Промышленная вентиляция и ее виды, проектиование, установка в цехах, других помещениях

Содержание

Для чего нужна промышленная вентиляция

Промышленная вентиляция представляет собой комплекс специальных технологических устройств и приборов, которые выводят отработанный воздух с вредными примесями наружу и обеспечивают приток в производственные помещения свежего. С ее помощью промышленные объекты поддерживают температуру и уровень влажности в соответствии с нормативными требованиями к таким помещениям.

Также наличие системы промышленной вентиляции позволяет избежать возникновения аварий и внештатных ситуаций, связанных с возгораниями.

Требования к вентиляционным системам

Из-за превышающего норму содержания в воздухе некоторых примесей, возрастает угроза пожарной безопасности промышленных предприятий. Для успешного контроля над составом и температурой воздушных масс, а также для обеспечения эффективного воздухообмена осуществляется монтаж систем промышленной вентиляции.

Создание безопасного рекомендованного микроклимата для участников производственного процесса и производства в целом – обязательное условие для законного функционирования предприятия. В настоящее время на государственном уровне регламентированы нормы и требования, которые должны быть учтены инженерами-проектировщиками, среди них:

  • Эксплуатационные.
  • Энергосберегающие.
  • Требования к пожаробезопасности.
  • Санитарно-гигиенические.
  • Экологические.
  • Акустические.

Соблюдение обозначенных требований позволяет осуществить проектирование промышленной вентиляции грамотно и гарантировать содержание помещений для персонала и цехов в установленном порядке. Нарушение регламентированных стандартов способно привести к тому, что контролирующие органы закроют производство, и компания будет обязана выплатить крупный штраф.

Далеко не последнюю роль на этапе проектирования промышленной системы вентиляции играет совокупная цена на вентиляционное оборудование, которая складывается из стоимости непосредственно оборудования, ввода его в эксплуатацию и обслуживания.

Разновидности вытяжек

Оборудование для систем вентиляции

Тот или иной вид промышленной системы вентиляции воздуха выбирают, исходя из задач, которые следует решить, а также предназначения самого помещения. Чаще всего применяется установка с искусственной вентиляцией, которая обходится дороже в эксплуатации за счет потребления большого количества электроэнергии, но при этом справляется со своей работой более действенно.

Принудительную систему можно использовать с дополнительным оборудованием, что предоставляет более широкие возможности. Также можно объединить систему промышленной вентиляции и кондиционирование, чтобы создать максимально комфортный микроклимат в производственном цехе.

Рекуперация

Использование различных типов рекуператоров как одного из элементов вентиляционной системы позволит снизить расходы на электроэнергию. Свежий и отработанный воздух, проходя через рекуператор, обмениваются теплом, и при этом они не смешиваются в случае применения пластинчатой перекрестноточной конструкции. Рекуперация эффективна для больших помещений, где их работа наиболее ощутима.

Также для решения задач вентиляции промышленных зданий можно использовать наборные системы, которые занимают довольно много места и требуют выделения отдельной комнаты. Такие устройства могут быть оборудованы и системой фильтрации.

Виды и типы промышленных систем воздухообмена

В зависимости от функциональных возможностей, особенностей состава и используемых технологий, выделяют следующие виды промышленной вентиляции:

  1. Общеобменная – система, используемая в целом для помещения.
  2. Местная – система для контроля воздухообмена в определённой зоне.
  3. Локальная – система для устранения паров и газов, пыли и иных загрязнений в местах их образования.

Рекомендуем ознакомиться:  Особенности обустройства вентиляции в многоквартирном панельном доме

Помимо обозначенной, действующей также является классификация, по которой промышленная вентиляция подразделяется на:

  • Аварийную.
  • Противодымную.
  • Технологическую.

Технологические системы промышленной вентиляции созданы для того, чтобы контролировать производственные процессы в частности технологические операции.

Естественная вентиляция промышленного типа

Естественная система вентиляции

Каждый из перечисленных видов может быть классифицирован на вентиляцию естественного и механического типов.

Под естественной вентиляцией понимается побуждение перемещения воздушных масс в результате ветра или гравитации, то есть естественных условий. Потоки воздуха внутри помещений самостоятельно курсируют через отверстия, например, через щели из-за неплотного прилегания двери к дверному проёму. Для вытяжки в таких системах используется вытяжной воздухоотвод – несколько единиц в необходимом количестве, определить которое позволяет расчёт вентиляции.

На производительность систем естественного типа оказывает серьёзное влияние сильный контраст температур в помещении и за его пределами, резкие перепады давления, кардинальные изменения направлений ветра, его скорости. Нередко в роли вспомогательного устройства в обозначенных системах выступают дефлекторы.

Старые механические варианты вентиляции

Особенности механической вентиляции

Для обеспечения механической вентиляции характерно использование принудительных устройств, например, вентиляторов, которые осуществляют воздухообмен по специальным каналам.

По направлению воздушного потока промышленные вентиляционные системы механического типа подразделяются на приточные, которые устраиваются в верхней части помещений, и вытяжные, которые располагают на уровне 1,5-2 м над уровнем пола.

Вентиляция на производстве

Для больших производственных площадок требуется  установка промышленной вентиляции смешанного типа, так как для удаления большого объёма воздуха естественным путём с помощью вытяжных отверстий необходимо присутствие в системе принудительных элементов. Поэтому некоторые предприятиям показана комбинированная промышленная вентиляция, монтаж которой позволяет максимально эффективно организовать процесс воздухообмена.

Так, например, для покрасочных цехов будет недостаточно функционирования одной лишь общеобменной вентиляционной системы. Здесь потребуется также внедрение локальной вентиляции в местах образования вредных компонентов. Такая система позволит предотвратить нежелательное перемещение воздушных масс и гарантированно увеличить эффективность вентиляционных процессов в условиях минимального воздухооборота.

Рекомендуем ознакомиться:  Вентиляция в каркасном доме

Трубная конструкция вентиляции

Как можно классифицировать системы промышленной вентиляции

Системы промышленной вентиляции можно классифицировать по трем признакам.

  1. По принципу работы: естественные и механические.

Естественные функционируют за счет разницы давления и температуры снаружи и внутри помещений. Для подачи чистого и отвода отработанного воздуха используют систему вентиляционных отверстий. Воздухообмен регулируют с помощью задвижек или форточек.

Такие системы не требуют больших финансовых вложений, но они малоэффективны, зависят от внешних факторов (времени года, давления) и подходят только для производств, где нет выброса вредных веществ. Фактически с их помощью можно контролировать только температуру и влажность в помещениях.

Механические или принудительные системы промышленной вентиляции работают с помощью специального оборудования и не зависят от внешних факторов. Их можно использовать на любых производствах. У систем больший радиус действия, они улавливают вредные вещества в местах выброса, не допуская распространения, и могут не только очищать воздух, но и подогревать, увлажнять или осушать его.

  1. Механические системы промышленной вентиляции по решаемым задачам делят на общеобменные и местные.

Общеобменные осуществляют воздухообмен во всем помещении. Они удобны, если в цехах нет фиксированных рабочих мест или вредные для здоровья вещества в небольшой концентрации равномерно занимают все пространство.

Местные системы промышленной вентиляции выполняют воздухообмен на отдельных участках производственного помещения. Они эффективны, если имеются точечные очаги выбросов вредных веществ, распространение которых недопустимо.

  1. Механические системы промышленной вентиляции по используемой технологии и принципу подачи воздуха делят еще на три вида: приточные, вытяжные и приточно-вытяжные.

Виды вентиляции

Особенности приточной промышленной вентиляции

При использовании приточной вентиляции воздухообмен обеспечивается за счет нагнетания чистого воздуха в помещения, а отток выполняется естественным образом за счет разницы давлений в помещении и вне его. Такие системы подходят для производств без выделения вредных веществ или при выделении их в малом количестве.

Приточная вентиляция

Особенности вытяжной промышленной вентиляции

В этом случае обеспечивается принудительный отвод загрязненного воздуха из помещений. Приток воздуха выполняется естественным путем в результате падения давления в вентилируемом помещении.

Эти системы оптимальны для очистки воздуха от высокотоксичных веществ и удобны для удаления лишней влаги, углекислого газа или неприятных запахов, но их помощью нельзя регулировать параметры поступающего воздуха.

Вытяжная вентиляция

Особенности приточно-вытяжной промышленной вентиляции

При использовании таких систем приток и вытяжка воздуха выполняются принудительно. В результате обеспечивается качественный и эффективный воздухообмен с очисткой воздуха и регулированием его температуры и влажности. При этом могут быть реализованы две схемы распределения воздуха: перемешивание или вытеснение.

При перемешивании чистый воздух подается в помещение с верхних точек, перемешивается с отработанным и выводится через воздухораспределительные решетки.

При вытеснении снизу подается чистый воздух, вытесняет отработанный и удаляется через воздухораспределительные решетки.

Приточно-вытяжная вентиляция

Основные сегменты воздухообмена промышленных зданий

Организация вентиляционного комплекса является рядом последовательных подготовительных и монтажных мер, призванных связать в единую сеть множество климатических агрегатов:

  1. Воздуховодные трубы;
  2. Воздушные нагнетатели;
  3. Калориферы;
  4. Фильтрационное оборудование;
  5. Кондиционеры;
  6. Приборы для увлажнения воздуха;
  7. Заслонки.

Только грамотно спроектированная и правильно скомпилированная система способна эффективно функционировать даже без участия человека.

Конструкция вентиляционного канала

Воздуховодные трубы

Важнейшим сегментом системы вентилирования промышленных зданий являются воздуховоды. Они представляют собой специальные трубы, по которым под воздействием нагнетательного оборудования, проходит воздушный поток. Воздуховоды соединяются в единую сеть при помощи фасонных компонентов. Продуктивность всего воздуховодного комплекса зависит от рационального подбора элементов, а также добросовестности его монтажа.

Основное различие воздуховодных труб – сечение:

  1. Круглое;
  2. Прямоугольное.

Гибкий воздуховод

Воздуховодный канал

Обе разновидности воздуховодов широко используются в промышленности и на производстве. Помимо этого, существует классификация таких изделий по диаметру, толщине рабочего листа, а также материалу:

  1. Пластик;
  2. Титановые сплавы;
  3. Алюминий;
  4. Медь;
  5. Оцинкованная сталь;
  6. Фиброасбест;
  7. Текстильные материалы.

Фасонные части

Фасонные компоненты

Вентиляторное оборудование

Эффективность воздуховодной сети напрямую зависит от производительности устройств, которые отвечают за перемещение воздушных потоков – вентиляторов. Широкий ассортиментный ряд этих приборов позволяет внедрять их в вентиляционные системы (бытовые или промышленные) любой конфигурации и сложности.

Монтировать нагнетатели можно несколькими способами: непосредственно на стену, внутри воздуховодной трубы (канальные вентиляторы), на специализированных площадках и т.д. Таким образом, по методу исполнения вентиляторы делятся на следующие типы:

  1. Канальные;
  2. Крышные;
  3. Потолочные;
  4. Многозональные.

Радиальный вентилятор

Промышленный вентилятор

Конструктивные различия воздушных нагнетателей:

  1. Осевые;
  2. Диаметральные;
  3. Центробежные;
  4. Безлопастные.

Вентиляционные системы промышленных зданий могут задействовать различные виды воздушных нагнетателей.

Очиститель воздуха

Промышленный фильтр

Фильтрационные устройства

Как мы уже обозначили выше, вентиляция промышленных зданий нуждается не только в реализации приточно-вытяжной воздухообменной схемы. Обработка приточных потоков чрезвычайно важна, в особенности на различных производствах. Вентиляционные фильтры способны производить глубокую и качественную очистку воздушной массы, поступающей в помещения. Классифицировать фильтрационное оборудование можно по степени очистки воздуха:

  1. Очистители 1-го класса – способны улавливать загрязнения практически всех размеров;
  2. Фильтры 2-го класса – очистка до 1 мкм;
  3. 3-й класс фильтрационных приборов – улавливают до 10 мкм.

Установка вентиляционного оборудования

Монтаж вентиляции

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

Аварийная вентиляция на производстве

Является самостоятельной установкой, которая необходима для обеспечения безопасных условий труда на производстве с вероятностью выброса вредных и опасных веществ.

Устройство аварийной системы работает только на вытяжку. Необходимо это для избегания попадания загрязненного воздуха в разные места.

Вентиляция производственных помещений трудоемкий и энергозатратный процесс, который требует специализированных знаний и навыков. Независимо от вида и типа устройства вентиляции на производстве, необходимо соблюдение двух главных факторов: правильное конструктивное исполнение и функциональность. При соблюдении этих условий правильный и здоровый микроклимат обеспечен.

Выводы и полезное видео по теме

Видео познакомит с основными требованиями газовых служб к вентиляционному оборудованию котельных на территории РФ:

Установка вытяжного оборудования требует точности. Но нужно понимать, что для каждой газовой службы характерна своя трактовка норм, стандартов и законов.

Источники

  • https://dantex.ru/articles/promyshlennaya-sistema-ventilyatsii/
  • https://TopVentilyaciya.ru/ventilyaciya/promyshlennaya.html
  • https://hiconix.ru/publications/articles/podrobnyy-gayd-o-promyshlennoy-ventilyatsii/
  • http://ProVozdyx.ru/promyshlennaya/ventilyaciya-promyshlennyx-zdanij
  • https://otivent.com/ventiljacija-proizvodstvennyh-pomeshhenij
  • https://vent-vozduh.ru/proizvodstvo/ventilyatsiya-proizvodstva.html
  • https://sovet-ingenera.com/vent/raschety/trebovaniya-k-ventilyatsii-gazovoy-kotelnoy.html

[свернуть]
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации
Adblock
detector