Назначение и классификация промышленной вентиляции


Производственная вентиляция – назначение и классификация. Виды и системы. Расчет воздухообмена. Расчет системы механической вентиляции.

Производственная вентиляция— система санитарно-технических устрой-ств и сооружений для удаления производственных вредностей и создания в рабочей зоне воздушной среды, отвечающей гигиеническим требованиям. Вентиляция используется для борьбы с лучистой и конвекционной теплотой, влагой, газами и пылью. Задачей вентиляции в производственных цехах является не только обеспечение рабочих помещений воздухом, соответствующим гигиеническим требованиям, но и устранение тех факторов, которые способны нарушать самочувствие работающих и тем самым снижать их работоспособность. В некоторых случаях вентиляция может преследовать технические цели, т.е способствовать созданию таких условий воздушной среды, которые необходимы для правильного ведения технологического процесса (текстильное производство, чистые металлы, полупроводники и др.).

Вентиляция в системе оздоровительных мероприятий на производстве занимает одно из ведущих мест. Но вентиляция не может заменить таких мероприятий, как герметизация или рационализация технологических процессов, кот позволяют уменьшить или устранить производственные вредности. Кроме того борьба с производственными вредно-стями при помощи только вентиляции нерациональна с экономической точки зрения, так как для разбавления концентрации вредных веществ до предельно допустимой необходимо подавать в помещение очень большое количество воздуха. Виды и системы производственной вентиляцииВентиляцию можно классифицировать следующим образом:

По способу организации воздухообмена — общеобменная, когда смена воздуха осуществляется во всем объеме помещений; -местная, при которой воздух подается или удаляется к тому или иному месту в цехе.

По характеру движущих сил — естественная, когда воздух перемещается за счет естественных сил и разности плотностей: искусственная (механиче-ская), когда воздух приводится в действие с помощью вентиляторов.

По принципу действия — приточная подача воздуха в помещение; вытяжная — удаление воздуха.

Естественная вентиляция подразде-ляется на аэрацию и проветривание. Кроме того естественная вентиляция может быть организованной и неорганизованной. При неорганизо-ванной поступление и удаление воздуха происходит через неплотности и поры наружных ограждений (окна, форточки, двери.). организованная осуществляется аэрацией и дефлекторами. Аэрация способна обеспечить в крупных производственных помещениях совр-еменных промышленных предприятий интенсивный воздухообмен). Аэрация осуществляется в холодных цехах за счет ветрового давления, а в горячих за счет раздельного или совместного действия гравитационного и ветрового напоров

.Местная приточная вентиляция может быть представлена в виде воздушных душей, воздушных оазисов, воздушных завес. Воздушные души устраиваются в горячих цехах для борьбы с перегревом рабочих. В соответствии с требованиями при душировании предусматривается, как правило, подача воздуха на облучаемую поверхность тела рабочего. Концевые части приточных воздуховодов при устройстве воздушных душей образуются специальными патрубками с направляющими лопатками. Температура и скорость движения воздуха определяются интенсивностью облуч-ения, степенью тяжести работы и временем года. Устройство душей обязательно при интенсивности облучения 300 ккал/(м3 • ч) и выше. Воздушный оазис представляет собой отгороженный от общего помещения объем, огражденный с боков остекленными ширмами и открытый сверху. В него по всему периметру равномерно подается охлажденный воздух. Оазисы находят применение в машинных залах электростанций и для кратковременного отдыха рабочих после выполнения ими тяжелой работы в горячих цехах.

Воздушная завесапредставляет собой струю воздуха большой скорости, препятствующую поступлению холодного наружного воздуха в помещение через открытый проем. Этот воздух поступает из узкой щели в полу у ворот или с обеих сторон дверного проема. Вытяжная вентиляция— общая и местная. Общеобменная вытяжная вентиляция удаляет воздух из нижней или верхней зоны в зависимости от характера вредностей и особенности их выделения. Общеобменная вентиляция (вытяжная) обычно применяется при: а) наличии незначительных утечек вредных газов и паров из закрытой аппаратуры, именно там, где местные отсосы оборудовать невозможно; б) влаго- и теплоизбытках; в) удалении пыли, когда воздушные потоки, создаваемые вентиляцией, препятствуют процессу осаждения пылевых частиц. Местная вытяжная вентиляция используется для удаления вредных веществ непосредственно на месте их образования. Она не только более экономична, но и наиболее эффективна..

Расчет воздухообмена.

Устройство той или иной вентиляции должно быть обосновано расчетом. Необходимое количество вентили-руемого воздуха определяется различными методами в зависимости от назначения помещения и количества вредных выделений. СМ пример Рысин (вентиляторные установки.)

При нормальном микроклимате и отсутствии вредных веществ в воздухе рабочей зоны, где их содержание не превышает ПДК, учитывается объем помещения, приходящийся на одного рабочего и количества сменяемого воздуха на одного работающего, а так же число работающих:

, где

L- воздухообмен или количество воздуха, необходимое для нормального воздухообмена.

-количество сменяемого воздуха на одного работающего;

n-число работающих

При общеобменной вентиляции для удаления вредных веществ расчет необходимого воздухообмена осуществляют по формуле.

Где LВР- необходимый воздухообмен (м3/г); G- количество вредных выделений, поступающих в воздух рабочей зоны (кг/ч); ψ-коэффициент неравномерности распределения вредных веществ по помещению (1,2-2)

gПДК-ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны. (мг/м3); gпр- концентрация вредных веществ в приточном воздухе. Менее 0,3 ПДК

Для помещений с большим избытком влаги в воздухе необходимый воздухообмен :

Gвл- избыточная влага выделяемая в помещение; ρвл- плотность влажного воздуха; dпр,d уд –содержание влаги в воздухе удаляемого из помещения и поступающего в помещение.г/кг

При общеобменной вентиляции для удаления из помещения избытков теплоты необходимый теплообмен рассчитывается:

Q-избыточная теплота Дж/г; с- удельная теплоемкость воздуха при постоянном давлении Дж/кг ºС; ρпр- плотность приточного воздуха; tуд, tпр- температура удаляемого и приточного воздуха.

Расчет вентиляции

В системах механического вентилирова-ния перемещение воздуха обеспечивается работой вентилятора Существует 2 основные схемы мех вентиляции

-магистральная и коллекторная

Схема магистральной (рис)

1-вентилятор, 2- воздуховоды, 3-воздухозаборники.

Схема коллекторной

Для расчета воздухообмена и выбора вентиляционной установки в помещении необходимо:1)Иметь исходные данные: кол-во очищаемого воздуха, начальная концентрация, физико-химические пок-азатели содержащейся в нем примесей, ПДК газовых примесей при выбросе в атмосферу.2) составить расчетную схему сети воздуховодов, на кот должны быть указаны местные отсосы, местные сопротивления (колесо повороты, расширения и т.д.) указать номера расчетных участков сети , расчетный участок, участок воздуховода, на кот приходится одинаковый объем воздуха при одинаковой скорости.3) провести гидравлический расчет сети

Нтр –потери давления на трение (Па), Нiмс- потери давления на местные сопротивления на местном участке, Н – общие потери 4) по известным количествам очищаемого воздуха (мг/м3) и рассчитанному полному сопротивлению сети воздуховодов (Па) подбирают вентилятор. Вентилятор должен иметь высокий КПД, относительно высокую скорость вращения, возможное его соединение на одном валу с электродвигателем. 5) определяют условную мощность электродвигателя

L- количество очищаемого воздуха (мг/м3), Н- суммарное сопротивление воздухопроводной сети (Па),ηп – КПД передачи, ηв – КПД вентилятора. Кдв – коэффициент запаса двигателя.

Для очистки воздуха применяют пылеосадочные камеры, циклоны, рукавные фильтры, электрофильтры, скрубберы

2.6. Классификация вентиляционных систем

Одним из основных средств коллективной защиты работников от негативного воздействия вредных факторов воздушной среды (запыленности, загазованности, повышенных выделений тепла и влажности) является вентиляция.

Вентиляция – это комплекс взаимосвязанных устройств и про­цессов, предназначенных для создания организованного воздухообмена, необходимого для удаления из производственного помещения загрязненного или перегретого (охлажденного) воздуха с подачей вместо него чистого и охлажденного (нагретого), что поз­воляет создать в рабочей зоне благоприятные условия воздушной среды.

Количество воздуха, необходимое для обеспечения требуемых параметров воздушной среды в рабочей зоне, определяется в зависимости от количества выделяющихся вредных факторов с таким расчетом, чтобы обеспечить предельно допустимые концентрации и уровни.

Под вентиляционной системойпонимают совокупность различных по своему назначению вентиляционных установок, способных обслуживать отдельное помещение или здание. Классификация основных типов вентиляции представлена на рис. П1.9.

В зависимости от способа перемещения воздуха в рабочих помещениях вентиляция делится на искусственную (механическую), естественную и комбинированную.

При естественной вентиляции воздухообмен осуществляется двумя способами:

– неорганизованно (проветривание и инфильтрация воздуха через оконные, дверные проемы, щели и микротрещины);

– организованно (за счет аэрации и с помощью дефлекторов).

Естественный неорганизованный воздухообмен в помещении обусловлен действием двух факторов: теплового движения воздуха и ветрового давления. Тепловое движение создается разностью веса столбов воздуха вне и внутри помещения. Таким образом, возникает перепад давлений, который и вызывает воздухообмен. Ветровое давление обусловлено действием ветра, благодаря которому на наветренных поверхностях здания возникает избыточное давление, а на заветренных сторонах – разрежение. Возникающий перепад давлений обусловливает вход воздуха с наветренной сторо­ны здания и выход его через отверстия на противоположной заветренной стороне. В ряде случаев неорганизованного воздухообмена недостаточно для удаления вредных выделений из помещения, поэтому используют специальное устройство – дефлектор (см. рис. П1.10). Дефлектором является оголовок, которым заканчивается труба, предназначенная для удаления воздуха из верхней зоны помещения. Поток ветра, ударяясь о дефлектор и обтекая его, создает разрежение, обеспечивающее подсос воздуха из помещения по каналу дефлектора. Аэрацией является организованный естественный воздухообмен, осуществляемый в заранее рассчитанных объемах и регулируемый в соответствии с внешними метеорологическими условиями.

Достоинством естественной вентиляции является простота устройств и минимальные эксплуатационные затраты. Недостатком – влияние на ее эффективность природных факторов (ветер, температура окружающей среды), а так же тот факт, что и подается, и удаляется из помещения воздух, не прошедший специальной обработки (не очищенный от пыли и других вредных примесей, не охлажденный или не нагретый). Поэтому естественная вентиляция применяется, в основном, там, где нет значительных выделений вредных факторов.

При искусственной вентиляции движение воздуха активизируют механические устройства. Классификация механической вентиляции показана на рис. П1.11.

По характеру охвата помещения вентиляционные системы могут быть общеобменными, локальными (местными) и комбинированными.

При общеобменной вентиляции смена воздуха происходит по всему объему помещения. Этот тип вентиляции может осуществляться как естественным способом (аэрация), так и механическим способом.

Назначение местной вентиляции – локализация вредных выделений в местах образования и удаления их из помещения. Она может осуществляться механически с помощью вентиляторов и естественным образом с помощью дефлекторов.

При комбинированной системе одновременно с общим воздухообменом локализуются также и отдельные наиболее интенсивные источники выделений.

Локальная вентиляция может быть приточной или вытяжной.

Приточную предусматривают с целью подачи чистого воздуха в рабочую зону для создания микроклимата на отдельных местах (воздушные души, завесы и оазисы). Воздушный душ представляет собой поток воздуха, направленный на человека. Воздушная завеса позволяет предотвратить проникновение в производственное здание через ворота холодного воздуха в зимнее время. Воздушные оазисы улучшают метеоусловия на ограниченной площади помещения, которая для этого отделяется со всех сторон легкими перегородками и затапливается воздухом более холодным и чистым, чем воздух помещения.

Вытяжную вентиляцию устраивают в местах образования вредных выделений в виде шкафов,зонтов,отсосов от различного оборудования, пылесосов, пылестружкоприемников, эжекционных установок,индивидуальных отсасывающих агрегатов и так далее.

Общеобменная механическая вентиляция бывает приточной, вытяжной, приточно-вытяжной, а так же может осуществляться с помощью кондиционеров. При приточной общеобменной вентиляции свежий воздух забирается из мест вне здания и распределяется по всему объему помещения. Загрязненный воздух вытесняется свежим через двери, окна, фонари и щели строительных конструкций. Приточная вентиляция применяется при наличии тепловыделений и отсутствии газовыделений.

Вытяжная общеобменная вентиляция позволяет удалять загрязненный и перегретый воздух из всего объема помещения. Чистый воздух для замещения удаленного подсасывается извне через двери, окна, щели строительных конструкций.

Приточно-вытяжная общеобменная механическая вентиляция состоит из двух отдельных установок. Через одну подается чистый воздух, через другую удаляется загрязненный.

Кондиционер – это вентиляционная установка, которая с помощью приборов автоматического регулирования поддерживает в помещении заданные параметры воздушной среды.

Кондиционеры бывают двух видов: установки полного кондиционирования воздуха, обеспечивающие постоянство температуры, относительной влажности, скорости движения и чистоты воздуха, а так же установки неполного кондиционирования, обеспечивающие постоянство только части этих параметров или одного параметра, чаще всего температуры.

В зависимости от способа холодоснабжения кондиционеры подразделяются на автономные и неавтономные. В автономных кондиционерах холод вырабатывается собственными встроенными холодильными агрегатами. Неавтономные кондиционеры снабжаются холодоносителями централизованно.

По способу приготовления и раздачи воздуха кондиционеры подразделяются на центральные и местные. Конструкция центральных кондиционеров предусматривает приготовление воздуха вне обслуживаемых помещений и его раздачу по системе воздуховодов. В местных же кондиционерах приготовление воздуха происходит непосредственно в обслуживаемых помещениях, воздух раздается сосредоточенно, без воздуховодов.

17. Назначение, классификация и требования, предъявляемые к вентиляции.

В настоящее время для нормализации условий труда применяются: *вентиляция и кондиционеры воздуха, *отопление помещений

Вентиляция предназначена для создания требуемого воздухообмена в помещениях, в результате которого из помещения удаляется загрязненный воздух и подается чистый.

Вентиляция в соответствии с требованиями нормативных документов имеет свою классификацию по нескольким признакам:

1,по организации воздухообмена: *общеобменная вентиляция, которая обеспечивает воздухообмен сразу по всему помещению, *местная вентиляция, которая обеспечивает воздухообмен только в определенной зоне помещения, *совмещенная (общеобменная + местная);

2,по назначению: *вытяжная вентиляция, которая предназначена только для удаления загрязненного воздуха, *приточная вентиляция,которая предназначена для подачи в помещение чистого подготовленного воздуха, *приточно-вытяжная вентиляция-кот обеспеч и то и др.;

3,по принципу побуждения воздухообмена*естественная вентиляция, когда воздухообмен осуществляется под действием теплового (гравитационного) или ветрового напоров,*искусственная(механическая) вентиляция при кот воздух перемещ-ся за счет напора соз-го спей устрой-ми (вентиляторами) ,*совмещенная(естественная + искусственная).

Основные требования к вентиляции определяются нормативными документами:

1,воздухообмен (производительность) вентиляции должен быть достаточным для удаления всех вредностей, (тепло, ВХВ, пыль, пары)

2воздухообмен в помещ-х д.б. сбалансирован т.е.,для приточно-вытяжной вентиляции производительность по вытяжке должна быть равна производительности по притоку, т.е. ,

3.если в одном из двух смежных помещений имеется вредных выделений то произ-ть по вытяжке в этом помещ-й д.б.на 10-15% больше чем по притоку.

4.система вентиляции и кондиционирования не должны быть источниками повышенных уровней шума и вибрации

5.система вентиляции не должна быть источником повышенной взрыво и пожароопасности

6.системы вентиляции и кондиционирования должны быть максимально экономичны как при изготовл-ии так и при эксплуатации.

18. Определение требуемого воздухообмена для общеобменной вентиляции.

Для определения требуемых воздухообменов производительности применяют различные методики, выбор которых зависит от реальных условий труда и характеристики помещений:

  1. Если основной вредностью в помещении является избыточное тепло (освещение, производительное оборудование), то расчет происходит по формуле:

где – разность интенсивности теплопоступлений и интенсивности теплопотерь,

Qпоступления-тепло от людей, от системы освещения, от производ-го оборуд-ия

Qпотерь-ч/з наружние ограждения и ч/з внутренние огражд-я

c– удельная теплоемкость воздуха,

– плотность воздуха,

– разность температур удаляемого и приточного воздуха.

  1. Еслив помещении выделяются вредные вещества или пыль, то воздухообмен может быть определен по формуле:

где G– интенсивность образования вредных веществ в помещение млг/час (определяется по справочникам),

k1– концентрация вредности в приточном воздухе,

k2– концентрация вредности в удаляемом воздухе.

  1. В некоторых случаях для административных, культурно-зрелищных объектов воздухообмен определяется по обмену углекислого газа:

– интенсивность выделенияCO2в помещении . Эта величина зависит от возраста людей и от характера выполняемой работы.k1СО2– концентрация СО2 в наружнем воздухе,k2СО2– допустимая концентрацияCO2

4Еслив помещении выполняются работы не связанные с выделением вредных веществ, то в этом случае воздухообмен определяется по удельному воздухообмену на одного работающего:

где N– количество работающих в помещении человек,

L1– удельный воздухообмен, м3/час на 1-го человека, который принимается по следующим данным: до 20 человек – >= 30 м3/час на человека; от 20 до 40 человек – >= 20 м3/час на человека; свыше 40 человек – допускается проветривание.

5. Для жилых помещ-й, а на про-ве-взровопожароопасных объектоввоздухообмен орп-ся по кратности вохздухообмена

L=Vпомещ*Kм3 /час, где К-величина кратности воздухообмена, величина показ-ая сколько раз в теч 1 часа долж помен-ся воздух в помещ-и.

Классификация промышленной вентиляции

Любое промышленное предприятие, юридическое лицо, строящее свое административное здание, строительный подрядчик на жилом объекте, сталкивается с вопросом организации системы воздухообмена в здании. В данном вопросе основным источником знаний и базой для работы служат строительные нормы и правила, излагающие стандарты. Например, справочник инженера — Промышленная вентиляция, классификация, способы организации.

Один из справочников

В данном случае СНиП являются справочным материалом не только для расчетов, но и для выбора материалов, схем, способа монтажа, а также достижения заданных или желательных параметров воздушных потоков в помещениях.

Классификация сетей вентиляции

Итак, согласно принятым стандартам и нормам, существует несколько способов классификации сети воздушного обмена, а именно:

  1. По методу создания потоков воздуха;
  2. По технологической задаче;
  3. По площади обслуживания;
  4. По исполнительной схеме.

Схема создания воздушных потоков

Каждый из этих типов включает (сверху вниз):

  1. Естественную (аэрация, конвекция и давление ветра) и механическую вентиляцию;
  2. Приточную и вытяжную;
  3. Локальную (душ, завеса, оазис) и общеобменную;
  4. Канальное и бесканальное вентилирование.

Естественный воздухообмен

Как уже было отмечено ранее, в данную группу входят аэрация, конвекция и давление воздуха. Такой вид воздухообмена обеспечивается за счет перепада температур снаружи и внутри здания или помещения.

Согласно нормативам в помещениях или производственных пространствах, где ПДК вредных примесей, твердых или газообразных не превышает тридцати процентов, устанавливается система аэрации. Она не требует очистки поступающего внутрь воздуха.

Однако следует отметить, что в случае потенциального образования водного конденсата аэрация должна быть заменена альтернативной вентиляционной схемой.

Конвекция в помещении

В случае если помещение «производит» избыточную тепловую энергию, т.е. в производственных цехах, зданиях компрессорных и насосных, нагретый воздух вытесняется холодным наружным, создавая тем самым циркуляцию потоков. Это конвекция. Минимальным требованием к организации такой системы является создание достаточного перепада высот. Помещение с таким типом обмена воздушных масс должно быть не ниже 3 метров. Прямые участки воздушных коробов также не должны превышать 3 метров в длину, а скорость создаваемого потока не более 1 метра в секунду.

Сеть вентиляции на основе давления ветра основана на его различном давлении на теплые и холодные стороны здания. При этом создается зона пониженного давления, которое «загоняет» воздух извне в помещение, выталкивая отработанный поток с заветренной стороны.

Ветровое давление

Механический воздухообмен

Данный вид инженерной сети основан на использовании специального оборудования, инструментов и приборов автоматики, которые перемещают потоки воздуха на сравнительно большие расстояния. К такому оборудованию можно отнести вентиляторы, различного рода электродвигатели, нагреватели, устройства пылеулавливания, КИП и прочие.

Все эти устройства позволяют обеспечить выполнение различных режимов и их комбинаций. Например, организовать осушку или увлажнение воздуха, отвод газов, опасных для здоровья работников, нагрев или охлаждение воздушных масс. Расчет необходимых параметров производится специалистами-проектировщиками в зависимости от пожеланий и потребностей заказчика, а также в строгом соответствии с действующими правилами и нормативами.

Пылеулавливание в вентиляции

Выполнение технологических задач

Сюда относят приточную и вытяжную сеть воздухообмена. Приточная сеть обеспечивает поступление в здание или рабочую зону свежего воздуха. В случае необходимости такое «сырье» проходит предварительную обработку (например, увлажнение).

Вытяжная система удаляет отработанный воздух. Очень часто специалисты объединяют эти два типа в одну комбинированную сбалансировано-функциональную систему, которая в то же время может быть как локальной (т.е. по месту рабочей зоны), так и общеобменной.

Спектр действия

В зависимости от того, какую площадь обслуживает та или иная сеть, она может быть:

  1. Локальная приточная;
  2. Локальная вытяжная;
  3. Общеобменная.

Вентиляция рабочего участка

Локальные разновидности обеспечивают рабочие места или определенные зоны рабочей среды, например зону токарного станка. В свою очередь организована и соответственно классифицирована, такая разновидность может быть следующим образом:

  1. Воздушный душ;
  2. Оазис;
  3. Завеса;
  4. Отсос полуоткрытый;
  5. Отсос бортовой;
  6. Отсос местный.

Приточная локальная сеть

Первые три типа относятся к местным приточным вентиляционным типам. Воздушный душ представляет собой поток направленного чистого воздуха. Оазис оборудуется в зоне рабочего помещения, огражденной перегородкой высотой около 2,5 метров. Завеса, устанавливаемая возле ворот или печей, изменяет поток воздушной массы, направляя ее в обход определенного участка.

Бортовые отсосы в цеху

Местная вытяжная сеть

Данный подвид вентиляции предназначен для отвода вредных и опасных веществ с определенного участка рабочей среды. Оборудование данной системы улавливает пыль, газы, дым и часть тепла, выделяемого технологическим оборудованием. Организация такой инженерной сети (разного вида отсосов) производится по определенным правилам:

  1. Устройство максимального укрытия вентилируемой зоны;
  2. Минимизация влияния конфигурации вытяжки на технологический процесс.

Напомним, что такая вентиляция может быть представлена открытыми, бортовыми и местными отсосами, в зависимости от требований технологического процесса.

Общеобменный тип вентиляции

Общая сеть вентиляции также может быть организована для определенного рабочего или производственного участка, или для всего промышленного помещения. Ее преимущество состоит в равномерном вводе и выводе воздушной массы, распределении между вентилируемыми участками, решении комплексных задач воздухообмена.

Общеобменная система

Также следует отметить, что различают общеобменные приточную и вытяжную разновидности. Приточная «разбавляет» отработанный воздух помещения, снижая концентрацию газов, паров и испарений, пыли и вредных веществ в пространстве. Часто она оборудуется дополнительно системами кондиционирования и фильтрации. Вытяжное общее вентилирование оборудуется дополнительно клапанами, вентиляторами с мощным электродвигателем.

Генеральная схема

Все упомянутые системы могут быть как канальными, так и бесканальными. Первые организуются при помощи сети воздуховодов, вторые не обязательно используют воздушные короба. Вентиляторы устанавливаются в стенах, балках или перекрытиях здания.

Бесканальная вентиляция

Но независимо от типа, способа организации или метода монтажа системы, все они выполняют важную роль в производственном процессе – создают комфортные условия для работы персонала и оборудования, охраняют здоровье, а зачастую и жизнь работников, предотвращают опасные и потенциально опасные ситуации. Именно поэтому расчет, проектирование и установка систем воздухообмена должна быть произведена со всей возможной тщательностью компетентными и опытными специалистами.

Пример действующей местной вытяжки

Сохранить:


Смотрите также