Общеобменная вентиляция: классификации способов воздухообмена, принципы приточного и вытяжного движения

Общеобменная вентиляция: классификации способов воздухообмена, принципы приточного и вытяжного движения

Содержание

Применение

Вентиляция общеобменного типа устанавливается в той ситуации, когда присутствует необходимость изъятия из воздушных масс помещения таких элементов, как тепло, влага, газ, пыль, различные запахи и пар.

Стоить отметить, что подобная система вентиляции является эффективной только в том случае, если вышеуказанные элементы содержатся в воздухе в малом количестве.

Описание системы

Общеобменная приточная вентиляция используется для того, чтобы удалить лишнюю влагу из воздуха, а также уменьшить концентрацию различных вредоносных газов, которые также присутствуют в воздушных массах. Использование общеобменных приточных систем для уменьшения концентрации газов в воздушных массах производиться только в тех случаях, когда вытяжная или местная вентиляция не проявила свою эффективность.

Организация приточных вентиляционных систем производится с использованием приточной установки, в которую включены следующие элементы:

  • калорифер;
  • специальный фильтр;
  • вентилятор;
  • устройство для изоляции звука;
  • автоматика;
  • комплекс отводов воздуха.

Для того чтобы данный вид системы общеобменной вентиляции отлично подходили до того или иного производственного помещения следует учитывать такие моменты:

  • уровень мощности калорифера, рассчитывается с учетом наиболее низкой температуры (за неделю) и растрат свежего воздуха;
  • растраты кубических метров воздушных масс в час;
  • уровень статического внешнего давления (для системы отводов воздушных масс);
  • шумность в здании.

Значение общеобменной системы

Общеобменная вытяжная вентиляция создана для изъятия присутствующих в воздушных массах вредных компонентов непосредственно из зон их образования. Общеобменные вытяжные системы в состоянии идеально удерживать баланс между уровнем подаваемых и выводимых воздушных масс из комнаты.

Использование вытяжных вентиляционных установок общеобменного типа является актуальным тогда, когда из воздуха необходимо удалить все вредоносные компоненты, но выполнить это локально (с помощью отсосов местного типа) не представляется возможным.

При вытяжной общеобменной вентиляции производственных помещений используется осевой вентилятор единичного формата, на одной оси, с которым находится электрический вентилятор. Последний необходимо располагать в выемке стены или же окна.

Если промышленное помещение довольно большое по площади, то вытяжная вентиляция функционирует с помощью центробежного вентилятора.

Подобные системы могут содержать в себе воздуховод вытяжного типа и если его длина превышает 40 метров, то потеря давления в сети превышает 40 кг/м 2 .

Такая система удовлетворяет все потребности промышленного предприятия и является более популярной, нежели местный или приточный тип вентилирования.

Широко используются еще и приточно-вытяжные общеобменные системы вентилирования.

Приточно-вытяжные вентиляции используются довольно редко, поскольку являются дорогостоящими и требуют тщательного соблюдения пожарной безопасности.

Приточная и вытяжная системы вентиляции

Назначение общеобменной вентиляции

Общеобменная вентиляция: классификации способов воздухообмена, принципы приточного и вытяжного движения
Общеобменная вентиляция циркулирует во всех помещениях

Общеобменная вентиляция – это система, которая, в отличие от локальной, обеспечивает циркуляцию воздушных масс во всем объеме, во всех помещениях. Она проектируется таким образом, чтобы не было «мертвых зон».

Ее применяют в таких случаях:

  • воздух в помещении сильно загрязнен пылью, токсинами;
  • высокая влажность;
  • душно, постоянно не хватает свежего воздуха;
  • хранятся/используются вещества с резким или неприятным запахом;
  • высок риск образования плесени;
  • сильно отличается уровень влажности в разное время года;
  • постоянно образуется конденсат на стеклах.

Все эти проблемы общеобменная вентиляция позволяет решить. При сильном загрязнении воздуха монтируют вытяжную общеобменную вентиляцию. Если воздух не сильно загрязнен, но не хватает кислорода, устанавливают общеобменную приточную систему. Чаще используют приточные и вытяжные элементы, которые обеспечивают удаление загрязненных воздушных масс и приток свежего воздуха. Система при необходимости дополняется фильтрами и нагревателями.

Особенности общеобменной механической вентиляции

Механическая общеобменная вентиляция имеет ряд преимуществ над естественным вентилированием, основное из которых заключается в том, что она функционирует на базе вентиляционных и других приборов, которые дают возможность транспортировать воздушные массы на значительные дистанции. В свою очередь, недостаток механической системы заключается в том, что она потребляет большое количество электрической энергии.

Но даже употребление большого количества энергии можно не считать огромным минусом, если вспомнить о том, что механические системы могут подавать и удалять любое количество воздушных масс в автономном режиме, абсолютно не взаимодействуя с наружными температурами. Если имеется такая необходимость, то в механической вентиляции воздух может подвергаться различным манипуляциям — нагреву или охлаждению, что является просто незаменимой функцией при пожаре.

Данный тип системы вентилирования функционирует даже эффективнее, нежели приточно-вытяжная система.

Механическая общеобменная система поглощает много электроэнергии

Типы вентиляции для жилых и нежилых помещений

Каждое здание в зависимости от своих особенностей нуждается в проветривании особого типа. При проектировке вентиляционной системы учитывают расход воздуха на каждого находящегося в помещении, наличие особых условий – выделяемых газов, запыления, повышение влажности и парообразования, другие факторы. Чтобы обеспечивать эффективное и своевременное проветривание, воздухообменную сеть составляют из элементов необходимого типа.

Вентиляционные системы делят на несколько разновидностей по назначению:

  • Локальный тип обеспечивает вытяжку вредных веществ, избыточного пара и тепла, а также подачу свежего воздуха непосредственно в необходимом месте – над варочной плитой, источником сильного запаха.
  • Общеобменная вентиляция – это комбинированная сеть воздухообмена в средних и крупных помещениях, обеспечивающая общее поддержание стабильной атмосферы, она предназначена для основного воздухообмена и равномерного распределения тепла.
  • Аварийный тип призван реагировать на факторы, угрожающие здоровью обитателей и общей безопасности. Такие системы устанавливают в производственных цехах, химических лабораториях, складах токсичной продукции. Механизм запускается, когда повышается концентрация вредных веществ, и часто включает фильтрационные элементы во избежание утечки газов во вне.
  • Пожарная вентиляция направлена на ликвидацию опасных факторов при возгорании – дыма, токсичных соединений, пыли и влаги от средств тушения. Она удаляет и частично нейтрализует вредные вещества.

В объёмных помещениях обычно применяют комбинированную сеть из местной и общеобменной вентиляции, позволяющую устранять локальные проблемы и поддерживать общую атмосферу в оптимальном состоянии. Так, в квартирах применяется кухонная и душевая вытяжка, а также форточки для быстрой подачи свежего воздуха.

Особенности общеобменной системы вентиляции в разных помещениях

В зависимости от особенностей строений общеобменная сеть бывает:

Встроенной и канальной. В первом случае она может быть представлена простым окошком с вентилятором между комнатами или направленным во вне. Второй вариант включает сеть воздуховодов – каналов, проведённых по всему помещению, что позволяет равномерно осуществлять газовый обмен. В небольших помещениях такая конструкция вшита в потолок или стены, в крупных цехах и лофтах может проводиться на разных уровнях.

Естественной и механической. Простая вентиля ция осуществляется под воздействием естественных факторов – ветра, разности температур и давления по обе стороны системы (простой пример – форточка). Механизированная система обеспечивает нагнетание и отсасывание воздуха с помощью вентиляторов и другого оборудования, создавая необходимое давление, влажность и температуру. В свою очередь эти устройства могут быть представлены осевыми и центробежными вентиляторами в зависимости от сложности и назначения конструкции.

Вытяжной и приточной

Общеобменная система вентиляции может быть разделена на отводящие и подводящие каналы. Это особенно необходимо в помещениях с нетипичными условиями – при повышенной влажности, запылённости, вредных выделениях. Для тяжёлых веществ вытяжные системы проводят под полом, а желоба приточного воздуха – выше, для летучих соединений – наоборот. Промышленные вытяжки оснащают сорбентами и нейтрализаторами. Отводящий канал удаляет отработанный воздух, а приточный нагнетает свежий, иногда обогащённый кислородом и азотом.

Не всегда общеобменная приточная вентиляция подаёт столько же свежего воздуха, сколько уходит в вытяжку. В комнатах с вредными выделениями забор отработанных газов превышает поступление свежего воздуха. Благодаря этому создаётся разница давлений и загрязнённый воздух не распространяется через щели в соседние камеры или комнаты, а наоборот – всасывается для компенсации потери объёма.

Чтобы понять, как устроить вентиляцию, необходимо провести расчёт:

по расходу количества воздуха (м3/ч) – учитывается дыхание человека и животных, наличие растений, загрязняющих факторов;

  • по давлению в системе (Па);
  • по производительности вентилятора (кВт);
  • по скорости нагнетания воздушных масс (м/с);
  • по уровню шума (от перемещения воздуха и работающих элементов механической вентиляции; в дБ).

Важно: система должна быть выполнена из нетоксичных, устойчивых материалов, не подверженных окислению, механическому повреждению и лёгкому загрязнению. Они не должны пропускать пар. Обычно вентиляцию в зданиях строят из оцинкованных стальных, алюминиевых и прочных пластиковых желобов, решёток, лопастей и других элементов.

Зачем нужна комбинированная вентиляционная сеть

Чтобы поддерживать воздух всего помещения чистым свежим при любых обстоятельствах, важно продумать проект вентиляции. В целях экономии электроэнергии на работе механических систем в первую очередь устраивают естественное проветривание: с помощью дверей, окон и встроенных каналов с наружным выведением.

Но для полноценной вентиляции этого недостаточно. В зимнее время важно сохранять тепло в помещениях, увлажнять воздух, в летнее – удалять избыточную влагу. Для этого используют системы кондиционирования с механическим побуждением. Такая общеобменная приточная / вытяжная вентиляция обеспечивает температурный контроль и очищение воздуха.

В санузлах, кухонных помещениях, спортзалах, мастерских дополнительно используются локальные вытяжки, обеспечивающие быстрое устранение пара и запахов. В общеобменной вытяжной вентиляции также применяют отсасывающие устройства. Установки с вентиляторами необходимы в крупных холлах (залы ТЦ, рабочие и промышленные цеха) во избежание скопления СО2 и других газов в непродуваемых зонах.

Совмещать разные виды вентиляции важно для предупреждения аварийных и опасных ситуаций. Комбинированный способ проветривания позволяет поддерживать нормальный воздухообмен без лишних затрат и соблюдать нормы санитарии и пожарной безопасности.

Алгоритм проектирования

Организация воздухообмена внутри общественного здания либо на производстве выполняется в несколько этапов:

  1. Сбор исходных данных — характеристики сооружения, число работников и тяжесть труда, разновидности и количество образующихся вредностей, локализация мест выделения. Очень полезно вникнуть в суть технологического процесса.
  2. Выбор вентиляционной системы цеха или офиса, разработка схем. К проектным решениям выдвигается 3 основных требования – эффективность, соответствие нормам СНиП (СанПин) и экономическая обоснованность.
  3. Расчет воздухообмена – определение объема приточного и вытяжного воздуха для каждого помещения.
  4.  Аэродинамический расчет воздуховодов (если они есть), подбор и расстановка вентиляционного оборудования. Уточнение схем подачи притока и удаления загрязненного воздуха.
  5. Монтаж вентиляции согласно проекту, запуск, дальнейшая эксплуатация и обслуживание.

Монтаж промышленных вентиляторов

Примечание. Для лучшего понимания процесса список работ сильно упрощен. На всех стадиях разработки документации требуются различные согласования, уточнения и дополнительные обследования. Инженер – проектировщик постоянно работает в связке с технологами предприятия.

Нас интересуют пункты №2 и 3 – выбор оптимальной схемы воздухообмена и определение расходов воздуха. Аэродинамика, монтаж вентканалов и оборудования – обширные темы других публикаций.

Виды вентиляционных систем

Чтобы правильно организовать обновление воздушной среды помещения, нужно выбрать оптимальный способ вентилирования либо комбинацию нескольких вариантов. Ниже на структурной схеме упрощенно показана классификация существующих вентсистем, устраиваемых на производстве.

Классификация промышленных систем вентилирования

Разъясним каждую разновидность воздухообмена подробнее:

  1. К неорганизованной естественной вентиляции относится проветривание и инфильтрация – проникновение воздуха через дверные притворы и прочие щели. Организованная подача – аэрация – производится из окон посредством вытяжных дефлекторов и зенитных фонарей.
  2. Вспомогательные крышные и потолочные вентиляторы повышают интенсивность обмена при естественном движении воздушных масс.
  3. Механическая система подразумевает принудительную раздачу и отбор воздуха вентиляторами посредством воздуховодов. Сюда же относится аварийная вентиляция и различные местные отсосы – зонты, панели, укрытия, вытяжные лабораторные шкафы.
  4. Кондиционирование – доведение воздушной среды цеха либо офиса до требуемой кондиции. Перед подачей в рабочую зону воздух очищается фильтрами, увлажняется / осушается, подогревается или охлаждается.

Кондиционирование промышленного здания
Нагрев / охлаждение воздуха с помощью теплообменников – калориферов

Справка. Согласно нормативной документации, к обслуживаемой (рабочей) зоне относится нижняя часть объема цеха высотой 2 метра от пола, где постоянно находятся люди.

Зачастую механическая приточная вентиляция объединяется с воздушным отоплением – зимой уличный поток нагревается до оптимальной температуры, водяные радиаторы не ставятся. Загрязненный горячий воздух направляется в рекуператор, где отдает 50—70% теплоты притоку.

Добиться максимальной эффективности работы при умеренной цене оборудования позволяет комбинация перечисленных вариантов. Пример: в сварочном цехе допускается проектировать естественную аэрацию при условии, что каждый пост оборудован принудительной местной вытяжкой.

Как организовать аэрацию в цехе
Схема движения потоков при естественной аэрации

Советы по выбору

Прямые указания по разработке воздухообменных схем дают санитарные и отраслевые нормы, ничего изобретать и придумывать не нужно. Документы разработаны отдельно для общественных зданий и различных производств – металлургических, химических, предприятий общественного питания и так далее.

Пример. Разрабатывая вентилирование горячего сварочного цеха, находим документ «Санитарные правила при сварке, наплавке и резке металлов», читаем раздел 3, пункты 41—60. Там изложены все требования к местной и общеобменной вентиляции в зависимости от числа работников и расхода материалов.

Рабочее место сварщика с вытяжкой

Приточная и вытяжная вентиляция промышленных помещений выбирается в зависимости от назначения, экономической целесообразности и согласно действующим нормативам:

  1. В офисных зданиях принято делать природный воздухообмен – аэрацию, проветривание. При повышенном скоплении людей предусматривается установка вспомогательных вентиляторов либо организовывается воздухообмен с механическим побуждением.
  2. В машиностроительных, ремонтных и прокатных цехах больших размеров устраивать принудительное вентилирование обойдется чересчур дорого. Общепринятая схема: естественная вытяжка через зенитные фонари либо дефлекторы, приток организован из открываемых фрамуг. Причем зимой распахиваются верхние окна (высота — 4 м), летом – нижние.
  3. При выделении токсичных, опасных и вредных для здоровья паров аэрация и проветривание не допускается.
  4. На рабочих местах рядом с нагретым оборудованием проще и правильнее организовать душирование людей свежим воздухом, чем постоянно обновлять весь объем цеха.
  5. На малых производствах с небольшим количеством источников загрязнения лучше установить локальные отсосы в виде зонтов или панелей, а общее вентилирование предусмотреть естественным.
  6. В производственных корпусах с большим числом рабочих мест и источников выделения вредностей нужно делать мощный принудительный воздухообмен. Городить 50 и более локальных вытяжек нецелесообразно, разве что подобные мероприятия продиктованы нормами.
  7. В лабораториях и рабочих помещениях химических заводов вся вентиляция делается механической, причем рециркуляция запрещена.

Схема принудительной вентиляции цеха
Проект общеобменной принудительной вентиляции трехэтажного здания с применением центрального кондиционера (продольный разрез)

Примечание. Рециркуляция – возврат части отобранного воздуха обратно в цех с целью экономии теплоты (летом – холода), затраченной на нагрев. После фильтрования эта часть перемешивается со свежим уличным потоком в различных соотношениях.

Поскольку в рамках одной публикации нереально рассмотреть все разновидности производств, мы изложили общие принципы планирования воздухообмена. Более детальное описание представлено в соответствующей технической литературе, например, учебное пособие О. Д. Волкова «Проектирование вентиляции промышленного здания». Второй достоверный источник – форум инженеров АВОК (http://forum.abok.ru).

Методики расчета воздухообмена

Цель вычислений — определить расход подаваемого приточного воздуха. Если на производстве используются точечные вытяжки, то удаляемое зонтами количество воздушной смеси прибавляется к полученному объему притока.

Для справки. Вытяжные устройства очень слабо влияют на движение потоков внутри здания. Сообщить им нужное направление помогают приточные струи.

Согласно СНиП, расчет вентиляции производственного помещения делается по следующим показателям:

  • излишки теплоты, исходящие от нагретого оборудования и продукции;
  • водяной пар, насыщающий цеховой воздух;
  • вредные (токсичные) выбросы в виде газов, пыли и аэрозолей;
  • число работников предприятия.

Важный момент. В подсобных и различных бытовых комнатах нормативная база также предусматривает расчет по кратности обмена. Ознакомиться с методикой и воспользоваться онлайн-калькулятором можно на этой странице.

Аксонометрическая схема вытяжной системы
Пример системы локальных отсосов, действующих от одного вентилятора. Предусмотрено улавливание пыли скруббером и дополнительным фильтром

В идеале расход притока считается по всем показателям. Самый больший из полученных результатов принимается для последующей разработки системы. Один нюанс: если выделяется 2 вида опасных газов, взаимодействующих друг с другом, приток рассчитывается по каждому из них, а результаты суммируются.

Считаем расход по выделениям теплоты

Прежде чем взяться за вычисления, нужно провести подготовительные работы по сбору исходных данных:

  • выяснить площади всех горячих поверхностей;
  • узнать температуру нагрева;
  • подсчитать выделяемое количество теплоты;
  • определить температуру воздушной среды в рабочей зоне и за ее пределами (выше 2 м над полами).

На практике задача решается совместно с инженером-технологом предприятия, предоставляющим сведения о производственном оборудовании, характеристиках продукции и тонкостях процесса изготовления. Зная указанные параметры, выполняйте расчет по формуле:

Формула вычисления по излишкам тепловой энергии

Расшифровка обозначений:

·         L – искомый объем воздуха, подаваемый приточными установками либо проникающий через фрамуги, м³/ч;

  • Lwz – количество воздуха, забираемое из обслуживаемой зоны точечными отсосами, м³/ч;
  • Q – величина тепловыделений, Вт;
  • c – теплоемкость воздушной смеси, принимаем равной 1.006 кДж/(кг °C);
  • Tin – температура подаваемой в цех смеси;
  • Tl, Twz – температуры воздуха выше рабочей зоны и в ее пределах.

Расчет кажется громоздким, но при наличии данных выполняется без проблем. Пример: тепловой поток внутри помещения Q составляет 20000 Вт, вытяжные панели удаляют 2000 м³/ч (Lwz) температура на улице + 20 °С, внутри – плюс 30 и 25 соответственно. Считаем: L = 2000 + [3.6 х 20000 — 1.006 х 2000 (25 — 20) / 1.006 (30 — 20)] = 8157 м³/ч.

Избытки водяных паров

Следующая формула практически повторяет предыдущую, только параметры теплоты заменены обозначениями влажности:

Расчетная формула расхода притока по влагосодержанию

  • W – количество паров воды, поступающих от источников за единицу времени, грамм/час;
  • Din – содержание влаги в притоке, г/кг;
  • Dwz, Dl – влагосодержание воздушной среды рабочей зоны и верхней части помещения соответственно;
  • остальные обозначения – как в предыдущей формуле.

Сложность методики заключается в получении исходных данных. Когда объект построен и производство работает, показатели влажности определить нетрудно. Другой вопрос – рассчитать выделения паров внутри цеха на стадии проектирования. Разработкой должны заниматься 2 специалиста – инженер-технолог и проектировщик вентсистем.

Выбросы пыли и вредных веществ

В данном случае важно хорошо изучить тонкости технологического процесса. Задача – составить список вредностей, определить их концентрацию и вычислить расход подаваемого чистого воздуха. Расчетная формула:

Как посчитать расход воздуха по вредным веществам

  • Mpo – масса вредного вещества либо пыли, выделяемой за единицу времени, мг/час;
  • Qin – содержание этого вещества в уличном воздухе, мг/м³;
  • Qwz – предельно допустимая концентрация (ПДК) вредности в объеме обслуживаемой зоны, мг/м³;
  • Ql – концентрация аэрозоля или пыли в оставшейся части цеха;
  • расшифровка обозначений L и Lwz дана в первой формуле.

Локальная вытяжка над печью

Алгоритм работы вентиляции выглядит следующим образом. В помещение направляется расчетное количество притока, разбавляющее внутренний воздух и понижающее концентрацию загрязнителей. Львиную долю вредных и летучих веществ втягивают локальные зонты, расположенные над источниками, смесь газов удаляет механическая вытяжка.

Количество работающих людей

Методика применяется для расчета притока в офисные и другие общественные здания, где отсутствуют промышленные загрязнители. Нужно выяснить количество постоянных рабочих мест (обозначается латинской буквой N) и воспользоваться формулой:

Как высчитать воздухообмен по количеству жильцов

Параметр m показывает объем воздушной чистой смеси, выделяемый на 1 рабочее место. В проветриваемых офисах значение m принимается равным 30 м³/ч, полностью закрытых – 60 м³/ч.

Замечание. В расчет принимаются только постоянные рабочие места, где сотрудники пребывают не менее 2 часов в день. Число посетителей роли не играет.

Расчет зонта местной вытяжки

Задача локального отсоса – отобрать вредный газ и пыль на этапе выделения, прямо от источника. Чтобы добиться максимальной эффективности, нужно правильно подобрать размер зонта в зависимости от габаритов источника и высоты подвеса. Методику вычислений удобнее рассматривать с привязкой к чертежу отсоса.

Чертеж зонта локальной вытяжки

Расшифруем буквенные обозначения на схеме:

  • А, Б – искомые размеры зонта в плане;
  • h – расстояние от нижней кромки втягивающего устройства до поверхности очага выброса;
  • а, б – размеры перекрываемого оборудования;
  • D – диаметр вентиляционного воздуховода;
  • H – высота подвеса, принимается не более 1.8…2 м;
  • α (альфа) – угол раскрытия зонта, в идеале не превышает 60°.

Первым делом рассчитываем габариты отсоса в плане по простым формулам:

Как определить размеры вытяжного зонта

Дальше методом подбора определяем угол раскрытия и переходим к расчету расхода всасываемого воздуха:

Как определить расход воздуха через скорость потока

  • F – площадь широкой части зонта, вычисляется как А х Б;
  • ʋ — скорость воздушного потока в створе короба, для нетоксичных газов и пыли принимаем 0.15…0.25 м/с.

Примечание. Если необходимо отсасывать токсичные вредности, нормы требуют увеличить скорость вытяжного потока до 0.75…1.05 м/с.

Зная количество отбираемого воздуха, нетрудно подобрать канальный вентилятор требуемой производительности. Сечение и диаметр вытяжного воздуховода определяется по обратной формуле:

Как определить сечение воздушной трубы

Классификация вентиляционных систем

Все существующие вентиляционные системы группируют по 4 признакам:

  1. По способу перемещения воздуха вентиляцию называют: естественной, механической или искусственной, совмещенной, когда присутствуют одновременно оба варианта.
  2. По направлению воздушного потока вентиляционные системы делят на приточные, вытяжные или приточно-вытяжные.
  3. По месту действия вентиляционные системы объединяют в 3 группы: общеобменную, местную, комбинированную.
  4. По назначению выделяют рабочую и аварийную системы.

Базой при проектировании вентиляции для рабочих мест на производстве являются нормы, прописанные в СНиПе 41-01-2003. Природный и механический воздухообмен работают по разным схемам.

Тогда как процессы, протекающие при естественной вентиляции, зависят от теплового и ветрового напора и человеку практически неподвластны, то принудительный воздухообмен возможен только при его активном участии.

Схема действия естественного воздухообмена

Вентилирование помещений, осуществляющееся первым способом, не что иное, как простое проветривание. Происходит оно без вмешательства человека и возможно, когда ограждения недостаточно плотные, и пропускают в помещение воздух как извне, так и изнутри.

На направление оказывает влияние давление. Если его показатели имеют более высокое значение снаружи, то открывается путь для проникновения в помещение чистого воздуха с улицы. В противном случае теплый воздух из помещения находит пути выхода наружу. Зачастую эти процессы протекают параллельно.

Естественная вентиляция
Большой плюс естественной вентиляции заключается в том, что ее устройство не требует значительных затрат ни на оборудование, ни на подвод электропитания. Из всех существующих схем эта самая простая

Активное естественное вентилирование происходит неорганизованно в силу случайно сложившихся обстоятельств. Оно наблюдается в условиях, когда температура воздуха снаружи и внутри здания резко отличаются.

Способствует этому процессу и появление отдельных участков с высокими и заниженными показателями давления со стороны корпуса, интенсивно обдуваемой ветром и с его более защищенной стороны соответственно. При таком раскладе наблюдается инфильтрация — воздух поступает в помещение с наветренной стороны, а выходит наружу с подветренной.

Коэффициент воздухообмена, характеризующий интенсивность процесса, при естественном способе вентилирования не превышает 0,5.

Комфортные условия, для находящихся в производственном помещении людей и работающего оборудования, неорганизованная вентиляция обеспечить не может. Здесь обязательно должны присутствовать специально разработанные системы.

Естественная вентиляция организованного вида реализуется путем аэрации или при помощи дефлекторов. Как подача, так и удаление воздуха из помещения происходит или через проемы в ограждающих конструкциях, или через воздухоотводы. В канальной вентиляции обязательно присутствует дефлектор.

Вентиляционная система
Когда говорят о вентиляции на производстве, то имеют ввиду не только оборудование, но и его техобслуживание, и целый комплекс мероприятий, касающихся создания здорового микроклимата

Естественная вентиляция с использованием аэрации

В цехах, где технологией предусмотрено образование тепла в больших количествах, аэрация предполагает воздухообмен, осуществляемый через световые фонари и оконные проемы под воздействием температурного и ветрового напора. В холодных цехах ассимиляция воздуха происходит только под ветровым напором.

При устройстве аэрации необходим обязательный учет розы ветров, иначе в производственное помещение могут попасть вредные выбросы из труб соседних предприятий. Ничего не должно мешать и выходу паров, вредных газов через световые фонари.

Лучшее условия для вентиляции создает расположение строения с наветренной стороны по отношению к вредному производству. Открывание и закрывание фрамуг должно быть автоматизировано, чтобы можно было управлять ими снизу.

Разное их расположение позволяет регулировать подачу свежего воздуха. Аэрация — более подходящий вариант для цехов большого объема, в которых нет возможности применить механическую вентиляцию ввиду ее большой стоимости.

Вентиляция с аэрацией
При помощи аэрации в отдельных случаях, получается организовать, основываясь на естественной тяге, эффективный воздухообмен. С этой целью устанавливают светоаэрационные фонари

Рекомендованная высота подачи воздуха в помещение при таком типе вентиляции — минимум 0,3 и максимум 1,8 м в теплый период и минимум 4 м в холодный. Оптимальный вариант — форточки специальной конструкции на 3 уровнях. Когда тепло, свежий воздух проходит через фрамуги, находящиеся внизу, а грязный — уходит через верх.

Средний ряд форточек обеспечивает поток воздуха при отрицательной температуре. За то время, пока воздушная масса достигает уровня пола, она успевает прогреться.

Дефлектор для производственных помещений
Когда необходимо удалять большой объем воздуха требуется дефлектор значительной величины или несколько меньших, равных большему по производительности

В производственных постройках небольших объемов на каналы или трубы, предназначенные для вытяжки, устанавливают дефлекторы. С их помощью удаляют отработанный воздух из цехов, где имеется общеобменная вытяжка.

А также их используют для отвода нагретых газов от печей, прессов, горнов. При их установке исходят из траектории господствующего воздушного потока.

Искусственная или механическая вентиляция

Являясь более совершенной, чем естественная, этот тип вентиляции, предполагает значительные финансовые и эксплуатационные вложения. В такой системе могут присутствовать устройства не только очищающие, но и ионизирующие, увлажняющие, подогревающие воздух.

Схема принудительной вентиляции
В схему механической вентиляции входи: воздухозаборная шахта (1), калорифер (2), подача воздуха (3), вытяжной вентилятор (4), воздуховоды вытяжной вентустановки (5), вентканалы (6), циклон (7)

Механическая вентиляция бывает как приточной, так и вытяжной или совмещенной, то есть приточно-вытяжной.

Преимущества ее очевидны:

  • обеспечение забора чистого воздуха и его обработку — подогрев, подсушку, увлажнение;
  • перемещение воздушных масс на значительные расстояния;
  • доставка чистого воздуха прямо на рабочее место;
  • удаление грязного воздуха и его очистка;
  • независимость работы – эффективность системы не зависит от окружающих условий.

В основном, вытяжная и приточная системы работают совместно, но иногда рекомендуют использование только одного из этих двух видов.

Задача приточной вентиляции — обеспечить снабжение рабочего помещения воздухом, благотворно влияющим на здоровье людей.

Применяют ее там, где производственные процессы сопровождаются большими тепловыделениями, содержащими незначительное количество вредных веществ. Чистый воздух, поступающий по воздуховодам, распределяют по рабочим местам посредством применения распределительных насадок.

Системы, удаляющие из помещения воздух, содержащий различные загрязняющие вещества, называют вытяжными. Такой вид воздухообмена используют в производственных помещениях, где нет вредных выбросов и не исключено минимальное значение такого параметра, как кратность воздухообмена.

Это могут быть складские, вспомогательные, бытовые помещения. Приток воздуха обеспечивают путем инфильтрации. С задачей эффективного удаления загрязненного воздуха и его очисткой хорошо справляются аспирационные системы.

В случае потребности в активном и надежном воздухообмене применяют приточно-вытяжную вентиляцию. Чтобы как-то оградить малозагрязненные помещения от соседствующих с ними цехами с повышенным уровнем загрязнений в системе создают небольшое давление.

Вытяжка
Схему воздухообмена на предприятии монтируют на основе расчетов. Их точность — залог грамотного и эффективного функционирования системы

На стадии проектных работ по созданию системы приточно-вытяжного вентилирования рассчитывают расход воздуха, для чего используют формулу:

Lотс = 3600FWо, где

F – суммарная площадь проемов в м²,  — среднее значение скорости, с которой происходит втягивание воздуха. Этот параметр зависит от токсичности выбросов и типа выполняемых операций.

Приемные вытяжные устройства могут находиться на разной высоте. Главное, чтобы загрязненные воздушные потоки не меняли своей естественной траектории движения. Выбросы, имеющие больший, чем у воздуха удельный вес, всегда находятся в нижней зоне, поэтому там же надо размещать устройства для их забора.

В осенне-зимний период воздух, подаваемый в помещение, необходимо подогревать. Чтобы уменьшить затраты используют рециркуляцию, предусматривающую подогрев части очищенного воздуха и возврат его в помещение.

Для работы ПВУ с рекуперацией должны соблюдаться 2 правила:

  1. Снаружи поступает не менее 10% свежего воздуха, а в обратно подаваемом воздухе содержание загрязненных примесей не превышает 30% относительно предельно допустимой вместимости.
  2. Запрещается применять рециркуляцию на производстве, где в воздушной массе присутствует взрывоопасная пыль, микроорганизмы, способные вызывать разные болезни, выбросы, относящиеся к 1-3 классам опасности.

Выбор вида вентиляции по месту действия зависит от веса выбросов, их сосредоточения, температуры. Обобщенная вентиляция позволяет отводить весь объем грязного воздуха независимо от того, с каких точек он поступает.

Варианты организации производственных помещений
Механическая вентиляция может быть как общеобменной, так и местной. Первая из них бывает канальной и бесканальной

Наибольшее распространение получил канальный вариант. Здесь для продвижения воздуха по специальным воздуховодам предусмотрено наличие эжекторной установки или задействуют вентилятор — осевого либо центробежного типа.

Если воздуховоды отсутствуют, то систему называют бесканальной. Вентиляционное оборудование в этом случае монтируют непосредственно в стене или в перекрытии. Главное условие — наличие естественной вентиляции.

Возможность появления в помещении выбросов с большой степенью взрывоопасности, не позволяет монтировать на воздуховоды вентиляционное оборудование, поэтому в этих случаях применяют эжекторы.

Приточную общеобменную искусственную вентиляционную систему зачастую соединяют с центральным отоплением. За пределами строения организовывают воздухоприемники для поступления свежего воздуха.

Шахты располагают над крышей и над землей. Главное, чтобы вблизи приемников не было производств с вредными выбросами.

Сами воздухозаборные отверстия должны находиться на расстоянии от земли минимум 2 м, а если производство размещено в зеленой зоне — минимально допустимая дистанция от уровня земли до нижней точки проема должна равняться 1 м.

Принцип действия общеобменной приточной вентиляции несложный:

  • вентилятор засасывает воздушные массы через калорифер;
  • воздух нагревается и увлажняется;
  • воздушные потоки поступает внутрь здания по специальным вентканалам.

Объем поступающего воздуха координируют, предназначенными для этой цели, клапанами или заслонками.

Общеобменная вентиляция
Концентрированные пары, газы, которые не смогла удалить вытяжная вентиляция общая и местная, разбавляет приточная общеобменная система. Также она ассимилирует избыточную влагу и тепло

Общеобменная искусственная вентиляция приточно-вытяжного вида бывает разомкнутой и замкнутой. В первом случае это 2 независимые системы, одна из которых нагнетает воздух, а вторая — параллельно удаляет предварительно обезвреженный отработанный.

Подходят эти системы для цехов, где выделяются вещества 1-2 классов вредности, а само производство относится к категориям А, Б, В.

Кроме рабочей вентиляции в потенциально опасных производственных помещениях, должен присутствовать и аварийный ее вариант. Делают ее в основном вытяжной. Для помещений, относящихся к категориям А, Б, Е, систему снабжают механическим приводом.

Все элементы системы должны соответствовать требованиям ПУЭ. В цехах категории В, Г, Д допустимо наличие естественного побуждения вентиляции, если производительность обеспечивается при самых неблагоприятных погодных условиях.

Решетки и патрубки аварийной вентиляционной системы располагают в местах наиболее высокой концентрации опасных веществ.

На трубах и шахтах аварийной вентиляции не нужно устанавливать зонты. Сами отверстия недопустимо размещать там, где постоянно находятся люди. Это ухудшит местный микроклимат.

Аварийная вентиляция
Роль аварийной вентиляции заключается в снижении насыщенности выбросов вредными веществами на время эвакуации работников из цеха. Чем больше людей трудится на производстве, тем больше времени занимает процесс эвакуации

Приточную аварийную вентиляцию устанавливают в цехах, где в случае чрезвычайной ситуации, произойдет выброс паров или газов, являющихся более легкими, чем воздух. Переключение на аварийную вентиляцию должно происходить автоматически, как только выйдет со строя обычная система.

Местное вентилирование помещений

Местная вытяжка ликвидирует отработанный воздух в местах, где происходит его загрязнение. В комплект производственных вытяжек входят вентиляторы вытяжные, трубопроводы, вентиляционные решетки.

Местную вентиляцию, предназначенную для удаления от оборудования веществ, относящихся к 1 и 2 классам опасности, устраивают так, чтобы при отключенной вентиляционной системе запуск оборудования становился невозможным.

В некоторых случаях предусматривают резервные вентиляторы и снабжают местные отсосы автоматикой. Делят такую вентиляцию на 2 вида — приточную и вытяжную. Приточный вид вентилирования выполняют в виде тепловых завес, воздушных душей.

Тепловые завесы из воздуха

Проемы, которые остаются открытыми длительное время (более 40 м за смену) или открываются довольно часто (более 5 раз), способствуют переохлаждению людей, находящихся в помещении. К негативным последствиям приводит и работа сушильных установок, выделяющих загрязнения.

В этих случаях устраивают воздушные завесы. Они выступают в качестве барьера на пути холодного или очень перегретого воздуха.

Воздушные и воздушно-тепловые ширмы проектируют так, чтобы в холодное время при открытии проемов температура в цехах не опускалась ниже отметки:

  • 14°С — во время выполнения работы, не требующей больших физических усилий;
  • 12°С — когда работа классифицируется, как средней тяжести;
  • 8°С — при выполнении тяжелой работы.

Если рабочие места находятся недалеко от ворот и технологических проемов устанавливают экраны или перегородки. Воздушно-тепловая завеса возле дверей, выходящих наружу, должна состоять из воздуха с максимальной температурой 50°С, а у ворот — не более 70°С.

Местная вытяжка с использованием специальных отсосов

Местная система вытяжки при помощи специальных отсосов сначала захватывает, а затем отводит вредные для здоровья примеси в виде газов, дыма и пыли.

Это своеобразный воздушный душ, задача которого заключается в нагнетании свежего воздуха на фиксированном месте и понижении температуры в зоне притока. Применяют его на производстве, где на работников воздействуют высокие температуры и лучистая энергия интенсивностью более 300 ккал/м²в час, излучаемая нагревательными и плавильными печами.

Бывают такие установки как стационарными, так и передвижными. Они должны обеспечивать скорость обдува от 1 до 3,5 м/с.

Схема воздействия воздушного душа
Применение воздушного душа — один из способов установления теплового баланса между человеком и средой, в которой он вынужден находиться

Существует и такое понятие, как воздушный оазис, являющий собой то же самое устройство, включенное в систему местной вентиляции. Оно создает в определенной части производственного помещения микроклимат с заданными параметрами.

Очищенный воздух, подаваемый в заданную отчужденную зону, обычно подвергается специальной тепловлажностной обработке.

Воздушный оазис
Воздушный оазис создает улучшенные условия на рабочем месте и нейтрализует воздействие вредных веществ. Часто это отдельные кабины, но когда их установка невозможна, на рабочие места направляют струю воздуха

Если местное отсасывающее устройство приблизить непосредственно к месту выделения веществ, загрязняющих пространство, удастся удалить воздух, содержащий более высокий их процент, чем при вентиляции общеобменного типа. Местная вентиляция позволяет значительно снизить воздухообмен.

Расчет воздухообмена

Если в результате производственной деятельности не выделяются вредные вещества, то количество воздуха, необходимого для вентиляции рассчитывают по формуле:

L = N х Lн, где

N — это число людей, обычно находящихся в помещении, — объем воздуха, необходимого для 1 человека, измеряемый в мᶾ/ч. По норме это от 20 до 60 мᶾ/ч.

С использованием такого параметра, как кратность воздухообмена, расчет выполняют по формуле:

L = n х S х H, где

n — кратность воздухообмена в помещении (для производственного помещения n=2), S — площадь помещения в м², а H — его высота в м.

Оборудование и материалы


Основные узлы вентиляции

Проектируя приточно-вытяжную вентиляцию общеобменного типа, которая является наиболее эффективной, в загородных домах вытяжку организуют обычно там, где образуются влага и интенсивные запахи – в ванной, кухне, туалете. Приточные клапаны устанавливают зачастую в спальне и гостиной. Приточные клапаны следует оборудовать фильтрами и устройствами нагрева, поскольку в холодное время года в помещение будет поступать чистый, но холодный воздух. Монтаж сложной общеобменной вентиляционной системы не обходится без следующих видов оборудования:

  • клапаны;
  • устройства очистки;
  • охладители и нагреватели воздуха;
  • рекуператоры;
  • вентиляторы;
  • решетки вентиляции;
  • распределители воздушного потока;
  • электронные устройства контроля и управления;
  • глушители шума.

Рекуператоры устанавливают с целью экономии. Они передают тепловую энергию нагретого воздуха, удаляемого из помещения, приточному холодному воздуху.

Схема общеобменной вентиляции


Схема общеобменной вентиляции

Без составления проекта и расчетов добиться эффективности общеобменной вентиляции невозможно. В проекте должны учитываться все детали, касающиеся соблюдения норм пожарной безопасности, санитарных норм. В обязательном порядке уделяется внимание архитектурным особенностям, составляется схема. Чем больше помещений в здании, тем сложнее будет проект.

Вначале необходимо выполнить расчеты, касающиеся объема приточного и вытяжного воздушного потока. Затем определяют виды и количество оборудования, материалов, крепежей. Выбирают способ монтажа и составляют смету для каждого этапа.

Общеобменная вентиляция эффективнее локальной, но сложнее для самостоятельного проектирования и монтажа, поэтому за организацию такой системы своими руками стоит браться только в случае небольших объектов. Сложные проекты должны выполняться профессионалами с учетом норм СНиП, иначе велика вероятность пустой траты финансов и создания неэффективной системы.

Источники
  • https://vozduhstroy.ru/ventilyaciya/obshcheobmennaya.html
  • https://StrojDvor.ru/ventilyaciya/osnovnoe-naznachenie-obshheobmennoj-ventilyacii/
  • https://quantum-v.ru/articles/obshheobmennaya-sistema-ventilyaczii-chto-eto-takoe-i-zachem-nuzhna/
  • https://otivent.com/ventiljacija-proizvodstvennyh-pomeshhenij
  • https://sovet-ingenera.com/vent/raschety/ventilyaciya-proizvodstvennyx-pomeshhenij.html
[свернуть]

Поделиться:
×
Рекомендуем посмотреть
Adblock
detector