Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Вентиляция. Учебное пособие.pdf
Приточная служит для доставки свежего воздуха в помещении взамен
отработанного воздуха. Вытяжка – выводит отработанные потоки воздуха
наружу. Комбинированная система – это наиболее частое решение для любого
промышленного объекта для стабильной и надёжной вентиляции.
Местная вентиляция обеспечивает удаление отработанного и горячего
воздушного потока непосредственно с участков, где они выделяются в
пространство производственного помещения. Этим загрязнение или перегрев
локализуются, не захватывая весь объём производственного помещения. Такое
решение экономично с точки зрения объёма перекачиваемого воздуха.
Технические решения для местной вентиляции:
– воздушные зонты. Служат для отведения нежелательных примесей из
воздуха помещения. Применение этих устройств – это общественные и
ресторанные кухни, где необходимо очищать воздух от разных кулинарных
примесей и запахов.
– воздушные завесы. Специальные устройства, которые подают
интенсивный воздушный поток во входном проёме (дверь в помещение,
ворота). Завеса подогревает воздух.
– отсасывающие панели. Они локализуют нежелательные вещества,
которые могут распространиться в пространстве вместе с конвективными
струями. Такие приспособления устанавливают сбоку от источника
загрязнения. Эти приспособления позволяют устранять вредные вещества с
поверхностей растворов. Часто их применяют при гальванизациях.
– эжекция. Эжекторы – это устройства, в которых происходит передача
кинетической энергии от одной среды, движущейся с большой скоростью, к
другой. Эжекторы применяют, если необходимо устранить пыль, агрессивные
вещества, которые способны детонировать, легковоспламеняющиеся газы.
Схема их действия основана на нагнетаемом под высоким давлением
воздушном потоке, который обеспечивает поступление нежелательных веществ
во всасываемые камеры для дальнейшего обезвреживания.
31
Важным элементом промышленных вентиляций механического типа
являются фильтрующие элементы и воздушные картриджи, потому что именно
они удерживают загрязнения на своей поверхности, нейтрализуя их вредное
воздействие для самого объекта и для окружающей среды. Воздушные фильтры
способны обеспечивать соблюдение производственных и санитарно-
гигиенических норм. Воздух производственных и промышленных помещений
нередко имеет температуру, которая выходит за пределы норм (т. е. +18 ÷ +25
°С), при этом её показатели могут быть высоко положительными, так и
отрицательными. Поэтому фильтрующие элементы должны справляться с
высокими нагрузками и иметь широкий диапазон условий эксплуатации. Для
устройства систем промышленной вентиляции применяют 10 основных
элементов.
1) Воздухозаборная решётка. Её устанавливают на внешней стороне
здания. Она выполняет защитные и декоративные функции: не даёт попасть в
систему вентиляции каплям, мусору, снегу, тополиному пуху.
2) Воздушный клапан. Не даёт холодному уличному воздуху попадать в
систему вентиляции, когда она выключена. Обычно воздушный клапан
комплектуют электроприводом для синхронизации его открытия и закрытия с
включением и выключением системы вентиляции.
3) Фильтры очистки воздуха. Предотвращают попадание мелких твёрдых
частиц и пыли в механизмы системы вентиляции и увеличивают срок её
службы. Фильтры делят на три класса:
– 1-ый класс – грубая очистка. Задерживают частицы размером 10 мкм и
более (микрометр – это одна тысячная миллиметра). Подходят для
обслуживания и бытовых помещений. Представляют собой металлизированную
сетку или синтетическую ткань.
– 2-ой класс – тонкая очистка. Задерживают частицы 1 мкм и мельче.
Устанавливают в помещениях с высокими требованиями к чистоте (в
лабораториях, пищевых цехах, больницах, музеях). Фильтры изготавливают с
применением стеклоткани или активированного угля.
32
– 3-ий класс – особо тонкая очистка. Задерживают частицы размером до
0,1 мкм. Устанавливают на электронных, оптических предприятиях, в
химической, фармакологической (изготовление лекарств), атомной
промышленности, в операционных. При изготовлении применяют
стекловолокно или клееную бумагу из минеральных волокон.
4) Калорифер (воздухонагреватель). Подогревает холодный воздух,
который поступает с улицы. По способу нагревания делят на водяные и
электрические. Возможно в системах вентиляции дополнительно применять
рекуператоры. Они нагревают поступающий холодный воздух, передавая ему
тепло от загрязнённого теплового воздуха из помещений без смешения
потоков. Основная ценность рекуператоров – это невысокое
энергопотребление.
5) Вентилятор. Удаляет воздух из производственных помещений или
подаёт его. У вентиляторов 5 основных характеристик:
– полное давление – это расстояние, на которое вентилятор может
переместить воздух;
– производительность – это количество воздуха, которое вентилятор
может прокачивать за час;
– габаритные размеры;
– уровень шума во время работы;
– тип: радиальный или осевой. У осевого высокая производительность, но
низкое полное давление, поэтому он не подходит для систем с разветвлённой
сетью воздуховодов.
6) Шумоглушитель. Не даёт шуму от работающего вентилятора
распространиться по воздуховодам. При изготовлении применяют
звукоизолирующие материалы – стекловолокно или минеральная вата, которые
помещают в металлический цилиндр или коробку.
7) Воздуховод. Доставляет воздушный поток. Различается тремя
параметрами:
– площадь сечения;
33
– тип;
– форма: прямоугольная или круглая.
По типу воздуховоды делят на жёсткие, гибкие и полугибкие.
Жёсткие воздуховоды изготавливают из оцинкованной или нержавеющей
стали. Они могут иметь прямоугольное или круглое сечение. Прямоугольные
воздуховоды прочнее, их легко укладывать, они лучше вписываются в
интерьеры, но круглые проще в изготовлении и создают меньшее
аэродинамическое сопротивление потоку воздуха.
Полугибкие и гибкие воздуховоды представляют собой многослойную
алюминиевую фольгу на каркасе из стальной проволоки. У них только круглое
сечение. Такие воздуховоды легко гнуться, отличаются высоким
аэродинамическим сопротивлением и поэтому подходят только для небольших
по длине участков системы вентиляции.
8) Фасонные изделия. Повороты, разветвители, переходники, с помощью
которых собирают воздуховод.
9) Воздухораспределительные устройства. Необходимы для
равномерного распределения воздуха в производственных помещениях.
Воздухораспределительные устройства бывают пластиковые или
металлические прямоугольной или круглой формы, различаются размерами,
расцветкой. Обычно это плафоны или решётки.
10) Система управления. Бывает сложная или простая. Сложная –
самостоятельно контролирует состояние фильтров, включает и выключает
калорифер, управляет воздушным клапаном и пр. Простая – это кнопка
включения и выключения.
Перечисленные элементы возможно заменить готовой вентиляционной
установкой. Это гарантирует совместимость компонентов, исключает
возможные ошибки во время сборки и не требует настройки автоматики.
Требования нормативных документов. Нормы обмена воздухом
закреплены в отраслевых стандартах предприятия и правилах техники
безопасности. К зданиям промышленного назначения применяют СНиП
34
«Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха», СНиП
«Вентилирование специальных и производственных зданий». Такими
правилами необходимо руководствоваться при проектировании. Для
соблюдения санитарных норм необходимо поступление воздушного притока 30
3
м
/ч на одного человека.
1.5 Местная вытяжная вентиляция
Местные вытяжные системы достаточно результативные. Они создают
возможность устранять вредные выделения или элементы непосредственно с
участка их создания, не предоставляя им возможности распространяться в
помещение. Благодаря этому отводу получается достигнуть санитарно-
гигиенического результата в пределах допустимых норм небольшим размером
устраняемой атмосферы. Но такие системы не заменяют общую вытяжную
вентиляцию.
Механическая местная вентиляция. Такой тип применяют в местах, где
недостаточно естественной вентиляции. В механических системах применяют
следующее оборудование и оснащение: вентиляторы, фильтры,
воздухонагреватели, с помощью которых воздушное пространство движется,
очищается и нагревается. Такие системы устраняют или отправляют воздух в
вентилируемые участки. На практике обычно учитывается смешанная
вентиляция: механическая и естественная. Вредные элементы не должны
распространяться в помещении, поэтому устранение воздуха выполняют с
нижней области на высоте 0,7 м от пола. Местную вентиляцию применяют во
множественных вариантах, где осуществляется выделение вредоносных
элементов. Одним из видов являются вытяжные зонты. При расчёте вытяжных
зонтов определяют объём атмосферы, выгоняемого вытяжным зонтом
35
L = a – b – V – 3 600, м3/ч,
где a и b – размеры зонта в плане, м;
V – скорость выгоняемого воздуха в плоскости разреза по кромке зонта
(отверстие зонта); V = 1,5 м/с.
Вытяжная вентиляция удаляет из помещения загрязнённый или нагретый
отработанный воздух. Её производительность должна быть сбалансирована с
учётом возможности поступления воздуха в смежные помещения или из
смежных помещений. Тогда воздух поступает в данное помещение снаружи
или из смежных помещений через специальные проёмы или удаляется из
данного помещения наружу или перемещается в смежные помещения.
Вентиляция, которую устраивают непосредственно на рабочем месте,
называется местная. Местную вытяжную вентиляцию применяют, если места
выделений вредности в помещении локализованы и возможно не допустить их
распространения по всему помещению. Основные требования, которым
должны удовлетворять местные отсосы:
– конструкция местного отсоса не должна мешать нормальной работе и
снижать производительность труда;
– вредные выделения необходимо удалять от места их образования в
направлении их естественного движения (например, горячие газы и пары
удаляют вверх, холодные тяжёлые газы и пыль - вниз).
При устройстве местной вытяжной вентиляции для улавливания
пылевыделений удаляемый воздух перед выбросом его в атмосферу
необходимо предварительно очистить от пыли. Наиболее сложными
вытяжными системами являются те, в которых предусматривают очень
высокую степень очистки воздуха от пыли с установкой последовательно трёх
пылеуловителей (фильтров). Вытяжную вентиляцию с естественным
побуждением предусматривают в помещениях зданий высотой 1, 2 или 3 этажа
с количеством людей до 300 человек. В общественных зданиях
(общеобразовательные школы, детские учреждения, лечебно-профилактические
36
учреждения, средние и высшие учебные заведения, магазины) вентиляцию
основных помещений осуществляют расположением вытяжных отверстий в
верхней зоне помещения. При организации воздухообмена в зрительных залах
кинотеатров, театров, клубов вытяжку осуществляют через отверстия в потолке
или в верхней части стен у экрана или сцены; в холодный период года часть
удаляемого воздуха поступает на рециркуляцию. В торговых и обеденных залах
воздух удаляют из верхней зоны и через отверстия в технологические
помещения (двери, раздаточные окна). В горячих цехах, кухнях – удаляют
через местные отсосы из верхней зоны.
При расчёте вытяжных шкафов определяют объём воздуха, который
удаляют вытяжные шкафы
L = V · F · 3 600, м
3
/ч,
где V – скорость подсоса воздуха через открытые рабочие отверстия, м/с;
F – площадь рабочего отверстия, м
2
.
Рисунок 2 – Схема вытяжного шкафа
Определяют расход воздуха при наличии только вредных веществ (газы,
пары, пыль)
z
= 3 600 · F · V
вред.
0
, м
3
/ч;
37
при наличии только тепловыделений
ПДК, мг/м
3
V0 меньше 0,01
1,5
от 0,01 до 1
1,5
от 1 до 10
1
от 10 до 100
0,75
больше 100
0,5
z
тепло
= 120 ·
· ·
где V
F – сечение проёма, м
– скорость воздуха в рабочем проёме, м/с;
0
2
;
Q – количество тепловыделений; кДж/ч;
F = B · H, м
где B – ширина рабочего проёма шкафа, м;
H – высота рабочего проёма шкафа, м.
Рекомендуемое соотношение H/B = 2/3.
V
определяют в зависимости от ПДК:
0
3
, м
/ч
2
,
Определение количества тепла, которое удаляет вытяжной шкаф
Q = c · G · (t
кипен.
– t
помещ.
), кал/ч
или
Q = N · 860, Дж/ч,
где c – удельная теплоёмкость нагреваемого вещества, кал/ч · °С; кг;
G – масса вещества, которое нагревается до температуры t
– температура кипения нагретого вещества;
t
кипен.
кипен.
, кг;
38
t
ПДК, мг/м
3
меньше 0,3
от 0,3 до 1
от 1 до 3
от 3 до 5
от 5 до 10
более 10
K
токс.
1,25
1,2
1,15
1,1
1,05
1
– температура окружающего воздуха в помещении;
помещ.
N – суммарная мощность нагревательного устройства, кВт.
Если есть и тепловыделения, и вредные вещества, то
z
= z
∑
тепло
+ z
вред.
.
Объём удаляемого воздуха
где K
z
– коэффициент токсичности, который зависит от КПД вредного
токс.
∑удал.
= K
вещества:
K
вентиляции от проектной; K
K
– коэффициент, который учитывает отклонение фактической системы
факт.
факт.
– коэффициент запаса; K
запас
Кратность воздухообмена
токс.
= 1,2;
запас
K =
· z∑ · K
= 1,15.
.
факт.
,
· K
запас
,
где V
где b – ширина шкафа, м;
h – высота шкафа, м;
l – длина шкафа, м.
– внутренний объём шкафа.
шкаф
V
= b · h · l,
шкаф
39
ПДК, мг/м
3
меньше 0,1
от 0,1 до 1
от 1 до 10
от 10 до 100
больше 100
K
реком.
500
400
300
250
200
ПДК, мг/м
3
меньше 0,1
от 0,1 до 1
от 1 до 10
Более 10
V
верх.
3
2,5
2
1,5
l = h · 1,24;
b = h.
Полученную кратность воздухообмена сравнивают с рекомендуемой
K
т. е. K ≥ K
Значение K
и, если она больше или равна, то работа вытяжного шкафа эффективная,
реком.
.
реком.
зависит от ПДК:
реком.
При расчёте вытяжных зонтов определяют количество воздуха для
удаления вредных веществ
L
= V · 3 600 · F · K, м3/ч,
вред.
где V – скорость воздуха в пространстве между нижним краем зонта и
источником вредностей
V =
где V
– скорость потока воздуха в верхнем сечении зонта; выбирают в
верх.
зависимости от КПД вредного вещества:
F – площадь нижнего сечения зонта, м
40
· V
2
.
верх.
,