Вентиляция и кондиционирование

Вентиляция и кондиционирование
Эффективным средством обеспечения допустимых показателей микроклимата воздуха рабочей зоны является промышленная вентиляция.
Вентиляция − организованный и регулируемый воздухообмен, обеспечивающий удаление из помещения воздуха и подачу на его место свежего.
Классификация систем вентиляции
1 По принципу организации воздухообмена.
2 По способу подачи воздуха
2.1 Естественная
ветровой напор;
тепловой напор
2.2 Механическая:
приточная;
вытяжная;
приточно-вытяжная.
2.3 Смешанная
естественная + механическая
3 По принципу организации воздухообмена
3.1 общеобменная
3.2 местная
Приточная система вентиляции
В систему приточно - вытяжной вентиляции входят:
1. Устройство забора воздуха;
2. Устройство очистки;
3. Система воздуховодов;
4. Приточный вентилятор;
5. Устройство подачи на рабочее место;
6. Устройство для удаления воздуха;
7. Вытяжной вентилятор;
8. Пыле− и газоулавливающие устройства;
9. Фильтры;
10. Устройство для выброса воздуха.
Система механической вентиляции должна обеспечивать допустимые параметры микроклимата на раб. местах в производственных помещениях.
По способу перемещения воздуха различают системы естественной и механической вентиляции.
Естественная вентиляция. Это система вентиляции, перемещение воздушных масс, в которой осуществляется благодаря возникающей разности давлений снаружи и внутри здания.
Разность давлений обусловлена разностью плотностей наружного и внутреннего воздуха ветровым напором, действующим на здание.
При действии ветра на поверхностях здания с подветренной стороны образуется избыточное давление, на заветренной стороне - разряжение.
Естественная вентиляция реализуется в виде инфильтрации и аэрации.
Инфильтрация (естественное проветривание) − неорганизованная естественная вентиляция.
Она осуществляется сменой воздуха в помещениях через неплотности в ограждениях и элементах строительных конструкций благодаря разности давлений снаружи и внутри помещения.
Такой воздухообмен зависит от случайных факторов:
 силы и направления ветра;
 температуры воздуха внутри и снаружи здания;
 вида ограждений и качества строительных работ.
Инфильтрация может быть значительной для жилых зданий и достигать 0,5...0,75 объема помещения в час, а для промышленных предприятий − до 1,5.
Аэрация − организованная естественная общеобменная вентиляция помещений в результате поступления и удаления воздуха через открывающиеся фрамуги окон и фонарей.
Воздухообмен в помещении регулируют различной степенью открывания фрамуг (в зависимости от температуры наружного воздуха, скорости и направления ветра).
Как способ вентиляции, аэрация нашла широкое применение в промышленных зданиях, характеризующихся технологическими процессами с большими тепловыделениями (прокатных цехах, литейных, кузнечных).
Поступление наружного воздуха в цех в холодный период года организуют так, чтобы холодный воздух не попадал в рабочую зону.
Для этого наружный воздух подают в помещение через проемы, расположенные не ниже 4,5 м от пола, в теплый период года приток наружного воздуха вводят через нижний ярус оконных проемов - на высоте 1,5...2 м.
Основным достоинством аэрации является возможность осуществлять большие воздухообмены без затрат механической энергии.
К недостаткам аэрации следует отнести то, что в теплый период года эффективность аэрации может существенно падать вследствие повышения температуры наружного воздуха и то, что поступающий в помещение воздух не очищается и не охлаждается.
Механическая вентиляция - вентиляция, с помощью которой воздух подается в производственные помещения или удаляется из них по системам вентиляционных каналов с использованием для этого специальных механических побудителей.
Преимущества механической вентиляции:
 большой радиус действия;
 возможность изменять или сохранять необходимый воздухообмен независимо от температуры наружного воздуха и скорости ветра;
 подвергать вводимый в помещение воздух предварительной очистке, осушке или увлажнению, подогреву или охлаждению;
 организовывать оптимальное воздухораспределение с подачей воздуха непосредственно к рабочим местам;
 улавливать вредные выделения непосредственно в местах их образования и предотвращать их распространение по всему объему помещения;
 очищать загрязненный воздух перед выбросом его в атмосферу.
К недостаткам механической вентиляции следует отнести значительную стоимость ее сооружения и эксплуатации, а также необходимость проведения мероприятий по снижению шума.
Системы механической вентиляции подразделяются на:
 общеобменные;
 местные;
 аварийные;
 смешанные;
 системы кондиционирования.
Общеобменная вентиляция - эта система вентиляции, которая предназначена для подачи чистого воздуха в помещение, ассимиляции избыточной теплоты, влаги и вредных веществ помещений.
В последнем случае она применяется, если вредные выделения поступают непосредственно в воздух помещения, а рабочие места не фиксированы и располагаются по всему помещению.
Обычно объем воздуха, подаваемого в помещение при общеобменной вентиляции, равен объему воздуха, удаляемого из помещения.
Однако в ряде случаев возникает необходимость нарушить это равенство.
Так, в особо чистых цехах электровакуумного производства, для которых большое значение имеет отсутствие пыли объем притока воздуха делается больше объема вытяжки, за счет чего создается некоторый избыток давления в производственном помещении, что исключает попадание пыли из соседних помещений.
В общем случае разница между объемами приточного и вытяжного воздуха не должна превышать 10...15 %.
По способу подачи и удаления воздуха различают четыре схемы общеобменной вентиляции:
 приточная;
 вытяжная;
 приточно-вытяжная;
 системы с рециркуляцией.
При приточной системе воздух подается в помещение после подготовки его в приточной камере.
В помещении при этом создается избыточное давление, за счет которого воздух уходит наружу через окна, двери или в другие помещения.
Приточную систему применяют для вентиляции помещений, в которые нежелательно попадание загрязненного воздуха из соседних помещений или холодного воздуха извне.
Вытяжная система предназначена для удаления воздуха из помещения.
При этом в нем создается пониженное давление, и воздух соседних помещений или наружный воздух поступает в данное помещение.
Вытяжную систему целесообразно применять в том случае, если вредные выделения в данном помещении не должны распространяться на соседние, например, для химических и биологических лабораторий.
Приточно-вытяжная вентиляция - наиболее распространенная система, при которой воздух подается в помещение приточной системой, а удаляется вытяжной; системы работают одновременно.
В отдельных случаях для сокращения эксплуатационных расходов на нагревание воздуха применяют системы вентиляции с частичной рециркуляцией.
В них к поступающему снаружи воздуху подмешивают воздух, отсасываемый из помещения вытяжной системой.
Количество свежего и вторичного воздуха регулируют клапанами.
Свежая порция воздуха в таких системах обычно составляет 10...20 % общего количества подаваемого воздуха.
Систему вентиляции с рециркуляцией разрешается использовать только для тех помещений, в которых отсутствуют выделения вредных веществ или выделяющиеся вещества относятся к 4−му классу опасности, и содержания их в воздухе, подаваемом в помещение, не превышает 0,3 от предельно допустимых концентраций.
Применение рециркуляции не допускается в зданиях учебных заведений и в том случае, если в воздухе помещений содержатся болезнетворные бактерии, вирусы или имеются резко выраженные неприятные запахи.
Существенное влияние на параметры воздушной среды в рабочей зоне оказывают правильная организация и устройство приточных и вытяжных систем.
Если плотность выделяющихся газов ниже плотности воздуха, то удаление загрязненного воздуха происходит в верхней зоне, а подача свежего - непосредственно в рабочую зону.
При выделении газов с плотностью большей плотности воздуха из нижней части помещения удаляется 60...70 и из верхней части 30...40 % загрязненного воздуха. В помещениях со значительными выделениями влаги вытяжка влажного воздуха осуществляется в верхней зоне, а подача свежего в количестве 60 - в рабочую зону и 40 % - в верхнюю зону.
Расчет потребного воздухообмена при общеобменной вентиляции производят, исходя из условий производства и наличия избыточной теплоты, влаги и вредных веществ.
Для качественной оценки эффективности воздухообмена применяют понятие кратности воздухообмена.
Кратность воздухообмена - отношение количества воздуха, поступающего в помещение в I единицу времени 1(м3/ч), к объему вентилируемого помещения V, м3.
При правильно организованной вентиляции кратность воздухообмена должна быть в пределах 1...10.
При нормальном микроклимате и отсутствии вредных выделений количество воздуха при общеобменной вентиляции принимают в зависимости от объема помещения, приходящегося на одного работающего.
В производственных помещениях с объемом воздуха на каждого работающего V<20 м3 расход воздуха на одного работающего должен быть не менее 30 м3/ч.
В помещении с V = 20.. .40 м3 - > 20 м3/ч.
В помещениях с V > 40 м3 и при наличии естественной вентиляции воздухообмен не рассчитывают.
При отсутствии естественной вентиляции (герметичные кабины) расход воздуха на одного работающего должен составлять менее 60 м3/ч.
С помощью местной вентиляции необходимые метеорологические параметры создаются на отдельных рабочих местах.
Широкое распространение находит местная вытяжная локализующая вентиляция, основанная на использовании отсосов от укрытий.
Конструкции местных отсосов могут быть
 полностью закрытыми;
 полуоткрытыми;
 открытыми.
Наиболее эффективны закрытые отсосы.
К ним относятся:
 кожухи;
 камеры, герметично или плотно укрывающие технологическое оборудование.
Если такие укрытия устроить невозможно, то применяют отсосы с частичным укрытием или открытые: вытяжные зонты, отсасывающие панели, втяжные шкафы, бортовые отсосы и др.
Один из самых простых видов местных отсосов - вытяжной зонт.
Он служит для улавливания вредных веществ, имеющих меньшую плотность, чем окружающий воздух.
Зонты устанавливают над ваннами различного назначения, электро- и индукционными, печами и над отверстиями для выпуска металла и шлака из вагранок.
Зонты делают открытыми со всех сторон и частично открытыми: с одной, двух и трех сторон.
Эффективность работы вытяжного зонта зависит от размеров, высоты подвеса и угла его раскрытия. Чем больше! размеры и чем ниже установлен зонт над местом выделения веществ, тем он эффективнее. Наиболее равномерное всасывание обеспечивается при угле раскрытия зонта менее 60°.
Отсасывающие панели применяют для удаления вредных выделений, увлекаемых конвективными токами, при таких ручных операциях, как электросварка, пайка, газовая сварка, резка металла и т. п.
Вытяжные шкафы - наиболее эффективное устройство по сравнению с другими отсосами, так как почти полностью укрывают источник выделения вредных веществ.
Незакрытыми в шкафах остаются лишь проемы для обслуживания, через которые воздух из помещения поступает в шкаф. Форму проема выбирают в зависимости от характера технологических операций.
Необходимый воздухообмен в устройствах местной вытяжной вентиляции рассчитывают, исходя из условия локализации примесей, выделяющихся из источника образования.
Требуемый часовой объем отсасываемого воздуха определяют как произведение площади приемных отверстий отсоса на скорость воздуха в них. Скорость воздуха в проеме отсоса зависит от класса опасности вещества и типа воздухо - приемника местной вентиляции и изменяется от 0,5 до 5 м/с.
Смешанная система вентиляции является сочетанием элементов местной и общеобменной вентиляции. Местная система удаляет вредные вещества из кожухов и укрытий машин. Однако часть вредных веществ через неплотности укрытий проникает в помещение. Эта часть удаляется общеобменной вентиляцией.
Аварийная вентиляция предусматривается в тех производственных помещениях, в которых возможно внезапное поступление в воздух большего количества вредных или взрывоопасных веществ.
Оптимальные параметры микроклимата обеспечивает система кондиционирования.
Кондиционирование. Для создания оптимальных метеорологических условий в производственных и жилых помещениях, в салонах транспортных систем применяют наиболее совершенный вид вентиляции − кондиционирование воздуха.
Кондиционированием воздуха называется его автоматическая обработка с целью поддержания в помещениях заранее заданных метеорологических условий независимо от изменения наружных условий и режимов внутри помещения.
Выделяют три класса кондиционирования воздуха: комфортное (обеспечивает оптимальные условия для человека), комфортно − технологическое (оптимальные условия для человека и по условиям производства) и технологическое (оптимальные условия по требованиям технологии).
При кондиционировании автоматически регулируется температура воздуха, его относительная влажность и скорость подачи в помещение в зависимости от времени года, наружных метеорологических условий и характера технологического процесса в помещении.
Такие параметры воздуха создаются в специальных установках, называемых кондиционерами.
Система кондиционирования воздуха включает:
 технические средства приготовления воздуха;
 технические средства распределения воздуха;
 технические средства перемещения воздуха;
 устройства приготовления холода;
 устройства автоматизации;
 устройства дистанционного управления.
В ряде случаев помимо обеспечения санитарных норм микроклимата воздуха в кондиционерах производят специальную обработку:
 ионизацию,
 дезодорацию;
 озонирование и т. п.
Кондиционеры могут быть местными (для обслуживания отдельных помещений) и центральными (для обслуживания нескольких отдельных помещений).