20. Местная приточная и вытяжная вентиляции. Конструкция и типы вентиляторов.

Конструкция и типы вентиляторов.

Вентиляторы — это воздуходувные машины, создающие определенное давление и служащие для перемещения воздуха при потерях давления в вентиляционной сети не более 12 кПа. Наиболее распространенными являются осевые и радиальные (центробежные) вентиляторы. Осевой вентилятор представляет собой расположенное в цилиндрическом кожухе лопаточное колесо, при вращении которого поступающий в вентилятор воздух под действием лопаток перемещается в осевом направлении. Это наиболее простая конструкция осевого вентилятора. Широко применяются более сложные вентиляторы, снабженные направляющими и спрямляющими аппаратами. Преимуществами осевых вентиляторов являются простота конструкции, возможность эффективного регулирования производительности в широких пределах посредством поворота лопаток колеса, большая производительность, реверсивность работы. К недостаткам относятся относительно малая величина давления и повышенный шум. Чаще всего применяют эти вентиляторы при малых сопротивлениях вентиляционной сети (примерно до 200 Па), котя возможно использование этих вентиляторов при больших сопротивлениях (до 1 кПа). Радиальный (центробежный) вентилятор состоит из спирального корпус размещенным внутри лопаточным колесом, при вращении которого воздух, поступающий через входное отверстие, попадает в каналы между лопатками колеса и под действием центробежной силы перемещается по этим каналам, собирается в корпусе и выбрасывается через выпускное отверстие.

В зависимости от развиваемого давления вентиляторы делят на следующие группы: низкого давления — до 1 кПа (рис. 9,0); среднего давления—1—3 кПа; высокого давления — 3—12 кПа.

Вентиляторы низкого и среднего давления применяют в установках общеобменной и местной вентиляции, кондиционирования воздуха и т. п. Вентиляторы высокоrо давления используют в основном для технологических целей, например, для дутья вагранки.

Перемещаемый вентиляторами воздух может содержать самые разнообразные примеси в виде пыли, газов, паров, кислот и щелочей, а также взрывоопасные смеси. Поэтому в зависимости от состава перемещаемого воздуха вентиляторы изготовляют из определенных материалов и различной конструкции: а) обычного исполнения для перемещения чистого или малозапыленного воздуха (до 100 мг/м⁸) с температурой не выше 80° С; все части таких вентиляторов изготовляют из обычных сортов стали; б) антикоррозионного исполнения — для перемещения агрессивных сред (пары кислот, щелочей); в этом случае вентиляторы изготовляют из стойких против этих сред материалов — желеохромистой и хромоникелевой стали, винипласта и т. д.; в) искрозащитного исполнения — для перемещения взрывоопасных смесей, например, содержащих водород, ацетилен и т. д.; основное требование, предъявляемое к таким вентиляторам,— полное исключение искрения при их работе (вследствие ударов или трения), поэтому колеса, корпуса и входные патрубки вентиляторов изготовляют из алюминия или дюралюминия; участок вала, находящийся в потоке взрывоопасной смеси, закрывают алюминиевыми колпаками и втулкой, а в месте прохода вала через кожух устанавливают сальниковое уплотнение; г) пылевые — для перемещения пыльного воздуха (содержание пыли более 100 мг/м³); рабочие колеса вентиляторов изготовляют из материалов повышенной прочности, они имеют мало (4—8) лопаток. По типу привода вентиляторы выпускают с непосредственным соединением с электродвигателем (колесо вентилятора находится на валу электродвигателя или вал колеса соединен с валом электродвигателя при помощи соединительной муфты) и с клиноременной передачей (на валу колеса есть шкив). Радиальные вентиляторы бывают правого и левого вращения. Вентилятор считается правого вращения, когда колесо вращается по часовой стрелке (если смотреть со стороны, противоположной входу).

В зависимости от конкретных условий работы каждой вентиляционной установки выбирают привод вентилятора и направление вращения колеса, которое в любом случае будет правильным, если направлено по ходу разворота спирали кожуха.

В настоящее время промышленность выпускает различные типы осевых (МЦ, ЦЗ-0,4) и радиальных вентиляторов (Ц4-70. Ц4-76, Ц8-18 и т. д.) для установок вентиляции и кондиционирования воздуха промышленных предприятий.

Вентиляторы изготовляют различных размеров, и каждому из вентиляторов соответствует определенный номер, показывающий величину диаметра рабочего колеса в дециметрах. Например, вентилятор Ц4-70 № 6,3 имеет диаметр колеса 6,3 дм, или 630 мм. Вентиляторы различных номеров, выполненные по одной и той же аэродинамической схеме, имеют геометрически подобные размеры и составляют одну серию или тип, например, Ц4-70.

При выборе типа и номера вентилятора необходимо руководствоваться тем, что вентилятор должен иметь наиболее высокий КПД, относительно небольшую скорость вращения, а также чтобы частота вращения колеса позволяла осуществить соединение с электродвигателем на одном валу.

Эжекторы применяют в вытяжных системах в тех случаях, когда необходимо удалить очень агрессивную среду, пыль, способную к взрыву не только от удара, но и от трения, или легковоспламеняющиеся взрывоопасные газы (ацетилен, эфир и т.д.).

Принцип действия эжектора заключается в следующем. Воздух, нагнетаемый расположенным вне вентилируемого помещения компрессором или вентилятором высокого давления, подводится по трубе к соплу и, выходя из него с большой скоростью, создаст за счет эжекции разрежение в камере, куда подсасывается воздух из помещения. В конфузоре и горловине происходит перемешивание эжектируемого (га помещения) и эжектирующего воздуха. Диффузор служит для преобразования динамического давления в статическое. Недостатком эжектора является низкий КПД, не превышающий 0,25.

Местная приточная и вытяжная вентиляция.

Вентиляцией называется совокупность мероприятий и устройств, используемых при организации воздухообмена для обеспечения заданного состояния воздушной среды в помещениях и на рабочих местах в соответствии со СНиП (Строительными нормами).      Системы вентиляции обеспечивают поддержание допустимых метеорологических параметров в помещениях. Местной вентиляцией такая, при которой воздух подает на определенные места (местная приточная вентиляция) и загрязненный воздух удаляют только от мест образования вредных выделений (местная вытяжная вентиляция). К местной приточной вентиляции относятся воздушные души (сосредоточенный приток воздуха с повышенной скоростью). Они должны подавать чистый воздух к постоянным рабочим местам, снижать в их зоне температуру окружающего воздуха и обдувать рабочих, подвергающихся интенсивному тепловому облучению.      К местной приточной вентиляции относятся воздушные оазисы — участки помещений, отгороженные от остального помещения передвижными перегородками высотой 2-2,5 м, в которые нагнетается воздух с пониженной температурой.

 Местную приточную вентиляцию применяют также в виде воздушных завес (у ворот, печей и пр.), которые создают как бы воздушные перегородки или изменяют направление потоков воздуха. Местная вентиляция требует меньших затрат, чем общеобменная. В производственных помещениях при выделении вредностей (газов, влаги, теплоты и т.п.) обычно применяют смешанную систему вентиляции — общую для устранения вредностей во всем объеме помещения и местную (местные отсосы и приток) для обслуживания рабочих мест. Местная вытяжная вентиляция в производственных помещениях обеспечивает улавливание и отвод вредных выделений: газов, дыма, пыли и частично выделяющегося от оборудования тепла.   Для удаления вредностей применяют местные отсосы (укрытия в виде шкафов, зонты, бортовые отсосы, завесы, укрытия в виде кожухов у станков и др.).

Основные требования, которым они должны удовлетворять:

• Место образования вредных выделений по возможности должно быть полностью укрыто.

• Конструкция местного отсоса должна быть такой, чтобы отсос не мешал нормальной работе и не снижал производительность труда.

• Вредные выделения необходимо удалять от места их образования в направлении их естественного движения (горячие газы и пары надо удалять вверх, холодные тяжелые газы и пыль — вниз).

Конструкции местных отсосов условно делят на три группы:

• Полуоткрытые отсосы (вытяжные шкафы, зонты)

• Объемы воздуха определяются расчетом.

• Открытого типа (бортовые отсосы). Отвод вредных выделений достигается лишь при больших объемах отсасываемого воздуха

   Основными элементами такой системы являются местные отсосы — укрытия (МО), всасывающая сеть воздуховодов (ВС), вентилятор (В) центробежного или осевого типа, ВШ — вытяжная шахта.      При устройстве местной вытяжной вентиляции для улавливания пылевыделений удаляемый из цеха воздух, перед выбросом его в атмосферу, должен быть предварительно очищен от пыли. Наиболее сложными вытяжными системами являются такие, в которых предусматривают очень высокую степень очистки воздуха от пыли с установкой последовательно двух или даже трех пылеуловителей (фильтров).  Местные вытяжные системы, как правило, весьма эффективны, так как позволяют удалять вредные вещества непосредственно от места их образования или выделения, не давая им распространиться в помещении. Благодаря значительной концентрации вредных веществ (паров, газов, пыли), обычно удается при небольшом объеме удаляемого воздуха достичь хорошего санитарно-гигиенического эффекта. Однако местные системы не могут решить всех задач, стоящих перед вентиляцией: не все вредные выделения могут быть локализованы этими системами, например вредные выделения, рассредоточенные на значительной площади или в объеме; подача воздуха в отдельные зоны помещения не может обеспечить необходимые условия воздушной среды, если работа производится на всей площади помещения или ее характер связан с перемещением и тд.