Назначение систем вентиляции.
Окружающий воздух представляет собой смесь газов, состоящую в основном из азота, кислорода и водяных паров (влаги). Воздух, не содержащий водяных паров, называется сухим, а содержащий их — влажным. В состав сухого воздуха входят (% по объему): азот — 78,08; кислород — 20,9; инертные газы — 0,94; углекислый газ — 0,03. Практически в вентиляции приходится иметь дело только с влажным воздухом. В зависимости от метеорологических условий содержание водяных паров колеблется от 0,5 до 25 г на 1 кг воздуха.
Состояние воздуха характеризуют его основные параметры: температура, относительная влажность, подвижность (скорость) и барометрическое давление. Относительная влажность — это отношение массы водяного пара, содержащегося во влажном воздухе, к массе водяных паров, насыщающих (максимально возможных) этот же объем воздуха при той же температуре. Относительную влажность выражают в процентах.
Человек хорошо себя чувствует только в довольно узком диапазоне сочетаний различных параметров воздуха. В связи с этим, в рабочей зоне помещений необходимо поддерживать определенные параметры воздуха с учетом категории тяжести работы (легкой, средней тяжести и тяжелой), времени года и количества избыточного тепла, выделяющегося в помещениях. В производственных помещениях нет необходимости поддерживать требуемые параметры воздуха по всему объему. Важно, чтобы только в зоне, где находятся люди, называемой рабочей зоной (высота ее принимается 2 м), или в местах у технологического оборудования параметры воздуха не отклонялись от нормируемых переделов.
Параметры воздуха могут быть оптимальными, при которых человек не ощущает ни тепла, ни холода, чувствует себя комфортно, и допустимыми, при которых самочувствие человека и производительность его труда незначительно отличаются от оптимальных. Так, для производственных помещений в холодный период года при работе средней тяжести установлены следующие оптимальные параметры воздуха: температура 18 — 20 С, относительная влажность 40-60 % и подвижность не более 0,2 м/с. Допустимые параметры воздуха для тех же условий имеют более широкий диапазон: температура 17 — 23 С, относительная влажность не выше 75 % и подвижность не более 0,3 м/с. В производственных помещениях наиболее часто предусматривается поддержание допустимых параметров воздуха.
Производственные процессы могут сопровождаться выделением в воздух рабочих помещений вредных для человека газов и паров, количество которых зависит от особенностей технологического процесса, степени герметизации оборудования и пр. Содержание вредных газов и паров в воздухе рабочей зоны не должно превышать предельно допустимой концентрации (ПДК). Предельно допустимая концентрация — это максимально возможное количество вредного вещества, мг/м3, в единице объема воздуха, которое в течение всего рабочего стажа не вызывает заболеваний или отклонений в состоянии здоровья людей, работающих в данных условиях и не сказывается на последующих поколениях.
Кроме того, от технологического оборудования может поступить большое количество тепла, влаги, пыли и углекислого газа. При легкой работе теплоотдача одного рабочего в окружающую среду составляет около 150 Вт, при тяжелой — 300 Вт и более. Каждый час с поверхности тела человека испаряется 60 — 400 г водяных паров, а от органов дыхания поступает 20 — 40 л углекислого газа.
Воздух обладает способностью усваивать поступающие в него избыточное тепло, влагу, пары, газы, пыль, т.е. ассимилировать вредности, но при этом повышается его температура, увеличиваются влагосодержание, загазованность, запыленность. Происходит изменение химического состава и физических свойств воздуха, что неблагоприятно отражается на самочувствии находящихся в этом помещении людей и отрицательно влияет на ход технологических процессов. Такой воздух должен быть удален из помещения.
Для поддержания в помещениях нормальных условий воздушной среды, соответствующих санитарно-гигиеническим и технологическим требованиям, устраивают вентиляцию, которая создает организованный воздухообмен — удаляет загрязненный воздух и подает вместо него обработанный (нагретый или охлажденный, увлажненный или осушенный) свежий и чистый воздух.
Массы удаляемого воздуха и воздуха, подаваемого либо проникаемого в помещение через неплотности строительных конструкций, всегда равны.
Вентиляция в большинстве случаев может обеспечить в помещениях только допустимые санитарно-гигиенические условия. Параметры воздуха, строго определенные по температуре и влажности, в том числе и оптимальные, обеспечиваются применением систем кондиционирования воздуха.
Классификация вентиляционных систем.
Вентиляционная система — это совокупность устройств для обработки, подачи или удаления воздуха; она является также средством для создания воздухообмена в помещении.
Вентиляционные системы по назначению делятся на приточные, осуществляющие подачу свежего воздуха в помещения, вытяжные, удаляющие из помещений загрязненный воздух, и воздушные либо воздушно-тепловые завесы, предотвращающие проникание холодного воздуха через открытые проемы производственных зданий или двери общественных зданий в холодный период года.
Как приточные, так и вытяжные вентиляционные системы могут быть общеобменные и местные. Общеобменные системы предназначены для подачи и удаления воздуха равномерно по обслуживающему помещению, для создания по всему объему рабочей зоны воздушной среды примерно с одинаковыми параметрами. Местные вытяжные системы удаляют воздух в местах образования вредностей у станков, ванн, печей и другого технологического оборудования, не позволяя вредностям распространяться по всему объему помещения, загрязнять весь воздух цеха. Местные приточные системы подают свежий приточный воздух вблизи рабочих мест, создают воздушный душ или оазис — ограниченное место в производственном помещении, где параметры воздушной среды соответствуют санитарно-гигиеническим требованиям.
Местная вытяжная вентиляция намного эффективнее общеобменной, так как удаляет воздух у мест образования вредностей с более высокой их концентрацией.
По способу перемещения воздуха все вентиляционные системы бывают либо естественные, либо механические.
В системах естественной вентиляции движение воздуха происходит вследствие разности плотностей внутреннего (нагретого и более легкого) и наружного (холодного и более тяжелого) воздуха. Примером естественной вентиляции может служить вентиляция кухонь и санузлов в жилых домах.
В системах механической вентиляции воздух перемещается вентилятором, приводимым в действие электродвигателем, либо другим оборудованием (дымососом, воздуходувкой, эжектором и т.д.). Механические системы вентиляции применяются значительно чаще, чем естественные, так как радиус действия механических систем намного больше, а сечения воздуховодов меньше, чем в естественных системах вентиляции той же производительности, за счет высокой скорости движения воздуха. Так, в воздуховодах естественных систем вентиляции скорость движения воздуха 0,5 — 2 м/с, а в воздуховодах механических систем 3 — 20 м/с.
При работе вентиляции любого вида в помещении происходит смена воздуха. Отношение количества поданного в помещение в течение 1 ч свежего воздуха или удаленного загрязненного воздуха к внутреннему объему помещения называется кратностью воздухообмена. В реальных условиях кратность воздухообмена может изменяться от 0,5 до 20 и более.
Помимо организованного воздухообмена, осуществляемого вентиляционными системами, воздух может проникать в помещения через неплотности окон, стен, дверей, ворот и т.д. вследствие гравитационного (естественного) давления и за счет ветрового напора. Таким же образом воздух может и удаляться из помещения. Поступление наружного воздуха через ограждающие конструкции внутрь помещения называется инфильтрацией, удаление — эксфильтрацией. Такой нерегулируемый воздухообмен называется неорганизованным. Если в помещении нет вредных выделений, то приточные системы вентиляции выполняют таким образом, что часть воздуха они забирают снаружи, а часть из помещения. Такое вторичное использование воздуха из помещения для приточных систем вентиляция называется рециркуляцией; оно позволяет уменьшить расход тепла на нагрев воздуха в холодный период.
Устройство вентиляционных систем.
Системы естественной вентиляции отличаются бесшумностью работы, отсутствием каких-либо механизмов, простотой обслуживания. Действие естественной вентиляции обусловлено гравитационным давлением, возникающим вследствие разности плотностей наружного и внутреннего воздуха. Плотность воздуха в большой степени зависит от температуры. Так, при температуре 0 С и обычном барометрическом давлении плотность воздуха 1,29 кг/м3, при температуре 16 С- 1,22 кг/м3, а при 100 С — всего 0,95 кг/ м3.
В промышленных цехах воздух, как правило, имеет более высокую температуру, чем наружный воздух, и, следовательно, меньшую плотность. При наличии открытых проемов и наружных ограждениях или вытяжных вентиляционных труб и шахт внутренний, менее плотный воздух, будет вытесняться наружным. Чем больше разность плотностей и чем больше расстояние между центром входного проема или низом шахты и центром вытяжного проема или устьем шахты, тем выше гравитационное давление и интенсивнее действие естественной вентиляции.
Естественная вентиляция может быть бесканальной, если воздух проходит только через открытые проемы в наружных ограждениях, или канальной, когда воздух перемещается по каналам, воздуховодам и шахтам. Канальная естественная вентиляция применяется в промышленных зданиях довольно ограниченно, так как ее действие непостоянно и зависит от времени года, а сечения каналов и воздуховодов получаются довольно большие.
Работа естественной вентиляции в значительной степени зависит от действия ветра. Ветер, набегая на здание, создает на наветренной стороне зону избыточного давления, а на заветренной — зону отрицательного давления. Это явление используется для усиления воздухообмена.
Управляемый естественный воздухообмен в цехах промышленных зданий называется аэрацией. Такие здания оборудованы фонарями со створками (фрамугами), открываемыми вручную или специальными механизмами. Такими же открывающимися створками снабжены оконные проемы в наружных стенах. Открывая их частично или полностью, можно создать требуемый воздухообмен. Аэрация рассчитывается только на действие гравитационного давления, так как ветровое давление носит эпизодический характер. Аэрацию предусматривают обычно в промышленных зданиях со значительными выделениями тепла (мартеновские, литейные, прокатные, термические, кузнечные цехи, корпуса электролиза цветных металлов и др.
Преимуществом аэрации является то, что воздухообмен создается без помощи вентиляторов, без расхода электроэнергии. Однако аэрация обеспечивает только общеобменную вентиляцию и не предусматривает очистку приточного и вытяжного воздуха.
Системы механической вентиляции получили наибольшее распространение, так как не подвержены влиянию внешних метеорологических условий, легко поддаются регулированию, обладают значительным радиусом действия (до 250 — 300 м) и могут обеспечить, местную вентиляцию. Сечения воздуховодов в системах механической вентиляции в несколько раз меньше, чем в системах естественной вентиляции той же производительности.
Приточные системы механической вентиляции подают очищенный, с заданной температурой и в некоторых случаях влажностью, воздух в рабочую зону цеха для обеспечения требуемых санитарно-гигиенических условий пребывания людей и работы технологического оборудования. Вытяжные системы механической вентиляции удаляют запыленный и загрязненный воздух, очищая его перед выбросом в атмосферу.
Системы механической вентиляции могут быть пущены и остановлены в любое время, их работа легко поддается контролю и управлению, что способствует их широкому распространению.
Приточные системы вентиляции состоят из следующих основных элементов: воздухозаборного устройства, приточной камеры, которая включает утепленную заслонку (клапан), фильтр, калорифер (воздухонагреватель) и вентилятор, сети воздуховодов и воздухораспределителей. Учитывая это, необходимо осуществлять комплектацию систем вентиляции всем необходимым вентиляционным оборудованием, начиная с вентиляторов, калориферов, отопительных агрегатов и заканчивая клапанами, заслонками, гибкими вставками, дефлекторами и виброизоляторами. Более полная информация по комплектации систем вентиляции вентиляционным и отопительным оборудованием находится на сайте нашей компании.
Для мест воздухозабора часто используют газоны между цехами; иногда воздухозабор устраивают в стене здания или на крыше. На входе в воздухозаборную шахту или канал устанавливают жалюзийную решетку для защиты от атмосферных осадков и от попадания посторонних предметов. Иногда один воздухозаборный канал питает наружным воздухом несколько приточных систем. Между воздухозаборным устройством и фильтром приточной камеры устанавливают утепленную заслонку (клапан) с ручным или электрическим приводом. При неработающем вентиляторе клапан должен быть закрыт для защиты оборудования приточной камеры от попадания холодного наружного воздуха, который может заморозить воду в трубках калориферов и вывести их из строя.
Приточная камера состоит из жалюзийной решетки, утепленной заслонки (клапана), фильтра для очистки воздуха, калориферов для его нагрева и вентилятора с электродвигателем. Вентилятор соединен с камерой и диффузором с помощью гибких вставок. Рама вентилятора устанавливается на виброизоляторах, Виброизоляторы и гибкие вставки предохраняют строительные конструкции и воздуховоды от механических колебаний вентилятора. Герметические двери предназначены для входа в вентиляционную камеру с целью обслуживания калориферов, фильтра, заслонки в процессе эксплуатации.
Воздуховоды приточных систем в промышленных зданиях обычно изготовляют из кровельной тонколистовой стали толщиной 0,5-1 мм круглого или прямоугольного сечения. Металлические воздуховоды быстро монтируются, достаточно прочны и обладают хорошей герметичностью.
Воздухораспределители (приточные насадки) предназначены для раздачи приточного воздуха. Приточный воздух может подаваться в рабочую зону; для этого воздухораспределители должны иметь короткий факел и незначительную скорость выходящего воздуха, чтобы исключить ощущение дутья. При подаче воздуха в верхнюю зону цеха, наоборот, скорость выхода воздуха должна быть выше, чтобы струя свежего воздуха достигала рабочей зоны. Воздухораспределители некоторых типов устанавливают в подвесных потолках, некоторые монтируют на небольшой высоте над рабочей зоной.
Разновидностью приточных вентиляционных систем является воздушное душирование, которое обеспечивает подачу сосредоточенного потока воздуха на рабочее место. Такая подача воздуха необходима при интенсивном тепловом облучении рабочих, например, около промышленных печей, при работе с нагретым или расплавленным металлом и т.д. либо при открытых производственных процессах с выделением вредных газов и паров и когда невозможно устроить местные укрытия. Принципиально система воздушного душирования не отличается от приточной вентиляционной системы, но вместо воздухораспределителей устанавливают душирующие поворотные патрубки.
Воздушные и воздушно-тепловые завесы предназначены для защиты ворот и открытых проемов промышленных зданий от поступления холодного воздуха в зимний период. Различают два типа завес: шибирующие, у которых плоская струя воздуха подается либо снизу, либо с боков проемов и ворот под некоторым углом навстречу холодному воздуху, и смесительные, когда воздух из здания или цеха подается в тамбур между двойными входными дверями. Смесительные завесы применяют в административно-общественных зданиях, в проходных и т.д. Завесы, в которых воздух предварительно нагревается в воздухонагревателе, называются воздушно-тепловыми, а завесы, подающие воздух без нагрева — просто воздушными.
В системах воздушного отопления часто используют воздушно-отопительные агрегаты с полной либо частичной рециркуляцией воздуха. Воздух подогревается в воздухонагревателе и вентилятором через направляющую решетку подается в цех. Иногда системы воздушного отопления совмещают с приточными вентиляционными системами.
Общеобменные вытяжные системы вентиляции обычно удаляют воздух из верхней, реже из средней зоны производственных корпусов. Перед удалением воздух в общеобменных системах иногда проходит очистку. Общеобменные вытяжные системы могут быть бесканальными, если воздух удаляется крышными вентиляторами, которые установлены на специальных железобетонных стаканах на перекрытии цехов, и канальными, в канальных системах вытяжной вентиляции воздух высасывается в воздухоприемные отверстия или решетки, через воздуховоды подается к вентилятору и, пройдя вытяжную шахту попадает в атмосферу. Для защиты вытяжной шахты от атмосферных осадков над ней устанавливают зонт, а воздуховоды при неработающем вентиляторе перекрывают заслонкой или клапаном.
Местные вытяжные системы вентиляции предназначены для забора вредных выделений у мест их образования с помощью укрытий или местных отсосов, транспортировки загрязненного воздуха, его очистки в фильтрах или пылеуловителях и выброса в атмосферу. Местные отсосы и укрытия имеют самую разнообразную конструкцию: это зонты, вытяжные шкафы, полные укрытия, бортовые отсосы у ванн, отсасывающие панели, воздухоприемники и др. Многие вредности, выделяющиеся при технологических процессах, агрессивно воздействуют на окружающие предметы (местные отсосы, воздуховоды, вентиляторы, фильтры), вызывая сильную коррозию, могут быть взрыво- и пожароопасны. В этих случаях воздуховоды изготовляют из материалов, не подверженных интенсивной коррозии в агрессивной среде (нержавеющей стали, алюминия, титана, металлопласта, винипласта, полиэтилена и пр.), либо применяют специальные покрытия стальных воздуховодов кислото- и щелочестойкими перхлорвиниловыми грунтами, эмалями и лаками.
В таких системах устанавливают вентиляторы и другое оборудование в коррозионностойком или искрозащищенном исполнении.
К местным вытяжным системам вентиляции относятся системы аспирации. Аспирационные системы удаляют воздух вместе с взвешенными в нем частицами пыли, металлической и древесной стружки, опилок и пр. Для фильтрования воздуха в аспирационных системах обычно используют циклоны, скрубберы, матерчатые рукавные фильтры и другие пылеотделители.
В системах аспирации применяют более плотные и прочные воздуховоды, чем в обычных системах, чаще сварные из металла толщиной 1,5- 2 мм. Пылевые вентиляторы для этих систем также должны противостоять абразивному и ударному воздействию транспортируемой среды.
Любая система вентиляции — приточная или вытяжная, общеобменная или местная — может быть изготовлена для Вас, по Вашему заказу. Если Вы хотите приобрести качественную продукцию по низкой цене и кратчайшие сроки, то становитесь нашими партнерами и Вы в этом убедитесь.