Какие бывают виды промышленной вентиляции

Расчет вентиляции цеха

Для того чтобы спроектировать и установить вентиляцию необходимо качественно и с высокой точностью рассчитать масштабы ее работы. Расчет системы вентиляции цеха осуществляется на основе данных об объемах выделяемых вредных веществ, тепла и различных справочных показателей.

По излишкам тепла

Q = Qu + (3,6V — cQu * (Tz — Tp) / c * (T1 — Tp)), где

Qu (м3) — объем, который отводится местным отсосом; V (Ватт) — количество теплоты, которое выделяет продукция или оборудование; с (кДж) — показатель теплоемкости = 1,2 кДж (справочная информация); Tz (°C) — t загрязненного воздуха, отводимого от рабочего места; Tp (°C) — t приточных воздушных масс T1 — t воздуха, удаляемого вентиляцией общеобменного типа.

Для взрывоопасного или токсичного производства

При таких расчетах ключевая задача — разбавить токсичные выбросы и испарения до предельного допустимого уровня

Q = Qu + (M — Qu(Km — Kp)/(Ku — Kp)), где

M (мг*час) — масса токсичных веществ, выделяемых за один час; Km (мг/м3) — содержание токсичных веществ в воздухе, отводимых местными системами; Kp (мг/м3) — количество отравляющих веществ в приточных воздушных массах; Ku (мг/м3) — содержание токсичных веществ в воздухе, отводимое общеобменными системами.

По излишкам влаги

Q = Qu + (W — 1,2 (Om — Op) / O1 — Op)), где

W (мг*час) — количесиво влаги, которое попадает в помещение цеха за 1 час; Om (грамм*кг) — объем пара, отводимый локальными системами; Op (грамм*кг) — показатель влажности приточного воздуха; O1 (грамм*кг) — количество пара, отводимое общеобменной системой.

По выделениям от персонала

Q = N * m, где

N — число работников m — расход воздуха из расчета на 1 чел*час (согласно СНиП составляет 30 м3 на человека в проветриваемом помещении, 60м3 — в нерповетриваемом).

Классификация вентиляции производственных зданий

Четкое разделение систем воздухообмена по основным эксплуатационным параметрам позволяет выбрать вариант, точно соответствующий конкретному техническому заданию. Она подразделяется на группы по нескольким признакам:

1. способ работы;
2. локализация;
3. направление воздушного потока.

Рассмотрим эти признаки более подробно.

Способ работы

Помещение вентилируется за счет естественной или искусственной циркуляции воздуха:

Естественная вентиляция. Движение воздушных масс осуществляется за счет разности давления и температуры внутри/снаружи. Более холодный уличный воздух вытесняет теплый отработанный. В качестве вентиляционных каналов используются окна, двери, а также специальные решетки – дефлекторы.

Эффективность работы зависит от параметров наружного воздуха: в зимнее время интенсивность воздушного потока увеличивается, это связанно с большой разницей температур. Данный тип вентиляции не используется на производствах с опасными выбросами, так как в нем не предусмотрена система фильтрации и регулировка мощности вытяжек.

Искусственная вентиляция. Монтируется на гальванических заводах, в цеха по производству таблеток, на химических производствах. Основная функция – удаление вредных примесей из области рабочей зоны, а также всего помещения. Подача свежего, очищенного воздуха, как в локальные рабочие зоны, так и весь цех. Применяются вентиляторы настенного и крышного типа.

Локализация

• Общеобменная. Рассчитывается для всего объёма помещения и используется для постоянного проветривания, удаления излишков влаги и тепла, частичной фильтрации воздуха.
• Местная. Это точечные отсосы или воздушные души. Устанавливаются непосредственно над станком или рабочим местом. Работа местной вентиляции направлена на удаления большей части загрязнителей и обдуве рабочего пространства. Часто подключается непосредственно к станку, тем самым локализую вредные выбросы.

Локальные отсосы

Аварийная. Большую часть времени не функционирует, так как ее работа направлена на быстрое удаление вредных выбросов, дыма или других загрязнителей. В производственных зданиях работает в автоматическом режиме, включаясь по сигналу датчиков задымленности или загазованности.

Направление воздушного потока

Вентиляция производственного помещения работает в следующих направлениях:

• Приточная. Обеспечивает поступление в проветриваемое помещение свежего воздуха. Может быть с естественным/искусственным побуждением.
• Вытяжная. Обеспечивает удаление из помещения отработанных воздушных масс. На производстве большая часть работает посредством механического побуждения.
• Приточно-вытяжная. Обеспечивает полный цикл смены воздуха.

Приточно-вытяжная вентиляция

Виды промышленной вентиляции

Воздухообмен в промышленных местах можно осуществить разными способами. В зависимости от организации устройства, различают три вида производственной вентиляции:

1. Естественная
2. Механическая (искусственная)
3. Смешанная

Каждый вид имеет свои особенности и недостатки, которые следует учитывать при организации системы на производстве.

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).

Задачи и особенности системы промышленной вентиляции

Объем воздуха должен соответствовать типу производства

Промышленное вентиляционное оборудование предназначено для решения следующих задач:

• создание комфортной обстановки, подходящей для длительного пребывания человека в помещении, а также для поддержания непрерывного производственного процесса;
• поддержание температуры и влажности воздуха в пределах, регламентируемых действующими нормативными документами;
• создание оптимальных условий для обновления воздуха и выведения токсичных веществ за границы помещения;
• целенаправленное обеспечение рабочих мест свежим приточным воздухом.

Перечисленные задачи решаются в полной мере, так как от них зависит не только самочувствие и здоровье работников промышленного предприятия, но и эффективность всего технологического процесса.

Системы вентиляции производственных зон, не соответствующие указанным требованиям, не будут приняты комиссией при их запуске в эксплуатацию. К их особенностям относят наличие трех стадий очистки воздушных масс. Для улавливания пылевых частиц размером до 10 мк в каналах приточного типа устанавливается фильтрующее оборудование для тонкой очистки воздуха. Для осаждения более крупных образований 10-100 мк в вытяжных воздуховодах используются фильтры очистки средней степени, а для загрязнений с размером частиц более 100 мк применяется грубая фильтрация.

Роль очистки воздуха в промышленных вентиляционных системах

В современных вентиляционных системах огромную роль играет очистка загрязненного воздуха. Она бывает нескольких типов:

• Гравитационная. Как правило, это пылеосадочные камеры, которые применяются на производствах с сильным пылеобразованием. Они применяются для осаждения наиболее крупных частиц, в воздухе.
• Инерционная, сухого типа. Они могут быть циклонные и жалюзийные. Различаются по конструкции и компактности, но служат для очистки воздуха от неслипающейся пыли.
• Инерционная, мокрого типа. Эффективно удаляют пыль из воздуха методом его увлажнения.
• Тканевые фильтры. Они очищают воздух, накапливая его в специальной ткани.
• Пористые воздушные фильтры имеют свойство накапливать большое количество загрязнений из воздушного потока, в многочисленных порах фильтрующего элемента.
• Электрофильтры очищают воздух от механических примесей посредством их электрического заряда, после чего, загрязнения оседают на одном из электродов фильтра.

Существуют сорбционно-каталитические, акустические, плазмокаталитические фильтры, которые применяют для очистки воздуха в промышленных вентиляционных системах.

Основные этапы проектирования промышленной вентиляции

1. Расчет воздухооборота в каждом производственном помещении.
2. Основная задача, которую должна решать вентиляционная система.
3. Локализация выделяемых вредных веществ и ее предельно допустимые значения.
4. Выбор систем очистки воздушных потоков.
5. Технико-экономическое обоснование предполагаемого приточно-вытяжного оборудования.

Проектирование состоит из следующих основных этапов:

• Составление технического задания. Заказчик самостоятельно или с помощью специалистов занимается его разработкой. В тех.задании учитывается множество факторов, такие как: планировка производственных помещений, материал, из которых изготовлена постройка, толщина стен, количество и график работы персонала, некоторые особенности технологического процесса.
• Расчеты, которые производит инженер-проектировщик промышленных вентиляционных систем, руководствуясь нормативными документами и существующими стандартами. В расчеты входят такие значения как:
  • Воздухообмен – это с какой периодичностью, воздух в помещении будет полностью заменяться на новый. Основным показателем этого значения будет .
  • Климатические параметры для конкретной постройки. Расчеты производятся отдельно для холодного времени года, для переходного периода и для теплого времени года. Заказчик проекта сам определяет в тех. задании, какие микроклиматические показатели он хотел бы получить.
  • Воздуховоды. Благодаря расчету воздуховодов выбирается оптимальный вариант материала, из которого они должны быть изготовлены, их сечения и формы.
• Следующий этап проектирования — это выбор оборудования. Здесь учитываются экономическое обоснование целесообразности применения того или иного типа оборудования, произведенные ранее расчеты, особенности планировки помещения и технологического процесса.
• Завершающий этап проектирования вентиляции промышленного объекта – это составление чертежей, схем, графиков и пояснительных записок. На основании этого, инженер проектировщик составляет технико-экономическое обоснование всего проекта.

Лекция
7. Вентиляция

1.Вентиляция
производственных помещений

2.Назначение
и классификации систем вентиляции

3.Естественная
вентиляция

4.Искусственная
вентиляция

3 Типы промышленных вентиляционных принудительных систем

Оборудование для систем приточно-вытяжного варианта вентиляции различается по назначению и классификации. Проанализируем существующие системы на промышленных предприятиях.

1. 1. Общеобменная вентиляция. Характеризуется воздухообменом по всей площади производства. Чаще всего применяется на предприятиях, где человек не привязан к четкому рабочему месту.
2. 2. Местный вариант вентиляции. Обеспечивает удаление вредных веществ, на четко регламентированном рабочем месте или у источника выброса вредного вещества.
3. 3. Смешанный тип – это гибрид двух предыдущих систем, с одновременным выполнением поставленных задач. Обязательно присутствие сложной математической выкладки.

Теперь рассмотрим классификацию согласно принципам подачи воздуха.

1. 1. Приточная система. Обеспечивается за счет работы вентилятора нагнетающего чистый воздух. Отработанная воздушная масса улетучивается под действие повышенного давления.
2. 2. Вытяжная схема. Наоборот. Воздух вытягивает установленный вентилятор, а приток осуществляется за счет разреженности воздуха.
3. 3. Приточно-вытяжной вариант. И приток, и уход воздуха только при помощи оборудования для системы вентиляции. Самая лучшая эффективность.
4. 4. Рециркуляторная система. Установка специфического вентиляционного оборудования приводит к очищению отработанного воздуха и возвращению его в цех. Обязательно учесть условия труда и потребности предприятия в подобном ресурсе.

Роль очистки воздуха в промышленных вентиляционных системах

В современных вентиляционных системах огромную роль играет очистка загрязненного воздуха. Она бывает нескольких типов:

• Гравитационная. Как правило, это пылеосадочные камеры, которые применяются на производствах с сильным пылеобразованием. Они применяются для осаждения наиболее крупных частиц, в воздухе.
• Инерционная, сухого типа. Они могут быть циклонные и жалюзийные. Различаются по конструкции и компактности, но служат для очистки воздуха от неслипающейся пыли.
• Инерционная, мокрого типа. Эффективно удаляют пыль из воздуха методом его увлажнения.
• Тканевые фильтры. Они очищают воздух, накапливая его в специальной ткани.
• Пористые воздушные фильтры имеют свойство накапливать большое количество загрязнений из воздушного потока, в многочисленных порах фильтрующего элемента.
• Электрофильтры очищают воздух от механических примесей посредством их электрического заряда, после чего, загрязнения оседают на одном из электродов фильтра.

Существуют сорбционно-каталитические, акустические, плазмокаталитические фильтры, которые применяют для очистки воздуха в промышленных вентиляционных системах.

Основные этапы проектирования промышленной вентиляции

В проектировании промышленной вентиляции решающими факторами, которые влияют на выбор оборудования и его монтаж являются:

1. Расчет воздухооборота в каждом производственном помещении.
2. Основная задача, которую должна решать вентиляционная система.
3. Локализация выделяемых вредных веществ и ее предельно допустимые значения.
4. Выбор систем очистки воздушных потоков.
5. Технико-экономическое обоснование предполагаемого приточно-вытяжного оборудования.

Проектирование состоит из следующих основных этапов:

• Составление технического задания. Заказчик самостоятельно или с помощью специалистов занимается его разработкой. В тех.задании учитывается множество факторов, такие как: планировка производственных помещений, материал, из которых изготовлена постройка, толщина стен, количество и график работы персонала, некоторые особенности технологического процесса.
• Расчеты, которые производит инженер-проектировщик промышленных вентиляционных систем, руководствуясь нормативными документами и существующими стандартами. В расчеты входят такие значения как: Воздухообмен – это с какой периодичностью, воздух в помещении будет полностью заменяться на новый. Основным показателем этого значения будет .
• Климатические параметры для конкретной постройки. Расчеты производятся отдельно для холодного времени года, для переходного периода и для теплого времени года. Заказчик проекта сам определяет в тех. задании, какие микроклиматические показатели он хотел бы получить.
• Воздуховоды. Благодаря расчету воздуховодов выбирается оптимальный вариант материала, из которого они должны быть изготовлены, их сечения и формы.

Следующий этап проектирования — это выбор оборудования. Здесь учитываются экономическое обоснование целесообразности применения того или иного типа оборудования, произведенные ранее расчеты, особенности планировки помещения и технологического процесса.
Завершающий этап проектирования вентиляции промышленного объекта – это составление чертежей, схем, графиков и пояснительных записок. На основании этого, инженер проектировщик составляет технико-экономическое обоснование всего проекта.

Лекция 7. Вентиляция

1.Вентиляция производственных помещений

2.Назначение и классификации систем вентиляции

3.Естественная вентиляция

4.Искусственная вентиляция

Общие требования и показатели микроклимата

Санитарные правила устанавливают гигиенические требования к показателям микроклимата жилых, общественных и рабочих мест производственных помещений с учетом интенсивности энерготрат проживающих и работающих, времени выполнения работы, периодов года и содержат требования к методам измерения и контроля микроклиматических условий. Показатели микроклимата должны обеспечивать сохранение теплового баланса человека с окружающей средой и поддержание оптимального или допустимого теплового состояния организма. Показателями, характеризующими микроклимат в помещениях, являются:

• температура воздуха;
• температура поверхностей;
• относительная влажность воздуха;
• скорость движения воздуха;
• интенсивность теплового облучения.

При проектировании, строительстве и эксплуатации жилых зданий, предприятий коммунально-бытового обслуживания, учреждений образования, культуры, отдыха, спорта руководствуются требованиями Санитарно-эпидемиологических правил и нормативов СанПиН 2.1.2.1002-00«Санитарно-эпидемиологические требования к жилым зданиям и помещениям«.

Особое внимание уделяется к производственным помещениям. Оптимальные микроклиматические условия установлены по критериям оптимального теплового и функционального состояния человека

Они обеспечивают общее и локальное ощущение теплового комфорта пребывания в течение 8-часовой рабочей смены при минимальном напряжении механизмов терморегуляции, не вызывают отклонений в состоянии здоровья, создают предпосылки для высокого уровня работоспособности и являются предпочтительными на рабочих местах. При проектировании, строительстве и эксплуатации производственных помещений руководствуются санитарными правилами нормами СанПиН 2.2.4.548-96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений». Оптимальные величины показателей микроклимата необходимо соблюдать на рабочих местах производственных помещений, на которых выполняются работы операторского типа, связанные с нервно-эмоциональным напряжением (в кабинах, на пультах и постах управления технологическими процессами, в залах вычислительной техники и др.). Перечень других рабочих мест и видов работ, при которых должны обеспечиваться оптимальные величины микроклимата определяются Санитарными правилами по отдельным отраслям промышленности и другими документами, согласованными с органами Государственного санитарно-эпидемиологического надзора в установленном порядке.

При проектировании зданий и сооружений согласно СП 60.13330.2016 (свод правил актуализированной редакции СНиП 41-01-2003) следует предусматривать технические решения, обеспечивающие:

• нормируемые метеорологические условия и чистоту воздуха в обслуживаемой зоне помещений жилых, общественных, а также административно-бытовых зданий предприятий;
• нормируемые метеорологические условия и чистоту воздуха в рабочей зоне производственных, лабораторных и складских помещений в зданиях любого;
• нормируемые уровни шума и вибраций от работы оборудования и систем теплоснабжения, отопления, вентиляции и кондиционирования, а также от внешних источников шума. Для систем аварийной вентиляции и систем противодымной защиты при работе или опробовании в помещениях, где установлено это оборудование, допускается шум не более 110 дБА, а при импульсном шуме — не более 125 дБА;
• охрану атмосферного воздуха от вентиляционных выбросов вредных веществ;
• ремонтопригодность систем отопления, вентиляции и кондиционирования;
• взрывопожаробезопасность систем отопления, вентиляции и кондиционирования.

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.

1. 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.

1. 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.