Очистка приточного воздуха в системах вентиляции и кондиционирования


7. Очистка приточного воздуха в системах кондиционирования

По гигиеническим или технологическим соображениям возникает необходимость в очистке наружного воздуха, подаваемого в помещение приточными системами вентиляции (СВ) и системами кондиционирования воздуха (СКВ). Необходимость очистки определяется с учетом данных о запыленности наружного воздуха и требований к содержанию аэрозолей в воздухе обитаемой (рабочей) зоны.

Необходимость в очистке воздуха от пыли возникает при применении рециркуляции. По нормам проектирования рециркуляция допускается, если концентрация паров или аэрозолей в рециркуляционном воздухе не более 0,3 ПДК. В ряде случаев приходится учитывать, что многие виды пыли взрыво-и огнеопасны. Для таких пылей задаются нижний и верхний пределы концентраций.

Очистка воздуха преследует следующие цели:

  1. Уменьшение содержания пыли (концентрации) в воздухе, подаваемом в кондиционируемые помещения, если среднесуточная или максимальная концентрация пыли в наружном воздухе превышает допустимую для воздушной среды помещения.

  1. Поддержание содержания аэрозолей в допустимых пределах в производственных помещениях предприятий заданного в соответствии с технологическими требованиями.

  1. Предохранение ценной внутренней отделки и оборудования кондиционируемых помещений от загрязнения отложениями мелкодисперсной пыли.

  2. Защита теплообменников и другого оборудования кондиционера от загрязнения, снижающего теплотехнические показатели.

Конструкция фильтра зависит от характера пыли (загрязнений) и требуемой чистоты воздуха. Основными характеристиками фильтров являются: эффективность очистки, удельная воздушная нагрузка, пылеёмкость, аэродинамическое сопротивление фильтра.

Эффективность или степень очистки (коэффициент очистки) представляет собой отношение разности массового расхода пыли, содержащегося в воздухе до и после фильтра, к массовому расходу пыли до фильтра и определяется по формуле:

, (97)

где Gн и Gк − массовые расходы пыли до и после фильтра, г/ч.

Важно помнить, что коэффициент очистки фильтра существенно зависит от дисперсности пылевых частиц: чем меньше размер пылинок, тем меньше коэффициент очистки. Поэтому имеет значение дисперсный состав пыли.

Всякая пыль – полидесперсная структура, в которой присутствуют аэрозоли разного размера: от нескольких микрон до сотен и тысяч микрон.

Удельная воздушная нагрузка характеризует отношение объёмного часового расхода воздуха, проходящего через фильтр, к площади фильтрующей поверхности, и выражается в м3/ч на I м2.

Пылеёмкость представляет собой количество пыли (в г или кг), которое задерживает фильтр за период непрерывной работы между двумя очередными операциями регенерации фильтрующего слоя или до достижения определенной величины сопротивления фильтра. Поскольку ёмкость зависит от размера частиц пыли, её следует относить к пыли определенной дисперсности.

Аэродинамическое сопротивление фильтра представляет собой разность полных давлений до и после фильтра и измеряется в Па.

Классификация воздушных фильтров. По размерам эффективно улавливаемых пылевых частиц в европейских стандартах фильтры делятся на три класса: фильтры грубой, тонкой и особо тонкой очистки. При грубой очистке задерживаются частицы величиной 10 мкм и более, при тонкой – 1 мкм и более, при особо тонкой – частицы меньших размеров, вплоть до 0,1 мкм.

Для определения эксплуатационных характеристик фильтров в зарубежной практике, а в последнее время и отечественными разработчиками, используются несколько стандартов: европейский стандарт EUROVENT 4/5 (европейский комитет изготовителей вентиляционного и пневманического оборудования); стандарт США ASHRAE 52-76 (Американское общество инженеров по отоплению, холодильной технике и кондиционированию воздуха) и два стандарта Великобритании – BS 6540, применяемый для фильтров грубой и тонкой очистки, и BS 3928 – для фильтров особо тонкой очистки. В отечественной практике для фильтров до 9 класса (предварительная очистка) с 1994 г. действует стандарт EN 779, для финишной очистки с 10 класса и выше – 1996 г. EN 1882. Все перечисленные стандарты содержат весьма близкие параметры.

Фильтровальным материалом в фильтрах грубой очистки служат металлизированные сетки или ткани из синтетических волокон (например, акрила). Конструктивно они могут быть оформлены в виде панелей (ячеек), фильтрующих прокладок, гофрированных листов и пр.

В фильтрах тонкой очистки применяется стеклоткань, причем в ряде случаев со специальной пропиткой. По конструктивному исполнению эти фильтры могут быть карманными, складчатыми, электростатическими, со сменными пластинами. Карманные фильтры состоят из рамы, наружных сетчатых прокладок и «карманов» из фильтрующего материала. В складчатых фильтрах используется гофрированная фильтрующая ткань из стекловолокна. В фильтрах тонкой очистки применяется также активированный уголь. Такие фильтры представляют собой набор кассет, которые могут быть собраны в панели. Эти фильтры применяются также для поглощения газов и паров токсичных веществ.

Для фильтров особо тонкой очистки фильтровальным материалом может быть клееное стекловолокно, клееная бумага из субмикронных волокон.

Замена фильтра или его регенерация выполняется при превышении допустимой величины его аэродинамического сопротивления.

Фильтры грубой очистки типа EU1 применяются при невысоких требованиях к чистоте воздуха. Фильтры EU2 – EU4 предназначены для уменьшения запыленности воздуха, если концентрация в районе расположения объекта превышает ПДК. Такие фильтры применяются для защиты теплообменников, оросительных камер, компрессоров, приборов автоматики и другого оборудования от запыления. Фильтры грубой очистки могут применяться в качестве первой ступени очистки перед более эффективными фильтрами.

Фильтры тонкой очистки EU5 – EU9 удовлетворяют более жестким требованиям к чистоте воздуха. Эти фильтры используются для предохранения ценной внутренней отделки и оборудования зданий от загрязнения мелкодисперсной пылью. Их устанавливают в качестве второй ступени после более пылеемких фильтров грубой очистки. Фильтры EU8 – EU9 применяют для больничных палат, лабораторий, на предприятиях производства продуктов питания, в фармацевтической промышленности.

Фильтры особо тонкой очистки EU10 – EU13 предназначены для помещений с высокими требованиями к чистоте воздуха (в медицинских операционных, в лабораториях электроники, бактериологических исследованиях, в ядерной и изотопной промышленности). Фильтры EU14 – в так называемых «чистых помещениях» предприятий электронной, оптической промышленности и в тех случаях, когда требуется полная очистка от бактериальных, радиоактивных пылей и аэрозолей. Они применяются в качестве второй и даже третьей ступени.

Подбор фильтров. Тип воздушного фильтра и необходимую его эффективность выбирают с учётом требований к степени чистоты воздуха, условий эксплуатации фильтра и стоимости очистки воздуха.

Необходимую площадь фильтра Fф при заданной производительности приточной установки L (м3/ч) можно определить из выражения:

Fф=L/vф, (98)

где vф − удельная нагрузка фильтра, м3/(ч∙м2).

Сопротивление фильтров можно выразить уравнением:

Нф = Е·vфn, (99)

где Е, n − коэффициенты определяемые опытным путём [2].

Очистка воздуха в приточной вентиляции

Для производства качественных продуктов питания, для изготовления точных оптических приборов и сложного технического оборудования необходимо создать в помещении стерильную воздушную среду, используя для этого системы очистки и обеззараживания воздуха.

При помощи канальных фотокаталитических очистителей Аэролайф очистка воздуха в приточной вентиляции позволяет избавить технологическое помещение от спор плесневых грибов, от пыли, пыльцы растений, газофазных соединений, посторонних запахов и микроскопических включений (вирусов и бактерий).

Очистка воздуха имеет большое значение и в быту. Известно, что при постоянном вдыхании вредных веществ человек даже может сократить продолжительность своей жизни. Так, в больших промышленных городах люди живут на 5 лет меньше, чем те, квартиры которых находятся за городом. Этому способствует перенасыщенность воздуха аллергенами, токсинами, канцерогенами, дымом. Вполне понятно, что очистка воздуха в приточной вентиляции становится просто необходима как в квартирах, так и в офисах, торговых и развлекательных центрах и других культурных и административных учреждениях, расположенных в городской черте.

К сожалению, мало кто из домовладельцев имеет системы очистки воздуха в своей квартире. Причины тому разные. Одни считают воздух чистым, не понимая, что самые опасные вещества, поступающие с приточным воздухом, невидимы. Другие жалеют на подобное оборудование денег, а потом начинают бегать по врачам, тратя на посещение специалистов огромные суммы. Между тем, к примеру, канальный воздухоочиститель Аэролайф с электростатическим блоком со временем постепенно себя оправдывает в материальном плане, так как имеет ряд преимуществ относительно других аналогичных систем:

- обладает низким сопротивлением к воздушному потоку, но высокой степенью очистки;

- отличается высокой производительностью;

- имеет две фотокаталитические фильтры высокой степени эффективности;

- эффективно удаляет за один проход (до 99 %) крупную и мелкую пыль и бактериальные загрязнители;

- потребляет мало энергии (если сравнивать стоимость очистки 1 м3 воздуха).

Аэролайф предлагает большой выбор канальных очистителей приточного и вытяжного воздуха для различных типов помещений и любой площади.

4. Очистка загрязненного вентиляционного воздуха. Основные требования к системам вентиляции

Для очистки загрязнения вентиляционного воздуха используют очистители воздуха.

Очистители воздуха это устройства, очищающие воздух в помещении от вредных примесей - пыли, запахов, газовых выделений из строительных материалов, пылевых клещей, пыльцы растений, дыма, в том числе табачного, проводящие бактерицидную очистку, а также иногда ионизирующие воздух.

Бытовые очистители воздуха используются для очистки воздуха в небольших помещениях. Даже самый хороший пылесос оставляет после себя в воздухе мельчайшие частицы пыли и вредных веществ. Загрязненный воздух в квартире является одной из первых причин развития депрессии и серьезных заболеваний.

Бытовые очистители воздуха выгодно отличаются высокой производительностью и очень высоким качеством фильтрации. В случае, когда

40

кондиционер успешно охлаждает помещение, но не справляется с очисткой воздуха, полезно установить еще и очиститель воздуха.

Бытовые климатические комплексы - это самые универсальные и совершенные устройства для очистки и увлажнения воздуха. Комплексы могут не только одновременно очищать и увлажнять воздух, но и выполнять данные функции по отдельности.

Полупромышленные очистители воздуха предназначены для использования в общественных местах, где много курят, где затруднительно проветривать помещения при большой проходимости посетителей: в производственных помещениях, больших офисах, фитнес клубах, больницах, лабораториях, отелях, кафе, ресторанах, барах, боулингах, казино, школах, детских клубах, в серверных помещениях, игровых залах, интернет-кафе и других общественных местах.

Промышленные очистители воздуха отличаются от бытовых и полупромышленных очистителей большей мощностью. Не все модели промышленных очистителей воздуха универсальны, т.к. рассчитаны на решение различных задач: одни промышленные воздухоочистители быстрее справляются с пылью, другие с запахами или дымом, а некоторые эффективнее всего снимают электростатические заряды и пр.

Кроме очистителей существуют также климатические комплексы, которые сочетают в себе функции очистки, увлажнения и дополнительной ароматизации воздуха.

Очистка воздуха в любых климатических приборах осуществляется практически одинаково – фактически это фильтрация воздуха. Фильтры могут быть различными, может применяться и комбинация нескольких фильтров. В настоящее время используются следующие типы фильтров для очистителей воздуха:

Механические фильтры (фильтры грубой очистки) используются в системе предварительной очистки. В качестве фильтрующего элемента

41

используется мелкая металлическая или полимерная сетка, поролон, грубая ткань. Они предназначены для удаления крупных пылевых частиц, шерсти животных. Такие фильтры устанавливаются во всех очистителях воздуха и защищают от пыли не только людей, но и внутренности самих приборов. Сетчатые фильтры являются многоразовыми — для очистки от пыли их достаточно пропылесосить или промыть в теплой воде.

Угольные (адсорбционные) фильтры улавливают многие токсичные примеси воздуха. В их состав входит активированный уголь, используемый для поглощения вредных веществ в самых разных устройствах - от кухонных вытяжек до противогазов. Необходимо, однако, помнить, что угольные фильтры способны очистить воздух далеко не от всех загрязнений - такие очистители, например, не спасут владельца гаража от отравления угарным газом. Но с большинством бытовых газовых загрязнений воздуха они справятся. Исследования показали, что уголь практически не адсорбирует легкие соединения: окись углерода, окислы азота, формальдегид. Таким образом, угольные фильтры неэффективны для очистки воздуха от его основных загрязнителей, к тому же по мере накопления токсинов и пыли сам очиститель становится источником загрязнения. Как правило, такие фильтры применяются в дополнение к фильтрам других типов. Восстановлению угольные фильтры не подлежат и после выработки ресурса их необходимо заменить на новые.

Электростатические фильтры позволяют удалять из воздуха более мелкие частицы - до 0,01 мкм. Принцип их действия основан на притяжении электрических зарядов разной полярности. Загрязненный воздух проходит через ионизационную камеру очистителя воздуха, в которой частицы загрязнения приобретают положительный заряд, после чего они оседают на отрицательно заряженных пластинах. Для очистки этого фильтра (пластин) достаточно промыть его мыльной водой. Хорошо очищают от пыли и копоти, но не очищают от окислов азота, углерода и формальдегид, а также от вредных органических соединений. К тому же могут генерировать в процессе работы

42

озон, который также токсичен. Модели очистителей воздуха с электростатическими фильтрами отличаются низким уровнем потребления электроэнергии и бесшумностью. К недостаткам большинства подобных бытовых моделей относится их сравнительно невысокая производительность (50-60 м3/ч). Для ее увеличения необходимо использовать электростатические пластины большой площади, что, в свою очередь, ведет к увеличению габаритных размеров очистителя воздуха и его стоимости.

Фильтры тип НЕРА (High Efficiency Particulate Arrestance - высокоэффективная задержка частиц) изготавливаются из специального мелкопористого материала, основой для которого служит стекловолокно. Благодаря разветвленной сети мельчайших пор эти фильтры эффективно задерживают частицы размером до 0,3 мкм. К таковым относятся мельчайшие частицы пыли, шерсти, волос, перхоти и прочее. Степень очистки воздуха достигает 97–99 %, что является достаточно высоким показателем.

HEPA-фильтры широко применяются в помещениях, где к чистоте воздуха предъявляются повышенные требования: в медицинских учреждениях, лабораториях и т. п. Эти фильтры разрабатывались ведущими медицинскими специалистами для установки в системах вентиляции медучреждений, где качество и чистота воздуха являются одним из самых важных критериев, оказывающих немалое влияние не просто на здоровье человека, но на его жизнь.

Фотокаталитические фильтры расщепляют органику, запахи и вредные химические соединения до безвредных веществ. Благодаря этому, очиститель с фотокаталитическим фильтром никогда не станет источником загрязнения, каким может стать обычный очиститель, если вовремя не заменить отработанный фильтр. Принцип действия фотокаталитического фильтра основан на свойстве ультрафиолетового излучения расщеплять сложные вещества в присутствии катализатора. Кроме этого, ультрафиолетовое излучение убивает микроорганизмы.

43

Эффективность таких фильтров очень высока, поскольку они очищают воздух от всех вредных примесей, включая вирусы и газовые загрязнения. Еще одним достоинством фотокаталитических фильтров является долгий срок службы фильтрующего элемента.

Естественная и искусственная вентиляция и кондиционирование воздуха должны отвечать следующим санитарно-гигиеническим требованиям:

— создавать в рабочей зоне помещений (на высоте 2 м от пола) соответствующий нормам микроклимат (температуру, влажность и скорость движения воздуха);

— полностью удалять из помещений вредные газы, пары, пыль и аэрозоли или растворять их до предельно допустимых концентраций;

— не вносить в помещение загрязненного воздуха снаружи или путем засасывания из смежных помещений;

— не создавать на рабочих местах сквозняков или резкого охлаждения;

— быть легко доступными для управления и ремонта в процессе эксплуатации;

— не создавать в процессе эксплуатации дополнительных неудобств (например, шума, вибраций, попадания в помещение дождя, снега и т. п.);

На вентиляционные установки должны быть заведены паспорт, журнал эксплуатации и ремонта, инструкция по эксплуатации и график ремонта и чистки.

Если мощность вентиляционных установок на предприятиях составляет


Смотрите также