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
- Расчет воздухооборота в каждом производственном помещении.
- Основная задача, которую должна решать вентиляционная система.
- Локализация выделяемых вредных веществ и ее предельно допустимые значения.
- Выбор систем очистки воздушных потоков.
- 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
Общеобменная и локальная вентиляция производственных и жилых помещений
По зоне обслуживания виды вентиляции делятся на 2 класса: общеобменная и местная. Если максимум концентрации вредных выделений доводится на четко определенные зоны помещения, то применяется местная вентиляция. Она нужна для удаления загрязнений из зоны конкретного рабочего места, и не позволяет отработанному воздуху распространиться на остальную территорию. В бытовых условиях самым лучшим примером такого вида механической вентиляции представляется кухонная вытяжка. Такой тип называется локальной вытяжной вентиляцией. Загрязнения удаляются по принципу естественного движения – горячие вредные пары удаляются вверх, напротив, прохладные вредные газы оказываются тяжелее и опускаются вниз. Локальная приточная вентиляция используется в виде воздушных душей, воздушных оазисов и воздушных завес.Если в очистке нуждается не четко определенная зона, то местная система будет малоэффективной. В этом случае применяют общеобменную вентиляцию. Она обслуживает все помещение либо же большую его часть. Общеобменная вытяжная система удаляет нагретый воздух, газы, влагу, пыль, пары жидкостей и запахи из домов. Самым элементарным типом такой системы представляется вентилятор с электродвигателем. Его устанавливают в оконном либо дверном проеме. Более сложный вариант – применение вентиляторов с вытяжным воздуховодом.Общеобменная приточная система подает чистый воздух и распределяет его по всему объему помещения. Особенность общеобменной приточной системы это способность компенсировать недостаток тепла. Поэтому подаваемый воздух перед подачей нагревается. Зачастую из комнат подается и удаляется равное количество воздуха. Бывают случаи, когда извлекается больше, а недостаток компенсируется перетеканием воздуха из соседних комнат.
Канальная и бесканальная система вентиляции
Следующая характеристика, по которой классифицируют вентиляционные системы – это способ конструкции. Они могут быть канальные и бесканальные.
Канальная система состоит из множества воздуховодов, основная задача которых – транспортировать воздух. Важным плюсом таких систем являются их компактные размеры и возможность скрытой установки. Канальная вентиляция позволяет использовать оборудование без выделения отдельного пространства. Она может быть расположена в нишах, шахтах, под подвесным потолком. Основана такая система на базе оборудования с прямоугольным или круглым сечением. Наибольшей популярностью в наши дни пользуются установки с прямоугольным сечением.
Кондиционер с функцией климат-контроля как часть общей вентиляционной системы жилища
Бесканальная система не имеет воздуховодов. Она основывается на применении вентиляторов, установленных, например, в проеме стены. Воздушные массы при такой системе движутся через зазоры, щели, форточки и таким образом поддерживается созданный микроклимат.
Конструкция систем вентиляции бывает еще наборной или моноблочной. Наборная система предусматривает индивидуальный подбор компонентов, из которых она состоит. Ими являются вентиляционный фильтр, глушитель, устройство автоматики, различные типы вентиляторов. Ее плюсом всегда будет то, что она способна вентилировать любое помещение. Это может быть и маленький офис, и просторный зал ресторана. Чаще всего такая установка размещается в отдельной вентиляционной камере.
Схема размещения вентиляционных каналов внутри помещений
Если же проектируется моноблочная система, то ее необходимым условием будет компактность. Это связано с тем, что разместить ее нужно в пределах одного изолированного корпуса. Моноблочная система имеет уже законченный вариант и смонтирована единым целым.
Как проверить уровень тяги в помещении?
Перед установкой систем вентиляции необходимо знать уровень осадка, для которого достаточно полосы бумаги шириной 2 см. Она подвергается воздействию ветра с обеих сторон. Однако не рекомендуется проверять циркуляцию воздуха с помощью воспламеняющихся устройств, так как существует опасность взрыва. На вентиляционную решетку наносится лист бумаги, на кухне или в ванной комнате. Тогда у вас есть несколько минут, чтобы понаблюдать за его поведением.
Чем больше бумага колеблется, тем лучше работает вентиляция. Если он остается неподвижным, необходимо его модернизировать. Если один человек живет в комнате без окон, то вырабатывается около 60 ватт тепла. При наличии естественной системы вентиляции в нижней части стены делаются отверстия. Если есть доступ снаружи, то устанавливается вентиляционное отверстие.
Местная вытяжная вентиляция
Местная вытяжная система решает проблему очистки воздуха на опасных участках производства. Загрязнения типа аэрозолей, дыма, газов, абразивной пыли могут быть удалены с рабочего места сотрудника. Это избавит его от длительного воздействия вредных выбросов на организм. Здоровье и работоспособность будут обеспечены. В быту многим известен пример локального вентилирования — кухонная вытяжка.
Подобный тип системы отличен от общеобменного вида, так как решает проблемы точечным способом. Например, если выброс сосредоточен в конкретном месте, то вентиляция удалит его, предотвратив распространение. По такому принципу действуют лабораторные вытяжные шкафы, воздухозаборники опасных производств.
Местная вытяжка для лаборатории пром.электроники
Почти во всех случаях в конструкции присутствует фильтр, задерживающий типичные для данного места примеси. Так на кухне это жировой и угольный фильтр, а в токарном станке — несколько пылевых. Производственные выбросы также тщательно очищаются, ведь атмосферу загрязнять нельзя. Вытяжная вентиляция через стену на улицу часто применяется в подобном оборудовании. Но также воздух может проходить в сеть общей вентиляции.
Вредные вещества удаляются местной вытяжкой с помощью отсосов. Последние должны соответствовать следующим требованиям.
- Покрытие места локализации выбросов.
- Прибор не препятствует нормальной деятельности сотрудника на своем рабочем месте.
- Газы и выбросы устраняются в естественных направлениях. В случае, если они горячие, — вверх, а пыль — вниз.
Местная вытяжка помогает соблюдать безопасную работу, снижает риск заболеваний, не загрязняет среду и экономит затраты на общедомовую либо производственную вентиляцию.
Классификация по принципу действия
По принципу работы различают приточную и вытяжную вентиляцию, а также комбинированную. Приточная функционирует по тому же принципу, что и механическая: с помощью очистительных устройств кислород попадает в помещение и формирует благоприятную обстановку в нем.
Приточная вентиляция работает благодаря:
- Приточным вентиляторам, обеспечивающим поступление кислорода;
- Шумоглушителю, понижающему шум;
- Системе нагрева, которая актуальна зимой, когда столбик термометра опускается ниже 0. Если нагревается система от сети, то она называется электрической. Если нагревается от труб отопления, то она называется водяной.
Принудительная приточная вентиляция функционирует благодаря:
- Воздухозаборной решетке, которая нужна, чтобы фильтровать механические загрязнения, попадающие с улицы;
- Фильтру, очищающему кислород от разных частиц пыли и других элементов (он бывает жестким, тонким и тончайшим);
- Клапану, не пропускающему воздух, если система находится в отключенном состоянии;
- Воздуховоду, служащему единым центром, с помощью которого происходит циркуляция кислорода и углекислого газа.
Естественная приточная система функционирует благодаря вытяжным вентиляторам, служащими ее основными компонентами.
Комбинированная или общеобменная приточно вытяжная вентиляция — один из самых дешевых систем проветривания. Из названия понятно, что она работает благодаря действию приточных установок и вытяжек. Благодаря им можно создать здоровый климат в частном доме или в промышленном цеху. При этом только их правильная работа даст нужный эффект.
Приточно-вытяжная система
Данная система делится на два вида. Она работает по принципу вытеснения и перемешивания. Первый вид происходит по закону физики. Приборы монтируются внизу и когда из них поступает свежий воздух, он вытесняет загрязненный и выталкивает его через верхние клапаны.
Перемешивание происходит в самом здании. Кислород поступает внутрь помещения через диффузоры и перемешивается с углекислым газом. Затем вместе с ним он уходит через воздушные клапаны.
Об основных параметрах
Все вентиляционное оборудование должно соответствовать некоторым важным параметрам.
- Уровень производительности. На расчет этого параметра оказывает влияние количество используемой техники, число людей, которые постоянно находятся в помещении. Имеет значение и размер самого помещения. Здесь нужно подсчитать время и объем, который будет нужен оборудованию для отвода грязного воздуха и подачи чистого.
- Шумность. Чем с большей скоростью будет работать система, тем сильнее она будет шуметь. Если вас сильный шум раздражает, то не выбирайте слишком «быстрые» устройства. Если вы правильно выберете уровень производительности, то сможете сэкономить деньги. Да и лишний шум вам в этом случае не грозит. Отметим, что не стоит выбирать устройства, у которого занижены параметры. Такие устройства будет трудно монтировать. Кроме того, они просто не справятся с рабочей нагрузкой.
- Мощность. Понятно, что температура воздуха, который подается в помещение, регулируется при помощи калорифера. В зависимости от того, как будет установлена система, рассчитывается уровень мощности. Калорифер должен уметь работать при пониженных температурах в холодное время года. Поэтому мощность нужно выбирать с учетом температурных пределов, которые бывают в вашем регионе.
Особенности вентиляционного оборудования
Итак, рассмотрим, чем отличаются различные модели приточных систем.
Производительность
В случае с квартирой можно воспользоваться усредненными данными:
- для квартир площадью от 30 до 60 кв. м (1 – 2 комнаты) потребуется производительность 200 – 350 куб. м/ч;
- при площади от 70 до 130 кв. м (3 – 4 комнаты) – от 350 до 500 куб. м/ч.
В офисных помещениях или коттеджах устанавливают системы производительностью в 2 – 3 тыс. куб. м/ч, здесь уже без расчета не обойтись.
Учтите, что при значительных масштабах сети воздуховодов производительность установки будет меньше паспортной. Чтобы определить ее реальное значение, необходимо найти в техдокументации так называемую вентиляционную характеристику – график, отображающий зависимость производительности от сопротивления воздуховодов.
Статическое давление
Говоря иными словами, это напор, создаваемый вентилятором. Величина потребного статического давления зависит от длины воздуховодов и числа поворотов, от количества фильтров и их типа. Для небольших систем, устанавливаемых в двух-трехкомнатных квартирах, при наличии качественного фильтра тонкой очистки понадобится давление в 400 – 500 Па.
Если расчет производительности и статического давления вызывает затруднения, следует приобретать модель с широким диапазоном настроек, например, Breezart 550 :LUX.
Ее производительность может меняться от 350 до 500 кубометров в час.
Уровень шума
Поскольку вентиляционная установка работает в постоянном режиме, уровень производимого ею шума имеет очень большое значение. Чтобы выбрать самый тихий агрегат, надо знать некоторые тонкости. Один и тот же уровень шума может быть выражен в разных единицах:
- LwA: акустическая мощность или уровень шума;
- LpA: уровень звукового давления.
При том же уровне второе значение будет ниже, так что при сравнении двух моделей обращайте внимание на единицы измерения
Воздуховоды вентиляции
Также важно не перепутать уровни шума, измеренного в разных точках. Вообще их три: шум замеряют на воздухозаборнике, у самого агрегата и у вентиляционной решетки (на выпуске воздуховода)
Если на выпуске предполагается установить глушитель, его длина должна быть не менее 900 мм. Устройства с меньшей длиной неэффективны.
Вообще говоря, данные о шумности установки весьма относительны, так как они зависят от расстояния между оборудованием и микрофоном – единых стандартов на этот счет нет. Так что, по возможности постарайтесь устроить «прослушивание».
Контроль состояния фильтров
Самые простые установки сигнализируют о необходимости замены фильтров с определенной периодичностью, «забитой» в памяти. Понятно, что такой способ контроля является чисто условным, так как реального состояния фильтра он не отслеживает. Более практичными являются установки, в которых специальные датчики оценивают перепад давления на участках до фильтра и после. По результатам можно точно определить степень засоренности воздухоочистителя.
Устройство вентиляции. Этапы работ
Согласно СНиП, производственная вентиляция и кондиционирование обязательно должны быть установлены во всех помещениях цеха без исключения.
Вентиляция и кондиционирование производственных помещений выполняют следующие задачи:
- отведение воздушных масс, наполненных излишним теплом, ядовитыми парами, газовыми образованиями, частицами гари, дыма и т.д.;
- дополнительная очистка системой фильтрации воздухопотока, исходящего от технологического оборудования и содержащего опасные примеси;
- снабжение персонала постоянным притоком свежего воздуха, нормализация температурно-влажностного баланса, который определяет санитарно-гигиенический контроль.
Установка системы вентиляции производственных помещений происходит в несколько этапов:
- подготовительный – начальный этап, на котором производится проектирование, соответствующие расчеты. Исходя из этого выбирается оптимальное оборудование, транспортируются комплектующие, основные элементы, узлы;
- монтажный – происходит составление отдельных элементов, воздуховодов в единый комплекс. Вентиляционная система монтируется, собирается электрическая составляющая, подключается к электросети;
- пуско-наладочный – тестовая проверка правильного функционирования, качества, эффективности, подписание акта сдачи в эксплуатацию.
Расчет основных параметров вентиляции
кратность воздухообмена — определяющий показатель при расчетах
Основной показатель, необходимый при расчете вентиляционной системы — это воздухообмен или производительность по воздуху. Чтобы ее определить, необходимо знать назначение всех помещений в здании и их площади. По утвержденным требованиям приток воздуха в жилые помещения составляет:
- с открываемыми окнами — 30 куб.м.\час;
- без открываемых окон — 60 куб.м.\час.
Определяется воздухообмен по кратности и числу постоянно находящихся лиц. Наибольший из полученных результатов используется в дальнейшем.
После того, как вентиляционная система рассчитана, сравним полученные результаты с табличными данными:
- квартиры, жилые помещения от 100 до 500 кубометров\ч;
- загородные дома — 500 — 1800 кубометров\ч;
- общественные здания и помещения — 1 — 10 тыс. кубометров\ч.
Расчет сети
примерное размещение элементов вентиляции офиса
Узнав производительность вентиляции, можно проектировать сети по следующему алгоритму:
- составляем схему воздуховодов;
- проводим расчет параметров сечения воздуховодов, после чего определяем расход воздуха;
- подбираем диффузоры или решетки для распределения потоков;
- рассчитываем сопротивление воздушному потоку — как важный показатель для аэродинамики вентиляционной системы. Чем длиннее воздуховоды и больше поворотов, тем сопротивление выше;
- определяем мощность нагревательной части и напряжение электросети. Для квартир принимаются усредненные значения от 1 до 5 кВт, загородных домов и офисов — до 50 кВт.
Кратко о процессе монтажа
В процессе создания проекта нужно точно определить, в каких точках будет закреплено оборудование. Как правило, у вентиляционного оборудования есть два главных устройства – основное и вспомогательное. Нужно помнить о том, что оборудование нельзя устанавливать над какими-либо источниками сильного тепла. Кроме того, проект должен строго соответствовать всем требованиям нормативно-технической документации.
Перед установкой необходимо пробурить отверстие с запасом в три сантиметра, которое в дальнейшем зачищается. Это нужно для более удобного процесса монтажа. После этого внешняя часть вентилятора соединяется с отрезком трубопровода. После этого вся конструкция устанавливается в отверстие. Расстояние, оставшееся между поверхностью стены и вентиляторов, заполняется монтажной пеной.
Если оборудование зависит от электричества, то в стене нужно сделать желобы для кабеля, который подключают к вентилятору. Провод надежно закрепляют при помощи скоб. После этого на выключатель вентилятора устанавливают короб для защиты. Все швы промазываются герметиком, а все борозды замазываются шпаклевкой и штукатуркой.
Расчет системы вентиляции производственного помещения
Расчет вентиляции производственного помещения должен производиться только высококвалифицированными специалистами. Процесс довольно сложный, учитывающий многие нюансы, которые необходимо увязать в общую эффективную схему вентилирования так, чтобы она показывала необходимые результаты.
При этом необходимо помнить, что при расчете всегда учитываются виды вентиляции производственных помещений, которые решено установить. Как пример кратко приведем две формулы расчетов.
Первая из них применяется для цехов, в которых нет вредных для здоровья человека выбросов:
L = I * n
L – нужный расход воздушных масс для конкретного цеха, помещения;
I – расход воздуха для одного человека, определенный санитарно-гигиеническими, строительными нормами;
n – количественный состав персонала.
Для помещений, где предполагаются выбросы технологическим оборудованием опасных веществ, используется другая расчетная формула:
L = Lм.в. + (mв.в. – Lм.в. (Су.в. – Сп.в.)) / (С1 – Сп.в.)
Lм.в. – воздухопоток, удаляемый местными вытяжками;
mв.в. – опасные вещества (мг/ч), поступающие извне;
Су.в. – количество опасных веществ (мг/м³) в удаляемом воздухе;
Сп.в. – количество ядовитых веществ в приточном воздухе;
С1 – количество опасных веществ (мг/м³), допустимое нормами.
Если опасных веществ выделяется несколько видов, для каждого из них производятся расчеты по данной формуле, результаты суммируются.
Приточно-вытяжная система вентиляции
Ну, как уже понятно с вышеперечисленного, приточно-вытяжная система вентиляции позволяет, как нагнетать воздух, так и отводить его. Причем данные операции выполняются одновременно. Чтобы происходило прохождение воздуха через все помещение, нагнетание происходит внизу с дальних углов, а отводящие отверстия располагаются вверху помещения в другом краю. Приточно-вытяжные системы очень важны в лабораториях, комнатах, где могут располагаться летучие вредные вещества и т.д.
Есть еще общеобменные системы. Это вид приточно-вытяжной установки, который позволяет регулировать отдельно параметры каждого из циклов. В частном доме она редко используется, но если и встречается, то только на кухне.
Конструктивные особенности вентиляции
В зависимости от конструкции моноблочные системы приточной вентиляции делятся на несколько разновидностей.
Индивидуальные
Небольшие агрегаты с производительностью до 100 куб. м/ч, предназначенные для вентилирования одного помещения.
Поскольку воздуховоды такому устройству не нужны, монтаж его осуществляется быстро и с минимальным ущербом для отделки и интерьера.
Тем не менее, особого распространения индивидуальные системы не получили, поскольку обладают двумя существенными недостатками:
- слабая шумоизоляция;
- возможность установки только внутри помещения.
Наиболее известные производители – компании Тион, VentMachine и Mitsubishi Electric. Последняя среди прочего выпускает модель Lossnayy с рекуперационным теплообменником, но он может функционировать при наружной температуре не ниже -10 градусов – при более сильном морозе наблюдается обмерзание.
В качестве альтернативы индивидуальной «приточке» можно рассматривать кондиционеры с подмесом наружного воздуха.
Канальные
Более производительные установки, предназначенные для подачи свежего воздуха через сеть воздуховодов во все помещения квартиры или дома. Воздуховоды обычно маскируются подвесными потолками, поэтому монтаж такой системы лучше осуществлять до окончательной отделки помещений.
С электро- и водяным подогревом
В маломощных квартирных установках нагнетаемый воздух греется с помощью электричества.
При этом потребляемая мощность может быть весьма внушительной – в период сильных холодов системе с производительностью в 500 куб. м/ч для нагрева воздуха до температуры +18 градусов, как того требуют СНиП, понадобится 5 кВт.
Очевидно, что в установках с более высокой производительностью, применяемых в коттеджах, электрообогрев будет стоить слишком дорого.
И возможность подключить мощное электрооборудование имеется далеко не всегда – пропускной способности кабеля или даже трансформатора на подстанции не хватает. Поэтому в частных домах монтируют, в основном,приточные вентсистемы с водяным нагревателем, который подключается к системе отопления.
Водяной калорифер: особенности конструкции
Водяной калорифер для приточной вентиляции экономичен в сравнении с электрическими аналогами: для того, чтобы нагреть одинаковый объём воздуха, используется энергии в 3 раза меньше, а производительность гораздо выше. Экономия достигается благодаря подключению к системе центрального отопления. С помощью термостата легко устанавливать необходимый температурный баланс.
Автоматическое управление повышает эффективность. Щит управления приточной вентиляцией с водяным калорифером не требует дополнительных модулей и представляет собою механизм управления и диагностирования аварийных ситуаций.
Состав системы выглядит следующим образом:
- Температурные датчики уличной и обратной воды, приточного воздуха и степени загрязнённости фильтров.
- Заслонки (для рециркуляции и воздушные).
- Клапан нагревателя.
- Циркуляционный насос.
- Капиллярный термостат защиты от замерзания.
- Вентиляторы (вытяжной и приточный) с механизмом контроля.
- Контроль вытяжного вентилятора.
- Пожарная сигнализация.
Конструкция водяного канального нагревателя типа 60-35-2 (размер – 60 см х 35 см, рядность – 2) из оцинкованной стали, предназначенного для систем вентиляции и кондиционирования
Водяной и паровой калориферы представлены в трёх разновидностях:
- Гладкотрубные: большое количество полых трубок расположены вблизи друг от друга; теплоотдача небольшая.
- Пластинчатые: ребристые трубки увеличивают площадь теплоотдачи.
- Биметаллические: патрубки и коллекторы сделаны из меди, алюминиевое оребрение. Наиболее эффективная модель.
