Системы вентиляции производственных помещений: вытяжная, местная, естественная

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.

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.

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.

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.

Естественная вентиляция в производственных зданиях

так устроена вентиляция коровника

Любая естественная приточная или вытяжная вентиляция производственного помещения функционирует, используя разницу температур и давления воздуха в цехе и на улице. Значит, движущей силой естественной тяги являются ветровой и тепловой напоры.

Вследствие перепада температур из цеха вытесняются расширенные теплые воздушные массы, а на их место затягиваются чистые, холодные. С наветренной области формируется область повышенного давления, усиливающая приток свежего воздуха снаружи. С подветренной стороны здания давление наоборот всегда понижено, что способствует оттоку отработанного воздуха. Физические законы успешно применяют для вентиляции предприятий с интенсивным тепловыделением. Но не во всех случаях мощный обмен воздуха гарантирует создание всех необходимых условий для работы персонала.

Если в стенах и окнах цеха есть щели, часто открываются двери или ворота, вероятно появление сквозняков и понижение температуры. Летом же на удаленных от дверей и окон участках нормы вентиляции производственных помещений нарушаются.

Аэрация воздуха в помещении

принцип движения воздуха при аэрации

Аэрация в некоторых случаях создает эффективный воздухообмен на основе естественной тяги. Для ее реализации устанавливаются аэрационные фонари – специально разработанные элементы вентиляции.

Иногда при строительстве производственного помещения расчет вентиляции не производится, оборудование не монтируют. Тогда можно в уже готовом цеху разместить шахты и каналы, работающие за счет теплового напора. Выходы шахт прикрывают оголовками-дефлекторами. Ветер обдувает дефлектор и формирует в трубе область разрежения, усиливая подсос воздуха. Подобная система широко используется в сельскохозяйственных и животноводческих постройках, кузнях, небольших пекарнях. Устанавливается труба на самом высоком выступе крыши.

Аэрация это один из наиболее эффективных примеров естественной промышленной вентиляции. Ее используют на производствах с обильным образованием газов, ядов и тепла.

Устройство естественной вентиляции на производстве

В обслуживаемых зданиях обустраивают 3 уровня проемов с форточками особой конструкции. Первые два ряда проемов располагаются на высоте 1-4 метров от пола. В крыше устанавливают светоаэрационные фонари с регулируемыми форточками.

Летом потоки чистого воздуха попадают сквозь нижние фрамуги, а грязные уходят вверх. В холодное время года воздух проникает через средний ряд форточек и, согреваясь, достигает уровня нахождения персонала.

Разным положением форточек регулируется интенсивность вентиляции. Рассчитывая вентиляцию производственного помещения, определяют площадь форточек, проемов. Так как наихудшее время для работы системы – теплая безветренная погода, ее и берут за точку отсчетов.

Перемешанный с пылью и газами чистый воздух направляется в зоны нахождения людей. Чтобы предупредить распространение пыли и грязи, устанавливают фонари незадуваемой конструкции с защитой от ветра.

В жаркое время года приточный воздух охлаждается методом распыления в нем холодной воды из форсунок, расположенных в области форточек. Воздух охлаждается и немного увеличивается влажность.

К зданиям с естественной аэрацией предъявляются некоторые требования:

  • периметр его должен быть открыт доступу воздуха;
  • аэрируются одноэтажные цеха или расположенные на последних этажах многоэтажек.

Очень сложно смонтировать естественную вентиляцию в многопролетных промышленных помещениях. При ширине цеха более 100 метров доставка чистого воздуха к центру здания практически неосуществима. Тогда для аэрации устанавливают незадуваемые фонари Батурина с отдельным каналом для вытяжки и притока. Зимой такая система может вызвать нежелательное падение температуры в рабочей зоне производственного помещения. Поэтому в многопролетных цехах обычно устанавливается принудительная вентиляция с обогревом притока.

Управление всеми элементами аэрации осуществляется механически.

Другой плюс в невысокой стоимости механизмов.

Недостатки:

  • зависимость от погоды;
  • сложность управления;
  • невозможность обеспечения удаленных рабочих мест свежим воздухом.

Аэрация, как вид вентиляции производственных помещений, неприемлема, если технология подразумевает распространение вредных примесей, пыли. Потому что фильтрация отработанных воздушных масс невозможна.

Вентиляция, созданная искусственно (механическая) на производстве

Данный вид обеспечивает поступление и удаление воздушных потоков с помощью вентиляторов. Организация механической системы требует вложения больших энергоресурсов и экономических затрат. Несмотря на это, имеет ряд преимуществ:

  • Позволяет производить забор воздуха из необходимого места
  • Есть возможность влиять на физические свойства: охлаждать или подогревать воздушный поток, повышать или понижать уровень влажности
  • Можно осуществить подвод воздуха напрямую на рабочее место или отвод с последующей фильтрацией

Очищение загрязненного воздуха из помещений, обязательное условие на производстве. Данный фактор на строгом контроле у природоохранных организаций.

Механическая система в зависимости от конструкции, целей, и задач поставленных перед ней различается:

  1. Приточная
  2. Вытяжная
  3. Приточно-вытяжная

В производственных местах воздушная система подбирается исходя из нужд и специфики места эксплуатации.

Приточная вентиляция на производстве

Предназначается для снабжения производственного помещения чистым воздухом. Устанавливается преимущественно в местах с повышенными рабочими температурами и небольшой концентрацией вредных веществ.

Нечистый воздух удаляется через отводы естественной вентиляции (фрамуги, вентиляционные шахты) подпираемый дополнительно воздушным потоком приточной вентиляции.

По типу устройства различают следующие приточные установки:

  • Моноблочная. Данные устройства просты в эксплуатации и обслуживании, однако имеют большую стоимость. При монтаже закрепляют основной блок, к которому подводятся воздуховоды и подключается электрическое питание.
  • Наборная. Устройства требуют специальных навыков для установки, относительно недороги в цене.

С помощью приточной вентиляции можно влиять на среду

и подвергнуть необходимой обработке: нагреть, осушить, увлажнить, в зависимости от типа производства.

Вытяжная вентиляция на производстве

Выполняет противоположные приточной вентиляции функции. Вытяжная система вентиляции производственных помещений обеспечивает отвод воздуха.

На производстве самостоятельно применяется для небольших перемещений воздушного потока. В зависимости от распространённости, различают вытяжные вентиляции:

  • Общеобменная. Перемещение воздуха охватывает объём всего помещения
  • Местная. Предназначена для удаления воздуха из определенного рабочего места

Преимущественно устанавливается на складах, подсобных помещениях, в местах, где нет большой концентрации вредных газов и примесей.

Приток в этом случае поступает методом инфильтрации через каркас здания, окна, фрамуги.

Приточно-вытяжная вентиляция в производственных помещениях

Главная задача приточно- вытяжной системы – обеспечение производственных помещений свежим воздушным потоком

и удаление обработанного, загрязненного воздуха. Данный вид системы является наиболее распространенным на производствах с повышенными требованиями к воздухообмену. Необходимо правильный расчет при установке проточно-вытяжной вентиляции на производствах, чтобы потоки воздуха не попадали, без надобности, в смежные помещения и не удалялись оттуда.

Устройства поступления свежего воздуха размещают со стороны обслуживания оборудования, чтобы вредные вещества или теплые пары не попадали на персонал.

Необходимы точные расчеты для установки данного вида.

Нормативные документы и расчет воздухооборота

Кратность обмена воздуха в здании регулируется СТО, СНиПами и правилами ТБ, применимыми для конкретного предприятия. Требования к гигиене и санитарии в помещениях производства регулируются СанПиН 2.2.4.548-96.

Методические указания для расчета воздухооборота.

Обмен воздушными массами рассчитывается следующим образом:

где L- объем поступающего воздуха м³/ч;
n- число, указывающее кратность воздушного обмена;
S – площадь объекта, м²;
H- высота объекта, м.

Естественные условия вентиляции увеличивают количественное число показателя кратности до 3-4 раз в час. С целью повышения этого параметра используют механическую вентиляцию.

Расчетные параметры вытяжной вентиляции помещений производства определяются по следующей формуле:

А=а+0,8z, B=b+0,8z

В случае наличия круглых откосов D=d+0,8z

где а×b – габариты источника выброса, d – диаметр.
Ʋв – скорость перемещения воздуха там, где происходит его выделение;
Ʋз – скорость всасывания в районе зонта;
z – высота установки.

Цеха производства

Места рабочих в цехах часто попадают под воздействие тепловой энергии и вредных веществ. Нормы воздушного обмена для производственных цехов определены СНиП 41-01-2003.

Расчетные значения цеховой вентиляции вычисляются следующим образом:

где L- расход воздуха, м³;
V- скорость воздушного потока в устройстве, м/с;
S- площадь, определяемая проемом установленной вытяжки, м².

Значения воздухооборота в помещениях производства зависят от:

  1. площади и формы цеха;
  2. количества персонала;
  3. интенсивности физической нагрузки людей;
  4. технологии производства;
  5. тепловых потерь оборудования;
  6. повышенной влажности в цеху.

Выбросы пыли и вредных веществ

В зависимости от направленности работ, осуществляемых производственными цехами, вредные выбросы бывают в виде паров химических веществ, механической пыли, тепловых выбросов.

Вытяжные устройства могут иметь различную мощность и схему работы. В случае возникновения аварии и внезапного выброса повышенного количества отравляющих паров и газов в помещениях производства должна быть смонтирована дополнительная вентиляция с вытяжкой, обеспечивающая обмен, превышающий общую вентиляцию в десять раз.

Включение вентиляционного оборудования, установленного на случай аварии, должно производиться как снаружи, так и во внутренней части здания, и за небольшой промежуток времени уменьшать концентрацию ядовитых газов и удалять вредные отходы в виде пара на местах работы.

Вентиляция складских комплексов

Вентиляционное обеспечение складов обеспечивает сохранность, хранящейся там продукции от воздействия вредных факторов. В помещениях складских комплексов присутствуют выделения пыли, тепла. Если там хранятся опасные вещества могут присутствовать вредные выделения газа.

Нормы вентиляции для помещений, в которых располагаются склады регулируются СП 60.13330.2012 «СНиП 41-01-2003. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха».

Вытяжные конструкции монтируются в самых грязных местах складских зданий.

Показатель кратности воздухообмена определяется следующим образом:

где A(м³/ч)-воздушный объем, выделяемый в складском помещении в течение одного часа;
V(м³ )- объем складского помещения

Считаем расход по выделениям тепла

Избытки тепла (кДж/ч), выводимые из складского помещения вычисляются по следующей формуле:

где Q_n- тепловая энергия, выделяемая в помещение от оборудования и работающих людей, кДж/ч.;
Qотд. – выделение тепла в окружающую среду, кДж/ч.

При условии имеющихся теплоизбытков, расчет количественного параметра воздуха (в м³/ч), необходимых для удаления за 1 час, рассчитывается по формуле:

где С – теплоемкость воздушных масс, С=1, кДж/кг;
ΔT – разница между температурными значениями поступающего и удаляемого воздуха, К;
γпр – плотность приточного воздуха, γпр=1,29 кг/м³.

При наличии опасных газов или пыли расчет L производится отдельно для каждого случая.

Расчетная величина кратности по выделениям теплоты вычисляется следующим образом:

Избытки водяных паров

Воздушные массы, содержащие большую концентрацию водных паров, отрицательно воздействует на состояние человека. Показатель относительной влажности, обеспечивающий комфортное пребывание человека в помещении, составляет 40-60%.

Избытки водяных паров удаляют установкой дополнительных щелевых отсосов. Они способны удалять воздух, насыщенный водяными парами, в объеме 300-500 м³/ч.

Требования к системе вентиляции на производстве

Регулируются системы специальными санитарными нормами, которые раскрыты в СНиП «Вентилирование специальных и производственных зданий». Основные положения, которые следует выделить:

  1. Монтаж в промышленных местах должен производиться в любом производстве, невзирая на количество работников и загрязненность. Необходимо это в целях безопасности при возникновении аварии или пожара для возможности очистки требуемого места
  2. Сама система не должна стать причиной загрязнения. В новых технологиях это исключено. Требования применимо к более старым, требующим замены устройствам
  3. Шум вентиляционной установки должен соответствовать нормам и не усиливать шум от производства
  4. С преобладанием загрязнения воздушной среды, количество вытягиваемого воздуха должно быть больше приточного. Если место чистое, то ситуация должна быть противоположная, приток больше, а вытяжка меньше. Необходимо это для избегания попадания загрязненного воздушного потока в находящиеся рядом с этими местами. В большинстве остальных случаев необходимо соблюдать баланс притока и удаления воздушной среды
  5. Согласно нормам, не меньше 30 м3/ч на одного человека свежего воздуха, при увеличенных площадях производственных местах, количество чистого подаваемого воздуха следует увеличивать
  6. Количество входящего чистого воздуха на человека должно быть в достаточном объёме. Расчетами устанавливается скорость подачи воздушного потока и его масса. В учет берутся следующие факторы: влажность, избыточное количество тепла и загрязненность среды. В случае, если наблюдаются несколько или все вышеперечисленные факторы, то рассчитывается количество притока по превосходящей величине.
  7. Устройство и вид системы на каждом производстве регулируются СНиП. Можно установить любую систему, если проектирование произведено с соблюдением законов и норм

Виды промышленных принудительных систем вентиляции

Назначение и классификация приточно-вытяжной вентиляции может быть различным. Выделяют пять типов принудительной приточной вентиляции.

  1. Общеобменная – такой вентиляцией обеспечивается воздухообмен на всей территории объекта. Чаще всего, такая вытяжка устанавливается в помещениях, в которых ведутся работы с ядовитыми и вредными для окружающей среды веществами, а также там, где нет фиксированных рабочих мест.
  2. Местная вентиляция промышленных предприятий – такую вентиляцию используют там, где нужно обеспечить эффективную вытяжку воздуха на конкретном участке. К примеру, местное оборудование используется по назначению, если нужно удалить отработанный воздух у очага выброса вредных веществ.
  3. Смешанного типа – установкой такого вытяжного оборудования вы гарантируете возможность не только осуществлять общий воздухообмен, но и проводить вентилирование на рабочих местах.

Вне зависимости от типа, проектирование вентиляции промышленного здания подразумевает сложный расчет. В вентиляционных системах различают разные принципы подачи воздуха:

  • приточная – схема вытяжки подразумевает наличие нагнетающего вентилятора, а выход отработанного воздуха происходит из-за того, что в помещении увеличивается давление;
  • вытяжная – при установке в помещение такой системы вентилятор работает на отток воздушных масс, а вот их поступление снаружи происходит за счет разреженного давления;
  • приточно-вытяжные – такие схемы являются самыми эффективными, так как в них и приток воздуха в здание, и отток осуществляется за счет специализированного оборудования;
  • рециркуляционная – расчет такой системы производится таким образом, чтобы отработанный воздух при помощи специальных фильтров очищался, а затем снова возвращался в помещение, представляя собой замкнутую приточно-вытяжную схему.

При монтаже нужной системы необходимо учитывать условия работы на объекте, а также потребности производства.

Оборудование для промышленной вентиляции

Монтаж промышленных вентиляционных систем подразумевает использование специализированного оборудования. При расчетах некоторые его характеристики могут изменяться, но основные компоненты остаются неизменными.

  1. Вентиляционные каналы – специальные трубы, сечение и размер которых зависит от количества воздуха, которое необходимо прогнать за единицу времени. Именно от правильного проектирования каналов зависит эффективность работы всей системы, именно по ним воздух транспортируется по объекту. Каналы могут быть изготовлены из пластика, алюминия, металла и других материалов.
  2. Вентиляторы – основной компонент любой системы циркуляции воздуха, обеспечивают необходимую мощность, а также задают направление движения воздушных потоков.
  3. Фасонные части – как и трубы, могут быть изготовлены из пластика, служат для соединения каналов, создания их поворотов и развилок.
  4. Фильтры – промышленный фильтр может задерживать крупные и мелкие примеси, которые неизбежно находятся в воздухе любых промышленных сооружений. Для расчета требуемого типа фильтра необходимо знать, насколько грязный воздух на объекте.
  5. Рекуператоры – отличие промышленного вентиляционного рекуператора от бытового заключается в том, что за единицу времени он способен обогреть большее количество воздуха.
  6. Системы кондиционирования – такими системами обязательно нужно оснащать вентиляцию, если вы хотите, чтобы воздух на предприятии был не только чистым, но и свежим.

Рекуператор — оборудование для вентиляционной системы, необходимое для обогрева воздуха

Монтаж промышленной вентиляции

Выбор оптимальной схемы

Современный рынок инженерных систем предлагает огромный выбор различных вентиляционных систем, которые дают возможность создать на рабочем месте наиболее комфортные условия. Широкий ассортимент устройств, отличающихся между собой как по стоимости, так и по функциональности, способен удовлетворить потребности даже самого привередливого заказчика.

При конструировании промышленной вентиляции необходимо позаботиться о приобретении и установке не только приточного оборудования, которое поставляет чистый воздух внутрь заводских цехов, но и вытяжных установок, удаляющих от рабочих мест воздух, загрязненный дымом, пылью, вредными веществами и, иногда, болезнетворными микроорганизмами.

Вентиляционная система подбирается исходя из условий производства

Выбор той или иной разновидности оборудования производится индивидуально с учетом особенностей, присущих конкретному промышленному объекту.

Готовая вентиляционная система должна быть:

  • экономичной;
  • эффективной;
  • надежной;
  • быстроокупаемой.

Чистый и прохладный воздух в цеху не только благотворно скажется на работоспособности и настроении сотрудников, но и продлит срок службы технологического оборудования и используемых инструментов.

Также экономически целесообразно при разработке проекта сразу же предусматривать включение в состав вентиляционной сети устройство по созданию комфортного микроклимата независимо от внешних условий.

Управление оборудованием должно проводиться специальными электронными устройствами

Монтаж оборудования

При установке промышленных вентиляционных систем необходимо учитывать множество нюансов и особенностей, от которых зависит как эффективность ее эксплуатации, так и долговечность конструкции. Поэтому монтировать отдельные элементы воздухообменной сети должны только высококвалифицированные специалисты, имеющие соответствующие знания и опыт.

Также важно правильно выбрать места для установки электрического оборудования: теплообменников, вентиляторных установок, фильтрационных систем и так далее. В дальнейшем от этого помещения осуществляется разводка воздуховодов

В дальнейшем от этого помещения осуществляется разводка воздуховодов.

Установка воздушных каналов

Вентиляционные каналы в промышленных помещениях, как правило, прикрепляются к потолку. После этого их можно замаскировать подвесными декоративными панелями. В помещениях коммерческого назначения целесообразно использовать воздушные каналы из пластика или меди, имеющие более привлекательный внешний вид.

Воздуховоды крепятся к потолку помещения

В современном строительстве используется две основных разновидности воздушных каналов:

  1. Жесткие. Производятся из многослойного алюминия, оцинковки и стекловолокна. Из них монтируется практически вся вентиляционная система. Для обустройства поворотов, обводов, разветвлений применяются специальные фасонные детали. Если предполагается транспортировка воздуха, содержащего агрессивные примеси, необходимо использовать воздуховоды с повышенной толщиной стенок.
  2. Гибкие. Их основное назначение – соединение отдельных участков и всасывающих отверстий с магистральными воздуховодами. Часто гибкие алюминиевые рукава используются для монтажа местной вентиляции, очищающей воздух возле каждого рабочего места.

Фурнитура, используемая для закрепления вентканалов

Порядок установки вентиляционных каналов в помещении производственного назначения следующий:

  1. Прежде всего, следует рассчитать толщину стенок и сечение воздушного канала. Потом на основании этих данных вычисляется вес каждого элемента вентиляционной системы. В некоторых случаях невозможно установить каналы квадратного сечения из-за недостатка места. Если вы столкнулись с такой ситуацией, рекомендуется остановить свой выбор на прямоугольных воздуховодах.
  2. После этого на месте монтажа необходимо обозначить точки закрепления воздуховодов. Это позволяет посчитать количество кронштейнов и другой необходимой фурнитуры. Помните, что устанавливаемые крепежные скобы должны исключать колебания длинных по протяженности участков сети во время прохождения по ним воздуха. Лучше предусмотреть избыточное количество креплений, которые выдержат вес каналов при появлении повышенной нагрузки.
  3. После закрепления магистральных каналов производится монтаж индивидуальных распылителей и всасывающих устройств. В этом случае как раз рекомендуется использование гибких шлангов нужного сечения.

Процесс монтажа вентиляционной системы

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Андрей Измаилов
Наш эксперт
Написано статей
116
Добавить комментарий