги, разбавления вредных концентраций паров и газов, не удаленных местной и общеобменной вытяжной вентиляцией, а также для обеспечения расчетных санитарно-гигиенических норм и свободного дыхания человека в рабочей зоне.
При отрицательном тепловом балансе, т. е. при недостатке тепла, общеобменную приточную вентиляцию устраивают с механическим побуждением и с подогревом всего объема приточного воздуха. Как правило, перед подачей воздух очищают от пыли.
При поступлении вредных выделений в воздух цеха количество приточного воздуха должно полностью компенсировать общеобменную и местную вытяжную вентиляцию.
Общеобменная вытяжная вентиляция.
Простейшим типом общеобменной вытяжной вентиляции является отдельный вентилятор (обычно осевого типа) с электродвигателем на одной оси, расположенный в окне или в отверстии стены. Такая установка удаляет воздух из зоны помещения, ближайшей к вентилятору, осуществляя лишь общий воздухообмен.
В некоторых случаях установка имеет протяженный вытяжной воздуховод. Если длина вытяжного воздуховода превышает от 30 до 40 м и соответственно потери давления в сети составляют более от 30 до 40 кг/м2, то вместо осевого вентилятора устанавливается вентилятор центробежного типа.
Когда вредными выделениями в цехе являются тяжелые газы или пыль и отсутствует тепловыделение от оборудования, вытяжные воздуховоды прокладывают по полу цеха или выполняют в виде подпольных каналов.
В промышленных зданиях, где имеются разнородные вредные выделения (теплота, пыль, газы, пары, влага) и их поступление в помещение происходит в различных условиях (рассредоточено, сосредоточенно, на различных уровнях), часто невозможно обойтись какой-либо одной системой, например, местной или общеобменной.
В таких помещениях для удаления вредных выделений, которые не могут быть локализованы и поступают в воздух помещения, применяют общеобменные вытяжные системы.
В определенных случаях в производственных помещениях, наряду с механическими системами вентиляции, используют системы с естественным побуждением, например, системы аэрации.
Классификация вентиляционных систем
по конструктивному исполнению.
Системы вентиляции могут иметь разветвлённую сеть воздуховодов для перемещения воздуха (канальные системы). Также каналы (воздуховоды) могут отсутствовать, например, при установке вентиляторов в стене, в перекрытии, при естественной вентиляции и т. д. (бесканальные системы).
Заключение.
Таким образом, любая система вентиляции может быть охарактеризована по указанным выше четырем признакам: по назначению, зоне обслуживания, способу перемешивания воздуха и конструктивному исполнению.
Системы вентиляции включают группы самого разнообразного оборудования:
Вентилятором называется машина, предназначенная для перемещения воздуха, пылегазовоздушных смесей, воздуха с механическими частицами и т.д.
Определяющими для каждого вентилятора являются показатели производительности и создаваемое давление. Производительность и давление зависит от типа и номера вентилятора.
Номер вентилятора – это диаметр рабочего колеса, измеряемый в дециметрах.
Например вентилятор №2,5 имеет диаметр рабочего колеса 250 мм.
По направлению потока газа в рабочем колесе вентиляторы подразделяются на:
радиальные (центробежные);
осевые.
Каждый вентилятор имеет всасывающую и нагнетающую стороны. В зависимости от того, каким фланцем подсоединить вентилятор к воздуховоду, вентилятор будет работать в режиме вытяжки или нагнетания.
В зависимости от физико-технических свойств перемещаемых сред вентиляторы подразделяются на:
вентиляторы обычного исполнения для перемещения воздуха и других газовых смесей, агрессивность которых по отношению к углеродистым сталям обыкновенного качества не выше агрессивности воздуха;
вентиляторы корозионностойкие для перемещения газов и паровоздушных смесей, загрязненных химически агрессивными примесями;
вентиляторы взрывозащищенные для перемещения некоторых видов взрывоопасных газопаровоздушных смесей;
пылевые вентиляторы для перемещения воздуха и других газовых смесей, содержащих пылевидные сыпучие примеси.
Рабочие колеса вентиляторов по наклону выхода лопаток относительно направления вращения делятся на типы:
с лопатками загнутыми вперед;
с лопатками загнутыми назад;
с лопатками радиальными.
В зависимости от расположения привода предусматривает конструктивные исполнения:
1е- рабочее колесо посажено непосредственно на вал электродвигателя;
3е- вал рабочего колеса укреплен в двух подшипниках и соединен муфтой с электродвигателем;
6е- вал рабочего колеса укреплен в двух подшипниках и соединен с электродвигателем клиноременной передачей.
Эффективность вентиляции зависит от выбора вентилятора и правильно подобранной производительности вытяжки или нагнетания воздуха. Требуемая производительность вентилятора определяется путем умножения объема помещения подлежащего вентиляции на часовую кратность воздухообмена.
Ориентировочная таблица почасовой кратности воздухообмена по типам помещения:
Бытовое применение
Помещение Обменов в час
кухня 5-10
ванная 5-8
туалет 7-10
прачечная 10-15
погреб 4-6
гараж 4-8
Промышленное применение и вентиляция помещений большого объёма
Помещение Обменов в час
банки 2-4
офисы 5-7
театры и кинотеатры 7-9
фабрики и кухни 15-12
бары, кафе, пивные залы 9-11
литейные и металлообрабатывающие цеха 20-40
гаражи и авторемонтные мастерские 6-8
лаборатории (только обмен воздуха) 5-10
Красильные цеха (промышленные) 25-40
красильные мастерские (химчистки) 15-25
туалеты (общественные) 10-12
столовые на предприятиях 5-9
больницы и клиники 4-6
По направлению вращения рабочего колеса вентиляторы изготавливаются:
левого вращения;
правого вращения.
Вентилятор левого вращения – это вентилятор с рабочим колесом, вращающимся по часовой стрелке, если смотреть со стороны электродвигателя;
Вентилятор правого вращения – это вентилятор с рабочим колесом, вращающимся против часовой стрелки, если смотреть со стороны электродвигателя.
По создаваемому давлению вентиляторы разделяются на:
вентиляторы низкого давления(вентилятор, обеспечивающий полное давление
до 1000 Па)
вентиляторы среднего давления (от 1000 до 300 0 Па).
вентиляторы высокого давления (от 3000 до 12000 Па).
Вентиляторы присоединяются к воздуховодам через гибкие вставки, что уменьшает вибрационное воздействие на вентиляционную систему и улучшает шумовые характеристики.
Определения
Производительность Q - это расход воздуха, который может переместить вентилятор за определенный промежуток времени, м3/час.
Динамическое давление Pd - это кинетическая энергия потока, отнесенная к 1 м3 воздуха. Это давление всегда положительное и определяется в зависимости от скорости воздуха в воздухопроводе.
Статическое давление Ps - это потенциальная энергия 1 м3 воздуха в рассматриваемом сечении, это давление потока воздуха на стенки воздуховода, перпендикулярно им. Это давление положительно тогда, когда оно больше атмосферного
Радиальные вентиляторы
Рационально сконструированный вентилятор характеризуется возможно меньшими массой, металлоемкостью и габаритами, высокой экономичностью и надежностью, а также технологичностью конструкции и наименьшими возможными эксплуатационными расходами. Особые требования предъявляются к конструкции корпуса и рабочего колеса.
Рабочее колесо должно быть тщательно отбалансировано. Прочность и жесткость колеса зависят от конструкции и материала, из которого оно выполнено. С увеличением ширины колеса прочность и жесткость его снижаются. Конструктивные исполнения рабочих колес представлены на рис. 1.1.
Лопатки барабанных колес (рис. 1.1, а) загнуты вперед, ширина колес достигает 0,5D. Окружная скорость колес допускается до 30 - 40 м/с.
Ширина кольцевых колес (рис. 1.1,б) находится в пределах (0,2 - 0,4)D. Их окружная скорость допускается до 60 м/с.
Большой прочностью и жесткостью обладают колеса с коническим передним диском (рис. 1.1, в). Их окружная скорость допускается до 85 м/с.
Трехдисковые колеса (рис. 1.1, г) применяются в вентиляторах двустороннего всасывания. Достоинством колес такой конструкции является отсутствие осевого давления.
Однодисковые колеса (рис. 1.1, д) применяются, например, в пылевых вентиляторах и в вентиляторах высокого давления. Лопатки у этих колес присоединяются к диску и ступице.
Бездисковые колеса (рис. 1.1,е) с лопатками, присоединяемыми непосредственно к ступице, находят применение в пылевых вентиляторах.
Рис. 1.1. Конструктивные исполнения рабочих колес радиальных вентиляторов
Жесткость и прочность рабочего колеса во многом определяются способом соединения лопаток с дисками. Наибольшее распространение получили клепаные колеса, которые более трудоемки при изготовлении, но отличаются большой прочностью. Соединение на шипах менее трудоемко при изготовлении и позволяет механизировать сборку колес.Наиболее жесткая и прочная конструкция колеса получается при сварном соединении лопаток с дисками. Однако, несмотря на простоту и дешевизну такого соединения по сравнению с клепаным, цельносварная конструкция колеса рациональна в случаях одинакового срока службы лопаток и дисков. Если же наблюдается интенсивный износ лопаток тяжелонагруженных колес, работающих при больших окружных скоростях, целесообразнее увеличить долговечность дорогостоящих дисков. В этих случаях оправдано применение колес клепаной конструкции, допускающей многократную замену лопаток путем переклепки с последующей балансировкой колеса.
Спиральный корпус, как правило, представляет собой конструкцию, сваренную из листового металла. Очень крупные вентиляторы имеют корпуса, состоящие из двух или трех частей, скрепленных на фланцах болтами. Боковые стенки корпуса, если не придать им дополнительной жесткости, могут вибрировать. Для устранения вибрации стенки оребряют металлическими полосами.
В современных аэродинамических вентиляторах предусматриваются входные патрубки достаточно сложных конфигураций, вследствие чего для их изготовления требуются сложные штампы и мощные прессы. Для серийных вентиляторов, например Ц4-70, эти патрубки могут быть изготовлены из полосы, свернутой в конус. Дополнительную добавочную жесткость патрубку придает кольцо, одновременно предназначенное для ликвидации разрывов аэродинамической характеристики p - L.
Величина зазора между входным патрубком и передним диском колеса, как уже было отмечено, оказывает существенное влияние на КПД вентилятора. С увеличением зазора количество воздуха, перетекающего через него со стороны нагнетания на сторону всасывания, возрастает и подача вентилятора уменьшается.
Вентиляторы изготавливают одностороннего и двустороннего всасывания правого и левого вращения. Если смотреть со стороны входа воздуха, то вентилятор, рабочее колесо которого вращается по часовой стрелке, называется вентилятором правого вращения, против часовой стрелки - левого вращения. На вентилятор двустороннего всасывания следует смотреть со стороны всасывания, свободной от привода.
Для вентиляторов общего назначения ГОСТ 10616 - 73 с изм. устанавливает семь положений корпуса, определяемых углом поворота относительно исходного нулевого положения. Углы поворота корпуса отсчитывают по направлению вращения рабочего колеса в соответствии с рис. 1.2. Положения корпуса Пр 225° и Л 225° отсутствуют, что объясняется трудностью присоединения сети к такому вентилятору. Корпуса мельничных вентиляторов могут устанавливаться в 24 положениях (0 - 345° через 15°). Дутьевые вентиляторы и дымососы имеют 18 положений корпуса (0 - 255° через 15°).
Вентиляторы соединяются с электродвигателями одним из следующих способов:
Вентиляторы соединяются с электродвигателями одним из следующих способов:
рабочее колесо вентилятора закреплено непосредственно на валу электродвигателя;
с помощью эластичной муфты;
клиноременной передачей с постоянным передаточным отношением;
регулируемой бесступенчатой передачей через гид равлические или индукторные (электрические) муфты скольжения.
Рис. 1.2. Положение корпуса радиальных вентиляторов правого (а) и левого (б) вращения
Осевым вентилятором называется вентилятор, в котором воздух (или газ) перемещается вдоль оси рабочего колеса, вращаемого двигателем (рис. 1.5). Как и у радиальных вентиляторов, характеристики осевых вентиляторов показывают зависимость давления и мощности на валу и КПД от подачи.
Рис. 1.5. Схема осевого вентилятора
1 - корпус; 2 - рабочее колесо; 3 - обтекатель
Полную характеристику обычно получают экспериментальным путем при постоянной частоте вращения рабочего колеса. Пересчет параметров работы на другие частоты вращения производится по известным зависимостям. Форма характеристики определяется конструкцией и аэродинамическими свойствами вентилятора. В отличие от радиальных характеристика давления осевых нагнетателей часто имеет седлообразную форму.
На основе полных характеристик (рис. 1.6), используя формулы пересчета, получают универсальные характеристики осевых вентиляторов -индивидуальные, совмещенные и безразмерные.
1.Вентиляторы.
—осевые вентиляторы;
—радиальные вентиляторы;
—диаметральные вентиляторы.
2. Вентиляторные агрегаты.
—канальные;
—крышные.
3. Вентиляционные установки:
—приточные;
—вытяжные;
—приточно-вытяжные.
4. Воздушно-тепловые завесы.
5. Шумоглушители.
6. Воздушные фильтры.
7. Воздухонагреватели:
—электрические;
—водяные.
8. Воздуховоды:
—металлические;
—металлопластиковые;
—неметаллические.
—гибкие и полугибкие;
9. Запорные и регулирующие устройства:
—воздушные клапаны;
—диафрагмы;
—обратные клапаны.
10. Воздухораспределители и регулирующие устройства воздухоудаления:
—решетки;
—щелевые воздухораспределительные устройства;
—плафоны;
—насадки с форсунками;
—перфорированные панели.
11. Тепловая изоляция.
Вентиляция промышленных зданий
1.1. Системы вентиляции промышленного здания
1.2. Схемы организации воздухообмена в помещениях промышленных зданий
1.3. Расчет воздухообмена промышленного здания
1.4. Вентиляция горячих цехов
1.5. Аварийная вентиляция
1.6. Требования к вентиляции категорийных помещений
1.1. Системы вентиляции промышленного здания
Промышленные здания имеют системы вентиляции со своими специфическими особенностями устройства и размещения.
Способы вентиляции и число вентиляционных установок на предприятиях зависят от характера технологического процесса, мощности предприятия, а также от его экономической значимости. В промышленных зданиях возможно размещение вентиляционного оборудования в производственных помещениях или снаружи здания - на стенах (на кронштейнах) или кровле, но в любом случае должны быть обеспечены удобное обслуживание вентиляционного оборудования и защита его от возможной конденсации влаги. Внутри здания вентиляционное оборудование устанавливают в вентиляционных камерах, иногда допускается установка его непосредственно в обслуживаемом помещении. При проектировании систем вентиляции следует стремиться к наименьшей длине воздуховодов, определяемой их радиусом действия. Экономические расчеты показывают, что радиус действия приточных установок зависит от скорости движения воздуха в воздуховодах. Так, при скорости 6-10 м/с рекомендуемый радиус действия установки 30- 40 м, при скорости менее 6м/с - 60-70 м. Радиус действия вытяжных установок 30-40 м, а в очень крупных цехах он может достигать 100-120м. При проектировании местной вентиляции следует к одной вытяжной системе присоединять не более 10-12 отсосов. При удалении местными вытяжными установками влажного воздуха или воздуха, содержащего вредные газы, радиус действия принимается, равным 25-30 м. Радиус действия установок пневматического транспорта может достигать 80-100 м. Эти соображения могут быть положены в основу для выбора числа приточных и вытяжных установок. Вытяжные вентиляционные установки, удаляющие взрыво- и огнеопасные смеси, должны иметь взрывобезопасное исполнение.
Системы приточной вентиляции с искусственным побуждением для производственных помещений, работа в которых производится более 8ч в сутки, как правило, следует совмещать с воздушным отоплением.
Системы приточной вентиляции, совмещенные с воздушным отоплением, следует предусматривать резервным вентилятором или не менее чем с двумя отопительными агрегатами.
Системы общеобменной вентиляции для производственных и адми-нистративно-бытовых помещений (с постоянным пребыванием людей) без естественного проветривания следует предусматривать не менее чем с двумя вытяжными вентиляторами каждая с расходом по 50% требуемого воздухообмена.
Допускается предусматривать одну приточную и одну вытяжную системы с резервными вентиляторами.
Для указанных помещений, соединенных открывающимися проемами со смежными помещениями той же категории взрывопожаробезопасности и с выделением аналогичных вредностей, допускается проектировать приточную систему без резервного вентилятора, а вытяжную – с резервным вентилятором.
Системы местных отсосов следует проектировать так, чтобы концентрация удаляемых горючих газов, паров, аэрозолей и пыли в воздухе не превышала 50% нижнего концентрационного предела распространения пламени при температуре удаляемой смеси.
1.2. Схемы организации воздухообмена
в помещениях промышленных зданий
Распределение приточного воздуха и удаление воздуха из помещений производственных зданий следует предусматривать с учетом режима использования помещений в течении суток или года, а также с учетом переменных поступлений теплоты, влаги и вредных веществ.
При организации воздухообмена в помещениях промышленных зданий возможно применение следующих схем:
а) «снизу - вверх» - при одновременном выделении тепла и пыли; в этом случае воздух подают в рабочую зону помещения, а удаляют из верхней зоны;
б) «сверху - вниз» - при выделении газов, паров летучих жидкостей (спиртов, ацетона, толуола и т. п.) или пыли, а также при одновременном вы-делении пыли и газов; в этих случаях воздух подают рассредоточено в верх-нюю зону, а удаляют местной вытяжной вентиляцией из рабочей зоны поме-щения и системой общеобменной вентиляции из его нижней зоны (возможно частичное проветривание верхней зоны);
в) «сверху - вверх» - в производственных помещениях при одновременном выделении тепла, влаги и сварочного аэрозоля, а также во вспомогательных производственных зданиях при борьбе с теплоизбытками; обычно в этих случаях воздух подают в верхнюю зону помещения и удаляют из его верхней зоны;
г) «снизу - вверх и вниз» - в производственных помещениях при выделении паров и газов с различными плотностями и недопустимости их скопления в верхней зоне из-за опасности взрыва или отравления людей (малярные цехи, аккумуляторные и т. д.); в этом случае подачу приточного воздуха осуществляют в рабочую зону, а общеобменную вытяжку - из верхней и нижней зон;
д) «сверху и снизу - вверх» - в помещениях с одновременным выделением тепла и влаги или с выделением только влаги при поступлении пара в воздух помещения через неплотности производственной аппаратуры и коммуникаций, с открытых поверхностей жидкостей в ваннах и со смоченных поверхностей пола; в этих случаях воздух подают в две зоны - рабочую и верхнюю, а удаляют из верхней зоны. При этом для предотвращения туманообразования и капели с потолка приточный воздух, подаваемый в верхнюю зону, несколько перегревают по сравнению с воздухом, подаваемым в рабочую зону;
е) «снизу – вниз» применяется при местной вентиляции.
Приточный воздух следует подавать, как правило, непосредственно в помещение с постоянным пребыванием людей. Приточный воздух следует направлять так, чтобы воздух не поступал через зоны с большим загрязнением и не нарушал работы местных отсосов. Приточный воздух следует подавать на постоянные рабочие места, если они находятся у источников вредных выделений, у которых невозможно устройство местных отсосов.
Удаление воздуха из помещений системами вентиляции следует предусматривать из зон, в которых воздух наиболее загрязнен или имеет наиболее высокую температуру или энтальпию. При выделении пылей и аэрозолей удаление воздуха системами общеобменной вентиляции следует предусматривать из нижней зоны.
В производственных помещениях с выделением вредных или горючих газов или паров следует удалять загрязненный воздух из верхней зоны но не менее однократного воздухообмена в 1ч, а в помещениях высотой более 6м – не менее 6м3/ч на 1м2 помещения.
Расход воздуха через местные отсосы, размещенные в пределах рабочей зоны, следует учитывать как удаление воздуха из этой зоны.