Аспирационные системы: классификация, конструкция и критерии выбора

При проведении различных производственных операций в воздух часто попадают пылевые частицы и газообразные вещества, приводящие к загрязнению помещений. Для решения этой задачи предназначены аспирационные системы, которые разрабатываются и устанавливаются с соблюдением всех установленных стандартов.

Давайте подробнее рассмотрим принцип действия и области применения таких систем, а также их основные типы. Также мы определим ключевые компоненты и разберем требования к проектированию и установке аспирационных установок.

Аспирационные системы работают на принципе создания разрежения, что позволяет захватывать загрязняющие вещества и выводить их за пределы рабочей зоны. В зависимости от назначения существует несколько типов аспирационных систем: общие, местные и комбинированные. Общие системы используются для защиты больших производственных площадей, местные — для удаления загрязнений с конкретных рабочих мест, а комбинированные системы объединяют оба подхода, обеспечивая максимальную эффективность.

К основным компонентам аспирационных систем относятся вентиляторы, фильтры, воздуховоды и сборники пыли. Вентиляторы создают необходимое разрежение, фильтры очищают воздух от частиц, воздуховоды транспортируют загрязненный воздух к фильтрации, а сборники пыли накапливают вредные вещества для дальнейшей утилизации.

При проектировании аспирационных систем важно учитывать такие критерии, как тип и количество загрязняющих веществ, размеры и планировка производственного помещения, требования к уровню чистоты воздуха и условия эксплуатации оборудования. Необходимо также соблюдать нормы и правила охраны труда и экологии, которые регулируют использование подобных систем, чтобы обеспечить безопасность работников и минимизировать воздействие на окружающую среду.

Кроме того, важным аспектом является регулярное техническое обслуживание аспирационных систем, которое включает чистку фильтров, проверку работы вентиляторов и инспекцию воздуховодов на наличие засоров. Правильная эксплуатация и своевременное обслуживание системы помогут повысить её эффективность и продлить срок службы оборудования.

Принцип работы

Загрязнение воздуха является неотъемлемой частью многих производственных процессов. Для соблюдения санитарных норм воздух очищается с помощью аспирационных процессов, которые позволяют эффективно устранять пыль, грязь, волокна и другие нежелательные частицы.

Аспирация заключается в создании области с пониженным давлением рядом с источниками загрязнений, который и позволяет захватывать эти вредные элементы.

Проектирование таких систем требует углубленных технических знаний и практического опыта. Хотя аспирация и тесно связана с вентиляцией, не каждый специалист в области вентиляции способен выполнить проектирование и монтаж оборудования данного типа.

Для достижения наилучших результатов комбинируются аспирационные и вентиляционные методы. В производственных помещениях установка приточно-вытяжных систем обеспечивает постоянный приток свежего воздуха извне.

Аспирационные системы находят широкое применение в следующих отраслях:

• дробление и переработка;
• обработка древесины;
• производство товаров потребления;
• другие процессы, сопровождающиеся выделением вредных для дыхания веществ.

Обеспечить безопасность работников средствами индивидуальной защиты удается далеко не всегда, и аспирация может стать единственным способом установить безопасные условия труда в производственных залах.

Эти установки предназначены для быстрого и эффективного удаления мелких загрязнений из воздуха, образующихся во время производственной деятельности.

Система удаления грязи оснащена специальными воздуховодами, которые имеют значительный наклон, предотвращая возникновение заторов.

Мобильные аспирационные установки легко монтируются и использутся, что делает их идеальным вариантом для небольших компаний или домашних мастерских.

Эффективность работы такой системы определяется коэффициентом невыбивания, который показывает соотношение удаленных загрязнений к количеству вредных веществ, не захваченных системой.

Системы аспирации подразделяются на два основных типа:

• модульные системы — стационарные установки;
• моноблоки — мобильные решения.

Также аспирационные технологии классифицируются по уровню давления:

• низкое давление — менее 7,5 кПа;
• среднее давление — от 7,5 до 30 кПа;
• высокое давление — свыше 30 кПа.

Содержимое аспектов модульной и моноблочной систем отличается.

По схеме можно обозначить элементы: 1 — источник загрязнения (зерноперерабатывающее оборудование), 2 — зонт, 3 — центробежный вентилятор, 4 — воздуховоды, 5 — циклон, 6 — бункер для сбора пыли (+)

Компоненты моноблоков включают:

• вентилятор;
• сепаратор;
• накопитель отходов.

Сепаратор действует как фильтр, очищая воздух, проходящий через установку. Накопитель отходов может быть встроенным или съемным.

Такие агрегаты можно приобрести в готовом виде и легко установить в подходящем помещении для аспирации, при этом их несложно подключить к существующим системам.

Модульные системы имеют более сложный монтаж и стоимость, но их эффективность превосходит моноблочные конструкции. Они не имеют стандартных форм, так как проектируются, исходя из конкретных условий и задач.

При этом обращаются внимание на множество факторов:

• особенности производственного пространства;
• характеристики технологического процесса;
• качество загрязняющих веществ и другие.

Обычно такая система представляет собой централизованное решение, включающее набор воздуховодов и всасывающий блок, причем на крупных предприятиях может использоваться несколько таких блоков.

Материал воздуховодов определяется в зависимости от вида и объема предполагаемых загрязнений.

Установка системы отсоса производится как можно ближе к источнику загрязнений, чтобы не мешать рабочему процессу.

Наиболее прочными являются конструкции из черного металла, но они же и самые дорогостоящие. В любом случае отдельные участки воздуховодов соединяются с помощью фланцев и болтов.

К преимуществам аспирационных систем относятся:

• относительная простота конструктивных решений;
• совместимость с различными видами производственного оборудования;
• безвредность для окружающей среды;
• возможность автоматизации;
• повышение уровня пожарной безопасности и прочие.

Недостатками таких установок являются, прежде всего, возможное увеличение затрат на электроэнергию, особенно при неправильной организации, а также низкая устойчивость металлических воздуховодов к износу. Эти моменты следует учитывать при выборе подходящей модели.

Значение проектирования

Для создания модульной аспирационной системы проектируются следующие элементы:

• локальный отсос;
• наклонные воздуховоды;
• фильтрационная система;
• высоконапорный вентилятор и т.д.

Как локальный отсос можно воспользоваться различными устройствами, например, бортовыми отсосами, конструкциями типа «зонт» или «укрытие» и другими. Воздуховоды прокладываются от места динамика загрязнений до точки выхода на улицу.

Существует система фильтрации, которая может как удалять очищенные воздушные массы из помещения, так и возвращать их обратно после очистки.

Стационарные аспирационные системы крупных предприятий представляют собой значительные сооружения, требующие проектирования с учётом всех нюансов, характерных для состояния помещения, уровня загрязняющих веществ, конфигурации вентиляции и многих других факторов.

Перед началом проектирования аспирационной установки требуется тщательно провести техническое обследование состояния объекта. Это позволяет обнаружить и устранить слабые места в системе. Аналогично проверке подлежат и уже существующие системы вентиляции и аспирации.

Эффективность аспирации во многом зависит от количества воздуха, проходящего через воздуховоды за единицу времени. Чем выше этот показатель, тем более затратным будет монтаж системы и ее последующая эксплуатация.

При правильном выборе компонентов системы можно значительно сократить как первичные, так и эксплуатационные затраты.

Стационарные аспирационные системы состоят из множества модулей и деталей, которые подбираются индивидуально для каждого предприятия с целью достижения максимальной эффективности (+)

Включает выбор подходящего устройства для отсаса, правильные расчеты распределения приточного воздуха и многое другое. Это опосредованно снижает нагрузку на систему, уменьшает частоту очистки фильтров и увеличивает срок работы вентиляторов и т.д.

Некоторые владельцы производственных мощностей выбирают системы очистки, основываясь на минимуме требований. Они работали с данными циклонного типа, только сообщив поставщику требуемые параметры: объем воздуха и характер загрязнений.

Итогом становится установка, производительность которой не учитывает всех специфических условий. Специалисты подчеркивают, что подобный подход часто приводит к увеличению затрат и снижению эффективности работы оборудования.

Цены на циклонные установки пропорциональны количеству воздуха, который они обрабатывают. Оптимизация существующей системы воздухораспределения позволяет выбрать отсосы и фильтры, обеспечивающие нужный эффект с меньшими объемами воздуха.

Такое оборудование будет более экономичным, сэкономив до одной трети от общей стоимости. Поэтому при выборе оборудования для аспирационный системы важно провести техническую экспертизу и привлечь специалистов с опытом.

Особенности установки

Так как воздуховоды аспирационных систем переносят большие объемы загрязнений, к ним предъявляются более жесткие требования по прочности по сравнению с приточными вентиляционными системами.

Для их изготовления используется сталь толщиной от 1,2 до 5,0 мм, а для деталей разных форм рекомендуется использовать сталь, толщина которой превышает толщину воздуховодов на 1,0 мм.

Для воздуховодов аспирационных решений предполагается использование прочной листовой стали не менее 1,2 мм в толщину. Разъемные соединения облегчают процесс очистки системы от загрязнений.

Запрещается крепить воздуховоды аспирационной системы с помощью хомутов на подвесках. Разрешено использовать только хомуты, закрепленные с помощью кронштейнов, а в некоторых случаях допускается применить цепи для крепления.

Чтобы обеспечить надежную конструкцию, максимальное расстояние между кронштейнами должно составлять три метра для труб диаметром свыше 40 мм и четыре метра — для труб диаметром 400 мм и меньше. Эти рекомендации позволяют обеспечить достаточную прочность системы и снизить вероятность обрушения воздуховодов в процессе их эксплуатации.

Важным аспектом аспирационных воздуховодов является необходимость периодического разборки для удаления загрязнений, накопившихся на внутренних стенках. Кроме того, из-за быстрого износа некоторые компоненты требуют замены.

Для упрощения этого процесса целесообразно использовать быстроразъемные соединительные элементы вместо традиционных фланцев, которые могут выходить из строя из-за постоянной разборки.

Чтобы предотвратить накопление загрязнений в воздуховодах, необходимо правильно настраивать их уклон, что зависит от расчетной скорости воздушных потоков.

Для управления потоками воздуха применяются косые шиберы, которые создают меньшее сопротивление потоку и помогают избегать скопления грязи. Использовать регулировочные дроссельные клапаны в аспирационных системах не рекомендуется. Существенно, чтобы воздуховоды имели корректную угловую ориентацию.

Настройка конструкции определяется заданной скоростью воздухопотока, которая варьируется в зависимости от типа удаляемых загрязнений. Например, для достижения скорости примерно 20 м/с необходим угол наклона 60°, а для 45 м/с — менее 60° и так далее.

Если ожидается наличие липкой пыли в воздуховодах, проектирование таких промышленных систем аспирации должно учитывать максимальную скорость воздушного потока изначально.

Для небольших систем аспирации можно использовать полиэтиленовые шланги подходящего диаметра. Это удобное, но не очень прочное решение, которое можно заменить после определенного времени.

Чтобы упростить процесс очистки воздуховодов, можно вставлять внутрь специальные защитные вкладыши, сделанные из пленки, бумаги и других материалов. Обычные бытовые и даже некоторые промышленные вентиляторы не подходят для систем аспирации, даже если они обладают хорошей мощностью.

Требуются устройства с высокой устойчивостью к износу, которые способны длительно работать под серьезной нагрузкой без сбоев.

Частой проблемой для малонадежных систем аспирации считаются утечки воздуха. Чтобы избежать подобных ситуаций, специалисты советуют отбирать вентиляторы с запасом мощности. На практике потери воздуха могут составлять до 30% от расчётных показателей.

Неправильный выбор места для отсоса может отрицательно повлиять на всю систему. Необходимо учитывать характер технологического процесса при выборе такого элемента.

В одних ситуациях будет уместно применение укрытий типа «зонт», а в других — «витрина», вытяжной шкаф или кабина и так далее. Этот момент нужно обязательно обсуждать с технологом конкретного производства.

Большинство систем аспирации предназначены для выброса очищенного воздуха в атмосферу, хотя иногда этот воздух возвращают обратно в производственное помещение (+).

Для грубой очистки от пыли используют пылевые мешки, бескаркасные пылевые камеры, обункерованные газоходы, сухие циклоны и другие устройства в зависимости от типа пыли.

Для средней очистки часто применяются скрубберы, а тонкую очистку можно производить с помощью различных устройств, включая электрофильтры циклонного типа и рукавные фильтры, иногда используются высоконапорные трубы Вентури или другие соответствующие агрегаты.

Причины возникновения проблем

Даже если в помещении установлена система аспирации, необходимо периодически проверять уровень загрязнения воздуха. Бывает так, что система работает нормально, фильтры чистые, но уровень загрязненности остается слишком высоким.

Причинами могут быть следующие факторы:

• накопление пыли в воздуховодах;
• недостаточная мощность вытяжного вентилятора;
• чрезмерный расход воздуха;
• недостаточный приток свежих воздушных масс.

Если в воздуховодах скапливается слишком много пыли, это указывает на то, что изначально в проекте были заложены низкие скорости движения воздушных масс. Также это может быть следствием ошибок в конфигурации компонентов системы аспирации.

Сложные повороты, участки с небольшим уклоном и недостаточное количество люков для очистки могут затруднять своевременное удаление пыли из системы.

Если аспирационная система спроектирована или смонтирована с нарушениями, она станет испытывать повышенные нагрузки и вскоре выйдет из строя.

Ошибки в установке могут вести к значительным потерям воздуха в системе, что в свою очередь снижает общую эффективность устройства. Утечки могут происходить также из-за неправильной работы системы фильтрации. Для этого в расчетах рекомендуется предусматривать определенный коэффициент на такие потери.

Если через систему проходит достаточное количество воздуха, но эффективность работы остается низкой, возможно, стоит пересмотреть проектирование элемента локального отсоса.

Его следует размещать так, чтобы оно собирало максимальное количество загрязнений, не давая им попасть в атмосферу производственного помещения. Это сооружение должно быть разработано так, чтобы не препятствовать работе и передвижению работников.

Перед разработкой стационарной системы аспирации необходимо провести технический анализ производственного помещения, чтобы определить параметры воздухообмена и основные характеристики системы (+).

При недостаточном поступлении свежего воздуха в помещение будет недоставать кислорода для работы аспирационной системы. Чтобы улучшить условия воздухообмена, в производственном помещении надлежит установить приточную вентиляцию с рекуперацией.

Для горячих цехов достаточно просто сделать проем в стене и закрыть его заслонкой, подогрев воздуха не требуется.

Заключение и полезное видео по теме

Предлагаем вашему вниманию видеообзор распаковки и монтажа мобильной системы аспирации RIKON DC3000, используемой в деревообрабатывающей промышленности:

В этом ролике показана стационарная система аспирации, применяемая в производстве мебели:

Системы аспирации представляют собой современное и надежное решение для очистки воздуха от вредных загрязнений в промышленных помещениях. При правильном проектировании и монтаже, без ошибок, такие системы обеспечивают высокую эффективность и экономическую целесообразность.

Есть ли дополнения или вопросы по аспирационным системам? Оставляйте свои комментарии внизу. Форма обратной связи находится в нижнем блоке.