Системы вентиляции производственных помещений: вытяжная, местная, естественная

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).

Естественная вентиляция в производственных зданиях

так устроена вентиляция коровника

Любая естественная приточная или вытяжная вентиляция производственного помещения функционирует, используя разницу температур и давления воздуха в цехе и на улице. Значит, движущей силой естественной тяги являются ветровой и тепловой напоры.

Вследствие перепада температур из цеха вытесняются расширенные теплые воздушные массы, а на их место затягиваются чистые, холодные. С наветренной области формируется область повышенного давления, усиливающая приток свежего воздуха снаружи. С подветренной стороны здания давление наоборот всегда понижено, что способствует оттоку отработанного воздуха. Физические законы успешно применяют для вентиляции предприятий с интенсивным тепловыделением. Но не во всех случаях мощный обмен воздуха гарантирует создание всех необходимых условий для работы персонала.

Если в стенах и окнах цеха есть щели, часто открываются двери или ворота, вероятно появление сквозняков и понижение температуры. Летом же на удаленных от дверей и окон участках нормы вентиляции производственных помещений нарушаются.

Аэрация воздуха в помещении

принцип движения воздуха при аэрации

Аэрация в некоторых случаях создает эффективный воздухообмен на основе естественной тяги. Для ее реализации устанавливаются аэрационные фонари – специально разработанные элементы вентиляции.

Иногда при строительстве производственного помещения расчет вентиляции не производится, оборудование не монтируют. Тогда можно в уже готовом цеху разместить шахты и каналы, работающие за счет теплового напора. Выходы шахт прикрывают оголовками-дефлекторами. Ветер обдувает дефлектор и формирует в трубе область разрежения, усиливая подсос воздуха. Подобная система широко используется в сельскохозяйственных и животноводческих постройках, кузнях, небольших пекарнях. Устанавливается труба на самом высоком выступе крыши.

Аэрация это один из наиболее эффективных примеров естественной промышленной вентиляции. Ее используют на производствах с обильным образованием газов, ядов и тепла.

Устройство естественной вентиляции на производстве

В обслуживаемых зданиях обустраивают 3 уровня проемов с форточками особой конструкции. Первые два ряда проемов располагаются на высоте 1-4 метров от пола. В крыше устанавливают светоаэрационные фонари с регулируемыми форточками.

Летом потоки чистого воздуха попадают сквозь нижние фрамуги, а грязные уходят вверх. В холодное время года воздух проникает через средний ряд форточек и, согреваясь, достигает уровня нахождения персонала.

Разным положением форточек регулируется интенсивность вентиляции. Рассчитывая вентиляцию производственного помещения, определяют площадь форточек, проемов. Так как наихудшее время для работы системы – теплая безветренная погода, ее и берут за точку отсчетов.

Перемешанный с пылью и газами чистый воздух направляется в зоны нахождения людей. Чтобы предупредить распространение пыли и грязи, устанавливают фонари незадуваемой конструкции с защитой от ветра.

В жаркое время года приточный воздух охлаждается методом распыления в нем холодной воды из форсунок, расположенных в области форточек. Воздух охлаждается и немного увеличивается влажность.

К зданиям с естественной аэрацией предъявляются некоторые требования:

• периметр его должен быть открыт доступу воздуха;
• аэрируются одноэтажные цеха или расположенные на последних этажах многоэтажек.

Очень сложно смонтировать естественную вентиляцию в многопролетных промышленных помещениях. При ширине цеха более 100 метров доставка чистого воздуха к центру здания практически неосуществима. Тогда для аэрации устанавливают незадуваемые фонари Батурина с отдельным каналом для вытяжки и притока. Зимой такая система может вызвать нежелательное падение температуры в рабочей зоне производственного помещения. Поэтому в многопролетных цехах обычно устанавливается принудительная вентиляция с обогревом притока.

Управление всеми элементами аэрации осуществляется механически.

Другой плюс в невысокой стоимости механизмов.

Недостатки:

• зависимость от погоды;
• сложность управления;
• невозможность обеспечения удаленных рабочих мест свежим воздухом.

Аэрация, как вид вентиляции производственных помещений, неприемлема, если технология подразумевает распространение вредных примесей, пыли. Потому что фильтрация отработанных воздушных масс невозможна.

Важность правильного проектирования инженерных климатических систем

Создание проектной документации – один из важных этапов сооружения климатических систем. Хотя многие люди считают, что самой тяжелой работой является установка оборудования, именно от правильности проектирования зависит цена всей установки, ее характеристики, правильность монтажа, удобство в эксплуатации и надежность. Любая ошибка чревата исправлениями неполадок специалистами и растратами клиента.

Чтобы проектировщики могли начать работу по проекту, им нужна такая информация:

• Предназначение помещения;
• Его размеры, детальный план и исполнительные чертежи;
• Детализация всех особенностей помещения, его дизайна и технологических решений;
• Технические условия.

В процессе составления проекта, специалисты компании «Кливента» учитывают все особенности помещения, которые касаются с нормами противопожарной безопасности.

От того, на сколько качественно будет составлен проект, зависит функциональность климатических систем после их установки. Поэтому не стоит доверять рядовым компаниям, работающим в этой сфере 1-2 года. Столь сложным делом должны заниматься исключительно профессионалы.

Естественная вентиляция

Ее работа связана с физическими свойствами воздуха: изменениями его температуры и давления внутри здания и вне их пределов. Есть два варианта естественного воздухообмена:

1. Неорганизованный. Наиболее простой метод, подразумевающий попадание воздуха внутрь и проветривание за счет негерметичности здания, через зазоры. Неорганизованная вентиляция не в состоянии обеспечить комфортный и постоянный микроклимат.
2. Организованный. В этом случае используются форточки, окна, вытяжные шахты. Они позволяют регулировать объем поступаемого потока. Чтобы его усилить, иногда над рабочим местом (например, кузнечным горном, прессом и т. п.) устанавливают зонт-дефлектор, увеличивающий тягу благодаря разнице давления внизу и вверху (как в дровяной печи). Для поступления свежих потоков могут использоваться воздуховоды с установленными в них фильтрами.

Основной плюс этого способа воздухообмена – отсутствие капитальных вложений.

Искусственная (механическая) промышленная вентиляция

Для ее функционирования используют вентиляторы, обеспечивающие удаление отработанного воздуха и поступление свежего. Данный метод требует финансовых затрат, однако которые оправдывают себя, т. к. способ имеет достаточно плюсов:

• подача воздуха производится из любого удобного места;
• поток можно нагревать или охлаждать, менять влажность, чтобы сформировать благоприятный микроклимат;
• подвод воздуха непосредственно к рабочему месту;
• появляется возможность оперативно выполнить требования природоохранных организаций по качеству воздуха и избежать штрафов.

Механическая вентиляция делится на ряд типов, каждый из которых применяется в соответствии со спецификой производственной деятельности.

Назначение и задачи

Работы по предотвращению распространения токсинов начинаются еще на этапе проектировки производственных установок. Соблюдение необходимых санитарно-гигиенических норм и безопасность являются основополагающими задачами, стоящими на первом месте при их создании. Для обеспечения хороших производственных условий все технологическое оборудование подлежит ежегодной профилактике и должно быть максимально герметизировано.

Однако в ходе эксплуатации установки расшатываются, и небольшой процент канцерогенов неизбежно попадает в воздух, представляя опасность для здоровья людей. Кроме того, наличие технологических процессов открытого типа также оказывает негативное влияние на состояние атмосферы. Промышленная вентиляция и кондиционирование призваны нейтрализовать токсическую среду, нормализовав качественный состав воздуха в помещении. Помимо этого, подобные системы выполняют следующие задачи:

• обеспечение оптимальных температурных показателей для долговременного нахождения человека и протекания производственного процесса;
• поддержание влажности воздуха в допустимых пределах, оговоренных нормативно-технической документацией;
• создание оптимальной циркуляции воздуха;
• выведение токсинов за пределы помещения;
• централизованное снабжение рабочих мест свежим воздухом.

Приведенные выше критерии должны соблюдаться в полном объеме, поскольку от их выполнения зависит не только здоровье сотрудников, но и эффективность технологического процесса. Системы вентиляции производственных помещений, не соответствующие заданным параметрам, не допускаются к установке и не могут использоваться на промышленных предприятиях.

Для улавливания пыли размером до 10 мк в вентиляционных каналах приточного типа используется оборудование тонкой очистки воздуха. При этом осаждение частиц объемом 10-100 мк в вытяжных воздуховодах требует очистки средней степени, а более 100 мк грубой фильтрации.

В зависимости от степени загрязнения воздушных масс применяются следующие виды оборудования:

• пылеосадочные камеры
• инерционные пылеотделители
• фильтры типа циклон
• мокрые пылеулавливатели
• рукавные фильтры
• электрофильтры

Подобное фильтрующее оборудование дает возможность полностью очистить воздушную среду цеха, сделав ее пригодной для дыхания. При этом наибольшей эффективностью отличаются электрофильтры, позволяющие убрать из воздуха самые мелкие частицы пыли и токсинов.

Воздухообмен в производственных помещениях

Системы вентиляции промышленных помещений регламентируются СНиП и ГОСТ. Для вашего удобства мы выделили ряд полезных и важных положений:

1. Производственная вентиляция монтируется на всех промышленных объектах. Тип подбирается в зависимости от мощности производства и специфики.
2. Вентиляция не должна становиться причиной загрязнения воздуха. Современные технологии полностью исключают данное явление, но для старых систем это положение актуально.
3. Шум при работе вентиляции не должен приводить к усилению производственного шума.
4. Если на производстве локализуются сильные загрязнения, то объем вытягиваемого воздуха, должен быть 1,5 раза больше, чем приточного. Для чистых мест данное требование противоположно. Это мероприятие реализуется для того, чтобы избежать перетока грязного воздуха из одного помещения в другое.
5. Нормы регламентируют количество воздуха на одного человека в объеме 30 м3, который должен проциркулировать за 1 час.

СНиП 2.04.05-91 определяет максимальную кратность воздухообмена для помещений, кратность варьируется в диапазоне от 3 до 40 полных замен воздушного объема в час.

Сначала разберемся, какие параметры и факторы влияют на процесс воздухообмена в помещении:

Геометрическая архитектура и объем помещений. От геометрии зависит наличие или отсутствие сопротивлений при движении воздуха, в ряде случаев могут возникать застои или завихрения.

• Число людей, работающих в цеху. Приток воздуха определяется, исходя из количества работников и интенсивности трудовой нагрузки. Усредненно применяются следующие нормы: при легком труде на одного человека – 45 м3, при тяжелом физическом труде – не менее 60 м3.
• Специфика технологических процессов. Если рабочий процесс сопровождается выбросами вредных веществ, то для каждого такого выброса есть норма воздухообмена, которая позволяет максимально нивелировать поражающий фактор. Самыми сложными являются цеха, где используются лакокрасочные материалы и заводы по обработке каучука и производства полимеров. Такие промышленные предприятия требуют замены полного объема воздуха не менее 40-50 раз в час.

• Тепловая энергия, выделяемая в ходе рабочей деятельности. Если внутри помещения не производится кондиционирование воздуха, то тепло от работы приборов или протекания технологических процессов должно выводиться наружу вентиляцией.
• Избыточный уровень влажности. Высокий уровень влажности возникает на производствах, где применяются и хранятся жидкости – их испарение повышает уровень влаги в воздухе.

Если промышленный цех имеет квадратуру более 50 м2, то для каждого работника должна поддерживаться температура воздуха в 10°С при нахождении на временном рабочем месте.

Важно! Временное рабочее место – участок промышленного цеха, где работник находится менее 4 часов от всего рабочего времени внутри помещения.

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).

Приточная и вытяжная вентиляция, их основные составляющие

По своему назначению вентиляционные системы делятся на две группы: приточные и вытяжные. Приточная система является одним из видов механической вентиляции. В основу принципа ее работы положена принудительная подача свежего воздуха в помещение. Отработанный воздух выходит наружу с помощью систем естественной вентиляции.

Статья по теме:

Все виды приточной вентиляции состоят из:

1. Приточных вентиляторов – обеспечивают приток воздуха.
2. Шумоглушителя – понижает уровень шума, создаваемый установкой.
3. Нагревателя – подаваемый воздух может быть нагрет. Особенно это актуально в зимнее время года. Если нагрев происходит от электросети, то такой тип называется электрическим. Если нагрев происходит от системы центрального отопления – это водяной тип.
4. Воздухозаборной решетки – предназначенной для фильтрации механических загрязнений, которые могут попадать извне.
5. Фильтра – очищает подаваемый воздух от различных примесей. Различают фильтры грубой, тонкой и особо тонкой очистки.
6. Клапана – не пропускает воздух внутрь помещений в то время, когда система отключена.
7. Воздуховодов – каналов, по которым циркулируют воздушные массы.

Естественная вентиляция на производстве

Естественная система функционирует за счет физических свойств колебания давления и температуры воздуха в помещении и за его пределами.

Различается в свою очередь:

• Организованная
• Неорганизованная

Неорганизованной считается, когда воздух попадает в помещение через негерметичные зазоры в конструкции здания,

если нет оборудованных приспособлений для вентилирования.

Организованная система вентиляции промышленных помещений выполняется посредством вытяжных шахт, каналов, форточек и др.,

с помощью которых можно контролировать количество и силу поступаемого воздушного потока. Над шахтами систем вентилирования часто устанавливают зонт или специальное устройство – дефлектор, для увеличения тяги.

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.

Аэрация

Это разновидность естественной вентиляции. Здесь необходимо учитывать розу ветров. Это нужно, чтобы вредные вещества из отработанного в цехах потока не попадали в, например, офисные помещения. Желательно, чтобы вентилируемое здание (помещение) располагалось с наветренной стороны касательно производственных цехов. Обмен воздуха происходит посредством окон и световых фонарей благодаря разнице температур и напору ветра. Оптимальная тяга создается при специальных трехуровневых конструкциях форточек. В теплое время свежий поток входит через нижние фрамуги, загрязненный удаляется через верхние.

Местная и общеобменная вентиляция жилых и производственных помещений

По зоне обслуживания виды вентиляции делятся на два класса: местная и общеобменная. Если максимум концентрации вредных выделений приходится на четко определенные зоны помещения, то используется местная вентиляция. Она необходима для удаления загрязнений из зоны конкретного рабочего места, и не дает отработанному воздуху распространиться на остальную территорию. В бытовых условиях самым ярким примером такого вида механической вентиляции является кухонная вытяжка. Такой тип называется местной вытяжной вентиляцией. В производственных цехах эта проблема решается с помощью местных отсосов. Загрязнения удаляются по принципу естественного движения – горячие вредные пары удаляются вверх, а холодные вредные газы становятся тяжелыми и опускаются вниз. Местная приточная вентиляция применяется в виде воздушных душей, воздушных оазисов и воздушных завес.