11_ЛЕКЦИЯ_ВЕНТИЛЯЦИЯ_1

Лекция 11 Системы вентиляции

Вентиляцией называют совокупность средств и устройств, которые используются при организации воздухообмена для обеспечения заданного состояния воздушной среды в помещении и на рабочем месте согласно СНиП.

Технологические процессы ряда производств мясной и молочной промышленности сопровождаются выделением различных газов, паров и пыли,

вредно действующих на организм человека. Так, в помещениях предубойного содержания скота и птицы выделяются аммиак, углекислый газ, водяные пары, а в термических отделениях — угарный газ и избыточное тепло.

Большинство этих выделяющихся веществ при систематическом и

продолжительном воздействии на организм человека наносят вред,

способствуя возникновению различных заболеваний, поэтому их объединяют общим названием — вредности, или вредные вещества. Степень их вредного воздействия на человека зависит от физико-химических свойств и содержания вредных веществ в единице объема воздуха в рабочей зоне производственного помещения.

Для снижения концентрации вредных веществ на предприятиях осуществляют следующие мероприятия: замена токсичных материалов менее токсичными; герметизация оборудования, арматуры и трубопроводов, по которым транспортируются эти материалы; устройство местных отсосов над отверстиями или проемами, через которые могут поступать в помещение вредности;

улавливание пыли в местах ее выделения или смачивание ее; устройство тепловой изоляции и придание ей ровной поверхности; окраска в светлые тона теплоотдающих поверхностей оборудования для уменьшения теплопередачи и излучения и т. д. Несмотря на принятые меры, часть вредностей поступает в по-

мещение и вентиляция предназначена для того, чтобы снизить содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны до такой концентрации, при которой они не вызывали бы заболеваний или отклонений в состоянии здоровья работающего в течение всего его рабочего дня. Такая концентрация вредных

веществ называется предельно допустимой концентрацией (ПДК), ее величина для различных вредных веществ установлена СН 245—71.

Таким образом, вентиляция и кондиционирование воздуха обеспечивают установленные санитарными и технологическими нормами метеорологические условия и чистоту воздуха в помещениях.

Методы определения количества воздуха, необходимого для

вентиляции помещений

Процесс замены загрязненного воздуха в помещении свежим или обработанным до требуемых параметров называется воздухообменом.

Существует два основных метода определения количества воздуха, необходимого для вентиляции помещений, — по кратности воздухообмена и выделяющимся вредным веществам. Иногда количество воздуха определяют по норме на одного работающего человека в час. Например, при объеме помещения на 1 работающего

20 м3 норма подачи воздуха составляет -30 м3 на 1 человека.

Кратность воздухообмена имеет размерность 1/ч, или ч-1, и показывает,

сколько раз за один час происходит смена воздуха в объеме всего помещения.

Например, при объеме помещения V— 15000 м3 и кратности воздухообмена т = 2

ч. надо в течение часа подать в помещение или удалить из него 30 000 м3 воздуха,

т. е. воздухообмен L (в м3/ч) определяют по формуле

L = т V

[1]

Количество воздуха по кратности и по норме на одного человека определяют для бытовых, конторских и других подобных помещений. По выделяющимся вредностям определяют необходимое количество воздуха для производственных помещений.

Например, для удаления газов определяют количество воздуха,

необходимое для разбавления их до допустимых концентраций:

L = M(K2-K1)

[2]

где М — количество выделяющихся в час газов мг;

К2 — предельно допустимая концентрация газов, мг/м3;

К1 — концентрация газов в приточном воздухе, мг/м3.

Если в помещение подается наружный воздух, содержащий около 0,03%

углекислого газа, то К1 можно принять равной нулю и тогда
	L = M/K2	[3]
Численные значения М устанавливают по техническому паспорту
оборудования или экспериментально.
Если одновременно с общеобменной вентиляцией работают		местные
отсосы, то общее количество воздуха
	L = (М-ММ.0)/(К2-K1) + LМ.0 ,	[4]
где М	— общее количество вредностей, выделяющихся в помещении
в час, мг;

Мм.о — количество вредностей, удаляемых местными отсосами в час, мг;

Lм.о —количество воздуха, удаляемого местными отсосами в час, м3.

Если в воздух помещения выделяется несколько вредных веществ однонаправленного действия, то количества воздуха, полученные расчетом для удаления каждого из них, суммируют. Если выделяющиеся в воздух помещения

вредные вещества не обладают однонаправленным характером действия, то количество воздуха при расчете общеобменной вентиляции допускается принимать по тому вредному веществу, для разбавления которого до его предельно допустимой концентрации требуется наибольшее количество приточного воздуха.

При расчете количества воздуха, необходимого для удаления избытков явного тепла, а также избытков полного тепла в летнее время, в формулах (2), (3),

(4) М будет обозначать количество удаляемого тепла, а К2 и К1 —

теплосодержание воздуха, соответственно удаляемого из помещения и поступаю-

щего (подаваемого) в него.

При расчете количества воздуха для удаления избытков влаги М будет выражать количество удаляемых из помещения водяных паров, а К2 и К1 —

влагосодержание воздуха, удаляемого из помещения и поступающего в него.

В случаях, предусмотренных Санитарными нормами проектирования промышленных предприятий, вентиляционный воздух, содержащий пыль,

вредные и неприятно пахнущие вещества, перед выбросом в атмосферу очищают.

Классификация систем вентиляции.

Системы вентиляции обеспечивают поддержку допустимых метрологических параметров в помещении различного назначения. Их возможно классифицировать по таким характерными признакам:

-по способу создания давления для перемещения воздуха:

сестественным и принудительным возбуждением;

- по назначению:

приточные и вытяжные;

- по зоне обслуживания:

местные или общеобменные;

- по конструктивному исполнению:

канальные и бесканальные.

Естественная вентиляция.

Перемещение воздуха в системах естественной вентиляции происходит:

-в следствие разности температур атмосферного воздуха и воздуха помещения, аэрации;

-в следствие разности давления “воздушного столба” между нижним уровнем (обслуживаемого помещения) и верхним уровнем (дефлектором),

установленным на крыше здания;

- в следствие действия на воздушное давление.

Аэрацию применяют в цехах со значительным тепловыделением, как что концентрация пыли и вредных газов в приточном воздухе не преувышает 30%

допустимого значения в рабочей зоне. Ее не используют в тех случаях, когда необходимо сначала обрабатывать приточный воздух или притоки внешнего воздуха вызываю образование тумана или конденсата.

В системах естественной вентиляции, в которых перемещение воздуха происходит по счет разности давления воздушного столба, наименьший перепад по высоте между уровнем забора воздуха из помещения и его выбросом через дефлектор должен быть не меньше 3м. Длина горизонтальных участков

воздуховодов не должна превышать 3м, а скорость движения воздуха в

воздуховоде - не больше 1м/с.

Системы естественной вентиляции просты и не требуют сложного дорого

оборудования и затрат электрической энергии.

Распределение и вытяжку воздуха организуют с учетом особенностей

технологического процесса, характера и свойств выделяющихся при этом

вредностей. При общеобменной вентиляции в помещениях с высокой влажностью

для предупреждения туманообразования и конденсации водяного пара на

поверхностях ограждающих конструкций (особенно на потолке) осуществляют

сосредоточенную подачу сухого теплого воздуха (30— 35° С) в верхнюю зону

помещения. Одновременно из этой же зоны удаляют насыщенный влагой воздух

(рис. 3), т. е. имеет место вентилирование помещения сверху вверх. При этом

струя теплого воздуха «налипает» на поверхность потолка, нагревает и

подсушивает ее, тем самым предотвращая образование капели.

Рис. 2. Виды систем естественной вентиляции:

а —канальная система: 1 — вытяжное отверстие с жалюзийной решеткой; 2— вытяжной канал; 3 — вытяжная шахта; б — динамическая схема дефлектора ЦАГИ: 1 — патрубок; 2 — диффузор; 3 — зонт-клапан; 4 — конусный щиток; 5 — цилиндр; 6 — направление дождя; в — приточные аэрационные фрамуги: I— одинарная верхнеподвесная створка; II — одинарная cреднеподвесная створка; III —двойная верхнеподвесная створка.

Механическая вентиляция.

В механических системах вентиляции используют оборудование и приборы

(вентиляторы, электродвигатели, воздухонагреватели, пылеуловители, автоматику

и др.), которые позволяют перемещать воздух на значительные расстояния.

Затраты электроэнергии на их работу могут быть довольно большими. Эти системы могут подавать или удалять воздух из локальных зон помещения в нужном количестве, в не зависимости от изменения параметров окружающей среды. При необходимости применяют различные виды обработки воздуха

(очистка, нагрев, увлажнение и др.), что практически невозможно выполнить в системах с естественной вентиляцией.

Вкаждом случае определяется, какой тип вентиляции считается наилучшим

всанитарно-гигиеническом отношении, а также по экономическим и техническим характеристикам более удобный.

Приточная вентиляция.

Эти системы используют для снабжения помещения чистым воздухом вместо того, что удаляется. При необходимости к воздуху применяют методы обработки ( очистка, нагрев, увлажнение и др.)

Вытяжная вентиляция.

Вытяжная вентиляция удаляет из помещения загрязненный и нагретый отработанный воздух. В общих случаях в помещении предусматривают как приточную, так и вытяжную системы. Их мощность должна быть сбалансирована с учетом возможного поступления воздуха в сопредельные помещения или из сопредельных помещений. В помещениях может быть только приточная или только вытяжная вентиляция.

Как приточная и и вытяжная вентиляция могут быть установлены на рабочем месте ( местная ) или для всего помещения ( общеобменная).

В помещениях с одновременным наличием избыточного тепла и влаги система вентиляции дополняется подачей воздуха в рабочую зону (летний и переходный периоды) или выше рабочей зоны в верхнюю зону (зимний период).

Для удаления только явного тепла (летний период) воздух подается только в рабочую зону.

При значительном запылении воздуха (помещения размола шквары,

просеивания кормовой муки, цехов ширпотреба и др.) воздух подается сверху не сосредоточенно, а из воздухопроводов равномерной раздачи со скоростью выхода из отверстий не более 2—3 м/с. При наличии выделений пыли и избыточного

тепла схема с равномерной подачей воздуха дополняется подачей воздуха в рабочую зону.

Рис. 3. Схемы вентилирования помещений:

а — сверху вверх; б — снизу вверх при расположении приточных я вытяжных отверстий по диагонали; в — снизу вверх при одностороннем расположении отверстий; г, д — при двустороннем расположении отверстий на половине высоты помещения; е — с двумя приточными отверстиями вверху и внизу с одной стороны и одним вытяжным вверху на противоположной стороне.

Запыленный воздух перед выбросом в атмосферу очищают, а выброс производят выше кровли здания не менее чем на 1,5 м.

Вытяжку загрязненного воздуха делают из разных зон в зависимости от физических свойств, в частности от плотности выделяющихся вредностей.

Например, вытяжку воздуха из компрессорного цеха осуществляют из верхней зоны, так как пары» аммиака обладают меньшей плотностью, чем воздух, в

хлораторных делают вытяжку из нижней зоны помещения у пола,, так как плотность хлора выше плотности воздуха.

Следует учитывать также расположение и назначение смежных помещений в связи с зональным характером систем вентиляции, когда одна вентиляционная установка обслуживает не одно, а несколько помещений (рис. 4).

Рис. 4. Организация вентиляции смежных помещений: 1 — помещение с высокими санитарными требованиями; 2 — помещение с выделением большого количества пыли; 3 — помещение с избыточным выделением влаги; 4 —

помещение с выделением избыточной теплоты.

При соседстве двух помещений с высокими санитарными требованиями и с выделением большого количества пыли подачу свежего воздуха осуществляют в первое помещение, а вытяжку загрязненного воздуха — из второго. При соседстве помещения с избыточной теплотой с помещением, в котором выделяется водяной пар, надо предусмотреть подачу свежего воздуха в первое, а вытяжку — из второго.

Приточные системы устанавливают в зимний и переходные периоды, когда необходим подогрев воздуха перед подачей его в помещения. Вытяжные системы для удаления избытков теплоты устанавливают в летний период с учетом полного тепловыделения, так как потери тепла через ограждающие конструкции чрезвычайно малы или полностью отсутствуют.

Местная вентиляция.

При этой вентиляции воздух подается на определенное место (местная приточная) и загрязненный воздух удаляется только из мест, где выделяются вредные вещества (местная вытяжная ).

а

б

в

Рис. 5. Схемы систем вентиляции:

а — местной приточной и вытяжной: 1 — зонты над местами выделения вредностей; 2 —воздушные души; 3 —вентилятор; 4 — калорифер; б — общеобменной; в — смешанной: 1 — местная вытяжная, 2 — общеобменная приточная для всего помещения.

При местной системе вентиляции вытяжные устройства в виде колпаков,

зонтов и укрытий размещают непосредственно у мест выделения вредностей или подачу свежего воздуха осуществляют непосредственно в рабочую зону для достижения ПДК вредных веществ только в этой зоне (рис. 1, а). При общеобменной вентиляции воздухообмен осуществляется в объеме всего помеще-

ния (рис. 1, б). Смешанная система вентиляции — сочетание местной и общеобменной систем (рис. 1, в). По энергетическому признаку, или способу побуждения воздуха к движению, различают системы с естественным и механи-

ческим побуждением. Во-первых воздух перемещается за счет разности между объемными массами наружного и внутреннего воздуха и ветра (рис. 2), во-вторых перемещение воздуха осуществляется вентилятором или каким-либо другим побудителем (в частности, эжектором, устанавливаемым для перемещений взрывоопасных смесей).

Местная приточная вентиляция.

К этому виду вентиляций относят воздушные души (сосредоточенный поток воздуха с увеличенной скоростью). Они должны подавать чистый воздух к постоянному рабочему месту, снижая в этих зонах температуру окружающего воздуха, и обдувать работников, которые постоянно получают тепловое

облучение. Метеорологические условия и скорость движения воздуха на рабочем месте должны отвечать характеру работы и характеру вредных выделений.

К местной приточной вентиляции относятся также воздушные оазисы -

участка помещений, которые обнесены передвижной изгородью от других высотой 2- 2,5 м, куда нагнетается воздух со сниженной температурой.

Местную приточную вентиляцию используют в виде воздушных завес (

возле ворот, печей и др.), которые создают воздушное сечение или изменяют направление воздуха.

Местная вентиляция нуждается в меньших затратах, чем общеобменная. В

производственных помещениях при выделении вредных веществ ( газа, влаги,

теплоты и др.) по обыкновению используют смешанные системы вентиляции :

общую для вывода вредных веществ из всего помещения и местные для обслуживания рабочего места.

Местная вытяжная вентиляция.

Такую систему используют в случаях, когда места выделения вредных веществ локализованы и нет поступления их к другим помещениям. Местная вытяжная вентиляция в производственных помещениях обеспечивает улавливание и отвод вредных веществ: газа, дыма, пыли и частично тепла выделяемого оборудованием.

Для этого используют местные отсосы ( укрытия в виде шкафа, зонтика,

бортовые отсосы, завесы и др.)

Требования, которым они должны удовлетворять:

- Место образования вредных веществ по возможности должно быть полностью закрытое;

-Конструкция местного отсоса должна быть такой, чтобы он не вредил работе и не снижал производительность работы;

-Вредные выделения необходимо удалять от мест их образования в направлении их естественного передвижения ( горячие газы и пар надо отводить вверх, холодные тяжелые газы и пыль - книзу).

Устройство местных отсосов разделено на три группы: