Класифікація систем вентиляції

Системи вентиляції класифікують за призначенням, способом дії і принципом розміщення припливних і витяжних отворів, а також за енергетичною ознакою.

По призначенню розрізняють припливні системи — для подачі свіжого повітря в приміщення, витяжні — для видалення з приміщення забрудненого повітря, припливно-витяжні, — для одночасної подачі свіжого і видалення забрудненого повітря.

За способом дії і принципом розміщення припливних і витяжних отворів припливні і витяжні системи можуть бути місцевими, загальнообмінними і змішаними. При місцевій системі вентиляції витяжні пристрої у вигляді ковпаків, зонтів і укриттів розміщують безпосередньо у місць виділення шкідливостей, або подачу свіжого повітря здійснюють безпосередньо в робочу зону для досягнення ПДК шкідливих речовин тільки в цій зоні (мал. 3, а). При загальнообмінній вентиляції повітрообмін здійснюється в об'ємі всього приміщення. (мал. 3, б). Змішана система вентиляції — поєднання місцевої і загальнообмінної систем (мал.3, в).

За енергетичною ознакою, або способом спонуки повітря до руху, розрізняють системи з природним і механічним імпульсом. По-перше повітря переміщається за рахунок різниці між об'ємними масами зовнішнього і внутрішнього повітря і вітру (мал. 4), по-друге переміщення повітря здійснюється вентилятором або яким-небудь іншим спонукачем (зокрема, ежектором, що встановлюється для переміщення вибухонебезпечних сумішей).

Мал. 3 Схема систем вентиляції: а – місцевою припливною і витяжною: 1 — зонти над місцями виділення шкідливостей; 2 – повітряні душі; 3 — вентилятор; 4— калорифер; б — загальнообмінної: в — змішаної: 1 — місцева витяжна. 2— загально змінна припливна для всього приміщення

Складові частини вентиляційних систем

Основними частинами вентиляційних систем є проточні і витяжні камери, фільтри, пиловловлювачі, калорифери, кондиціонери, розподільники повітря, повітропроводи, фасонні частини і регулюючі пристрої.

Склад і кількість вхідних в систему основних частин залежать від призначення систем і від способу спонуки повітря до руху п системі.

Припливні і витяжні камери (мал. 4). Вони служать для розміщення основного устаткування вентиляційних систем.

Сантехпроектом розроблена серія (3.904-15) типових приточних камер типу ПК-10—ПК15 продуктивністю від 3,5 до 150 тис. м³/год. Камери збирають із стандартних секцій заводського виготовлення і застосовують як вентиляційні і опалювально-вентиляційні установки, а також для чергового отопления. Вони можуть працювати у всіх трьох режимах: обмотувальному, рециркуляційному і комбінованому. Конструкція камер може бути лівого і правого виконання (обслуговування здійснюється з лівого або правого боку по руху повітря). Зборку камер проводять з одних і тих же елементів.

Мал. 4. Схеми вентиляційних камер: –а

приточна камера; б – витяжна камера; 1 – вентилятор; 2 – гнучка вставка; 3 – з’єднувальна секція; 4 – секція зрошування; 5 – калориферна; 6 – приймальна; 7 – очищаючий пристрій; 8 – зонт; 9 – зворотній клапан; 10 – шахта; 11 – електродвигун.

При відсутності можливості використовувати типові приточні камери можно виготовити камеру на місці будівництва.

Як правило, припливні камери розміщують у зовнішніх стін у нижніх поверхах з урахуванням того, що радіус дії системи вентиляції (протяжність вентиляційної мережі) не повинен перевищувати 50 м. Приміщення, що обслуговуються однією камерою, повинні бути близькі по характеру виробництва і параметрам повітряного середовища. Вхідні отвори для огорожі зовнішнього повітря розташовують в зоні з найменшим забрудненням повітря виробничими і вентиляційними викидами на висоті не менше 2 м від поверхні землі.

Витяжна камера забезпечена очисним пристроєм і шахтой з парасолькою для викиду забрудненого повітря в атмосферу. Щоб уникнути конденсації водяної пари, що міститься в повітрі, що видаляється, шахту утепляють, а для зменшення втрат тепла через витяжну систему в неробочу зміну забезпечують утепленим зворотним клапаном.

Фільтри. Їх ділять по ступеню очищення повітря на три типи — тонкого, середнього і грубого очищення, які характеризуються кінцевим змістом пилу в 1 м³ повітря.

Ступінь очищення	Кінцевий вміст пилу в повітрі, мг/м3
Тонка	1-2
Середня	40-50
Груба	50

Тонкому очищенню піддається зовнішній і рециркуляційне повітря в припливних системах, а середньою і грубою — з витяжних. Для тонкого очищення припливного повітря застосовують наступні фільтри: змочені пористі (волокнисті і масляні), сухі пористі (волокнисті, сітчасті і губчасті).

Фільтри підрозділяють по їх ефективності на три класи залежно від розмірів пилових частинок (табл. 1).

Таблиця 1

Клас фільтра	Розміри пилових часточок, мкм	Ефективність, %
1	до 1	99
2	від 1 до 10	85
3	від 10 до 50	60

Ефективність фільтру ε (в %) визначають за формулою:

ε = [(g_п - g_к) / g_п]100

де g_п, g_к — відповідно початковий (перед фільтром) і кінцевий (після фільтру) вміст пилу в повітрі, мг/.м-1.

Найчастіше застосовують масляні фільтри (КдМ-1006А, що самоочищаються, і КдМ-2006 і фільтри з кільцями Рашига) і сухі пористі волокнисті.

У фільтрах КДМ-1006А, що самоочищаються, і КДМ-2006 полотно, що фільтрує, утворюють дві послідовно встановлені металеві сітки, натягнуті між верхніми (ведучими) і нижніми (натяжними) валами. На змоченій маслом поверхні сіток осідає пил від повітря, що проходить через фільтр. У нижній частині кожуха фільтру розташована масляна ванна, в якій сітка відмивається від тієї, що осіла на ній пил. Забруднене масло зливають через кран і замінюють його чистим.

Фільтри з кільцями Рашига збирають з окремих осередків, що є металевими квадратними обичайками, затягнутими з обох боків металевими сітками. Простір між сітками заповнений кільцями Рашига, діаметр і довжина яких однакові і рівні 8—12 мм. Осередки з кільцями Рашига заздалегідь занурюють в бак з веретенним або вазеліновим маслом, виймають і дають стекти маслу протягом 2—3 сут при вертикальному положенні, після чого їх встановлюють в спеціальні каркаси для утворення панелей потрібної за розрахунком площі, що фільтрують. Забруднені осередки промивають в гарячому 10%-ном содовому розчині, а потім в гарячій чистій воді. Після просушування їх знову покривають маслом.

До сухих пористих волокнистих фільтрів відносять уніфіковані осередкові фільтри типу ФяР, ФяВ, ФяУ , а також повітряні фільтри типу ФРУ (фільтри рулонні уніфіковані).

Фільтри І. В. Петрянова (ФП) застосовують для очищення вентиляційних викидів, що містять радіоактивні, або токсичні аерозолі-тумани з крапельками кислот, масел і солей. Очищення здійснюють в два ступені. У першій використовують елемент типу насадки, що фільтрує, з розбещеного штапельного волокна лавсану, укладеного між винопластовими сітками, у другій — рамковий фільтр з фільтрувальним матеріалом ФП. При очистці повітря від туманів кількість вловленої рідини не повинна перевищувати 10—20 г на 1 м² фільтрувальної поверхні. Цей фільтр можна використовувати для тонкої и надтонкої очистки проточного атмосферного повітря від твердих сухих високодисперсних аерозольних частин при особо високих вимогах до чистоти повітря по харак­теру технологічного процесу, а також для бактеріальної очистки повітря.

Мал. 5. Тканинний рукавний фільтр:

1 – рукави фільтру;

2 — канал для відводу знесиленого повітря.;

3 — пристрій для перемикання фільтру на продування;

4 — механізм для струшування рукавів і перемикання фільтру на продування;

5 – канал для подачі запиленого повітря.

Пиловловлювачі. Їх застосовують для очищення вентиляційних викидів від пилу. При недостатній ефективності одного пиловловлювача за ним послідовно ставлять другий канал для відведення знепиленого повітря пиловловлювач або фільтр (двох-трьохступінчасте очищення) .

До пиловловлювачів відносять осадкові камери, лабіринтові камери В. В. Батуріна (сухого і мокрого типів), пінні пиловловлювачі (мал. 6).

Осадкові камери є простими пристроями для очищення повітря від крупного пилу (більше 50 мкм) при невеликих початкових її концентраціях. У них осідає пил під дією власної маси при малій швидкості руху повітря (0,6 м/с) в ламінарному режимі.

Лабіринтові камери В. В. Батуріна є ефективнішими. Їх рекомендують встановлювати для попереднього очищення повітря.

В циклонах сухого типу пиловідділення засноване на відцентровій сепарації. Повітряний потік рухається по спіралі вниз, пилинки що в ньому знаходяться, як більш тяжкі чим повітря, відкидаються до стінок зовнішнього циліндру. В ре­зультаті тертя пилинок об стінки знижується їх швидкість, вони спускаються в нижню конусну частину циклона, звідки їх видаляють через пилевідвідний патрубок. Очищене повітря під­німається по внутрішньому циліндру вверх и виходить в атмосферу.

Мал. 6. Пристрої для очищення вентиляційних викидів від пилу: а — проста осадкова камера; б — лабіринтова камера В. В. Батуріна; 1 — запилене повітря; 2 — знепилене повітря; в — циклон: 1 — зовнішній циліндр; 2 — конусна частина; 3 — вихідна труба; г — скрубер BTІ із зрошуючими гратами: 1 — вихідний патрубок; 2 — гребінка для розпилювання води; 3, 6 — форсунки; 4 — циліндр; 5 — патрубок; 7 — конічна частина скрубера 8 — клапан; д — пінний пиловловлювач (промивач): 1 — патрубок для подачі повітря; 2 — штуцер для подачі води; 3 — водяна шльонка; 4 – трубопровід для відводу шламу; 5 — грати.

Пінні пиловловлювачі (промивачі) затримують пил при проходженні цівок запиленого повітря через водяну плівку. Вони застосовуються для очищення повітря від погано змочуваного пилу з початковою забрудненістю його понад 10 г/м³.

Калорифери. Вони служать для нагрівання повітря в системах вентиляції і кондиціонування повітря, а також в системах повітряного опалювання і в сушильних установках. Калорифери можуть бути змонтовані з чавунних радіаторів (мал. 7), з гладких сталевих труб, із сталевих обребрених пластинами або спіраллю трубок діаметром 15 мм. Трубки можуть бути овальними, а пластини хвилеподібними (гофрованими). По радіаторах, трубам і трубкам циркулює гаряча вода або пара і нагріває їх, звідси назва калориферів водяні або парові. У електрокалориферах в трубки вмонтовані електричні нагрівачі. Пластини і спіральні обребрення калориферів виконують з листової сталі завтовшки 0,5 мм. Трубки збирають в блок і поміщають в металевий каркас.

Повітря в калориферах нагрівається в процесі контакту із зовнішньою нагрітою поверхнею трубок і обребрення. Кращими по теплотехнічним показникам зараз є калорифери з овальними трубками і насадженими на них пластинами хвилеподібної форми (одноходові і багатоходові).

Мал. 7. Калорифери:

а — із чавунних радіаторів: 1 — чавунні радіатори; 2 — канал, що підводить в калорифер зовнішнє повітря; 3 - канали приточної вентиляція; 6 — із сталевих обребрених пластинами трубок.

Овальна форма трубок збільшує поверхню контакту між трубками і пластинами, а діагональні гофри сприяють створенню турбулентного повітряного потоку. Разом узяті, вони покращують теплотехнічні показники калориферів. З цією ж метою трубки розташовують в шаховому порядку в три-чотири ряди перпендикулярно напряму руху повітря.

У одноходових калориферах теплоносій проходить по всіх трубках тільки в одному напрямі, в багатоходових — по одній частині трубок в одному напрямі і по іншій — в зворотному. Теплоносієм в одноходових калориферах можуть служити пара або вода, в багатоходових — тільки вода. Одноходовими випускаються калорифери пластинчасті КВБ, КЗПП, К4ПП і спірально-навивні КФСО і КФБО, багатоходовими — КЗВП і К4ВП.

Промисловістю освоєно поки дві моделі — КВБ-П і КВС-П, інші освоюватимуться в подальші роки.

Кондиціонери. Це агрегати, призначені для очищення пилу, тепловологої обробки повітря в системах кондиціонування. Промисловість випускає типові секції, з яких можна змонтувати агрегат відповідно до технологічної схеми обробки повітря і потрібною продуктивністю кондиціонера по повітрю — від 10 до 250 тис. м³/год.

Типові секції, складові кондиціонер, ділять на робочі і допоміжні . Робочими секціями є установка вентилятора, камери обробки повітря (підігріву, охолоджування, фільтрації, зволоження), секції приймальних і прохідних клапанів). Допоміжні секції — камери обслуговування, ремонту, змішування потоків повітря, приєднувальні секції.

Кондиціонери підрозділяють за принципом дії на прямоточні, рециркуляційні і комбіновані. Прямоточні кондиціонери працюють тільки на зовнішньому повітрі, яке обробляється, подається в приміщення і потім повністю віддаляється з нього. Рециркуляційні кондиціонери подають оброблене повітря в приміщення, а після насичення його шкідливими речовинами основа забирають і обробляють. Комбіновані кондиціонери працюють на зовнішньому і внутрішньому повітрі, тобто при частковій рециркуляції. Крім того, розрізняють неавтономні і автономні кондиціонери. Наприклад, кондиціонери серії КТ¹, що випускаються Харківським машинобудівним заводом «Кондиціонер», є неавтономними, тобто не містять усередині холодильної установки. Вони горизонтального виконання і призначені для кондиціонування повітря в промислових будівлях.

Автономні кондиціонери призначені для кондиціонування повітря в окремих невеликих приміщеннях. У агрегат вбудована холодильна машина, конденсатор якої може охолоджуватися зовнішнім повітрям або водою, звідси їх ділення на кондиціонери з повітряним і водяним охолоджуванням. Найбільш компактними є кондиціонери з повітряним охолодженням. Їх встановлюють у віконному або стінному отворі. Автономні кондиціонери з холодильною машиною, що працює за схемою теплового насоса, найбільш досконалі. Вони дозволяють не тільки охолоджувати і нагрівати повітря, але і регулювати його відносну вологість.

ВИСНОВОК: