книги / Монтаж систем промышленной вентиляции

6Г>К 39*762.2

К 78 "

УДК (97.02.057 : 726.41

Печатается по решению секани литературы по инженерному обору* дованию редакционного сонета Стройнадятя

Рецензент — канд. техн. наук П. А. Овчинников (1Г1И Проектнром* вентиляция)

Приведены основные сведения о вентиляционных системах н вся» тиляцнонном оборудовании, рассмотрены конструктивные особенности деталей и узлов воздуховодов, характеристики материалов, используе­ мых при их изготовлении. Описаны современные способы монтажа си» стем промышленной вентиляции, инструменты, механизмы в такелаж» ные устройства. Изд. 1-е вышло в 1983 г.

Для рабочих, бригадиров и мастеров строительно-монтажных ор» ганнэацнЛ

П РЕДИ СЛО ВИ Е

Основными направлениями экономического н социального раз* пития СССР на 1986—1990 годы и на период до 2000 года постав­ лена серьезнейшая задача по перестройке нашего общества, изме­ нению стиля и методов руководства, переходу от экстенсивного развития нашего общества к интенсивному, неуклонному повыше­ нию качества продукции, в том числе и качества строительства, планомерному повышению производительности труда. Для реше­ ния этой задачи во всех отраслях необходимо создать условия для высокопроизводительного труда, что неразрывно связано с состоя­ нием воздушной среды на рабочих местах,

Основное назначение промышленной вентиляции — создание в производственных помещениях такого микроклимата, при кото­ ром обеспечиваются благоприятные условия для выполнения работ. Не менее важна и вторая задача промышленной вентиляции — очистка от вредных веществ воздуха, выбрасываемого в атмосферу вентиляционными системами предприятий. Охрана воздушной сре­ ды от загрязнения промышленными выбросами является в нашей стране важной социальной и общегосударственной задачей, входя­ щей в комплекс задач глобальной проблемы охраны природы.

Темпы роста объемов работ по монтажу систем промышлен­ ной вентиляции в нашей стране за последние три десятилетия почти вдвое опережают прирост капитальных вложений в строительство в целом. В последнее время достигнут уровень, при котором еже­ годно монтируется около 400 тысяч вентиляционных систем, в свя­ зи с чем требуются сотни тысяч тонн стального листа для изготов­ ления воздуховодов и вентиляционного оборудования. При эксплуа­ тации вентиляционных систем расходуется не менее 12 % всей вы­ рабатываемой в стране электроэнергии.

Такое развитее промышленная вентиляция получила в связи с возросшими требованиями, предъявляемыми к воздушной среде производственных помещений; внедрением новых технологических процессов, требующих установки мощных систем кондиционирова­ ния воздуха с автоматическим управлением; увеличением объема вентиляционных работ при реконструкции предприятий и пр.

Предстоящую программу работ по монтажу вентиляционных систем можно выполнить только при условии дальнейшего совер­ шенствования и развития научно обоснованных методов производ­ ства монтажных работ, широкой унификации деталей воздуховодов, применения укрупненных узлов, повышения уровня заводской го­ товности и комплектности вентиляционного оборудования, оснаще­ ния монтажных организаций высокопроизводительными механизма­ ми и оборудованием, повышения общей культуры производства, что во многом зависит от квалификации рабочих — их умения пра­ вильно и качественно выполнять различные виды работ.

В книге отражен опыт работы передовых монтажных органи­ заций страны, описаны прогрессивные н высокопроизводительные способы монтажа, учтены изменения в нормативных документах и в номенклатуре выпускаемых вентиляционных изделий и обору­ дования. Автор надеется, что данное пособие поможет молодым слесарям-веитиляционникам овладеть необходимыми знаниями в об­ ласти монтажа систем промышленной вентиляции и повысить свою квалификацию*

Г л а в а I. НАЗНАЧЕНИЕ И УСТРОЙСТВО СИСТЕМ ВЕНТИЛЯЦИИ

И КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА

1. Назначение систем вентиляции

Окружающий воздух представляет собой смесь газов, состоящую в основном из азота, кислорода и водяных паров (влаги). Воздух, не содержащий водяных паров, называется сухим, а содержащий их — влажным. В сос­ тав сухого воздуха входят (% по объему): азот — 78,13; кислород — 20,9; инертные газы — 0,94; углекислый газ— 0,03. Практически в вентиляции приходится иметь дело только с влажным воздухом. В зависимости от метеоро­ логических условий содержание водяных паров колеб­ лется от 0,5 до 25 г на 1 кг воздуха.

Состояние воздуха характеризуют его основные пара­ метры: температура, относительная влажность, подвиж­ ность (скорость) и барометрическое давление. Относи­ тельная влажность — это отношение массы водяного пара, содержащегося во влажном воздухе, к массе во­ дяного пара, насыщающего (максимально возможного) этот же объем воздуха при той же температуре. Относи­ тельную влажность воздуха выражают в процентах.

Человек хорошо себя чувствует только в довольно уз­ ком диапазоне сочетаний различных параметров воздуха. В соответствии с ГОСТ 12.1.005—76 «Воздух рабочей зоны» в рабочей зоне помещений (пространство высотой 2 м от пола или 1,5 м, если люди находятся в сидячем положении) необходимо поддерживать определенные параметры воздуха с учетом категории тяжести работы (легкой, средней тяжести или тяжелой), времени года и количества избыточного тепла, выделяющегося в по­ мещениях. В производственных помещениях нет необхо­ димости поддерживать требуемые параметры воздуха по всему объему. Важно, чтобы только в зоне, где нахо­ дятся люди, или в местах у технологического оборудо­ вания параметры воздуха не отклонялись от нормируе­ мых пределов.

Параметры воздуха могут быть оптимальными, при которых человек не ощущает ни тепла, ни холода, чув­ ствует себя комфортно, и допустимыми, при которых са­ мочувствие человека и производительность его труда не­

значительно отличаются от оптимальных. Так, для про­ изводственных помещений в холодный период года при работе средней тяжести установлены следующие опти­ мальные параметры воздуха: температура 18—20°С, от­ носительная влажность 40—60 % и подвижность не бо­ лее 0,2 м/с. Допустимые параметры воздуха для тех же условий имеют более широкий диапазон: температура 17—23 °С, относительная влажность не выше 75 % (ниж­ ний предел не лимитируется) и подвижность не более 0,3 м/с. Поддержание тех или иных параметров воздуха регламентируется СНиП 2.04.05—86 «Отопление, венти­ ляция и кондиционирование воздуха. Нормы проектиро­ вания». В производственных помещениях наиболее час­ то предусматривается поддержание допустимых парамет­ ров воздуха.

Производственные процессы могут сопровождаться выделением в воздух рабочей зоны помещений вредных для человека газов и паров, количество которых зависит от особенностей технологического процесса, степени гер­ метизации оборудования и пр. Содержание вредных га­ зов и паров в воздухе рабочей зоны не должно превышать предельно допустимой концентрации (IIДК). Предель­ но допустимая концентрация — это максимально возмож­ ное количество вредного вещества, мг/м3, в единице объ­ ема воздуха, которое в течение всего рабочего стажа не вызывает заболеваний или отклонений в состоянии здо­ ровья людей, работающих в данных условиях, и не ска­ зывается на последующих поколениях. ГОСТ 12.1.005—76 регламентирует ПДК для 646 различных вредных ве­ ществ.

Кроме того, от технологического оборудования может поступать большое количество тепла как конвективно­ го, так и лучистого, требующего создания определенной подвижности воздуха на рабочих местах, подверженных облучению, а также влага и пыль. Человек, участвую­ щий в производственном процессе, сам является генера­ тором тепла, влаги, пыли и углекислого газа. При лег­ кой работе теплоотдача одного рабочего в окружающую среду составляет около 150 Вт, при тяжелой — 300 В г и более. Каждый час с поверхности тела человека ис­ паряется от 60 до 400 г водяных паров, а от органов ды­ хания поступает 20—40 л углекислого газа.

Указанные вредности в виде избыточного тепла, вла­ ги, вредных газов и паров поступают в окружающий воз­

дух, который их ассимилирует, но при этом повышается его температура, увеличиваются влагосодержание, зага­ зованность, запыленность. Происходит изменение хими­ ческого состава и физических свойств воздуха, что не­ благоприятно отражается на самочувствии находящихся и этом помещении людей и отрицательно влияет на ход технологических процессов. Такой воздух должен быть удален из помещения.

Для поддержания в помещениях нормальных усло­ вий воздушной среды, соответствующих санитарно-гигие­ ническим и технологическим требованиям, устраивают вентиляцию, которая создает организованный воздухо­ обмен— удаляет загрязненный воздух и подает вместо него обработанный (нагретый или охлажденный, увлаж­ ненный или осушенный) свежий и чистый воздух. Мас­ сы удаляемого воздуха и воздуха, подаваемого либо проникаемого в помещение через неплотности строитель­ ных конструкций, всегда равны.

Вентиляция в большинстве случаев может обеспечить в помещениях только допустимые санитарно-гигиениче­ ские условия. Параметры воздуха, строго определенные по температуре и относительной влажности, в том числе и оптимальные, обеспечиваются применением систем кондиционирования воздуха.

2. Классификация вентиляционных систем

Вентиляционная система—это совокупность устройств для обработки, подачи или удаления воздуха; она яв­ ляется также средством для создания воздухообмена в помещении.

Вентиляционные системы по назначению делятся на приточные, осуществляющие подачу свежего воздуха в помещения, вытяжные, удаляющие из помещений за­ грязненный воздух, и воздушные либо воздушно-тепло­ вые завесы, предотвращающие проникание холодного воздуха через открытые проемы производственных зда­ ний или двери общественных зданий в холодный период года.

Как приточные, так и вытяжные вентиляционные системы могут быть общеобменные и местные. Общеоб­ менные системы предназначены для подачи и удаления воздуха равномерно по обслуживаемому помещению, для создания по всему объему рабочей зоны воздушной

среды примерно с одинаковыми параметрами. Местные вытяжные системы удаляют воздух в местах образо­ вания вредностей у станков, ванн, печей и другого тех­ нологического оборудования, не позволяя вредностям распространяться по всему объему помещения, загряз­ нять весь воздух цеха. Местные приточные системы пода­ ют свежий приточный воздух вблизи рабочих мест, соз­ дают воздушный душ или оазис — ограниченную зону в производственном помещении, где параметры воздушной среды соответствуют санитарно-гигиеническим требова­ ниям.

Местная вытяжная вентиляция намного эффективнее общеобменной, так как удаляет воздух у мест образо­ вания вредностей с более высокой их концентрацией, нс дает вредностям свободно распространяться по всему по­ мещению, однако конструктивно такая вентиляция не всегда выполнима.

По способу перемещения воздуха все вентиляцион­ ные системы бывают либо естественные, либо механиче­ ские.

В системах естественной вентиляции движение воз­ духа происходит вследствие разности плотностей внут­ реннего (нагретого и более легкого) и наружного (хо­ лодного и более тяжелого) воздуха. Примером естест­ венной вентиляции может служить вентиляция кухонь

исанузлов в жилых домах.

Всистемах механической вентиляции воздух переме­ щается вентилятором либо другим оборудованием (ды­ мососом, воздуходувкой, эжектором и т. д.), приводимым

вдействие электродвигателем. Механические системы применяются значительно чаще, чем естественные, так как радиус действия механических систем намного боль­ ше, а сечения воздуховодов меньше, чем в естествен­ ных системах вентиляции той же пропускной способно­ сти, за счет более высокой скорости движения воздуха. Так, в воздуховодах естественных Систем вентиляции скорость движения воздуха 0,5—2 м/с, а в воздухово­ дах механических систем 4—20 м/с.

При работе вентиляции любого вида в помещении происходит смена воздуха. Отношение количества по­ данного в помещение в течение 1 ч свежего воздуха или удаленного загрязненного воздуха к внутреннему объе­ му помещения называется кратностью воздухообмена. В

реальных условиях кратность воздухообмена может из» меняться от 0,5 до 20 и более.

Помимо организованного воздухообмена, осуществ* ляемого вентиляционными системами, воздух может про» пикать в помещения через неплотности окон, стен, две» рей, ворот и т. д. вследствие гравитационного (естествен* ного) давления и за счет ветрового напора. Таким же образом воздух может и удаляться из помещения. По» ступление наружного воздуха через ограждающие кон» струкции внутрь помещения называется инфильтрацией, Такой нерегулируемый воздухообмен называется неорга*

циркуляцией; оно позволяет уменьшить перепад темпера­ тур между приточным воздухом и воздухом в помещении в холодный период года, увеличить относительную влаж­ ность воздуха и, главное, экономить тепло (зимой) или холод (летом).

Системы кондиционирования осуществляют подачу обработанного до заданных параметров воздуха в поме­ щения. Они могут быть центральными, если помещения здания снабжаются кондиционированным воздухом (по воздуховодам) из одного центра от центрального конди­ ционера, и местными, когда один кондиционер обслужи­ вает одно помещение или часть его. При кондициониро­ вании воздуха часто применяется рециркуляция.

3. Устройство вентиляционных систем

Системы естественной вентиляции отличаются бес­ шумностью работы, отсутствием каких-либо механизмов, простотой обслуживания. Действие естественной венти­ ляции обусловлено гравитационным давлением, возни­ кающим вследствие разности плотностей наружного и внутреннего воздуха. Плотность воздуха в большой сте­ пени зависит от температуры. Так, при температуре 0°С и обычном барометрическом давлении плотность воздух ха 1,29 кг/м3, при температуре 15°С— 1,22 кг/м3, а при 100°С — всего 0,95 кг/м3.

В промышленных цехах воздух, как правило, имеет

Рис. 1. Схемы систем естественной вентилпции, работающих под действием гравитационного давления

а и ô ттперемещение воздуха через проемы а наружных ограждениях и че* реэ проемы и вытяжную шахту

более высокую температуру, чем наружный воздух, и, следовательно, меньшую плотность. При наличии откры­ тых проемов в наружных ограждениях или вытяжных вентиляционных труб и шахт внутренний, менее плотный воздух будет вытесняться наружным. Чем больше раз­ ность плотностей и чем больше расстояние между цент­ ром входного (нижнего) проема или низом шахты и цен­ тром вытяжного (верхнего) либо устьем шахты, тем вы­ ше гравитационное давление и интенсивнее действие ес­ тественной вентиляции (рис. 1).

Естественная вентиляция может быть бесканальной, если воздух проходит только через открытые проемы в наружных ограждениях (рис. 1, а), или канальной, ко­ гда воздух перемешается по каналам, воздуховодам и шахтам (рис. 1, б). Канальная естественная вентиляция применяется в промышленных зданиях довольно ограни­ чено, так как ее действие непостоянно и зависит от вре­ мени года, а сечения каналов и воздуховодов получают­ ся относительно большими.

Работа естественной вентиляции в значительной сте­ пени зависит от действия ветра. Ветер, набегая на зда­ ние, создает на наветренной стороне зону избыточного давления, а на заветренной — зону отрицательного дав­ ления. Это явление используется для усиления воздухо­ обмена.

Управляемый естественный воздухообмен в цехах промышленных зданий называется аэрацией. Такие зда­ ния оборудованы фонарями со створками (фрамугами), открываемыми вручную или специальными механизма­ ми. Такими же открывающимися створками снабжены окопные проемы в наружных стенах. Открывая их час-

у

тнчно или полностью, можно создать требуемый возду­ хообмен. Аэрация рассчитывается только на действие гравитационного давления, так как ветровое давление носит эпизодический характер и, как правило, увеличи­ вает воздухообмен. Аэрацию предусматривают обычно в промышленных зданиях со значительными выделения­ ми тепла (мартеновские, литейные, прокатные, терми­ ческие, кузнечные цехи, корпуса электролиза цветных металлов и др.).

Преимуществом аэрации является то, что воздухооб­ мен создается без помощи вентиляторов, не расходуя электроэнергию. Однако аэрация обеспечивает только об­ щеобменную вентиляцию и не предусматривает очистку приточного и вытяжного воздуха.

Системы механической вентиляции получили наи­ большее распространение, так как не подвержены влия­ нию внешних метеорологических условий, легко подда­ ются регулированию, обладают значительным радиусом действия (до 250—300 м) и могут обеспечить местную вентиляцию.

Приточные системы механической вентиляции пода­ ют очищенный, с заданной температурой и в некото­ рых случаях и влажностью, воздух в рабочую зону це­ ха для обеспечения требуемых санитарно-гигиенических условий пребывания людей и работы технологического оборудования. Вытяжные системы механической венти­ ляции удаляют запыленный и загрязненный воздух, очи­ щая его в случае необходимости перед выбросом в ат­ мосферу.

Системы механической вентиляции могут быть пуше­ ны и остановлены в любое время, их работа легко под­ дается контролю и управлению, что способствует их широкому распространению.

Приточные системы вентиляции состоят из следую­ щих основных элементов (рис. 2): воздухозаборного уст­ ройства 1, приточной камеры, которая включает утеп­ ленный клапан 2, фильтр 3, воздухонагреватель (калори­ фер). 4 и вентилятор 5, а также сети воздуховодов 6 и воздухораспределителей 7. Воздухозаборное устройст­ во располагают в наименее запыленной зоне площадки, но по возможности ближе к приточной камере.

Для мест воздухозабора часто используют газоны ме­ жду цехами; иногда воздухозабор устраивают в стене здания или на крыше. На входе в воздухозаборную шах-