САНАТОРИИ

Естественная вентиляция производственных помещений

Вентиляция производственных помещений
Классификация вентиляционных систем производственных помещений, преимущества естественной искусственной вентиляции. Расчет механической общеобменной вентиляции.
Определение количества воздуха, необходимого для удаления избытков влаги из помещения.
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже.
Расчет естественной вентиляции - аэрации здания предусматривает определение площади нижних и верхних проемов. Сначала принимают величину площади нижних проемов. Задается схема аэрации здания. Затем, в зависимости oт площади oткрытия верхних и нижних сooтветственно, приточных и вытяжных фрамуг в здании примерно посередине высoты здания принимают уровень равных давлений, где давление равно нулю. Сooтветственно, давление на уровне центров нижних проемов будет сoставлять: Естественная вентиляция производственных помещений ρ ср – сooтветствующая средней температуре плотность воздуха в помещении, кг/м 3 ;
h 1 – высoта oт плоскости равных давлений до нижних проемов, м.
Средняя температура воздуха в помещении
На уровне центров верхних проемов, выше плоскости равных давлений создается избыточное давление, Па, равное:
Именно оно и вызывает выдавливание (вытяжку) воздуха. Общее давление, побуждающее к воздухообмену в помещении: Р е =Р 1 +Р 2
Скорость воздуха в центре нижних проемов, м/с:
где L – необходимый воздухообмен, м 3 /час;
μ 1 – коэффициент расхода, зависящий oт конструкции створок нижних проемов и угла их oткрытия (при 90° oткрытия, μ=0,6; 30° – μ=0,32);
F 1 – площадь нижних проемов, м 2
Затем определяются потери, Па, в нижних проемах:
Приняв, что Р е = Р 1 +Р 2 =h(ρ н - ρ ср ), а температура удаляемого воздуха t уд =t рз +Δ(10 - 15 o С), определяем плотности ρ н и ρ ср. кoторые сooтветствуют температурам t н и t ср.
Избыточное давление в плоскости верхних вытяжных проемов:
Необходимая их площадь (м 2 ):
. Он состоит из диффузора, верхнюю часть которого охватывает цилиндрическая обечайка. Зонт закрывает шахту от атмосферных осадков. На уровне низа обечайки к диффузору прикреплен конус, который предотвращает проникновение ветра внутрь дефлектора. Ветер, обтекая обечайку дефлектора создает пониженное по сравнению с атмосферным давление, в результате чего по шахте вверх движется воздух, который затем выходит наружу через две кольцевые щели между обечайками и краями конуса.
Преимущества естественной вентиляции: простота, невысокая стоимость устройства и эксплуатации, высокая эффективность очистки воздуха. К недостаткам относятся: невозможность подогрева, увлажнения или подсушивания поступающего воздуха; трудности равномерной подачи свежего воздуха по всем рабочим зонам и удаления загрязненного воздуха непосредственно от мест образования производственных вредностей.
Ветровое давление образуется за счет обтекания здания воздушным потоком. При этом с наветренной стороны создается повышенное давление, содействующее поступлению воздуха в помещение, а с подветренной - пониженное давление (разрежение), способствующее выходу воздуха из помещения (рис.).
Рис. Схема аэрации под воздействием ветрового напора
Чтобы обеспечить лучший воздухообмен, предотвратить воздействие холодного воздуха на работающих и устранить возможность простудных заболеваний, приток воздуха в помещение предусматривают в теплый период года на высоте не более 1,8 м от пола, а в холодный период года - не ниже 4 м от пола. Для этого по высоте боковых проемов здания располагают два ряда фрамуг.
Для обеспечения нормальных метеорологических условий в производственных помещениях при проектировании промышленных предприятий наряду с естественной предусматривают механическую вентиляцию.
При механической вентиляции воздухообмен достигается с помощью вентилятора. Поэтому этот вид вентиляции позволяет изменять параметры поступающего в помещение воздуха - нагревать, охлаждать, подсушивать и увлажнять, а также очищать выбрасываемый в атмосферу загрязненный воздух.
Выбор схемы вентиляции для создания в помещениях воздушной среды, удовлетворяющей установленным гигиеническим нормам и технологическим требованиям, зависит от назначения здания, его этажности, характера помещений и наличия производственных вредностей.
Механическая В. В отличие от естественной механическая В. позволяет производить предварительную обработку приточного воздуха — увлажнение, нагрев или охлаждение и очистку от пыли. газов и др. примесей. К установкам местной механической В. относятся местные отсосы открытого типа, включающие защитно-обеспыливающие кожухи, вытяжные шкафы. бортовые отсосы. шарнирно-телескопические отсосы (встроенные в рабочие места. инструменты), перемещаемые отсосы, а также вытяжные зонты, укрытия-боксы, камеры и кабины.
Общеобменная В. применяется в тех случаях, когда вредные вещества, избыточное (преимущественно конвекционное) тепло и влага выделяются рассредоточенно по всему рабочему помещению и удалить их с помощью местных отсосов технически не представляется возможным, а также в тех случаях, когда необходимо разбавить до ПДК остатки воздуха, не удаляемого местными отсосами. Принцип действия общеобменной В. основан на разбавлении загрязненного, перегретого или переувлажненного воздуха до уровней, соответствующих гигиеническим требованиям, что является менее эффективным и менее экономичным.
Приточная В. Приточный воздух необходимо подвергать обработке: подогреву или охлаждению, очищать от пыли, а в некоторых случаях увлажнять. Рециркуляция воздуха в системах приточно-вытяжной В. применяется в холодное и переходное время года в целях экономии тепла, затрачиваемого на подогрев воздуха. При рециркуляции часть воздуха, удаляемого из помещения после соответствующей очистки от вредных веществ, снова направляется в помещение.
Кондиционирование воздуха — создание и автоматическое регулирование в помещениях заданных параметров микроклимата и санитарно-гигиенических параметров (температуры, влажности, подвижности воздуха). Системами кондиционирования должен подаваться воздух, очищенный от пыли. Иногда предъявляются требования по очистке воздуха от бактерий, по ионизации воздуха. дезодорации или ароматизации.
Санитарно-гигиенические требования. Основные санитарно-гигиенические требования к В. производственных помещений определены санитарными нормативами, а также строительными нормами и правилами (СНиП) "Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха". Для эффективной работы В. важно, чтобы еще на стадии ее проектирования было предусмотрено выполнение ряда санитарно-гигиенических и технических требований. Количество воздуха, необходимого для В. производственных помещений и обеспечения требуемых параметров воздушной среды в рабочей зоне. устанавливается расчетным способом. Расчет ведется по избытку явного тепла или влаги или по количеству выделяющихся вредных веществ (пыли, газов, паров ). При одновременном выделении в помещении тепла, влаги и вредных веществ (или их различных сочетаний) необходимый воздухообмен должен устанавливаться по превалирующей вредности.
Зонты делаются открытыми со всех сторон (без свесов) и частично открытыми – с одной, двух или трех сторон – со свесами. В последнем случае конструкция зонта является более совершенной. По форме сечении зонты бывают прямоугольными или круглыми, стационарными или поворотными.
Размеры (м) прямоугольного зонта в плане определяют из выражения A = a + 0.8h, где a – стороны перекрываемой поверхности, м; h – расстояние от перекрываемого оборудования до низа зонта, м. наиболее равномерное всасывание обеспечивается при угле раскрытия зонта ? менее 60?.
При удалении теплоты, влаги скорость воздуха в горизонтальном сечении зонта принимается ? = 0,15 – 0,25 м/с, а при удалении токсичных веществ ? = 0,5 – 1,25 м/с.
Для улавливания газов у проемов печей устанавливают зонты-козырьки. Когда устройство стационарных укрытий невозможно, делают поворотные зонты, которые отводят в сторону во время загрузки оборудования.
^ Всасывающие панели. Местная вытяжная вентиляция. удаляя вредные вещества из помещения, должна препятствовать их попаданию в зоны дыхания рабочего. Местный отсос можно считать удовлетворительно работающим, когда он удаляет вредные вещества от зоны дыхания.
Нередко источник выделения вредных веществ – ванна, печь, стол для сварки и т.п. – укрывают зонтом, под которым находится рабочий (рис. 10), что совершенно недопустимо, так как через зону дыхания в этом случае проходят все вредные вещества. Естественно, что правильной конструкцией отсоса будет такая, при которой поток воздуха минует рабочего. Эффективным местным отсосом, устроенным по этому принципу, является панель Чернобережского (рис. 10,а), применяемая при таких операциях, как газовая сварка, пайка и т.п.
^ Рис. 10 Всасывающие панели и отсосы
Если источник выделения вредных веществ является протяженным (при малой ширине), то для их удаления используют панель соответственно большой длины. Для равномерности всасывания такую длинную панель составляют из нескольких секций.
При сварке на стационарных рабочих местах применяется отсос в виде поворотной панели (рис.10,б), который при помощи телескопического устройства воздуховода может быть вертикально перемещен и повернут на 360?.
При паяльных работах. а также при ручных операциях просеивания, протирки, окраски кистью и т.д. для удаления аэрозолей и газов применяют витринные отсосы (рис. 10,г). Ширина отсосов 0,5 – 0,8 м, остальные размеры выбирают из соображений удобства производимых работ. Скорость всасывания воздуха в рабочем проеме отсоса в зависимости от токсичности удаляемых веществ составляет 0,5 – 1,5 м/с.
^ Пылегазоприемники, воронки. При пайке сплавами свинца применяют отсосы в виде воронок, которые должны быть удалены от места пайки на расстояние не более 250 – 300 мм. Важно также, чтобы электропаяльник, от которого по окончании пайки все еще выделяются вредные вещества, находился поблизости от воронки или внутри. Скорость в сечении воронки размером 200 Х 400 мм должна составлять 2,5 – 3 м/с.
При работе сварочных тракторов на нестационарных местах щелевые и воронкообразные пылегазоприемники монтируют на сварочной головке непосредственно около электрода. Всасывающее отверстие располагается над слоем флюса на высоте 40 – 50 мм, что исключает засасывание флюса в приемник.
Необходимое количество удаляемого воздуха (м 3 /ч) может быть, определено по формуле L c = 12. где А с – сила сварочного тока, А. (16)
При ручной сварке в закрытых объемах находят применеие пылегазоприемники в виде воронок с пневматическими присосами –держателями, позволяющими крепить приемник на любой плоскости в непосредственной близости от сварочной дуги.
^ Бортовые отсосы. При травлении металлов и нанесении гальванопокрытий с открытой поверхности ванн выделяются пары кислот, щелочей, при цинковании, меднении, серебрении – чрезвычайно вредный цианистый водород, при хромировании – окись хрома и т.д. для локализации этих вредных веществ (если укрытие ванн кожухом по техническим причинам не представляется возможным) используют бортовые отсосы (рис.10,г), представляющие собой щелевидные воздуховоды, устанавливаемые у ванн. Ширина щели 40 – 100 мм.
Принцип действия бортового отсоса состоит в том, что затягиваемый в щель воздух, двигаясь над поверхностью ванны, увлекает с собой вредные вещества, не давая им распространяться вверх по помещению.
Бортовые отсосы располагают или у одного борта при ширине ванны до 0,7 м, или у двух противоположных бортов при ширине ванны 0,7 – 2 м. при длительном пребывании изделий в ванне и обслуживании ее с одной стороны, особенно при широких ваннах, делают бортовые отсосы со сдувом.
Количество удаляемого воздуха от бортовых отсосов зависит от токсичности выделяющихся вредных веществ, размеров ванн, уровня раствора, температуры раствора и т.п. так как кислоты и щелочи оказывают корродирующее действие на металл, то отсосы изготовляют обычно из винипласта или покрытой антикоррозионным лаком стали.
В производственных помещениях, в которых выделяются одновременно вредные газы и теплоты или только вредные газы, кроме местных отсосов обязательно делают общеобменную вытяжку из верхней или нижней зоны помещения. Это связано с тем, что даже при хорошей работе местных отсосов возможны прорывы вредных веществ в воздух помещения.
^ 6. Очистка воздуха от вредных веществ
Очистка воздуха от примесей может производится как при подаче наружного воздуха в помещение, так и при удалении из него загрязненного воздуха. В первом случае обеспечивается защита работающих в производственных помещениях, а во втором – защита окружающей атмосферы.
Для очистки воздуха от твердых и жидких примесей применяют пыле- и туманоуловители. Важным показателем работы оборудования является эффективность очистки воздуха, которую определяют по формуле:
где q 1 и q 2 – содержащие примеси до и после очистки, мг/м 3.
Для грубой и средней очистки применяют пылеуловители, действие которых основано на использовании для осаждения частиц пыли сил тяжести или инерционных сил, отделяющих частицы примесей от воздуха при изменении скорости движения (пылеосадительные камеры) и направления его движения (циклоны, инерционные, жалюзийные и ротационные пылеуловители).
^ Рис. 11 Схема пылеотделителя типа «циклон»
Наибольшее применение для очистки воздуха от пыли с размером частиц более 10 мкм получили циклоны (рис. 11). Их устройство простое и эксплуатация несложная, они имеют сравнительно небольшое гидравлическое сопротивление (750 – 1000 Па), высокие экономические показатели. Циклоны длительно эксплуатируют в разнообразных условиях окружающей среды при температурах воздуха до 550К.
^ Рис. 12 Электрофильтры
Для очистки приточного вентиляционного воздуха от пыли и туманов применяют электрофильтры (рис.12). Работа электрофильтров основана на создании сильного электрического поля при помощи выпрямленного тока высокого напряжения (до 35 кВ), подводимого к коронирующим и осадительным электродам. При прохождении запыленного воздуха через зазор между электродами происходит ионизация молекул воздуха с образованием положительных и отрицательных ионов. Ионы, адсорбируясь на частицах пыли, заряжают их положительно или отрицательно. Пыль, получившая заряд отрицательного знака, стремится осесть на положительно заряженном электроде, а положительно заряженная пыль оседает на отрицательно заряженных коронирующих электродах. Эти электроды периодически встряхиваются при помощи специального механизма, после чего пыль собирается в бункере, откуда удаляется.
Для средней и тонкой очистки воздуха от примесей в системах приточной и вытяжной вентиляции широко используют фильтры, в которых запыленный воздух пропускается через пористые фильтрующие материалы, способные задерживать пыль. Если размер частиц пыли больше размера пор фильтрующего материала, то действует поверхностный (сеточный) эффект пылеулавливания с образованием осадка на входе в фильтрующий элемент. Если размер частиц пыли меньше размера пор, то пыль проникает в фильтрующий материал и оседает на частицах или волокнах, образующих этот материал. Такой процесс фильтрования называется глубинным. На практике обычно осуществляются одновременно оба процесса фильтрования, так как размеры частиц пыли и пор всегда обладают определенным диапазоном распределения около их средних значений.
Осаждение твердых и жидких частиц на фильтрующий элемент происходит в результате контакта частиц с поверхностью пор. Механизм осаждения частиц обусловлен действием сил инерции, гравитационных сил, броуновской диффузией в газах и эффектом касания. Для частиц размером менее 0,1 мкм определяющим является процесс диффузии, а для частиц размером более 1 мкм – силы инерции.
В качестве фильтрующих материалов применяют ткани, войлоки, бумагу, сетки, набивки волокон, металлическую стружку, фарфоровые или металлические полые кольца, пористую керамику или пористые металлы.
Важным вопросом при проектировании пыле- и туманоуловителей является возможность их использования в системах рециркуляции воздуха. В соответствии с нормами при использовании рециркуляции должны соблюдаться следующие условия: количество воздуха, поступающего извне, должно составлять не менее 10% общего количества, поступающего в помещение; воздух, возвращаемый в помещение, должен содержать не более 30% вредных веществ по отношению к их ПДК. Исходя из ПДК и обычных концентраций примесей эффективность очистки пыле- и туманоуловителей должна быть 0,9 – 0,95 и более. Очистка вытяжного вентиляционного воздуха от газо и пылеобразных примесей основана на использовании ряда физико-химических методов. К ним относятся абсорбция, хемосорбция, адсорбция, каталитическое дожигание и др.
При абсорбции происходит поглощение жидкостями паро- и газообразных примесей очищаемого воздуха. Абсорберы применяют для очистки вентиляционного воздуха, отводимого от травильных и гальванических ванн, а также при очистке технологических выбросов. Хемосорбция заключается в промывке очищаемого воздуха растворами, вступающими в химические реакции с газообразными примесями в воздухе, такими, как двуокись серы, хлор, сероводород и т.п.
^ Кондиционирование воздуха
Кондиционирование воздуха – это создание и автоматическое поддержание в помещениях независимо от наружных условий постоянных или изменяющихся по определенной программе температуры, влажности, чистоты и скорости движения воздуха, наиболее благоприятных для людей или требуемых для нормального протекания технологического процесса. Поэтому на промышленных предприятиях кондиционирование воздуха применяется либо для обеспечения комфортных (оптимальных) санитарно-гигиенических условий, создание которых обычной вентиляцией невозможно, либо как составная часть технологического процесса. В последнем случае кондиционирование применяют:
для поддержания определенных температурно-влажностных условий, позволяющих производить обработку материалов изделий с минимальными допусками (точное машиностроение, приборостроение, оптическая промышленность, изготовление и калибровка измерительного инструмента);
для обеспечения особой чистоты воздуха исключения выделения влаги из воздуха, а также попадания пота с рук рабочих на точно обработанные поверхности изделий (изготовление точных приборов, электровакуумная полупроводниковая промышленность и т.п.);
для поддержания заданного содержания влаги в материалах изделиях.
Системы кондиционирования могут работать круглый год или только в летнее время, выполняя в последнем случае охладительно-сушительные функции.
Кондиционер- это вентиляционная установка, которая с помощью приборов автоматического регулирования поддерживает в помещении заданные параметры воздушной среды. Кондиционеры бывают двух видов: установки полного кондиционирования воздуха, обеспечивающие постоянство температуры, относительной влажности, скорости движения и чистоты воздуха; установки неполного кондиционирования, обеспечивающие постоянство только части этих параметров или одного параметра, чаще всего температуры.
В зависимости от способа холодоснабжения кондиционеры подразделяются на автономные и неавтономные. В автономных кондиционерах холод вырабатывается встроенными холодильными агрегатами. Неавтономные кондиционеры снабжаются холодоносителем централизованно.
^ Эффективность эксплуатации вентиляционных систем
Эффективность работы вентиляционной установки зависит от того, насколько она правильно спроектирована, а также от качества ее эксплуатации.
При расчете вентиляционных установок могут быть допущены некоторые неточности, а при монтаже – отступления от проекта, в результате чего системы вентиляции иногда не обеспечивают заданной эффективности. Так, в одни помещения может подаваться воздуха больше, чем необходимо, а в другие меньше; температура и влажность воздуха, подаваемого в помещение, могут не соответствовать проекту. Для устранения таких дефектов регулируют систему вентиляции.
Основная задача регулирования состоит в том, чтобы обеспечить на всех участках воздуховодов предусмотренные проектом расходы воздуха. Регулирование производительности системы вентиляции, как правило, осуществляют двумя способами – либо изменением характеристики вентиляционной сети за счет изменения ее сопротивления с помощью регулирующих устройств – шиберов, дроссель-клапанов и др. либо изменением характеристики вентилятора за счет увеличения или уменьшения частоты вращения рабочего колеса.
При регулировании в воздуховодах обеспечиваются предусмотренные проректором расходы воздуха, проверяется работа вентиляторов, электродвигателей, калориферов, фильтров. После проведения регулирования вентиляционную систему испытывают и сдают обслуживающему персоналу. При приемке проверяют качество монтажных работ и соответствие их проекту и основные показатели системы (расход воздуха, температуру нагрева, влажность и др.), а также проверяют, снижается ли до допустимых норм содержание вредных веществ в воздухе помещения.
Допустимые отклонения от проектных данных – по количеству воздуха ±10%, по температуре подаваемого воздуха ±2?, по влажности ± 5 ?.
На основе данных обследования делают общую оценку эффективности системы вентиляции и составляют приемочный акт. На каждую вентиляционную установку составляют паспорт, в который заносят данные, характеризующие работу основных элементов.
Для обеспечения бесперебойной и эффективной работы вентиляция должна осуществляться правильная ее эксплуатация, которой предусматриваются необходимый штат персонала, периодическое обследование состояния воздушной среды, а также элементов вентиляционных установок, правильное обслуживание установок (например, своевременная очистка фильтров, воздуховодов) и проведение планового ремонта.
Вопросы для контроля (экзаменационные, зачетные)
Назначение систем вентиляции в производственных помещениях.
Классификация систем вентиляции.
Принцип работы естественной вентиляции.

Комментарии

Нет комментариев ...

Оставить комментарий

  © ВЕНТИЛЯЦИЯ РОССИИ. Все права защищены..