Применительно к промышленности вентиляция производственных помещений – это комплекс мер, оборудования и организации его обслуживания, преследующий цели поддержания стабильного воздухообмена и перемещения воздушных потоков в помещениях.

Вентиляционные системы устанавливаются для поддержания нормативных метеорологических параметров в помещениях разной функциональности. Классифицировать виды вентиляции производственных помещений можно по следующим признакам:

• Способ организации воздухообмена – естественная и принудительная (механическая) вентиляция .
• Назначение: приточная или вытяжная вентиляция .
• Зона обслуживания: общеобменная или местная система.
• Конструктивно: канальная или бесканальная система вентиляции.

Виды промышленной вентиляции

Такая естественная вентиляция производственных помещений основана на естественной тяге воздуха, на появление которой влияют следующие факторы:

• Разность наружных температур воздуха и температуры внутри помещений (аэрация).
• Разность атмосферного давления между нижним уровнем в помещении и вытяжкой, которая монтируется на крыше.
• Скорость и давление ветра.

Организация работы естественной вентиляции помещений не потребует значительных вливаний в оборудование. Установка естественной вентиляции – самая простая из существующих систем и не требует подвода электричества. Недостатки – зависимость от значений температуры, давления, направления и скорости ветра. Точный расчет естественной вентиляции производственных помещений производится по формулам:

Варианты обмена воздушных потоков

Действующие нормы вентиляции производственных помещений отражены в СНиП 41-01-2003 от 26.06.2003 года. Согласно этим предписаниям общеобменная вентиляция должна обеспечивать обмен воздуха во всем помещении. Правильно установленная общеобменная вентиляция производственных помещений удаляет отработанные массы по всему объему помещения, а приточное оборудование подает чистый воздух обратно.

• Приточный обмен воздушных масс

Ассимиляция лишней влаги, тепла и разбавление вредных выделений и примесей – задачи приточной общеобменной вентиляции. Все это позволяет соблюдать санитарно-гигиенические нормативы и стандарты для комфортного нахождения на рабочем участке.

Если в помещении холодно, то приточная общеобменная вентиляция решает и проблемы механического побуждения, очищения и подогрева приточных воздушных масс.

• Вытяжка общеобменного типа

Простейший прибор для организации общеобменной вытяжной системы вентиляции – вентилятор с воздухоотводом в окна или в вытяжной канал. При длине воздуховода больше 30-40 м и снижении давления больше 30-40 кг/м2 осевой вентилятор следует заменить на центральный. Общеобменные системы вентиляции производственных помещений часто работают в паре с другими вентиляционными системами (чаще это естественная или механическая вентиляция), так как из-за разнородности вредных примесей и разных условий их образования применение какой-то одной системы малоэффективно.

• Воздуховоды при вентилировании помещений

Использование вентиляционных систем предполагает в некоторых случаях для эффективного перемещения воздуха наличие сети воздуховодов, то есть канальные системы. При отсутствии вентиляционных каналов такая система называется бесканальной. Например, вентилятор устанавливается в перекрытии или в стене, при наличии системы естественной вентиляции и т.д. Любая вентиляционная система обладает 4 главными свойствами: функциональность, объем обслуживаемых площадей, способ перемещения воздушных масс и конструктивное исполнение.

Главным назначением вытяжной вентиляции является устранение отработанного воздуха из обслуживаемого помещения. Вытяжная вентиляция, как правило, работает в комплексе с приточной, которая, в свою очередь, отвечает за подачу чистого воздуха.

Для того чтобы в помещении был благоприятный и здоровый микроклимат, нужно составить грамотный проект системы воздухообмена, выполнить соответствующий расчет и сделать монтаж необходимых агрегатов по всем правилам. Планируя , нужно помнить о том, что от нее зависит состояние всего здания и здоровье людей, которые в нем находятся.

Малейшие ошибки приводят к тому, что вентиляция перестает справляться со своей функцией так, как нужно, в комнатах появляется грибок, отделка и стройматериалы разрушаются, а люди начинают болеть. Поэтому важность правильного расчета вентиляции нельзя недооценивать ни в коем случае.

Главные параметры вытяжной вентиляции

В зависимости от того, какие функции выполняет вентиляционная система, существующие установки принято делить на:

1. Вытяжные. Необходимы для забора отработанного воздуха и его отведения из помещения.
2. Приточные. Обеспечивают подачу свежего чистого воздуха с улицы.
3. Приточно-вытяжные. Одновременно удаляют старый затхлый воздух и подают новый в комнату.

Вытяжные установки преимущественно используются на производстве, в офисах, складских и прочих подобных помещениях. Недостатком вытяжной вентиляции является то, что без одновременного устройства приточной системы она будет работать очень плохо.

В случае если из помещения будет вытягиваться больше воздуха, чем поступает, образуются сквозняки. Поэтому приточно-вытяжная система является наиболее эффективной. Она обеспечивает максимально комфортные условия и в жилых помещениях, и в помещениях промышленного и рабочего типа.

Современные системы комплектуются различными дополнительными устройствами, которые очищают воздух, нагревают или охлаждают его, увлажняют и равномерно распространяют по помещениям. Старый же воздух безо всяких затруднений выводится через вытяжку.

Прежде чем приступать к обустройству вентиляционной системы, нужно со всей серьезностью подойти к процессу ее расчета. Непосредственно расчет вентиляции направлен на определение главных параметров основных узлов системы. Лишь определив наиболее подходящие характеристики, вы можете сделать такую вентиляцию, которая будет в полной мере выполнять все поставленные перед ней задачи.

По ходу расчета вентиляции определяются такие параметры, как:

1. Расход.
2. Рабочее давление.
3. Мощность калорифера.
4. Площадь сечения воздуховодов.

При желании можно дополнительно выполнить расчет расхода электроэнергии на работу и обслуживание системы.

Вернуться к оглавлению

Пошаговая инструкция по определению производительности системы

Расчет вентиляции начинается с определения ее главного параметра – производительности. Размерная единица производительности вентиляции – м³/ч. Для того чтобы расчет расхода воздуха был выполнен правильно, вам нужно знать следующую информацию:

1. Высоту помещений и их площадь.
2. Главное назначение каждой комнаты.
3. Среднее количество человек, которые будут одновременно пребывать в комнате.

Чтобы произвести расчет, понадобятся следующие приспособления:

1. Рулетка для измерений.
2. Бумага и карандаш для записей.
3. Калькулятор для вычислений.

Чтобы выполнить расчет, нужно узнать такой параметр, как кратность обмена воздуха за единицу времени. Данное значение устанавливается СНиПом в соответствии с типом помещения. Для жилых, промышленных и административных помещений параметр будет различаться. Также нужно учитывать такие моменты, как количество отопительных приборов и их мощность, среднее число людей.

Для помещений бытового назначения кратность воздухообмена, использующаяся в процессе расчета, составляет 1. При выполнении расчета вентиляции для административных помещений используйте значение воздухообмена, равное 2-3 – в зависимости от конкретных условий. Непосредственно кратность обмена воздуха указывает на то, что, к примеру, в бытовом помещении воздух будет полностью обновляться 1 раз за 1 час, чего более чем достаточно в большинстве случаев.

Расчет производительности требует наличия таких данных, как величина обмена воздуха по кратности и количеству людей. Необходимо будет взять самое большое значение и, уже отталкиваясь от него, подобрать подходящую мощность вытяжной вентиляции. Расчет кратности воздухообмена выполняется по простой формуле. Достаточно умножить площадь помещения на высоту потолка и значение кратности (1 для бытовых, 2 для административных и т.д.).

Чтобы выполнить расчет обмена воздуха по числу людей, проводится умножение количества воздуха, которое потребляет 1 человек, на число людей в помещении. Что касается объема потребляемого воздуха, то в среднем при минимальной физической активности 1 человек потребляет 20 м³/ч, при средней активности этот показатель поднимается до 40 м³/ч, а при высокой составляет уже 60 м³/ч.

Чтобы было понятнее, можно привести пример расчета для обыкновенной спальни, имеющей площадь, равную 14 м². В спальне находится 2 человека. Потолок имеет высоту 2,5 м. Вполне стандартные условия для простой городской квартиры. В первом случае расчет покажет, что обмен воздуха равняется 14х2,5х1=35 м³/ч. При выполнении расчета по второй схеме вы увидите, что он равен уже 2х20=40 м³/ч. Нужно, как уже отмечалось, брать большее значение. Поэтому конкретно в данном примере расчет будет выполняться по числу людей.

По этим же формулам рассчитывается расход кислорода для всех остальных помещений. В завершение останется сложить все значения, получить общую производительность и выбрать вентиляционное оборудование на основании этих данных.

Стандартные значения производительности систем вентиляции составляют:

1. От 100 до 500 м³/ч для обычных жилых квартир.
2. От 1000 до 2000 м³/ч для частных домов.
3. От 1000 до 10000 м³/ч для помещений промышленного назначения.

Вернуться к оглавлению

Определение мощности воздухонагревателя

Чтобы расчет вентиляционной системы был выполнен в соответствии со всеми правилами, необходимо обязательно учитывать мощность воздухонагревателя. Это делается в том случае, если в комплексе с вытяжной вентиляцией будет организована приточная. Устанавливается калорифер для того, чтобы поступающий с улицы воздух подогревался и поступал в комнату уже теплым. Актуально в холодную погоду.

Расчет мощности воздухонагревателя определяется с учетом такого значения, как расход воздуха, необходимая температура на выходе и минимальная температура поступающего воздуха. Последние 2 значения утверждены в СНиП. В соответствии с этим нормативным документом, температура воздуха на выходе калорифера должна составлять не меньше 18°. Минимальную температуру внешнего воздуха следует уточнять в соответствии с регионом проживания.

В состав современных вентиляционных систем включаются регуляторы производительности. Такие приспособления созданы специально для того, чтобы можно было снижать скорость циркуляции воздуха. В холодное время это позволит уменьшить количество энергии, потребляемой воздухонагревателем.

Для определения температуры, на которую устройство сможет нагреть воздух, используется несложная формула. Согласно ей, нужно взять значение мощности агрегата, разделить его на расход воздуха, а затем умножить полученное значение на 2,98.

К примеру, если расход воздуха на объекте составляет 200 м³/ч, а калорифер имеет мощность, равную 3 кВт, то, подставив эти значения в приведенную формулу, вы получите, что прибор нагреет воздух максимум на 44°. То есть если в зимнее время на улице будет -20°, то выбранный воздухонагреватель сможет подогреть кислород до 44-20=24°.

Вернуться к оглавлению

Рабочее давление и сечение воздуховода

Расчет вентиляции предполагает обязательное определение таких параметров, как рабочее давление и сечение воздуховодов. Эффективная и полноценная система включает в свой состав распределители воздуха, воздуховоды и фасонные изделия. При определении рабочего давления нужно учитывать такие показатели:

1. Форма вентиляционных труб и их сечение.
2. Параметры вентилятора.
3. Число переходов.

Расчет подходящего диаметра можно выполнять с использованием следующих соотношений:

1. Для здания жилого типа на 1 м пространства будет достаточно трубы с площадью сечения, равной 5,4 см².
2. Для частных гаражей – труба сечением 17,6 см² на 1 м² площади.

С сечением трубы напрямую связан такой параметр, как скорость воздушного потока: в большинстве случаев подбирают скорость в пределах 2,4-4,2 м/с.

Таким образом, выполняя расчет вентиляции, будь то вытяжная, приточная или приточно-вытяжная система, нужно учитывать ряд важнейших параметров. От правильности этого этапа зависит эффективность всей системы, поэтому будьте внимательны и терпеливы. При желании можно дополнительно определить расход электроэнергии на работу устраиваемой системы.

Вентиляция в производственном цехе представляет собой сложный комплекс взаимосвязанных между собой процессов и устройств, нацеленный на создание качественного воздухообмена внутри производственного помещения.

Система вентиляции цеха играет гораздо более важную роль, чем аналогичная система в любом другом помещении. Главный акцент состоит в том, что это целая система инженерных разработок, которая призвана обеспечить бесперебойную фильтрацию воздуха от вредных и токсичных примесей и его функциональную циркуляцию, не нарушая при этом ход технологических процессов, а способствуя благоприятным условиям для их успешного выполнения.

Виды вентиляции промышленных цехов

В зависимости от способа перемещения воздуха, вентиляция производственных цехов может быть:

• естественная;
• механическая.
  

В первом случае, воздухообмен происходит за счет температурной разницы и разницы в давлении потоков воздуха. Такой тип вентилирования может быть неорганизованным (основанным на элементарных физических явлениях — например, сквозняк) и организованным (аэрация). Для этого задействуют спецконструкции (например, короба с заслонами), позволяющие регулировать величину и силу воздушного потока.

Механическая вентиляция позволяет производить предварительную обработку приточного воздуха (охлаждение, нагрев, увлажнение) и фильтрацию загрязненного воздуха перед выбросом в атмосферу.

*При создании проекта вентиляции цеха и определении норм воздухообмена при естественной и механической вентиляции, руководствуются СНиП 41-01-2003.

Как инженерно-технологический объект, вентиляцию промышленных цехов можно условно разделить на 2 вида, по способу организации воздухообмена:

• местного типа;
• общеобменного типа.

В первом случае, главная задача местной вентиляции заключается в локализации и последующем удалении вредных и токсичных веществ и выбросов, непосредственно в месте их возникновения. На практике, источник загрязнения укрывается со всех сторон т.н. щитами, формируя своеобразный колпак. Внутри подобного укрытия возникает разрежение при отсосе воздушных масс потому, что давление внутри ниже атмосферного. Такая мера препятствует поступлению вредных примесей в помещение. Местная система вентиляции цеха достаточно эффективно справляется с очищением воздуха, а ее организация довольно бюджетна.

В тех случаях, когда местная вентиляция не может локализовать источники загрязнения в полном объеме, задействуют общеобменный тип вентиляции. Его цель заключается в комплексном очищении воздуха во всех производственных помещениях (либо их значительной части), посредством разбавления концентрации вредных примесей, пыли и грязи, тепловых излучений и проч.

Общеобменная вентиляция отлично справляется с поглощением тепла и, в основном, применяется в случаях, когда нет выброса вредных примесей в атмосферу производственных помещений. Если специфика производства предполагает выброс газов, вредных паров, канцерогенов и пыли, применяют вентиляцию смешанного типа: общеобменная+местные отсосы.

В отдельных случаях предприятия, чье производство связано со значительным пылевыделением или выбросом токсичных примесей, полностью отказываются от общеобменной вентиляции. Объясняется это тем, что мощная общеобменная система может попросту разнести эти вредности и пыль по всей территории цеха.

Ключевая концепция построения вентиляционных систем заключается в том, чтобы удалить максимальный объем вредностей при помощи местных отсосов (а это главный базис, на котором строится промышленная вытяжная вентиляция), а оставшиеся примеси разбавить притоком свежего воздуха, снизив их концентрацию до предельного допустимого уровня.

Классификация вентиляции промышленных цехов по способу действия:

• приточная вентиляция цеха;
• вытяжная вентиляция цеха;
• приточно-вытяжная вентиляция цеха.
  

Приточная вентиляция в цехе Вытяжная вентиляция в цехе

Приточная система вентиляции цеха нацелена на обеспечение свободного притока свежего воздуха в объемах, которого будет достаточно для полноценного функционирования производства. В системах приточного типа, в основном, используют канальные вентиляторы, которые производят забор воздуха извне с последующим его пропуском через калориферы, где происходит нагрев и увлажнение (если требуется).

Такие системы способны полностью обеспечить принудительное поступление воздушных масс в цех. При этом, давление воздуха увеличивается в сравнении в показателями давления атмосферного, что способствует естественному (неорганизованному) выдавливанию отработанного воздуха на улицу через щели, выходы или отверстия.

Местная приточная вентиляция может быть нескольких видов и включать такое оборудование, как:

• воздушный душ (поток чистого воздуха, направляемый на рабочее место: стационарные и мобильные)
• воздушные и воздушно-тепловые завесы (с подогревом и без)
• оазисы (обслуживают целые участки цеха, где воздух двигается с рассчитанной скоростью и температурой)

Вытяжная система выполняет удаление загрязненного/влажного/горячего/токсичного воздуха, а его замещение на чистый происходит неорганизованно — через оконные и дверные проемы и т. п. Такая вентиляция цеха очень актуальна при технологических процессах, предполагающих большое выделение тепла, влаги, вредных испарений и при значительном штате задействованных на производстве сотрудников.

Все виды вытяжных вентиляционных установок производственных цехов состоят из нескольких компонентов:

• отсоса (открытого типа — состоящие из защитного кожуха, вытяжного зонта, шарнирно-телескопических/бортовых отсосов, воздухоприемников; или закрытого типа — к которым можно отнести вытяжные шкафы (для производств с повышенным выделением токсичных газов и ядовитых паров), камеры, боксы-укрытия (для работы с особо ядовитыми и радиоактивными веществами), кабины)
• вентилятора (центробежного или осевого);
• вытяжного канала;
• фильтра;
• воздуховода

Приточно-вытяжная вентиляция цеха осуществляет удаление грязного воздуха с одновременной подачей свежих воздушных масс. Распределение потоков может происходить 2 способами:

• путем перемешивания;
• путем вытеснения.

Для первого варианта в потолочном или стеновом пространстве производят монтаж высокоскоростных диффузоров, через которые уличный воздух принудительно попадает в помещение. Внутри он естественным образом перемешивается с отработанным и удаляется через диффузный клапан.

Во втором варианте, на уровне пола производят монтаж воздухораспределителей, через которые происходит принудительный приток свежего воздуха. Прохладный воздух распределяется внизу помещения, а теплый поднимается наверх и естественным образом вытесняется через вентиляционные решетки.

Особенности расчетов и устройства вентиляции в цехах различного назначения

Проектирование вентиляции цеха - сложная инженерная задача, для решения которой необходимо выполнить тщательные расчеты, которые в значительной степени зависят от его назначения. Производственная вентиляция должна удалять все вредности, включая горячий воздух, взрывоопасные примеси и ядовитые выделения, пары воды — все, что выделяется в процессе производства продукцией, оборудованием и персоналом.

Расчет системы вентиляции цеха выполняется отдельно по каждому из видов загрязнений:

По излишкам тепла:

Q = Q u + (3,6V - cQu * (Tz - Tp) / c * (T 1 - T p ), где

Q u (м 3) — объем, который отводится местным отсосом,

V (Ватт) — кол-во теплоты, которое выделяет продукция или оборудование,

с (кДж)-показатель теплоемкости = 1,2 кДж (справочные данные),

T z (°С) — t загрязненного воздуха, отводимого от рабочего места,

Т р (°С) — t приточных воздушных масс,

Т 1 — 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

М (мг*час) — масса токсичных веществ, выделяемых за один час,

K m (мг/м 3) — содержание токсичных вещ-в в воздухе, отводимых местными системами,

К р (мг/м 3) — кол-во отравляющих вещ-в в приточных воздушных массах,

K u (мг/м 3) — содержание токсичных вещ-в в воздухе, отводимое общеобменными системами.

По излишкам влаги:

Q = Q u + (W - 1,2 (O m -O p) / (O1-Op)), где

W (мг*час) - кол-во влаги, которое попадает в помещение цеха за 1 час,

O m (грамм*кг) — объем пара, отводимый локальными системами,

О р (грамм*кг) — показатель влажности приточного воздуха.,

О 1 (грамм*кг) — кол-во 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 м 3 на человека в проветриваемом помещении, 60 м 3 — в непроветриваемом).

Расчет вытяжной вентиляции цеха

Определить кол-во вытяжного воздуха можно по следующей формуле:

L=3600*V *S , где

L (м 3) — расход воздуха,

V — скорость воздушного потока в вытяжном устройстве,

S — площадь проема установки вытяжного типа.

Особенности вентиляции цехов различной направленности

Вентиляция механического цеха

Вредности: тепловые выделения от электрических двигателей, персонала, пары аэрозолей и охлаждающих жидкостей, масла, эмульсии, пыль — наждачная и механическая.

Местные отсосы: над шлифовальными/обдирочными станками, станками без охлаждения, баками для эмульсий, ваннами для мытья деталей.

Общеобменная : приток воздуха сверху; расчет воздуха по избыткам влаги и тепла — не менее 30 м 3 на 1 чел.

Вредности : тепло от прессов, пары растворителей, клея, отходы деревообработки — пыль, стружки, опилки

Отопление: воздушное, совмещенное с системой вентиляции

Местные отсосы: напольные и подпольные для отходов древесных, отсосы от станков; очищение воздуха происходит в рукавных фильтрах, циклонах

Общеобменная: рассредоточенный приток воздуха в верхнюю зону, через воздуховоды перфорированного типа (в основном)

Вредности: испарения щелочей, кислот, электролитов, избыток тепла и влаги, пыль, водород цианистый

Отопление : воздушное, совмещенное с системой вентиляции

Местные отсосы: бортовые для ванн, независимые вытяжные системы над ваннами с цианистыми и кислыми растворами, взрывобезопасные вентиляторы, обязательное оснащение отсосов для ванн с кислотами различным типов резервными вентиляторами. Обязательная фильтрация вытягиваемых воздушных масс

Общеобменная: воздуховоды из антикоррозийных материалов или обязательное антикоррозийное покрытие всех воздуховодов; подача 5% от притока во все смежные помещения; 3-кратный воздухообмен в отделениях для приготовления растворов и цианистых солей. Обязательная фильтрация вытягиваемых воздушных масс.

Вредности: фтористые соединения, окиси азота, углерода, озона

Отопление: воздушное, совмещенное с системой вентиляции

Местные отсосы: желательны (по возможности)

Общеобменная: вытяжка: 2/3 из нижней зоны, 1/3 — из верхней. Расчет воздуха на разбавление вредных выбросов от сварки до предельного допустимого уровня.

Расчет производится исходя из веса сварочных электродов, которые расходуются за 1 час: для ручной сварки — 1500-4500 м 3 *ч на 1 кг. электродов, 1700-2000 м 3 *ч для полуавтоматической на углекислом газу, 2500-5400 м 3 *ч — для сварки с использованием порошковой проволоки.

Вентиляция цеха покраски

Вредности : испарения растворителей/разбавителей, частицы краски

Отопление : центральное, либо воздушное, которое совмещено с вентиляцией

Местные отсосы: у агрегатов обезжиривания, окрасочных камер, установок струйного облива, камер сушки, столов, стендов, ванн окунания.

Общеобменная: приток для компенсации местной вытяжки + 1 крат, общеобменная вытяжная вентиляция не меньше 1 крат из верхней зоны.

Вентиляция в литейных цехах

Главная задача вентиляции литейного цеха — справиться с огромным количеством тепла, которое выбрасывается в производственные помещения.

Вредности: лучистое тепло, огромное количество тепловыделений, аммиак, сернистый газ, окись углерода

Отопление: совместно с системой вентиляции

Местные отсосы : практически для всех видов оборудования горячего цеха

Общеобменная вытяжная с механическим побуждением в верхней зоне цеха +аэрация + душирование рабочих мест + общеобменная приточная вентиляция.

Создание и проектирование вентиляции в производственных цехах любого назначения доверяется исключительно профессионалам, которые обеспечат соблюдение всех необходимых нормативов и выполнят расчеты, с учетом особенностей вашего производства.

Воздушная среда внутри промышленных зданий загрязняется гораздо интенсивнее, нежели в квартирах и частных домах. Виды и количество вредных выбросов зависит от множества факторов – отрасли производства, типа сырья, применяемого технологического оборудования и так далее. Рассчитать и спроектировать вентиляцию производственных помещений, удаляющую все вредности, довольно сложно. Постараемся на доступном языке изложить расчетные методики, прописанные в нормативных документах.

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.

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.

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, / осушается, подогревается или .

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 – 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.

Схема движения потоков при естественной аэрации

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.

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.

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 .

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:

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 + = 8157 м³/ч.

Избытки водяных паров

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

• 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:

• 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.

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:

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.

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:

• 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:

Заключение

Проектирование вентиляционных сетей – задача опытных инженеров. Поэтому наша публикация носит ознакомительный характер, пояснения и расчетные алгоритмы несколько упрощены. Если вы хотите досконально разобраться в вопросах вентилирования помещений на производстве, рекомендуем изучить соответствующую техническую литературу, другого пути не существует. Напоследок – методика расчета воздушного отопления в рамках видеосюжета.