Вентиляция производственных помещений: обзор систем воздухообмена

Содержание

1. Что такое промышленная вентиляция и зачем она нужна
2. Виды производственной вентиляции
3. По принципу функционирования
4. По принципу локализации
5. По принципу направленности потока
6. Как рассчитать приточно-вытяжную вентиляцию
7. Требования к системе вентиляции на производстве
8. Аварийная вентиляция на производстве
9. Классификация вентиляционных систем
10. Схема действия естественного воздухообмена
11. Естественная вентиляция с использованием аэрации
12. Искусственная или механическая вентиляция
13. Задача промышленной вентиляции
14. Вытяжная аэрация на производстве
15. Приточно-вытяжная аэрация
16. Примечание
17. Проектирование и монтаж
18. Использование системы аварийной вентиляции
19. Управление вентиляционными системами
20. Рекомендации по энергосбережению
21. Алгоритм проектирования
22. Виды вентиляционных систем
23. Советы по выбору
24. Методики расчета воздухообмена
25. Считаем расход по выделениям теплоты
26. Избытки водяных паров
27. Выбросы пыли и вредных веществ
28. Количество работающих людей
29. Расчет зонта местной вытяжки
30. Требования к системам промышленной вентиляции и кондиционирования
31. Виды климатических систем
32. Мультизональные установки VRF и VRV
33. Установки «чиллер-фанкойл»
34. Центральные и крышные кондиционеры
35. Прецизионные установки
36. Виды промышленной вентиляции
37. Естественная вентиляция
38. Искусственная (механическая) вентиляция
39. Местная вентиляция
40. Эжекция
41. Из каких элементов состоят системы промышленной вентиляции
42. Как можно классифицировать системы промышленной вентиляции
43. Особенности приточной промышленной вентиляции
44. Особенности вытяжной промышленной вентиляции
45. Особенности приточно-вытяжной промышленной вентиляции
46. Для каких помещений нужна промышленная вентиляция
47. Какие ограничения у любой системы вентиляции?
48. Проектирование и монтаж аварийной вентиляции
49. Специфика организации аварийного воздухообмена
50. Особенности расчёта
51. Способы технической реализации
52. О важности автоматизации
53. Системы дымоудаления
54. Эффективность вентиляции

Что такое промышленная вентиляция и зачем она нужна

Промышленная вентиляция, как понятно из названия, используется на производственных предприятиях. Коротко ее назначение можно сформулировать следующим образом: вентиляция нужна, чтобы удалить из рабочей зоны отработанный воздух и заменить его чистым.

На практике промышленная вентиляция решает четыре основные задачи:

1. Обеспечивает постоянную подачу чистого воздуха в производственные помещения.
2. Удаляет загрязняющие воздух газ, пыль, пары, токсичные вещества.
3. Уменьшает вероятность аварий на производстве вследствие возгораний или взрывов.
4. Помогает поддерживать комфортную температуру и влажность в производственных помещениях.

Виды производственной вентиляции

Классификация промышленного вентилирования проводится по критериям локализации, направленности и способа функционирования.

По принципу функционирования

• Естественная. Основывается на природной циркуляции воздушных потоков с разными температурой, давлением, плотностью. Тяжелый холодный воздушный поток вытесняет более легкий и теплый. В промышленном помещении этот процесс может происходить через естественные зазоры, неплотности оконных дверных проемов, либо организованные приточные и вытяжные проемы, закрытые решетками, дефлекторами.
  Зависит от атмосферных условий, силы и направления ветра, времени года (зимой проветривание осуществляется лучше за счет сильной тяги). Данный способ подходит далеко не всем производствам, особенно там, где есть вредные выбросы от работающей техники. Может устанавливаться, например, в помещениях сельскохозяйственного направления.

• Искусственная вентиляция. Если производство предполагает побочный эффект в виде токсичных теплогазовыделений, механическая вентиляция производственных помещений строго обязательна. Главная функция – отведение отработанного воздухопотока от рабочей зоны персонала, препятствие проникновению вредных паров в другие помещения, отсеки, а также подача свежего уличного воздуха (очищенного или неочищенного) общим потоком или адресно.
  Организовывается при помощи механических средств подачи-отведения воздушных масс (приточных, вытяжных вентиляторов, крышных установок). Является более эффективным способом очищения, циркуляции воздухопотока внутри промышленного цеха.

По принципу локализации

• Общеобменная. Рассчитана на равномерное очищение всего цеха от вредных технологических тепловыделений, нормализуя температурно-влажностный показатель, скорость движения воздуха. Быстро справляется с небольшим процентом загрязнения воздушных масс.
• Местная вентиляция. Применяется, когда есть локализация большого количества токсинов, паров, задымленности и т.д. в определенном месте. Устанавливается непосредственно над источником повышенного теплогазовыделения. Могут использоваться вытяжные зонты или гибкий воздуховод, подключенный непосредственно к оборудованию. Применяется совместно с общей вентиляционной системой в качестве дополнительного очищающего воздух оборудования.
• Аварийная. Устанавливается и применяется в дальнейшем при экстренных случаях, например, пожаре, чрезмерном выбросе ядовитых веществ промышленным оборудованием, высоком уровне задымленности и др.

По принципу направленности потока

• Установки приточной вентиляции. Принцип действия основан на вытеснении холодным притоком теплого отработанного воздуха через организованные вытяжные проемы вверху цеха. Могут быть как естественной организации, так и механической.
• Установки вытяжной вентиляции удаляют отработанный воздухопоток вместе с частицами гари, дыма, ядовитыми парами, лишним теплом и т.д. Конструктивно могут быть общими или локальными, чаще всего с принудительным побуждением, так как естественным путем удалить загрязненный воздух довольно проблематично.
• Приточно вытяжная установка применяется наиболее часто, обеспечивает необходимую циркуляцию воздушных масс внутри промышленного цеха. Чаще всего с механическим оснащением (приточные, вытяжные вентиляторы).

Как рассчитать приточно-вытяжную вентиляцию

Первым делом при проекте приточно-вытяжной вентиляции в промышленных местах определяется источник вредных или опасных веществ. Далее рассчитывается сколько воздуха необходимо отвести из помещения и воздушный приток для безопасной работы работников. В идеале, если на предприятии нет загрязнения среды, то необходимый поток воздуха рассчитывается:

L = N х m

Где:
L – количество используемого воздуха;
N – количество людей, работающих в помещении;
M – расходуемый воздух на одного человека в час.

Количество расхода воздуха на одного человека регулируется санитарными нормами и составляет: 60 м3/ч на одного человека– не проветриваемое помещение, 30 м3/ч – вентилируемое помещение.

Отдельные вещества имеют свои нормы концентрации на производстве. Для того, чтобы количество вредных веществ не превышало допустимые показатели, в производственные места подается чистый воздушный поток, который вычисляется по формуле:

L = Mв / (yпом – yп),

Где:
L – необходимое количество свежего воздуха для подачи м3/ч;
Mв – вредные вещества, попадающие в помещение, мг/ч;
yпом – удельная загрязненность всей площади производства, мг/м3;
yп – количество данного вещества в поступаемом воздушном потоке, мг/м3.

Для создания правильного воздушного баланса, необходимо учитывать количество вредностей и локальных отсосов, чтобы точно рассчитать сколько должно поступить свежего воздуха.

Требования к системе вентиляции на производстве

Регулируются системы специальными санитарными нормами, которые раскрыты в СНиП «Вентилирование специальных и производственных зданий». Основные положения, которые следует выделить:

1. Монтаж в промышленных местах должен производиться в любом производстве, невзирая на количество работников и загрязненность. Необходимо это в целях безопасности при возникновении аварии или пожара для возможности очистки требуемого места
2. Сама система не должна стать причиной загрязнения. В новых технологиях это исключено. Требования применимо к более старым, требующим замены устройствам
3. Шум вентиляционной установки должен соответствовать нормам и не усиливать шум от производства
4. С преобладанием загрязнения воздушной среды, количество вытягиваемого воздуха должно быть больше приточного. Если место чистое, то ситуация должна быть противоположная, приток больше, а вытяжка меньше. Необходимо это для избегания попадания загрязненного воздушного потока в находящиеся рядом с этими местами. В большинстве остальных случаев необходимо соблюдать баланс притока и удаления воздушной среды
5. Согласно нормам, не меньше 30 м3/ч на одного человека свежего воздуха, при увеличенных площадях производственных местах, количество чистого подаваемого воздуха следует увеличивать
6. Количество входящего чистого воздуха на человека должно быть в достаточном объёме. Расчетами устанавливается скорость подачи воздушного потока и его масса. В учет берутся следующие факторы: влажность, избыточное количество тепла и загрязненность среды. В случае, если наблюдаются несколько или все вышеперечисленные факторы, то рассчитывается количество притока по превосходящей величине.
7. Устройство и вид системы на каждом производстве регулируются СНиП. Можно установить любую систему, если проектирование произведено с соблюдением законов и норм

Аварийная вентиляция на производстве

Является самостоятельной установкой, которая необходима для обеспечения безопасных условий труда на производстве с вероятностью выброса вредных и опасных веществ.

Устройство аварийной системы работает только на вытяжку. Необходимо это для избегания попадания загрязненного воздуха в разные места.

Вентиляция производственных помещений трудоемкий и энергозатратный процесс, который требует специализированных знаний и навыков. Независимо от вида и типа устройства вентиляции на производстве, необходимо соблюдение двух главных факторов: правильное конструктивное исполнение и функциональность. При соблюдении этих условий правильный и здоровый микроклимат обеспечен.

Классификация вентиляционных систем

Все существующие вентиляционные системы группируют по 4 признакам:

1. По способу перемещения воздуха вентиляцию называют: естественной, механической или искусственной, совмещенной, когда присутствуют одновременно оба варианта.
2. По направлению воздушного потока вентиляционные системы делят на приточные, вытяжные или приточно-вытяжные.
3. По месту действия вентиляционные системы объединяют в 3 группы: общеобменную, местную, комбинированную.
4. По назначению выделяют рабочую и аварийную системы.

Базой при проектировании вентиляции для рабочих мест на производстве являются нормы, прописанные в СНиПе 41-01-2003. Природный и механический воздухообмен работают по разным схемам.

Тогда как процессы, протекающие при естественной вентиляции, зависят от теплового и ветрового напора и человеку практически неподвластны, то принудительный воздухообмен возможен только при его активном участии

Схема действия естественного воздухообмена

Вентилирование помещений, осуществляющееся первым способом, не что иное, как простое проветривание. Происходит оно без вмешательства человека и возможно, когда ограждения недостаточно плотные, и пропускают в помещение воздух как извне, так и изнутри.

На направление оказывает влияние давление. Если его показатели имеют более высокое значение снаружи, то открывается путь для проникновения в помещение чистого воздуха с улицы. В противном случае теплый воздух из помещения находит пути выхода наружу. Зачастую эти процессы протекают параллельно.

Большой плюс естественной вентиляции заключается в том, что ее устройство не требует значительных затрат ни на оборудование, ни на подвод электропитания. Из всех существующих схем эта самая простая

Активное естественное вентилирование происходит неорганизованно в силу случайно сложившихся обстоятельств. Оно наблюдается в условиях, когда температура воздуха снаружи и внутри здания резко отличаются.

Способствует этому процессу и появление отдельных участков с высокими и заниженными показателями давления со стороны корпуса, интенсивно обдуваемой ветром и с его более защищенной стороны соответственно. При таком раскладе наблюдается инфильтрация — воздух поступает в помещение с наветренной стороны, а выходит наружу с подветренной.

Коэффициент воздухообмена, характеризующий интенсивность процесса, при естественном способе вентилирования не превышает 0,5.

Комфортные условия, для находящихся в производственном помещении людей и работающего оборудования, неорганизованная вентиляция обеспечить не может. Здесь обязательно должны присутствовать специально разработанные системы.

Естественная вентиляция организованного вида реализуется путем аэрации или при помощи дефлекторов. Как подача, так и удаление воздуха из помещения происходит или через проемы в ограждающих конструкциях, или через воздухоотводы. В канальной вентиляции обязательно присутствует дефлектор.

Когда говорят о вентиляции на производстве, то имеют ввиду не только оборудование, но и его техобслуживание, и целый комплекс мероприятий, касающихся создания здорового микроклимата

Естественная вентиляция с использованием аэрации

В цехах, где технологией предусмотрено образование тепла в больших количествах, аэрация предполагает воздухообмен, осуществляемый через световые фонари и оконные проемы под воздействием температурного и ветрового напора. В холодных цехах ассимиляция воздуха происходит только под ветровым напором.

При устройстве аэрации необходим обязательный учет розы ветров, иначе в производственное помещение могут попасть вредные выбросы из труб соседних предприятий. Ничего не должно мешать и выходу паров, вредных газов через световые фонари.

Лучшее условия для вентиляции создает расположение строения с наветренной стороны по отношению к вредному производству. Открывание и закрывание фрамуг должно быть автоматизировано, чтобы можно было управлять ими снизу.

Разное их расположение позволяет регулировать подачу свежего воздуха. Аэрация — более подходящий вариант для цехов большого объема, в которых нет возможности применить механическую вентиляцию ввиду ее большой стоимости.

При помощи аэрации в отдельных случаях, получается организовать, основываясь на естественной тяге, эффективный воздухообмен. С этой целью устанавливают светоаэрационные фонари

Рекомендованная высота подачи воздуха в помещение при таком типе вентиляции — минимум 0,3 и максимум 1,8 м в теплый период и минимум 4 м в холодный. Оптимальный вариант — форточки специальной конструкции на 3 уровнях. Когда тепло, свежий воздух проходит через фрамуги, находящиеся внизу, а грязный — уходит через верх.

Средний ряд форточек обеспечивает поток воздуха при отрицательной температуре. За то время, пока воздушная масса достигает уровня пола, она успевает прогреться.

Когда необходимо удалять большой объем воздуха требуется дефлектор значительной величины или несколько меньших, равных большему по производительности

В производственных постройках небольших объемов на каналы или трубы, предназначенные для вытяжки, устанавливают дефлекторы. С их помощью удаляют отработанный воздух из цехов, где имеется общеобменная вытяжка.

А также их используют для отвода нагретых газов от печей, прессов, горнов. При их установке исходят из траектории господствующего воздушного потока.

Искусственная или механическая вентиляция

Являясь более совершенной, чем естественная, этот тип вентиляции, предполагает значительные финансовые и эксплуатационные вложения. В такой системе могут присутствовать устройства не только очищающие, но и ионизирующие, увлажняющие, подогревающие воздух.

В схему механической вентиляции входи: воздухозаборная шахта (1), калорифер (2), подача воздуха (3), вытяжной вентилятор (4), воздуховоды вытяжной вентустановки (5), вентканалы (6), циклон (7)

Механическая вентиляция бывает как приточной, так и вытяжной или совмещенной, то есть приточно-вытяжной.

Преимущества ее очевидны:

• обеспечение забора чистого воздуха и его обработку — подогрев, подсушку, увлажнение;
• перемещение воздушных масс на значительные расстояния;
• доставка чистого воздуха прямо на рабочее место;
• удаление грязного воздуха и его очистка;
• независимость работы – эффективность системы не зависит от окружающих условий.

В основном, вытяжная и приточная системы работают совместно, но иногда рекомендуют использование только одного из этих двух видов.

Задача приточной вентиляции — обеспечить снабжение рабочего помещения воздухом, благотворно влияющим на здоровье людей.

Применяют ее там, где производственные процессы сопровождаются большими тепловыделениями, содержащими незначительное количество вредных веществ. Чистый воздух, поступающий по воздуховодам, распределяют по рабочим местам посредством применения распределительных насадок.

Системы, удаляющие из помещения воздух, содержащий различные загрязняющие вещества, называют вытяжными. Такой вид воздухообмена используют в производственных помещениях, где нет вредных выбросов и не исключено минимальное значение такого параметра, как кратность воздухообмена.

Это могут быть складские, вспомогательные, бытовые помещения. Приток воздуха обеспечивают путем инфильтрации. С задачей эффективного удаления загрязненного воздуха и его очисткой хорошо справляются аспирационные системы.

В случае потребности в активном и надежном воздухообмене применяют приточно-вытяжную вентиляцию. Чтобы как-то оградить малозагрязненные помещения от соседствующих с ними цехами с повышенным уровнем загрязнений в системе создают небольшое давление.

Схему воздухообмена на предприятии монтируют на основе расчетов. Их точность — залог грамотного и эффективного функционирования системы

На стадии проектных работ по созданию системы приточно-вытяжного вентилирования рассчитывают расход воздуха, для чего используют формулу:

Lотс = 3600FWо, где

F – суммарная площадь проемов в м², Wо — среднее значение скорости, с которой происходит втягивание воздуха. Этот параметр зависит от токсичности выбросов и типа выполняемых операций.

Приемные вытяжные устройства могут находиться на разной высоте. Главное, чтобы загрязненные воздушные потоки не меняли своей естественной траектории движения. Выбросы, имеющие больший, чем у воздуха удельный вес, всегда находятся в нижней зоне, поэтому там же надо размещать устройства для их забора.

Советуем к прочтению:   Короба для вытяжки: виды, как выбрать и установить правильно

В осенне-зимний период воздух, подаваемый в помещение, необходимо подогревать. Чтобы уменьшить затраты используют рециркуляцию, предусматривающую подогрев части очищенного воздуха и возврат его в помещение.

Для работы ПВУ с рекуперацией должны соблюдаться 2 правила:

1. Снаружи поступает не менее 10% свежего воздуха, а в обратно подаваемом воздухе содержание загрязненных примесей не превышает 30% относительно предельно допустимой вместимости.
2. Запрещается применять рециркуляцию на производстве, где в воздушной массе присутствует взрывоопасная пыль, микроорганизмы, способные вызывать разные болезни, выбросы, относящиеся к 1-3 классам опасности.

Выбор вида вентиляции по месту действия зависит от веса выбросов, их сосредоточения, температуры. Обобщенная вентиляция позволяет отводить весь объем грязного воздуха независимо от того, с каких точек он поступает.

Механическая вентиляция может быть как общеобменной, так и местной. Первая из них бывает канальной и бесканальной

Наибольшее распространение получил канальный вариант. Здесь для продвижения воздуха по специальным воздуховодам предусмотрено наличие эжекторной установки или задействуют вентилятор — осевого либо центробежного типа.

Если воздуховоды отсутствуют, то систему называют бесканальной. Вентиляционное оборудование в этом случае монтируют непосредственно в стене или в перекрытии. Главное условие — наличие естественной вентиляции.

Возможность появления в помещении выбросов с большой степенью взрывоопасности, не позволяет монтировать на воздуховоды вентиляционное оборудование, поэтому в этих случаях применяют эжекторы.

Приточную общеобменную искусственную вентиляционную систему зачастую соединяют с центральным отоплением. За пределами строения организовывают воздухоприемники для поступления свежего воздуха.

Шахты располагают над крышей и над землей. Главное, чтобы вблизи приемников не было производств с вредными выбросами.

Сами воздухозаборные отверстия должны находиться на расстоянии от земли минимум 2 м, а если производство размещено в зеленой зоне — минимально допустимая дистанция от уровня земли до нижней точки проема должна равняться 1 м.

Принцип действия общеобменной приточной вентиляции несложный:

• вентилятор засасывает воздушные массы через калорифер;
• воздух нагревается и увлажняется;
• воздушные потоки поступает внутрь здания по специальным вентканалам.

Объем поступающего воздуха координируют, предназначенными для этой цели, клапанами или заслонками.

Концентрированные пары, газы, которые не смогла удалить вытяжная вентиляция общая и местная, разбавляет приточная общеобменная система. Также она ассимилирует избыточную влагу и тепло

Общеобменная искусственная вентиляция приточно-вытяжного вида бывает разомкнутой и замкнутой. В первом случае это 2 независимые системы, одна из которых нагнетает воздух, а вторая — параллельно удаляет предварительно обезвреженный отработанный.

Подходят эти системы для цехов, где выделяются вещества 1-2 классов вредности, а само производство относится к категориям А, Б, В.

Кроме рабочей вентиляции в потенциально опасных производственных помещениях, должен присутствовать и аварийный ее вариант. Делают ее в основном вытяжной. Для помещений, относящихся к категориям А, Б, Е, систему снабжают механическим приводом.

Все элементы системы должны соответствовать требованиям ПУЭ. В цехах категории В, Г, Д допустимо наличие естественного побуждения вентиляции, если производительность обеспечивается при самых неблагоприятных погодных условиях.

Решетки и патрубки аварийной вентиляционной системы располагают в местах наиболее высокой концентрации опасных веществ.

На трубах и шахтах аварийной вентиляции не нужно устанавливать зонты. Сами отверстия недопустимо размещать там, где постоянно находятся люди. Это ухудшит местный микроклимат.

Роль аварийной вентиляции заключается в снижении насыщенности выбросов вредными веществами на время эвакуации работников из цеха. Чем больше людей трудится на производстве, тем больше времени занимает процесс эвакуации

Приточную аварийную вентиляцию устанавливают в цехах, где в случае чрезвычайной ситуации, произойдет выброс паров или газов, являющихся более легкими, чем воздух. Переключение на аварийную вентиляцию должно происходить автоматически, как только выйдет со строя обычная система.

Задача промышленной вентиляции

Главная задача промышленной вентиляции – обеспечение постоянного присутствия в помещениях чистого воздуха (без примесей, запаха и вредных компонентов). Это обеспечивается 2-я путями: удалением загрязненных воздушных масс из цехов и обеспечением притока свежего воздуха. Вторая задача — поддержание определенного микроклимата. Сюда относится требования по температурному режиму и влажности воздуха. Эти требования особенно актуальны для производств, сопровождающихся большим выделением тепла, влаги и вредных испарений.

Профессионально спроектированная система вентиляции способствует следующим преимуществам:

• персонал меньше болеет
• повышается производительность труда
• поддерживается благоприятный микроклимат
• на оборудовании не скапливается влага, металл не окисляется и не корродирует
• соблюдаются требования к производственным процессам.

Вытяжная аэрация на производстве

Воздуховоды используются в основном для вентиляции локальных пространств, малодоступных для инфильтрационных потоков. Перемещение и распределение воздуха происходит без внешнего принуждения, только под воздействием перепада температур и атмосферного давления снаружи и внутри помещения. Для повышения эффективности аэрации на выходе устанавливаются дефлекторы, специальные расширительные насадки, вытягивающие отработанный воздух из помещения. Этому же способствуют оконные фрамуги и приоткрытые световые фонари.

В летнее время роль приточных воздушных каналов выполняют открытые ворота, проёмы в наружных стенах и двери. В холодное время года на складах высотой до 6-ти метров раскрываются лишь проёмы, находящиеся на высоте не менее 3-х метров от нулевой отметки. При высоте более 6-ти метров низ вентиляционных проёмов проектируется на расстоянии 4-х метров от уровня пола. Все проёмы оснащаются водоотталкивающими козырьками, отклоняющими, к тому же, приточные струи воздуха вверх.

Приточно-вытяжная аэрация

Вытяжка загрязнённого воздуха происходит за счёт фрамуг и вентиляционных шахт. Фрамуги выполняют роль своеобразной тепловой заслонки, открытие и закрытие которой регулирует давление воздуха в вентиляционных потоках. В качестве дополнительного регулятора давления проектируются специальные отверстия, снабжённые жалюзийными створками:

• чуть выше уровня пола — стимулирующие приток воздуха,
• чуть ниже уровня потолка — оптимизующие его отток.

Объём циркулирующего воздуха пропорционален площади открытых фрамуг, проёмов и вентиляционных отверстий.

Примечание

1. Если концентрация вредных веществ в наружном воздухе на 30% превышает предельно допустимые нормы, естественная вентиляция не используется.
2. Элементы верхней вытяжки устанавливаются примерно на 10-15 градусов ниже конька на крыше. Это снижает риск их разрушения.

Проектирование и монтаж

Для обеспечения максимально качественной вентиляции, необходимо выполнять ее проектирование и монтаж уже на этапе строительства. Только так можно учесть все меры безопасности, правильно спроектировать вытяжные зоны.

Но случается и так, что необходим монтаж системы вентиляции в уже построенном здании. В этом случае следует учесть все условия, в которых будет эксплуатироваться система, а так же назначение самого помещения.  Выбор оборудования всегда зависит от взрыво- и пожароопасности помещения.

Как известно для производственных помещений используют обще обменную и местную вентиляцию. Первая отвечает за воздухообмен и очистку воздуха всего помещения. А вот с помощью местных отсосов можно решить только локальные задачи в месте образования тех самых вредных веществ. Но удержать и нейтрализовать такие воздушные потоки полностью, препятствуя их распространению по всему помещению, не удается. Тут необходимы дополнительные элементы, такие как зонты.

На выбор оборудования при монтаже вентиляции производственных помещений оказывает влияние тип производства и количество выделяемых вредных веществ, параметры самого помещения, и расчетная температура для холодного и теплого времени года.

Подведя итог хочется сказать, что такая непростая задача, как расчет, проектирование и последующий монтаж вентиляции, должны выполнять квалифицированные специалисты, у которых за плечами багаж знаний и накопленный годами опыт.

Использование системы аварийной вентиляции

Согласно СНиП («Вентилирование специальных и производственных зданий») на опасных производствах необходимо предусмотреть систему аварийной вентиляции. Аварийная ситуация может возникнуть при аварийном выбросе взрывоопасных или ядовитых газов, пожаре. Она представляет полностью самостоятельную установку вытяжного типа и рассчитывается таким образом, чтобы при работе с обычной системой обеспечивался 8-кратный воздухообмен за 1 час.

В помещениях категории В,Г и Д аварийная вентиляция должна иметь принудительно побуждение. В качестве аварийной допускается использование общеобменной системы с дополнительными вентиляторами.

Управление вентиляционными системами

Автоматизация управления вентсистем позволяет оптимизировать процесс и снизить эксплуатационные расходы. Такой подход позволяет минимизировать участие человека в управлении и снизить риск «человеческого фактора». Автоматическое управление подразумевает установку датчиков, регистрирующих температуру/влажность воздуха, концентрацию вредных веществ, степень задымленности или загазованности. Все датчики связаны с блоком управления, который благодаря заданным настройкам включает или отключает оборудование. Таким образом, автоматизация помогает соблюдать требования санитарных норм, быстро реагировать на аварийные ситуации и экономить значительные средства.

Рекомендации по энергосбережению

Вентиляционные системы являются одним из основных потребителей электрической и тепловой энергии, поэтому внедрение мер энергосбережения позволяет снизить себестоимость выпускаемой продукции. К наиболее эффективным мерам можно отнести использование систем рекуперации воздуха, рециркуляции воздуха и эл/двигателей с отсутствием «мертвых зон».

Принцип рекуперации основан на передаче тепла вытесняемого воздуха теплообменнику, в результате чего снижаются расходы на отопление. Наиболее распространение получили рекуператоры пластинчатого и роторного типа, а также установки с промежуточным теплоносителем. КПД этого оборудования достигает 60-85%.

Принцип рециркуляции основан на повторном использовании воздуха после его фильтрации. При этом к нему подмешивается часть воздуха извне. Эта технология применяется в холодное время года в целях экономии расходов на отопление. Она не применяется на вредных производствах, в воздушной среде которых могут присутствовать вредные вещества 1,2 и 3 классов опасности, болезнетворные микроорганизмы, неприятные запахи и там, где велика вероятность возникновения аварийных ситуаций, связанных с резким увеличением концентрации в воздухе пожаро- и взрывоопасных веществ.

Учитывая, что большинство электродвигателей имеют так называемую «мертвую зону», их правильный подбор позволяет экономить электроэнергию. Как правило «мертвые зоны» появляются во время пуска, при работе вентилятора в холостом режиме или когда сопротивление сети значительно меньше того, что требуется для его корректной работы. Для того чтобы избежать этого явления применяют двигатели с возможностью плавной регулировки оборотов и с отсутствием пусковых токов, что позволяет экономить энергию при запуске и в процессе работы.

Алгоритм проектирования

Организация воздухообмена внутри общественного здания либо на производстве выполняется в несколько этапов:

1. Сбор исходных данных — характеристики сооружения, число работников и тяжесть труда, разновидности и количество образующихся вредностей, локализация мест выделения. Очень полезно вникнуть в суть технологического процесса.
2. Выбор вентиляционной системы цеха или офиса, разработка схем. К проектным решениям выдвигается 3 основных требования – эффективность, соответствие нормам СНиП (СанПин) и экономическая обоснованность.
3. Расчет воздухообмена – определение объема приточного и вытяжного воздуха для каждого помещения.
4.  Аэродинамический расчет воздуховодов (если они есть), подбор и расстановка вентиляционного оборудования. Уточнение схем подачи притока и удаления загрязненного воздуха.
5. Монтаж вентиляции согласно проекту, запуск, дальнейшая эксплуатация и обслуживание.

Примечание. Для лучшего понимания процесса список работ сильно упрощен. На всех стадиях разработки документации требуются различные согласования, уточнения и дополнительные обследования. Инженер – проектировщик постоянно работает в связке с технологами предприятия.

Нас интересуют пункты №2 и 3 – выбор оптимальной схемы воздухообмена и определение расходов воздуха. Аэродинамика, монтаж вентканалов и оборудования – обширные темы других публикаций.

Виды вентиляционных систем

Чтобы правильно организовать обновление воздушной среды помещения, нужно выбрать оптимальный способ вентилирования либо комбинацию нескольких вариантов. Ниже на структурной схеме упрощенно показана классификация существующих вентсистем, устраиваемых на производстве.

Разъясним каждую разновидность воздухообмена подробнее:

1. К неорганизованной естественной вентиляции относится проветривание и инфильтрация – проникновение воздуха через дверные притворы и прочие щели. Организованная подача – аэрация – производится из окон посредством вытяжных дефлекторов и зенитных фонарей.
2. Вспомогательные крышные и потолочные вентиляторы повышают интенсивность обмена при естественном движении воздушных масс.
3. Механическая система подразумевает принудительную раздачу и отбор воздуха вентиляторами посредством воздуховодов. Сюда же относится аварийная вентиляция и различные местные отсосы – зонты, панели, укрытия, вытяжные лабораторные шкафы.
4. Кондиционирование – доведение воздушной среды цеха либо офиса до требуемой кондиции. Перед подачей в рабочую зону воздух очищается фильтрами, увлажняется / осушается, подогревается или охлаждается.

Нагрев / охлаждение воздуха с помощью теплообменников – калориферов

Справка. Согласно нормативной документации, к обслуживаемой (рабочей) зоне относится нижняя часть объема цеха высотой 2 метра от пола, где постоянно находятся люди.

Зачастую механическая приточная вентиляция объединяется с воздушным отоплением – зимой уличный поток нагревается до оптимальной температуры, водяные радиаторы не ставятся. Загрязненный горячий воздух направляется в рекуператор, где отдает 50—70% теплоты притоку.

Добиться максимальной эффективности работы при умеренной цене оборудования позволяет комбинация перечисленных вариантов. Пример: в сварочном цехе допускается проектировать естественную аэрацию при условии, что каждый пост оборудован принудительной местной вытяжкой.

Схема движения потоков при естественной аэрации

Советы по выбору

Прямые указания по разработке воздухообменных схем дают санитарные и отраслевые нормы, ничего изобретать и придумывать не нужно. Документы разработаны отдельно для общественных зданий и различных производств – металлургических, химических, предприятий общественного питания и так далее.

Пример. Разрабатывая вентилирование горячего сварочного цеха, находим документ «Санитарные правила при сварке, наплавке и резке металлов», читаем раздел 3, пункты 41—60. Там изложены все требования к местной и общеобменной вентиляции в зависимости от числа работников и расхода материалов.

Приточная и вытяжная вентиляция промышленных помещений выбирается в зависимости от назначения, экономической целесообразности и согласно действующим нормативам:

1. В офисных зданиях принято делать природный воздухообмен – аэрацию, проветривание. При повышенном скоплении людей предусматривается установка вспомогательных вентиляторов либо организовывается воздухообмен с механическим побуждением.
2. В машиностроительных, ремонтных и прокатных цехах больших размеров устраивать принудительное вентилирование обойдется чересчур дорого. Общепринятая схема: естественная вытяжка через зенитные фонари либо дефлекторы, приток организован из открываемых фрамуг. Причем зимой распахиваются верхние окна (высота — 4 м), летом – нижние.
3. При выделении токсичных, опасных и вредных для здоровья паров аэрация и проветривание не допускается.
4. На рабочих местах рядом с нагретым оборудованием проще и правильнее организовать душирование людей свежим воздухом, чем постоянно обновлять весь объем цеха.
5. На малых производствах с небольшим количеством источников загрязнения лучше установить локальные отсосы в виде зонтов или панелей, а общее вентилирование предусмотреть естественным.
6. В производственных корпусах с большим числом рабочих мест и источников выделения вредностей нужно делать мощный принудительный воздухообмен. Городить 50 и более локальных вытяжек нецелесообразно, разве что подобные мероприятия продиктованы нормами.
7. В лабораториях и рабочих помещениях химических заводов вся вентиляция делается механической, причем рециркуляция запрещена.

Проект общеобменной принудительной вентиляции трехэтажного здания с применением центрального кондиционера (продольный разрез)

Примечание. Рециркуляция – возврат части отобранного воздуха обратно в цех с целью экономии теплоты (летом – холода), затраченной на нагрев. После фильтрования эта часть перемешивается со свежим уличным потоком в различных соотношениях.

Поскольку в рамках одной публикации нереально рассмотреть все разновидности производств, мы изложили общие принципы планирования воздухообмена. Более детальное описание представлено в соответствующей технической литературе, например, учебное пособие О. Д. Волкова «Проектирование вентиляции промышленного здания». Второй достоверный источник – форум инженеров АВОК (http://forum.abok.ru).

Советуем к прочтению:   Напольный кондиционер без воздуховода для дома: секреты выбора

Watch this video on YouTube

Методики расчета воздухообмена

Цель вычислений — определить расход подаваемого приточного воздуха. Если на производстве используются точечные вытяжки, то удаляемое зонтами количество воздушной смеси прибавляется к полученному объему притока.

Для справки. Вытяжные устройства очень слабо влияют на движение потоков внутри здания. Сообщить им нужное направление помогают приточные струи.

Согласно СНиП, расчет вентиляции производственного помещения делается по следующим показателям:

• излишки теплоты, исходящие от нагретого оборудования и продукции;
• водяной пар, насыщающий цеховой воздух;
• вредные (токсичные) выбросы в виде газов, пыли и аэрозолей;
• число работников предприятия.

Важный момент. В подсобных и различных бытовых комнатах нормативная база также предусматривает расчет по кратности обмена. Ознакомиться с методикой и воспользоваться онлайн-калькулятором можно на этой странице.

Пример системы локальных отсосов, действующих от одного вентилятора. Предусмотрено улавливание пыли скруббером и дополнительным фильтром

В идеале расход притока считается по всем показателям. Самый больший из полученных результатов принимается для последующей разработки системы. Один нюанс: если выделяется 2 вида опасных газов, взаимодействующих друг с другом, приток рассчитывается по каждому из них, а результаты суммируются.

Считаем расход по выделениям теплоты

Прежде чем взяться за вычисления, нужно провести подготовительные работы по сбору исходных данных:

• выяснить площади всех горячих поверхностей;
• узнать температуру нагрева;
• подсчитать выделяемое количество теплоты;
• определить температуру воздушной среды в рабочей зоне и за ее пределами (выше 2 м над полами).

На практике задача решается совместно с инженером-технологом предприятия, предоставляющим сведения о производственном оборудовании, характеристиках продукции и тонкостях процесса изготовления. Зная указанные параметры, выполняйте расчет по формуле:

Расшифровка обозначений:

·         L – искомый объем воздуха, подаваемый приточными установками либо проникающий через фрамуги, м³/ч;

• Lwz – количество воздуха, забираемое из обслуживаемой зоны точечными отсосами, м³/ч;
• Q – величина тепловыделений, Вт;
• c – теплоемкость воздушной смеси, принимаем равной 1.006 кДж/(кг °C);
• Tin – температура подаваемой в цех смеси;
• Tl, Twz – температуры воздуха выше рабочей зоны и в ее пределах.

Расчет кажется громоздким, но при наличии данных выполняется без проблем. Пример: тепловой поток внутри помещения Q составляет 20000 Вт, вытяжные панели удаляют 2000 м³/ч (Lwz) температура на улице + 20 °С, внутри – плюс 30 и 25 соответственно. Считаем: L = 2000 + [3.6 х 20000 — 1.006 х 2000 (25 — 20) / 1.006 (30 — 20)] = 8157 м³/ч.

Избытки водяных паров

Следующая формула практически повторяет предыдущую, только параметры теплоты заменены обозначениями влажности:

• W – количество паров воды, поступающих от источников за единицу времени, грамм/час;
• Din – содержание влаги в притоке, г/кг;
• Dwz, Dl – влагосодержание воздушной среды рабочей зоны и верхней части помещения соответственно;
• остальные обозначения – как в предыдущей формуле.

Сложность методики заключается в получении исходных данных. Когда объект построен и производство работает, показатели влажности определить нетрудно. Другой вопрос – рассчитать выделения паров внутри цеха на стадии проектирования. Разработкой должны заниматься 2 специалиста – инженер-технолог и проектировщик вентсистем.

Выбросы пыли и вредных веществ

В данном случае важно хорошо изучить тонкости технологического процесса. Задача – составить список вредностей, определить их концентрацию и вычислить расход подаваемого чистого воздуха. Расчетная формула:

• Mpo – масса вредного вещества либо пыли, выделяемой за единицу времени, мг/час;
• Qin – содержание этого вещества в уличном воздухе, мг/м³;
• Qwz – предельно допустимая концентрация (ПДК) вредности в объеме обслуживаемой зоны, мг/м³;
• Ql – концентрация аэрозоля или пыли в оставшейся части цеха;
• расшифровка обозначений L и Lwz дана в первой формуле.

Алгоритм работы вентиляции выглядит следующим образом. В помещение направляется расчетное количество притока, разбавляющее внутренний воздух и понижающее концентрацию загрязнителей. Львиную долю вредных и летучих веществ втягивают локальные зонты, расположенные над источниками, смесь газов удаляет механическая вытяжка.

Количество работающих людей

Методика применяется для расчета притока в офисные и другие общественные здания, где отсутствуют промышленные загрязнители. Нужно выяснить количество постоянных рабочих мест (обозначается латинской буквой N) и воспользоваться формулой:

Параметр m показывает объем воздушной чистой смеси, выделяемый на 1 рабочее место. В проветриваемых офисах значение m принимается равным 30 м³/ч, полностью закрытых – 60 м³/ч.

Замечание. В расчет принимаются только постоянные рабочие места, где сотрудники пребывают не менее 2 часов в день. Число посетителей роли не играет.

Расчет зонта местной вытяжки

Задача локального отсоса – отобрать вредный газ и пыль на этапе выделения, прямо от источника. Чтобы добиться максимальной эффективности, нужно правильно подобрать размер зонта в зависимости от габаритов источника и высоты подвеса. Методику вычислений удобнее рассматривать с привязкой к чертежу отсоса.

Расшифруем буквенные обозначения на схеме:

• А, Б – искомые размеры зонта в плане;
• h – расстояние от нижней кромки втягивающего устройства до поверхности очага выброса;
• а, б – размеры перекрываемого оборудования;
• D – диаметр вентиляционного воздуховода;
• H – высота подвеса, принимается не более 1.8…2 м;
• α (альфа) – угол раскрытия зонта, в идеале не превышает 60°.

Первым делом рассчитываем габариты отсоса в плане по простым формулам:

Дальше методом подбора определяем угол раскрытия и переходим к расчету расхода всасываемого воздуха:

• F – площадь широкой части зонта, вычисляется как А х Б;
• ʋ — скорость воздушного потока в створе короба, для нетоксичных газов и пыли принимаем 0.15…0.25 м/с.

Примечание. Если необходимо отсасывать токсичные вредности, нормы требуют увеличить скорость вытяжного потока до 0.75…1.05 м/с.

Зная количество отбираемого воздуха, нетрудно подобрать канальный вентилятор требуемой производительности. Сечение и диаметр вытяжного воздуховода определяется по обратной формуле:

Требования к системам промышленной вентиляции и кондиционирования

Промышленная вентиляция призвана обеспечивать обработку большого количества воздуха, при этом работает она под большим давлением и с высокой скоростью. При расчете систем вентиляции и кондиционирования промышленных объектов необходимо брать в расчет следующие требования:

• Нормы санитарного и гигиенического контроля, которые определяют минимально время на локализацию и удаление вредных выделений в рабочем помещении, создание комфортной обстановки для персонала или животных.
• Звуковые. Шумность работы оборудования не должна превышать существующие требования.
• Противопожарные. Компоненты промышленной вентиляции для помещений подбираются и устанавливаются строго с учетом требований противопожарной безопасности.
• Эксплуатационные. Способы монтажа всех приборов и трубопроводов должен учитывать необходимость систематических осмотров и технического обслуживания.
• Энергосберегающие. Вентиляция должна быть максимально эффективна при минимальных затратах электроэнергии.
• Экологические. Окружающая среда должна быть защищена от выбросов из системы.

Основные требования к вентиляции и кондиционирования промышленных объектов выполняются еще в период проектирования и непосредственного строительства объектов. Нормы проектирования отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха изложены в Строительных нормах и правилах СНиП 2.04.05-91 «Отопление, вентиляция и кондиционирование».

Виды климатических систем

Кондиционеры для промышленных объектов отличаются повышенной мощностью и производительностью холода. Каждый конкретный прибор подбирается исходя из целевого предназначения обслуживаемого помещения, его размеров и тех требований, которые предъявляются к микроклимату внутри объекта.

Мультизональные установки VRF и VRV

Мультизональная система кондиционирования способна одновременно обслуживать несколько помещений. Она состоит из одного мощного блока, который устанавливается снаружи объекта и нескольких модульных приборов, находящихся внутри помещений. Такие установки экономны, точны в регулировке температуры и при работе не издают громких звуков.

Установки «чиллер-фанкойл»

Такая система состоит из одного наружного блока – чиллера, и нескольких внутренних модулей – фанкойлов. В качестве хладагента используется вода, охлажденная до 6-8°С. «Чиллер-фанкойл» отличается повышенной энергоэффективностью, не имеет ограничений по количеству внутренних модулей и способна заменить собой вентиляционную систему и систему отопления.

Центральные и крышные кондиционеры

Центральные и крышные кондиционеры состоят из стандартных секций забора и подачи воздуха, фильтрации, охлаждения, орошения и нагрева. Воздух непосредственно в них охлаждается или нагревается до заданных параметров, а затем по трубопроводам подается непосредственно в помещение.

Прецизионные установки

Это шкафные кондиционеры, оснащенные гиростатом. Они состоят из двух блоков, внутренний имеет возможность раздавать холодный воздух через верхнюю и нижнюю панель.

Виды промышленной вентиляции

Промышленная вентиляция — это основное средство оздоровления воздушной среды. Принято выделять следующие виды промышленной вентиляции:

• аэрация или проветривание помещений;
• общеобменная, искусственная (механическая) вентиляция и системы кондиционирования воздуха (приточка и вытяжка);
• местные вентиляционные отсосы;
• воздушные завесы и струи;
• эжекция или сжатие и разрежение воздуха для его передачи по воздуховодам.

Кроме того, если за основу классификации взять способ перемещения воздуха, то вентиляция может быть:

• естественной;
• искусственной (механическая);
• комбинированной.

Естественная вентиляция

Основной принцип работы естественной вентиляции заключен в движении воздушных масс под влиянием естественных факторов без использования специальных приборов и механизмов. Существует два вида подобного воздухообмена:

1. Проветривание;
2. Аэрация.

Во время проветривания обмен воздушными массами происходит из-за разности температуры или плотности воздуха внутри помещения и снаружи или в результате ветрового напора.

Аэрация – это вид организованной общеобменной вентиляции, которая организуется в холодных цехах и осуществляется под воздействием ветрового напора. В горячих цехах аэрация происходит за счёт совместного или раздельного действия теплового и ветрового напоров.

Среди преимуществ естественной вентиляции принято выделять экономичность и простоту в эксплуатации. Однако, существенным недостатком является тот факт, что подобный вид воздухообмена нельзя использовать в промышленных помещениях, в которых существует большое выделение вредных веществ. Кроме того, воздух, который поступает в цеха не обработан, не очищен, не увлажнен и не подогрет.

Искусственная (механическая) вентиляция

Принцип работы механической вентиляции заключается в принудительном воздухообмене, где движение масс осуществляется посредством вентиляторов. Вентиляторы могут быть центробежными, осевыми или дисковыми.

В зависимости от назначения (направления движения воздуха) искусственную (механическую) вентиляцию делят на следующие виды:

• приточная;
• вытяжная;
• приточно-вытяжная.

Приточная вентиляция необходима для подачи в цех свежего воздуха взамен удаленного. Вытяжная выбрасывает загрязненные воздушные массы за пределы производственного помещения. Приточно-вытяжная вентиляция, как правило, применяется во всех производственных помещениях, где необходим повышенный и особо надёжный воздухообмен.

Местная вентиляция

Местная вентиляция предназначена для удаления загрязненного и нагретого воздуха непосредственно из мест его выделения. Таким образом, она препятствует его распространению по всей площади производственного помещения. Это позволяет снизить количество необходимого воздухообмена при общеобменной вентиляции.

Местная вентиляция включает в себя:

Воздушные завесы. Это специальные приспособления, которые подают воздух с достаточно высокой скоростью по периметру полотна входа (двери, ворот). При наличии в здании проемов, которые в течение долгого времени остаются открытыми и для предотвращения попадания в помещение холодного воздуха верхняя арка прохода оборудуется воздушным завесом. Он может быть с подогревом или без него.

Воздушные завесы устанавливаются над проходами, которые открываются чаще чем 5 раз в рабочий промежуток или более чем на 40 минут в одну смену. Кроме того, подобная система вентиляции монтируется над дверьми помещений, которые не имеют тамбуров и шлюзов при температуре внешнего воздуха ниже 15°С.

При установке воздушных завес расчет температуры воздуха в рабочих помещениях при открывании ворот или дверей проводится по следующим показателям:

• легкая физическая работа – не ниже 14°С;
• средняя физическая работа – не ниже 12°С;
• тяжелая физическая работа — не ниже 8°С.

При отсутствии постоянных мест работы, располагающихся непосредственно у дверных проемов, допустимая температура воздуха может опускаться до 5°С.

Вытяжные зонты. Предназначены для улавливания потока вредных выделений с плотностью, меньшей плотности окружающего воздуха. Работа зонта будет эффективной в том случае, когда количество воздуха, удаляемого через него, будет превышать объем воздуха, подаваемого конвективной струей, которая появляется над источником тепла на уровне расположения зонта.

Отсасывающие панели. Данные устройства предназначены для локализации вредных веществ, увлекаемых конвективными струями, когда более полной укрытие источников выделений невозможно по технологическим причинам.

Панели монтируют сбоку от источника загрязнений в вертикальном или наклонном положении. Расстояние от источника до панели должно быть не больше ширины источника, при этом длина панели принимается как две длинны источника.

Бортовые отсосы. Приборы, которые предназначены для удаления вредных выделений с поверхности раствора, когда по условиям технологического процесса невозможно устройство полных укрытий. Чаще всего применяется в гальванических цехах.

Эжекция

В тех случаях, когда необходимо удалить сверх агрессивную среду или пыль, склонную к детонированию от удара или даже от трения, в том числе легковоспламеняющиеся газы (ацетилен, эфир и т.п.), в вытяжных системах применяют эжекторы. Принцип действия эжекторных установок заключен в нагнетании воздуха высокого давления, который, проходя через всасываемые камеры, создает разряжение, заполняемое загрязненной средой.

Из каких элементов состоят системы промышленной вентиляции

Для устройства систем промышленной вентиляции используют 10 основных элементов.

Воздухозаборная решетка. Устанавливают на внешней стороне здания. Она выполняет декоративные и защитные функции: не дает попасть в систему вентиляции мелкому мусору, влаге, снегу или тополиному пуху.

Воздушный клапан. Не дает холодному уличному воздуху попадать в систему вентиляции, когда она выключена. Чаще всего воздушный клапан комплектуется электроприводом для синхронизации его закрытия/открытия с выключением/включением системы вентиляции.

Фильтры очистки воздуха. Предотвращают попадание мелких твердых частиц и пыли в механизмы системы вентиляции и увеличивают ее срок службы. Фильтры делятся на три класса:

1. Грубой очистки. Задерживают частицы размером более 10 мкм и подходят для обслуживания бытовых помещений. Представляют собой синтетическую ткань или металлизированную сетку.
2. Тонкой очистки. Задерживают частицы до 1 мкм. Устанавливают в помещениях с высокими требованиями к чистоте: в пищевых цехах, лабораториях, больницах или музеях. Фильтры изготавливают с применением активированного угля или стеклоткани.
3. Особо тонкой очистки. Задерживают частицы размером до 0,1 мкм. Устанавливают на оптических и электронных предприятиях, в фармакологической, химической и атомной промышленности, в операционных. При изготовлении используют клееную бумагу из субмикронных волокон или клееное стекловолокно.

Воздухонагреватель (по-другому калорифер). Подогревает холодный воздух, поступающий с улицы. По способу нагревания делятся на электрические и водяные. Иногда в системах вентиляции дополнительно используют рекуператоры. Они нагревают поступающий холодный воздух, передавая ему тепло от загрязненного теплого воздуха из помещений, без смешения потоков. Основная ценность рекуператоров – невысокое энергопотребление.

Вентилятор. Подает воздух в производственные помещения. У вентилятора 5 основных характеристик:

1. Полное давление – на какое расстояние вентилятор может переместить воздух.
2. Производительность – количество воздуха, которое вентилятор может прокачать за час.
3. Уровень шума во время работы.
4. Габаритные размеры.
5. Тип – осевой или радиальный. У осевого высокая производительность, но низкое полное давление, поэтому он не подходит для систем с разветвленной сетью воздуховодов.

Шумоглушитель. Не дает шуму от работающего вентилятора распространиться по воздуховодам. При изготовлении используют звукоизолирующие материалы: минеральную вату или стекловолокно, которые помещают в металлическую коробку или цилиндр.

Советуем к прочтению:   Водяной тепловентилятор своими руками — наиболее экономичный способ обогрева

Воздуховод. Доставляет воздушный поток. Различается тремя параметрами:

1. Площадью сечения.
2. Формой: круглой или прямоугольной.
3. Типом.

По типу воздуховоды делят на гибкие, полугибкие и жесткие. Гибкие и полугибкие представляют собой многослойную алюминиевую фольгу, одетую на каркас из стальной проволоки. У них только круглое сечение. Воздуховоды легко гнутся, но отличаются высоким аэродинамическим сопротивлением и поэтому подходят только для небольших по длине участков системы вентиляции.

Жесткие воздуховоды изготавливают из нержавеющей или оцинкованной стали. Могут иметь круглое или прямоугольное сечение. Круглые воздуховоды проще в изготовлении и создают меньшее аэродинамическое сопротивление потоку воздуха, а прямоугольные прочнее, их легче укладывать, они лучше вписываются в интерьер.

Фасонные изделия. Разветвители, повороты и переходники, с помощью которых собирают воздуховод.

Воздухораспределительные устройства. Нужны для равномерного распределения воздуха в производственных помещениях. Воздухораспределительные устройства бывают металлические или пластиковые, круглой или прямоугольной формы, различаются расцветкой и размерами. Чаще всего это решетки или плафоны.

Система управления. Простая или сложная. Простая – кнопка включения/выключения. Сложная – самостоятельно контролирует состояние фильтров, включает или отключает калорифер, управляет воздушным клапаном и прочее.

Все перечисленные выше элементы можно заменить готовой вентиляционной установкой – это гарантирует совместимость компонентов, исключает возможные ошибки во время сборки и не требует настройки автоматики.

Как можно классифицировать системы промышленной вентиляции

Системы промышленной вентиляции можно классифицировать по трем признакам.

1. По принципу работы: естественные и механические.

Естественные функционируют за счет разницы давления и температуры снаружи и внутри помещений. Для подачи чистого и отвода отработанного воздуха используют систему вентиляционных отверстий. Воздухообмен регулируют с помощью задвижек или форточек.

Такие системы не требуют больших финансовых вложений, но они малоэффективны, зависят от внешних факторов (времени года, давления) и подходят только для производств, где нет выброса вредных веществ. Фактически с их помощью можно контролировать только температуру и влажность в помещениях.

Механические или принудительные системы промышленной вентиляции работают с помощью специального оборудования и не зависят от внешних факторов. Их можно использовать на любых производствах. У систем больший радиус действия, они улавливают вредные вещества в местах выброса, не допуская распространения, и могут не только очищать воздух, но и подогревать, увлажнять или осушать его.

2. Механические системы промышленной вентиляции по решаемым задачам делят на общеобменные и местные.

Общеобменные осуществляют воздухообмен во всем помещении. Они удобны, если в цехах нет фиксированных рабочих мест или вредные для здоровья вещества в небольшой концентрации равномерно занимают все пространство.

Местные системы промышленной вентиляции выполняют воздухообмен на отдельных участках производственного помещения. Они эффективны, если имеются точечные очаги выбросов вредных веществ, распространение которых недопустимо.

3. Механические системы промышленной вентиляции по используемой технологии и принципу подачи воздуха делят еще на три вида: приточные, вытяжные и приточно-вытяжные.

Особенности приточной промышленной вентиляции

При использовании приточной вентиляции воздухообмен обеспечивается за счет нагнетания чистого воздуха в помещения, а отток выполняется естественным образом за счет разницы давлений в помещении и вне его. Такие системы подходят для производств без выделения вредных веществ или при выделении их в малом количестве.

Особенности вытяжной промышленной вентиляции

В этом случае обеспечивается принудительный отвод загрязненного воздуха из помещений. Приток воздуха выполняется естественным путем в результате падения давления в вентилируемом помещении.

Эти системы оптимальны для очистки воздуха от высокотоксичных веществ и удобны для удаления лишней влаги, углекислого газа или неприятных запахов, но их помощью нельзя регулировать параметры поступающего воздуха.

Особенности приточно-вытяжной промышленной вентиляции

При использовании таких систем приток и вытяжка воздуха выполняются принудительно. В результате обеспечивается качественный и эффективный воздухообмен с очисткой воздуха и регулированием его температуры и влажности. При этом могут быть реализованы две схемы распределения воздуха: перемешивание или вытеснение.

При перемешивании чистый воздух подается в помещение с верхних точек, перемешивается с отработанным и выводится через воздухораспределительные решетки.

При вытеснении снизу подается чистый воздух, вытесняет отработанный и удаляется через воздухораспределительные решетки.

Для каких помещений нужна промышленная вентиляция

Такие помещения можно разделить на три категории:

1. Холодные: металло- и деревообрабатывающие производства, сварочные цеха. Их особенность – большое количество твердых или газообразных вредных веществ в воздухе.
2. Горячие: сталеплавильные предприятия или цеха для изготовления кулинарной продукции.
3. Пропарочные: связанные с влажно-тепловой обработкой изделий, например в швейном производстве.

Какие ограничения у любой системы вентиляции?

Некоторые ограничения включают в себя:

• Системы ухудшаются на протяжении многих лет из-за загрязнений, наращиваемых в рамках системы (особенно фильтров).
• Требуют постоянного технического обслуживания.
• Регулярное и плановое тестирование необходимо для выявления проблем на ранних стадиях (для своевременного принятия мер по исправлению).
• Убедиться в эффективной работе системы вентиляции может только квалифицированный персонал, способный вносить в нее изменения

Ниже приведен пример изменений, которые могут повлиять на то, как работает система:

Капот и ветви добавляются к существующему трубопроводу. Местная вытяжная вентиляция тянет воздух в систему из нового места — это снижает поток воздуха из других мест, которые расположены дальше от вытяжного вентилятора.Опять же, поток воздуха затрагивает все элементы. В результате, можно гораздно быстрее подключить в систему воздушные потоки других колпаков, и этого может быть достаточно для адекватного удаления загрязняющих веществ.

Проектирование и монтаж аварийной вентиляции

Специалисты OVK-Group занимаются проектированием, монтажом и наладкой климатических систем. Комплекс работ, которые мы выполняем, достаточно широк и зачастую мы полностью выполняем все работы не только по вентиляции, но и отоплению, кондиционированию, промышленному охлаждению и другим инженерным системам на объекте заказчика. Для того чтобы узнать какая будет цена на проект вентиляции или кондиционирования воздуха позвоните нам и наши специалисты ответят на все ваши вопросы и помогут определиться с необходимой схемой и системой климата на вашем объекте.

Специфика организации аварийного воздухообмена

Главная особенность расчета вентиляции для аварийных режимов заключается в том, что для неё не всегда нужна отдельная подсистема. С учётом этого факта подобные расширения для систем дополнительного воздухообмена разрабатываются исключительно в индивидуальном порядке.

Основные положения, определяющие логику построения аварийных вентиляционных подсистем, изложены в СНиП 41-01-2003 «Вентиляция и кондиционирование».

Методические указания и базовые нормативы, используемые при математических расчётах, приведены в СНиП 2.04.05-91.

Базовая задача аварийной вентиляции – предотвращение опасных концентраций аэрозольных и газовых смесей внутри помещения при возникновении аварий или пожаров.

Обратите внимание, что основной параметр – кратность воздухообмена – для разработки аварийных подсистем не указывается отдельно, а берётся из технологических нормативов для цеха (или помещения).

Для небольших помещений, не относящихся к категории пожароопасных, аварийный воздухообмен может разрабатываться на базе основной вентиляции. Техническое исполнение в данном случае бывает следующим:

• установка добавочных вытяжных вентиляторов;
• создание аварийных воздуховодов с управляемыми задвижками, открываемыми в случае аварий.

Основной принцип построения подобных вентиляционных установок – приточно-вытяжной с механизированной вытяжкой, но в тех случаях, когда «аварийные» газы и вредности легче воздуха, допускается установка нагнетающих установок на приточный канал.

Роль аварийной вентиляции

Таким образом, реализуется вытесняющий вариант воздухообмена, производительность которого должна быть выше, чем потенциальная скорость генерации опасных газов.

Важный момент: если «аварийные» газовые смеси легче воздуха – вытяжку следует устанавливать в верхней части помещения. Соответственно, если тяжелее – то в нижней части. Отметим, что данный факт часто определяется невозможность использования основной вентиляции в качестве аварийной.

Практически для всех категорий пожароопасных помещений (имеющих буквенный код А, Б, В1-В4, Г, Д) рекомендуется использовать вентиляционные установки с механизированным побуждением.

Исключением могут быть те здания категорий Г и Д, в которых производительность естественного воздухообмена достаточна для ликвидации аварийной загазованности (расчёт должен быть производён для летнего периода).

Наиболее простым вариантом естественной аварийной вентиляции являются автоматически открываемые оконные проёмы или установка резервного вентилятора на основную вытяжку.

Также следует упомянуть, что аварийная газовая смесь часто имеет агрессивный химический состав (или высокую температуру). Этот факт должен быт учтён при разработке воздуховодов и фильтрующих устройств.

Особенности расчёта

Как уже упоминалось, проектирование аварийного воздухообмена базируется на данных из технологической документации цеха (помещения, здания). Исходными параметрами являются сведения о физико-химических и объёмных свойствах вероятных выбросов.

Задача проектировщика – рассчитать, какая производительность аварийных вентиляционных установок необходима, чтобы снизить опасную концентрацию веществ до стандартных ПДК (определяемых по ГОСТ 12. 1.005-88).

Основное отличие расчёта аварийных систем от обычной вентиляции заключается в том, что в расчёт должен быть выполнен с учётом двух стадий аварии:

• период активной генерации (или поступления) вредных веществ (ta1);
• время, в течение которого производится снижение загазованности (без генерации вредных веществ, ta2).

Если аварийное отключение оборудования происходит в автоматическом режиме, то длительность первого периода составляет 120 секунд. Если в ручном — 300 секунд. В тех случаях, когда вероятны взрывные выбросы, длительность первого периода принимают равным 0 секунд.

Максимальное время работы аварийных подсистем – 1 час.

Общая продолжительность работы дополнительной вентиляции равна сумме этих двух периодов:

t=ta1+ta2

Расчёт замещаемых объёмов воздушной смеси выполняется с учётом количества и концентрации вредных веществ.

Формула для расчёта объёмов замещения

Важно учитывать, что в данном случае может действовать несколько категорий опасных факторов:

• токсичность;
• взрывоопасная концентрация газов и пыли;
• потеря видимости (задымление или запылённость);
• опасные температурные режимы газовых смесей (типовой пример использования данного параметра – расчёт воздухообмена в помещениях для хранения ЛВЖ).

Отметим, что далеко не всегда можно согласовать доступное оборудование и детонационные характеристики газов, поэтому для снижения их взрывоопасности в состав аварийной вентиляции включают установки для распыления нейтрализующих составов. Это тоже должно быть учтено при расчёте воздухообмена.

Также в ходе расчёта мощности силовых установок необходимо учитывать, что для выведения через аварийные каналы загрязнённого воздуха может понадобиться дополнительная фильтрация, что потребует более высоких энергетических затрат.

Способы технической реализации

Разработка аппаратно-технической части аварийной вентиляции производится с учётом того, что оборудование этой подсистемы имеет два рабочих состояния:

• ожидание («пассивный» режим);
• осуществление воздухообмена («активный» режим).

Как следует из названий этапов, в первом случае силовые установки отключены, а вентиляционные каналы перекрыты.

Аварийная вентиляция

Работа в пассивном режиме вовсе не означает полное отключение системы, так как центральный контролер, сеть датчиков и механизмы, управляющие заслонками и вентиляторами, постоянно находятся в активном состоянии.

Более того, как для пассивного, так и для активного режимов работы аварийной вентиляции требуется бесперебойный источник электропитания.

Также отличается способ размещения приточных и вытяжных каналов. Это может быть классическая схема с установкой потолочных диффузоров, или одно из следующих специализированных решений:

• воздушная завеса, отсекающая опасные потоки воздуха от защищаемой зоны;
• локальная вытяжка, реализованная в виде зонта над вероятной зоной технологического выброса;
• отдельная вентиляционная шахта, оборудованная мощным вытяжным вентилятором.

Кроме этого, проектирование и монтаж аварийных воздухообменных установок следует производить с учётом специальных требований:

• полная герметизация всех воздуховодов;
• применение огнестойких материалов (а также устойчивых к высокой химической активности удаляемых воздушных смесей);
• обеспечение должного уровня искрозащищённости в силовых установках;
• организация мер по огневой стойкости кабелей электропитания и управления.

Отдельно отметим, что герметичность воздуховода – наиболее наглядный пример различия между штатной и аварийной системами вентиляции.

При проектировании аварийных систем для химических производств необходимо не забывать о резервировании всех важных узлов установки, особенно в тех случаях, когда вероятный выброс может быть токсичным.

О важности автоматизации

Рассматривая аварийные системы вентиляции, нельзя не отметить, что обязательным элементом их конструкции являются датчики, реагирующие на превышение допустимых норм загрязнения.

Если выражаться точнее, то каждой букве пожарной классификации соответствует утверждённый набор датчиков, используемых для сигнализации и запуска аварийных подсистем.

Подчеркнём, что в ходе проектирования аварийной вентиляции обязательно прорабатывается не только схема подключения сенсора, но и схема укладки питающих и управляющих проводов, поскольку от этого напрямую зависит такой важный параметр, как гарантированное время работы всего комплекса.

Расположение, тип и основные характеристики аварийных детекторов обязательно указываются на схемах с использованием специальных обозначений.

Системы дымоудаления

Как работает дымоудаление

Среди аварийных систем вентиляции особое место занимают воздухообменные установки, обеспечивающий отвод дыма при возникновении пожаров. Важность их трудно переоценить, поскольку основной причиной гибели людей на пожаре является не огневое поражение, а отравление продуктами горения.

При разработке таких систем следует просчитывать не только объёмно-скоростные показатели воздушных потоков, но и необходимую разность давлений. Она должны быть такой, чтобы воздух из сопредельных помещений создавал «подпирающие» потоки, обеспечивающие вытеснение дыма в вытяжные шахты.

Кроме этого, есть существенные отличия при комплектации силового оборудования. Согласно СНиП 2.04.05-91, оно должно обеспечивать непрерывную работу системы в течение 2 часов даже в том случае, когда температура воздушных масс составляет 4000C (и один час при температуре 6000C).

Система дымоудаления

Основным документом, регламентирующим разработку противодымных систем, является СНиП 41-01-2003. При разработке аварийных комплексов важно учитывать их существенные отличия от других вариантов вентиляции:

• используется особо надёжная схема соединений между секциями воздуховодов, обеспечивающая неразрывность и сохранение рабочих сечений при воздействии высоких температур;
• применение автоматически управляемых клапанов для отсечения пламени, которые тоже должны быть выполнены в огнестойком варианте;
• силовой блок состоит из двух модулей – вентиляторы подпора и вытяжные насосы;
• в режиме ожидания все рабочие каналы закрыты управляемыми клапанами.

Эффективность вентиляции

Независимо от типа вентиляции она, прежде всего, должна быть качественной и эффективной. Для выполнения этих условий необходимо, чтобы еще на этапе ее проектирования были выполнены некоторые рекомендации:

1. Объем поступающего воздуха должен соответствовать тому количеству воздуха, который удаляется из помещений. Бывают случаи, когда необходимо сделать эти объемы разными, но все это заранее предусматривается.
2. Приточную вентиляционную систему и вытяжную надо располагать правильно. Чистый воздух должен подходить, прежде всего, туда, где отсутствуют вредные выделения, а отток должен быть максимальным в местах образования ядовитых веществ.
3. Вентиляционная система не должна влиять существенно на температурный режим производственных помещений.
4. Шум, издаваемый вентилирующими устройствами, не должен превышать допустимые нормы.
5. Монтаж должен обязательно предусмотреть вопросы противопожарной безопасности.
6. Вентиляция должна легко обслуживаться.
7. Эффективность работы системы должна быть максимальная.

Если вентиляция производственных помещений на предприятии работает исправно и эффективно, то можно не опасаться за микроклимат в цехах. Необходимо помнить, что производительность работы рабочих напрямую зависит от атмосферы на предприятии. Забота о здоровье своих подчиненных – прямая обязанность руководителей предприятия.

Источники

• https://hiconix.ru/publications/articles/podrobnyy-gayd-o-promyshlennoy-ventilyatsii/
• https://foundmaster.ru/ventilation/chto-takoe-proizvodstvennaya-ventilyatsiya.html
• https://vent-vozduh.ru/proizvodstvo/ventilyatsiya-proizvodstva.html
• https://sovet-ingenera.com/vent/raschety/ventilyaciya-proizvodstvennyx-pomeshhenij.html
• https://www.air-ventilation.ru/ventilyatsiya-proizvodstva.htm
• https://otivent.com/ventiljacija-proizvodstvennyh-pomeshhenij
• https://ecoenergovent.ru/info/promyshlennaya-ventilyaciya
• https://www.AirClimat.ru/Promyshlennaya-ventilyatsiya.htm
• https://ovk-group.com/proektirovanie/ventilyaciya/avarijnaya/
• https://m-e-g-a.ru/ventilyatsiya/kak-proizvoditsya-raschet-avarijnoj-ventilyatsii
• https://oventilyatsii.ru/ventilyaciya-proizvodstvennyx-pomeshhenij.html

Источник: akak7.ru