Вентиляция производственных помещений

Вентиляция — это комплекс взаимосвязанных процессов, пред­назначенных для создания организованного воздухообмена, т.е. удаления из производственного помещения загрязненного или пе­регретого (охлажденного) воздуха и подачи вместо него чистого и охлажденного (нагретого) воздуха, что позволяет создать в ра­бочей зоне благоприятные условия воздушной среды.

Системы промышленной вентиляции делятся на механическую (см. рис. 3) и естественную. Возможно сочетание этих двух ви­дов вентиляции (смешанная вентиляция) в различных вариантах.

В первом случае воздухообмен осуществляется с помощью спе­циальных побудителей движения — вентиляторов, во втором — за счет разности удельных весов воздуха снаружи и внутри производ­ственного помещения, а также за счет ветрового подпора (давле­ния от ветровых нагрузок). По месту действия различают общеобменную систему вентиляции, осуществляющую воздухообмен в масштабах всего производственного помещения, и местную, при которой воздухообмен организуется в масштабах лишь рабочей зоны. Специфической характеристикой общеобменных систем вентиляции является кратность воздухообмена:

Кр = V/Vпом

где V — объем вентиляционного воздуха, м³/ч; V_noM — объем по­мещения, м³.

Общеобменные системы могут быть приточными (организуется только приток, а вытяжка происходит естественным путем из-за повышения давления в помещении), вытяжными (организуется только вытяжка, а приток происходит путем подсоса воздуха из­вне из-за его разреженности в помещении) и приточно-вытяжными (организуется как приток, так и вытяжка). Приточно-вытяжная естественная вентиляция называется аэрацией. Местные сис­темы могут быть вытяжными и приточными.

Основные требования к системам вентиляции:

• соответствие количества приточного воздуха количеству уда­ляемого. Следует иметь в виду, что в случае расположения рядом двух участков, на одном из которых есть вредные выделения, на этом участке создают небольшое разрежение, для чего удаляют воздуха больше, чем подают, а на участке, где нет вредных выде­лений, — наоборот. Повышение давления на «чистом» участке по отношению к смежному исключает проникновение в него вред­ных паров, газов и пылей;

• приточные и вытяжные системы вентиляции должны быть правильно размещены. Удаление воздуха производится из зоны с наибольшим загрязнением, подача — в зоны с наименьшим за­грязнением. Высота расположения воздухоприемных и воздухо­распределительных устройств определяется соотношением плот­ности воздуха в помещении и плотности вещества, его загрязня­ющего. При тяжелых загрязнениях воздух удаляется из нижней части помещения, при легких — из верхней;

• системы вентиляции должны обеспечивать требуемую чис­тоту воздуха и микроклимат в рабочей зоне, быть электро-, пожаро- и взрывобезопасны, просты по устройству, надежны в эксп­луатации и эффективны, а также не должны являться источником шума и вибрации.

Установки притонной системы вентиляции (рис. За) состоят из воздухозаборного устройства (1), воздуховодов (2), фильтров (3) для очистки забираемого воздуха от примесей, калорифера (4),

Рис. 3. Механическая вентиляция: а — приточная; б — вытяжная; в — приточно-вытяжная с рециркуляцией

центробежного вентилятора (5) и приточных устройств (6) (отвер­стия в воздуховодах, приточные насадки и т.п.).

Установки вытяжной системы вентиляции (рис. 36) состоят из вытяжных устройств (7) (отверстия в воздуховодах, вытяж­ные насадки), вентилятора (5), воздуховодов (2), устройства для очистки воздуха от пыли и газов (8) и устройства для выброса воздуха (9).

Установки приточно-вытяжной системы вентиляции (рис. Зв) представляют собой замкнутые системы воздухообмена. Воздух, отсасываемый из помещения (10) вытяжной вентиляцией, час­тично или полностью вторично подается в это помещение че­рез приточную систему, соединенную с вытяжной системой воз­духоводом (11). При изменении качественного состава воздух в замкнутой системе подается или выбрасывается с помощью клапанов (12).

В производственных цехах промышленных предприятий наи­более распространены общеобменные системы приточно-вытяж­ной вентиляции, выполняемые в соответствии со СНиП 2.04.05— 86 «Отопление, вентиляция и кондиционирование» и предназ­наченные для удаления из помещений вредных паров, газов, пыли, избыточной влажности или доведения концентраций ука­занных вредных веществ до предельно допустимых норм.

В производственные помещения могут поступать одновременно несколько вредных веществ. В этом случае воздухообмен рассчи­тывают по каждому из них. Если выделяющиеся вещества действу­ют на организм человека однонаправленно, то рассчитанные объе­мы воздуха суммируют.

Рассчитанный объем воздуха следует подавать подогретым is рабочую зону помещения, а загрязненный воздух — удалять от мест выделения вредностей из верхней зоны помещения.

Объем воздуха (м³/ч), который требуется для удаления из по­мещения углекислоты, определяют по формуле:

L = G/.(x₂-x,), .

где G — количество углекислоты, выделяющейся в помещении, г/ч или л/ч; X] — концентрация углекислоты в наружном возду­хе; \2 — концентрация углекислоты в воздухе рабочей зоны, г/м³ или л/м³.

Объем воздуха (м³/ч), который требуется для удаления из помещения вредных паров, газов и пыли, определяют по формуле:

L = G/(c1-c₂),

где G — количество газов, паров или пыли, выделяющихся в по­мещении, м/ч; С2 — предельно допустимая концентрация газа, па­ров или пыли в воздухе рабочей зоны, мг/м³; с1 — концентрация указанных вредностей в наружном (приточном) воздухе, мг/м³.

Объем воздуха (м³/ч), который требуется для удаления из по­мещения влагоизбытков, определяют по формуле:

где G — количество влаги, испаряющейся в помещении, г/ч; р — плотность воздуха в помещении, кг/м³; d2 — влагосодержание воз­духа, удаляемого из помещения, г/кг сухого воздуха; d\ — влаго­содержание приточного воздуха, г/кг сухого воздуха.

Объем воздуха (м³/ч), который требуется для удаления из по­мещения избыточной теплоты, определяют по формуле:

где О_ИЗб — количество избыточной теплоты, поступающей в по­мещение, Вт; С — удельная теплоемкость воздуха, ДжДкгК); р — плотность воздуха в помещении, кг/м³; 1_ВЫТ — температура воздуха в вытяжной системе, °С; 1_прит — температура приточно­го воздуха,°С.

Практическое применение приведенных в соответствии со СНиП 2.04.05—86 расчетов проиллюстрируем на конкретных при­мерах.

Пример 1 . В помещении для кратковременного пребывания людей собралось 50 .человек. Объем помещения V = 1000 м³. Определить, через какое время t после начала собрания необ­ходимо включить приточно-вытяжную вентиляцию, если выде­ляемое одним человеком количество С02 q = 23 л/ч; допусти­мое содержание CO2 в наружном воздухе xt = 0,6 л/м³.

Пример 2. Определить необходимый воздухообмен по избыт­кам тепла в сборочном цехе для теплого периода года. Общая мощность оборудования в цехе N₀6₀p =120 кВт. Количество ра­ботающих — 40 человек. Объем помещения 2000 м³. Температу­ра приточного воздуха t_npMT = 22,3°С, влажность j = 84%. Тепло солнечной радиации и составляет 9 кВТ (Qcp). Удельная теплоем­кость сухого воздуха С = 0,237 Вт/кгК; плотность приточного воз­духа = 25,3°С. Принять количество тепла, выделяемого одним че­ловеком, 0,116 кВт; от оборудования — 0,2 на 1 кВт мощности.

Решение

1. Необходимый воздухообмен, м³/ч.

КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ ВОЗДУХА

С помощью кондиционирования воздуха в закрытых помеще­ниях и сооружениях можно поддерживать необходимую темпера­туру, влажность, газовый и ионный состав, наличие запахов воз­душной среды-, а также скорость движения воздуха. Обычно в об­щественных и производственных зданиях требуется поддерживать лишь часть указанных параметров воздушной среды.

Система кондиционирования воздуха включает в себя комплекс технических средств, осуществляющих требуемую обработку воздуха (фильтрацию, подогрев, охлаждение, осушку и увлажнение), транспортирование его и распределение в обслуживаемых помеще­ниях, устройства для глушения шума, вызываемого работой обору­дования, источники тепло- и хладоснабжения, средства автоматичес­кого регулирования, контроля и управления, а также вспомогатель­ное оборудование, Устройство, в котором осуществляется требуемая тепловлажностная обработка воздуха и его очистка, называется ус­тановкой кондиционирования воздуха, или кондиционером.

Кондиционирование воздуха обеспечивает в помещении необ­ходимый микроклимат для нормального протекания технологи­ческого процесса или создания условий комфорта.

ОТОПЛЕНИЕ

. Отопление предусматривает поддержание ,во всех производ­ственных зданиях и сооружениях (включая кабины крановщиков, помещения пультов управления и другие изолированные помеще­ния, постоянные рабочие места и рабочую зону во время прове­дения основных и ремонтно-всломогательных работ) температу­ры, соответствующей установленным нормам.

Система отопления должна компенсировать.потери тепла че­рез строительные ограждения, а также обеспечивать нагрев про­никающего в помещение холодного воздуха при въезде и выезде, сырья, материалов и заготовок, а также самих этих материалов.

Отопление устраивается в тех случаях, когда потери тепла пре­вышают тепловыделения в помещении. В зависимости от тепло­носителя системы отопления разделяются на водяные, паровые, воздушные и комбинированные.

Системы водяного отопления наиболее приемлемы в санитар­но-гигиеническом отношении и подразделяются на системы с нагревом воды до 100°С и выше 100°С (перегретая вода).

Вода в систему отопления подается либо от собственной ко­
тельной предприятия, либо от районной или городской котельной
или ТЭЦ. '

Система парового отопления целесообразна на предприятиях, где пар используется для технологического процесса. Нагреватель­ные приборы парового отопления имеют высокую температуру, которая вызывает-подгорание пыли. В качестве нагревательных приборов применяют радиаторы, ребристые трубы и регистры из гладких труб.

В производственных помещениях со значительным выделени­ем тепла устанавливают приборы с гладкими поверхностями, допускающими их легкую очистку. Ребристые батареи в таких по­мещениях не применяют, так как осевшая пыль вследствие нафева будет пригорать, издавая запах гари. Пыль при высоком нагреве может быть опасна из-за возможности воспламенения. Темпера­тура теплоносителя при отоплении местными нагревательными приборами не должна превышать: для горячей воды — 150 °С, во­дяного Пара — 130 "С.

Воздушная система отопления, характерна тем, что подаваемый в помещение воздух предварительно нагревается в калориферах (водяных, Паровых или электрокалориферах).

В зависимости от расположения и устройства системы воздуш­ного отопления бывают центральными и местными. В централь­ных системах., которые часто совмещаются с приточными венти­ляционными системами, нагретый воздух подается по системе воздуховодов.

Местная система воздушного отопления представляет собой устройство, в котором воздухонафеватель и вентилятор совмеще­ны в одном агрегате, устанавливаемом в отапливаемом помеще­нии.

Теплоноситель может быть получен от системы центрального водяного или парового отопления. Возможно применение элект­рического автономного нагрева.

В административно-бытовых помещениях часто применяется панельное отопление, которое работает в результате отдачи тепла от строительных конструкций, в которых проложены трубы с цир­кулирующим в них теплоносителем.