Курс лекций по "Промышленная вентиляция и кондиционирование"

где h – высота между центрами вытяжных и приточных отверстий, м; ρ_н и ρ_в – плотность наружного и внутреннего водуха, кг/м³; g – ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с²_.   

     Естественная  вентиляция может быть неорганизованной и организованной. При неорганизованной вентиляции неизвестные объемы воздуха поступают и удаляются из помещения, а сам воздухообмен зависит от случайных факторов (направления и силы ветра, температуры внешнего и внутреннего воздуха). Неорганизованная естественная вентиляция включает инфильтрацию – просачивание воздуха через неплотности в окнах, дверях, перекрытиях и проветривание, которое осуществляется при открывании окон и форточек. 

     Организованная  естественная вентиляция называется аэрацией. Для аэрации в стенах здания делают отверстия для поступления внешнего воздуха, а на крыше или в верхней части здания устанавливают специальные устройства (фонари) для удаления отработанного воздуха. Для регулирования поступления и удаления воздуха предусмотрены перекрытия на необходимую величину аэрационных отверстий и фонарей. Это  особенно важно в холодное время года. 

1.2.2. Искусственная вентиляция.

     Искусственная (механическая) вентиляция, в отличие  от естественной, дает  возможность  очищать воздух перед его выбросом в атмосферу, улавливать вредные вещества непосредственно возле мест их образования, обрабатывать притекаемый воздух (очищать, подогревать, увлажнять), более целенаправленно подавать воздух в рабочую зону. Кроме того, механическая вентиляция дает возможность организовать забор воздуха в наиболее чистой зоне территории предприятия и даже за ее пределами.

Обще-обменная искусственная вентиляция.

     Обще-обменная вентиляция обеспечивает создание необходимого микроклимата и чистоты воздушной среды во всем объеме рабочего помещения. Она применяется для удаления избыточного тепла при отсутствии токсичных выделений, а также в случаях, если характер технологического процесса и особенности производственного оборудования исключают возможность использования местной вытяжной вентиляции.

     Различают четыре основных схемы организации воздухообмена при обще-обменной вентиляции: сверху  вниз, сверху вверх, снизу вверх, снизу вниз (рис. 1). 

                         

    Рис. 1 – Схема организации воздухообмена при общеобменной вентиляции 

       Схемы сверху вниз (рис.1а) и сверху вверх (рис.16) целесообразно применять в случае, если приточный воздух в холодный период года имеет температуру ниже температуры в помещении. Приточный воздух, прежде чем достичь рабочей зоны, нагревается за счет воздуха в помещении. Другие две схемы (рис.1в и 1г) рекомендуется использовать в тех случаях, когда приточный воздух в холодный период года нагревается, и его температура выше температуры внутреннего воздуха в помещении.

     Если  в производственных помещениях выделяются газы и пары с плотностью, которая превышает плотность воздуха (например, пары кислот, бензина, керосина), то обще-обменная вентиляция должна обеспечить до 60% воздуха из нижней зоны помещения и 40% – из верхней.

     Если  плотность газов меньше плотности  воздуха, то удаление загрязненного воздуха осуществляется в верхней зоне.

          Приточная вентиляция. Схема приточной механической вентиляции, (рис.2.) включает: воздухосборник 1; фильтр для очищения воздуха 2; воздухонагреватель (калорифер) 3; вентилятор 5; сеть воздуховодов 4 и приточные патрубки с насадками 6. Если нет, необходимости подогревать приточный воздух, то его пропускают непосредственно в производственные помещения через обводный канал 7. 

                          

                

                                   Рис. 2 – Схема приточной вентиляции

         

          Воздухозаборные устройства необходимо  располагать в местах, где воздух не загрязняется пылью и газами. Они должны находиться не ниже 2 м от уровня земли, а от выбросных каналов вытяжной вентиляции по вертикали –ниже 6 м и по горизонтали – не более 25 м.

     Приточный воздух подается в помещения, как  правило, рассеянным потоком для чего используются специальные насадки.

     Вытяжная  и приточно-вытяжная вентиляция. Вытяжная вентиляция (рис.3) состоит из очистительного устройства 1, вентилятора 2, центрального 3 и отсасывающих воздуховодов 4. 

                                                       

                                 

     Рис. 3 – Схема вытяжной вентиляции 

     Воздух  после очищения необходимо выбрасывать на высоте не менее чем 1 м над гребнем крыши. Запрещается делать выкидные отверстия непосредственно в окнах.

     В условиях промышленного производства наиболее распространена приточно-вытяжная система вентиляции с общим притоком воздуха в рабочую зону и местной вытяжкой вредных веществ непосредственно из мест образования.

     В производственных помещениях, где выделяется значительное количество вредных газов, паров и пыли вытяжка должна быть на 10% больше чем притока, чтобы вредные вещества не вытеснялись в смежные помещения с меньшей вредностью.

     В системе приточно-вытяжной вентиляции возможно использование не только внешнего воздуха, но и воздух самих помещений  после его очищения. Такое повторное  использование воздуха помещений  называется рециркуляцией и осуществляется в холодный период года для экономии тепла, израсходованного на подогревание приточного воздуха. Однако возможность рециркуляции обуславливается целым рядом санитарно-гигиенических и противопожарных требований. 

       Местная вентиляция.

    Местная вентиляция может быть приточной и вытяжной.

       Местная приточная вентиляция, при которой осуществляется концентрированное представление приточного воздуха заданных параметров (температуры, влажности, скорости движения), выполняется в виде воздушных душей, воздушных и воздушно-тепловых завес.

       Воздушные души используются, для предотвращения перегревания рабочих в горячих цехах, а также для образования так называемых воздушных оазисов (участков производственной зоны, которые резко отличаются своими физико-химическими характеристиками от остальных помещений).

       Воздушные и воздухо-тепловые завесы предназначены для предотвращения поступления в помещения значительных масс холодного наружного воздуха и необходимости частого открывания дверей или ворот. Воздушная завеса генерируется струей воздуха, которая подается из узкой длинной щели, Д под некоторым углом навстречу потоку холодного воздуха. Канал со щелью размещают сбоку или сверху ворот (двери).

       Местная вытяжная вентиляция осуществляется с помощью местных вытяжных зонтов, всасывающих панелей, вытяжных шкафов, бортовых насосов (рис.4).

                          

                                        а                   б                в                    г 

          Рис. 2.5 - Примеры местной вытяжной вентиляции:

     а – вытяжной зонт, б – всасывающая панель, в – вытяжной шкаф с комбинированной вытяжкой, г – бортовой насос с обдувом. 

       Конструкция местной вытяжной  вентиляции должна обеспечивать  максимальное улавливание вредных веществ при минимальном количестве удаляемого воздуха. Кроме того, она не должна быть громоздкой и мешать обслуживающему персоналу работать и присматривать за технологическим процессом.

       Основными факторами при выборе типа местной вытяжной вентиляции являются характеристики вредных факторов (температура, плотность газов и паров, токсичность), положение рабочего при выполнении работы, особенности технологического процесса и оборудования.

       В случаях, если источник производственных помещений можно поместить внутри просторного, ограниченного стенками, местную вытяжную вентиляцию устраивают в виде вытяжных шкафов, кожухов, ветровых насосов. Если по условиям технологии или обслуживания источник происшествий нельзя изолировать, тогда устанавливают вытяжной зонт или всасывательную панель. При этом поток воздуха, который удаляется, не должен проходить через зону дыхания рабочего

       Частным случаем местной вытяжной вентиляции являются бортовые насосы, которыми оборудуют ванны (гальванические, травильные) или другие емкости с токсичными жидкостями, поскольку необходимость использовать при их загрузке подъемно-транспортного оборудования делает невозможное использование вытяжных зонтов и всасывательных панелей. При ширине ванны 1 м и более необходимо устанавливать бортовой насос с обдувом (рис. 2.6г), у которого с одной стороны ванны воздух отсасывается, а с другой – нагнетается. При этом подвижный воздух будто бы экранирует поверхность испарения токсичных жидких веществ. 

2.3. Основные требования  к системам вентиляции.

       Естественная и искусственная вентиляции должны отвечать следующим санитарно-гигиеническим требованиям:

     –  создавать в рабочей зоне помещений нормальные климатические условия труда (температуру, влажность и скорость движения воздуха);

     –  полностью устранять из помещений вредные газы, пары, пыль и аэрозоли или разжижать их до предельно-допустимых концентраций;

     –  не допускать поступления в помещения загрязненного воздуха извне или путем притока загрязненного воздуха из смежных помещений;

      – не создавать на рабочих местах сквозняков или резкого охлаждения воздуха;

     –  быть доступными для управления и ремонта во время эксплуатации;

     –  не создавать во время эксплуатации дополнительных неудобств (например, шума, вибраций, попадание дождя, снега). 

       Наиболее полно, выше перечисленным  требованиям, отвечает система кондиционирования воздуха, которая также широко применяется на предприятиях. С помощью кондиционеров создаются и автоматически поддерживаются в производственном помещении заданные параметры воздушной среды. При решении вопроса о целесообразности применения кондиционирования воздуха следует учитывать и экономические факторы.

       Необходимо отметить, что к вентиляционным системам, установленным в пожаро-и взрывоопасных помещениях, выдвигается целый ряд дополнительных требований, которые в этом разделе не рассматриваются.

1.3. Классификация систем  кондиционирования воздуха.

       Системы кондиционирования могут  быть классифицированы следующим  образом:

       1. По степени обеспечения метеорологических условий в обслуживаемом помещении системы кондиционирования подразделяются на три класса: первого, второго и третьего.

       2. По давлению, развиваемому вентиляторами, – низкого (до 1000 Па), среднего (до 3000 Па) и высокого (свыше 3000 Па) давления.