2.3.4. Механическая вентиляция

Механической называется вентиляция, с помощью которой воздух подается в помещения или удаляется из них по системам вентиляционных каналов, с использованием специальных механических побудителей (вентиляторов или эжекторов). Она более совершенна по сравнению с естественной вентиляцией, но требует значительных капитальных и эксплуатационных затрат.

Механическая вентиляция по сравнению с естественной имеет ряд преимуществ, а именно возможность:

1) подвергать необходимой обработке как вводимый в помещение воздух (очищать, нагревать или охлаждать, увлажнять или подсушивать), так и удаляемый из него (очищать);

2) сохранять необходимый воздухообмен независимо от внешних метеорологических условий;

3) организовывать оптимальное воздухораспределение с подачей воздуха непосредственно к рабочим местам;

4) улавливать вредные выделения непосредственно в местах их образования, предотвращая их распространение по всему объему помещения.

К недостаткам механической вентиляции следует отнести значительную стоимость ее сооружения и эксплуатации и необходимость проведения мероприятий по борьбе с шумовым загрязнением.

В производственных зданиях наиболее распространена приточно-вытяжная общеобменная вентиляция, при которой воздух подается в помещение приточной системой, а удаляется вытяжной; системы работают одновременно.

Приточные вентиляционные системы (рис. 2.3) обычно состоят из воздухозаборных устройств 1, устанавливаемых снаружи здания в тех местах, где воздух наименее загрязнен; устройств, предназначенных для придания воздуху необходимых качеств (фильтры3, калориферы4); воздуховодов2для перемещения воздуха к месту назначения; побудителей движения воздуха – вентиляторов 5или эжекторов; воздухораспределительных устройств6 (патрубков, насадков), обеспечивающих подачу воздуха в нужное место с заданной скоростью и в требуемом количестве.

Рис. 2.3. Схема приточно-вытяжной механической вентиляции:

1 – воздухоприемник; 2 – воздуховоды; 3 – фильтр; 4 – калорифер;

5 – центробежный вентилятор; 6 – приточные отверстия;

8 – регулировочный клапан; 9 – устройство для выброса воздуха;

10 – воздуховод для рециркуляции; I – защищаемое помещение

Вытяжные вентиляционные системы состоят из вытяжных отверстий или насадков 7, через которые воздух удаляется из помещения, побудителя движения, воздуховодов, устройств для очистки воздуха от пыли или газов, устанавливаемых для защиты атмосферы и устройства для выброса воздуха9, которое располагается на 1,0 – 1,5 м выше конька крыши.

В отдельных случаях для сокращения эксплуатационных расходов на нагревание воздуха применяют системы вентиляции с частичной рециркуляцией. Количество свежего, вторичного и выбрасываемого воздуха регулируется клапанами 8.

Фильтры, калориферы и вентиляторы приточной вентиляции устанавливают в так называемых вентиляционных камерах, которые часто располагают в подвалах. Вытяжные вентиляционные камеры устраивают отдельно от приточных вентиляционных камер. В них размещают вентиляторы для побуждения движения воздуха. Вытяжные камеры в общественных зданиях обычно размещают на чердаке или технических этажах. Воздуховоды должны быть, по возможности, короткими для снижения потери давления и расхода энергии.

Вентиляторы – это воздуходувные машины, создающие определенное давление и служащие для перемещения воздуха при потерях давления в вентиляционной сети не более 12 кПа. Они предназначены для транспортирования воздуха от источника забора до помещения.

По типу и конструктивным особенностямвентиляторы делятся на осевые, радиальные (центробежные) и диагональные.

Осевой вентилятор (рис. 2.4, а) имеет расположенное в цилиндрическом кожухе лопаточное колесо, при вращении которого поступающий газ перемещается в осевом направлении. Осевые вентиляторы по сравнению с центробежными проще, имеют больший к.п.д., реверсивны (при изменении направления вращения колеса изменяется направление движения газа), но не обеспечивают больших давлений.

а) б)

Рис. 2.4. Вентиляторы: а) осевой; б) центробежный

Радиальный, или центробежный, вентилятор (рис. 2.4, б) имеет расположенное в спиральном кожухе лопаточное колесо, при вращении которого воздух, поступающий через входное отверстие, попадает в каналы между лопатками и под действием возникающей центробежной силы перемещается в спиральный кожух и направляется в выпускное отверстие.

Диагональные (тангенциальные) вентиляторы являются синтезом радиальных и осевых. Воздух, проходя сквозь него, движется в осевом направлении, а затем в лопастном колесе отклоняется на 45 градусов. Радиальная крыльчатка за счет центробежной силы, действующей в радиальном направлении, увеличивает статическое давление.

В зависимости от величины полного давления, которое они создают при перемещении воздуха, различают:

- вентиляторы низкого давления(до 1 кПа);

- вентиляторы среднего давления(до 3 кПа);

- вентиляторы высокого давления(до 12 кПа).

По направлению вращения рабочего колеса(если смотреть со стороны всасывания) выделяют:

- вентиляторы правого вращения(колесо вращается по часовой стрелке);

- вентиляторы левого вращения(колесо вращается против часовой стрелки).

В зависимости от состава перемещаемой среды и условий эксплуатации вентиляторы подразделяются на:

- обычные – для воздуха (газов) с температурой до 80 ºС;

- коррозийностойкие –предназначены для работы в коррозионных средах;

- термостойкие – для работы с температурой воздуха выше 80 ºС;

- пылевые –для удаления запыленного воздуха (твердые примеси в количестве более 100 мг/м³);

- взрывозащищенныепредназначены для перемещения газо-паро-воздушных взрывоопасных смесей. Во взрывозащищенном вентиляторе предусмотрены средства и меры, исключающие возможность искрообразования в процессе их эксплуатации;

- вентиляторы дымоудаления –применяются в аварийных системах вытяжной вентиляции подземных гаражей, производственных, общественных, жилых, административных и других помещений.

При выборе вентилятора определяющим фактором является величина перепада давления в сети, возникающая при преодолении сопротивления вентиляционной системы.

Эжекторы – гидравлические устройства, в которых происходит передача кинетической энергии от одной среды, движущейся с большей скоростью, к другой. Их 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 легко воспламеняющиеся взрывоопасные газы (ацетилен, эфир и т. д.). Недостатком эжектора является низкий КПД, не превышающий 25 %.

В соответствии с ГОСТ 5960-90 и ГОСТ 11442-90 обозначение типа вентилятора должно состоять из:

1) буквы В – вентилятор;

2) буквы Р(О) – радиальный (осевой);

3) стократной величины коэффициента полного давления на режиме максимального полного КПД, округленной до целого числа;

4) величины быстроходности n_уна режиме максимального полного КПД, округленной до целого числа.

Далее указывается номер вентилятора по ГОСТ 10616, соответствующий значению диаметра колеса, выраженному в дм, например: ВР-86-77-6,3 – вентилятор радиальный, характеризующийся коэффициентом полного давления, равным 0,86, быстроходностью – 76,5 и диаметром рабочего колеса 630 мм.