Вентиляция производственных помещений: обзор систем воздухообмена

Оглавление

Классификация производственной вентиляции по способу действия

По способу воздействия существует следующие виды вентиляции:

вентилирование приточного действия;
вентилирование вытяжного действия;
вентилирование приточно-вытяжного действия.

Приточная вентиляция на производстве призвана обеспечивать свободное поступление свежего воздуха в объемах, достаточных для целевого функционирования производства. Как правило, в системах приточного типа широко используются канальные вентиляторы. Они способны полностью обеспечить принудительное поступление воздуха в цех. Одновременно давление воздуха в разы увеличивается по сравнению с показателями атмосферного давления и, соответственно, происходит неорганизованное, естественное выдавливание загрязненного воздуха через разные выходы, щели и отверстия на улицу или в соседние помещения.

Вытяжная производственная вентиляция

Вытяжная вентиляция на производстве призвана удалять отработанный воздух (с загрязнениями, либо влажный, либо горячий), при этом порции свежего воздуха поступают внутрь помещения неорганизованно, через двери, окна, стеновые проемы и т.д. Такой тип вентиляции особенно эффективен в производствах, технологические процессы которых подразумевают выделение достаточного количества вредных веществ, влаги, тепла, а также присутствие большого скопления людей.

Самая простая установка вытяжного типа состоит из электродвигателя и вентилятора. Если требуется очистить воздух в помещениях большой площади или сложной планировки, тогда минимальный набор добавляется еще специальными фильтрами и разветвленной системой воздуховодов для вывода отработанного воздуха на улицу.

Приточно-вытяжная вентиляция на производстве обеспечивает как поступление свежего воздуха в помещение, так и одновременное удаление из него отработанного. Распространение воздушных потоков может осуществляться двумя способами:

перемешиванием;
вытеснением.

Приточная вентиляция на производстве

В первом случае на потолочных или стеновых площадках производственного цеха или участка монтируются высокоскоростные диффузоры, сквозь которые принудительно поступает уличный воздух. При попадании в закрытое помещение он естественным образом миксуется с отработанным и, уже перемешанный (с загрязнениями), удаляется через специальные диффузионные клапана.

Во втором случае в нижней части помещения (как правило, на поверхности пола) монтируются несколько низкоскоростных воздухораспределителей, которые обеспечивают принудительное поступление приточного воздуха. Так как воздухораспределитель находится внизу, соответственно свежий (охлажденный) воздух распределяется в нижней части помещения, и, следуя законом физики, теплый воздух поднимается вверх и удаляется через вентиляционные отверстия естественным образом.

Виды производственной вентиляции

Есть несколько особенностей, по которым можно выделить несколько видов вентиляции производственных помещений.

По принципу работы — на естественные и механические.Естественная вентиляция происходит за счёт разницы температур у разных воздушных потоков или благодаря специальному расположению окон в помещении. Но эта система не отличается эффективностью, поэтому на производствах, связанных с выбросом вредных веществ, используется механическая вентиляция. Она не только очищает воздух, но и препятствует попаданию вредных испарений в рабочие помещения, гарантирует безопасность трудящихся.

Естественная вентиляция на производстве

По организации воздухообмена – на общеобменные и местные.Общеобменная вентиляция производственных помещений создаёт равномерный воздухообмен, при этом все параметры: температура, влажность, скорость движения воздуха становятся одинаковыми в любой точке помещения. Эта система позволяет быстро избавляться от небольших загрязнений.

Если в определённом месте выделяется много вредных веществ и испарений, то местная вентиляция просто необходима. Она предназначена для очищения небольшого объёма воздуха, располагается рядом с устройством, загрязняющим воздух. Её можно комбинировать с общей вентиляцией для достижения лучшего результата. Местная вытяжка осуществляется либо вытяжным зонтом, устанавливаемым непосредственно над оборудованием, либо гибким воздуховодом, подключаемым к выхлопному отверстию на оборудовании. Местная вытяжка через вытяжной зонт Местная вытяжка от оборудования

Если вредные вещества выделяются в нескольких точках помещения, то гораздо эффективнее будет работать более локальная система вентиляции. Она представляет собой вытяжной зонт, монтируется в непосредственной близости от источника выделений.

Для того чтобы рассчитать мощность вытяжного устройства, нужно знать размеры источника выброса, а так же его технологические характеристики: электрическую/тепловую мощность, концентрацию выделяемых вредных веществ и т.п. Габариты зонта должны превышать габариты источника выброса на 10 – 20 см с каждой стороны. По типу устройства – на приточные, вытяжные и приточно-вытяжные.

На предприятиях чаще всего используется именно последняя разновидность: она представляет собой комбинацию функций вытяжной, приточной вентиляции производственных помещений, то есть обеспечивает полноценный обмен воздуха, а не только вывод загрязнённых воздушных масс или подачу чистого воздуха.

Вытяжная вентиляция производственных помещений принудительно удаляет воздух из помещения, организованного притока воздуха нет. Система обеспечивает только вывод воздуха, удаление загрязнений, а подача воздуха происходит через щели, форточки, двери.
С приточными системами этот принцип работает с точностью наоборот: воздух, подаваемый снаружи, вызывает слишком большое давление в комнате и лишний воздух сам удаляется через те же зазоры в стенах, дверных и оконных проёмах.

Обе эти системы мало результативны, а для производств, в процессе работы которых выделяются опасные вещества они не могут быть применены, ведь велика вероятность, что вредный воздух попадёт в рабочую зону. К тому же для организации рабочей вытяжной системы на производстве, нужно будет задействовать оборудование большой электрической мощности, потому что они будут подвергаться серьёзным нагрузкам. Также потребуется организация распределительной системы воздуховодов.Производственная вытяжная система

Требования к вентиляционным системам в промышленности

К системам промышленной вентиляции воздуха в производственных помещениях предъявляются высокие требования, которые приводятся в СанПиН.

Так, вентиляционная установка должна соответствовать всем нормам пожарной безопасности и самостоятельно эффективно очищать воздух цеха от вредных и токсичных веществ.

Все элементы системы должны иметь сертификат, свидетельствующий о безвредности материалов, из которых они изготовлены.

Также есть определенные требования непосредственно к функциональным возможностям установки, расположенной в производственном цеху.

В частности, система должна обеспечивать очистку воздуха от вредных веществ в рабочей зоне, оставляя не более 30% примесей. Зимой в цехах предприятия температура воздуха должна составлять не ниже 10 ⁰С, если там находятся рабочие, и 5 ⁰С, если помещение пустое. Летом температурные показатели наружного и внутреннего воздуха должны совпадать, допустимо превышение температуры воздуха внутри предприятия на 4 ⁰С в сравнении с улицей.

Также регламентируется общий уровень шума внутри производственного помещения с учетом всех работающих систем, в том числе и вентиляционных.

Этот список может меняться и дополняться в зависимости от специфики производственного процесса той или иной отрасли, а такой особенностей работы другого климатического оборудования, установленного в цехе.

Особенности естественной приточно-вытяжной вентиляции

В отличие от конструкций с искусственной генерацией, системы естественной вентиляции используют существующие воздушные потоки из жилых комнат к кухне и санузлу. Движение происходит по коридорам, которые выступают проточными пространствами. Обустроить такую вентиляцию можно даже внутри домов с нестандартной планировкой.

Общее движение воздуха не меняетсяИсточник it.decorexpro.com

Главный вентиляционный узел размещают на верхней центральной части дома. При прокладке труб учитывают, что чистый воздух должен поступать внутрь жилых комнат, а выводиться через подсобные помещения и кухню. Приточные воздуховоды располагают на границе жилых комнат, а вытяжные элементы внутри подсобки, санузла, кухни.

Диффузоры (наружная часть воздуховода) изготавливают из пластмассы, тонкого листового металла. Они выполняют роль распределителя чистого воздуха и вывод отработанного. Внешний выход трубопровода размещают выше, чем устроена крыша. Это предотвращает вторичный забор отработанной массы.

Это наиболее доступный в финансовом плане, самый древний и несложный в монтаже тип вентиляции. Эффективность ее зависит от разницы наружной и внутренней температуры воздуха, параметров атмосферного давления, направления ветра и стабильного поступления в помещение приточного воздуха. Для соблюдения последнего условия придется приложить усилия: держать постоянно открытое окно – не лучший вариант. Для этой цели сейчас принять использовать оконные или стеновые приточные клапаны. Ремонт и обслуживание систем вентиляции естественного типа не представляет больших трудностей и сводится к своевременной очистке вентиляционных каналов и приточных клапанов.

Достоинства	Недостатки
Простой монтаж	Зависимость от погодных условий
Отсутствие затрат на эксплуатацию	Теплопотери в холодное время года
Бесшумная работа	Низкая эффективность при повышенной влажности внутри помещения (не подходит для бани, бассейна)

Вентиляция производственных помещений

Вентиляция производственных помещений – это совокупность мероприятий и устройств, необходимых для обеспечения заданного качества воздушной среды в рабочих помещениях. Вентиляции принадлежит главенствующая роль в нормализации воздушной среды на рабочих местах и в производственных помещениях.

Виды вентиляции и типы вентиляционных установок

По способу перемещения воздуха вентиляция может быть:

По способу организации воздухообмена механическая вентиляция может быть:

Типы вентиляционных установок

Вытяжные (предназначенные для удаления воздуха) – местные и общие.
Приточные (осуществляют подачу воздуха) – местные (воздушные души, завесы, оазисы) и общие (рассеянный или сосредоточенный приток).

1. Естественная вентиляция – это вентиляция, при которой воздухообмен происходит за счет разности температур под влиянием теплового напора. Естественная вентиляция производственных помещений может быть: неорганизованной и организованной.

Неорганизованная естественная вентиляция (проветривание) осуществляется за счет поступления и удаления воздуха через окна, форточки, фрамуги, специальные проемы, а также через неплотности наружных ограждений (инфильтрация).

Организованная (регулируемая) естественная вентиляция производственных помещений называется аэрацией, которая осуществляется с помощью аэрационных фонарей. При отсутствии аэрационных фонарей естественная вентиляция может быть улучшена с помощью специальных каналов или шахт. С целью повышения эффективности ветрового напора эти шахты снабжаются специальными насадками – дефлекторами.

2. Механическая вентиляция позволяет производить предварительную обработку приточного воздуха – увлажнение, нагрев или охлаждение и очистку от пыли, газов, аэрозолей и других примесей.

К установкам местной вентиляции 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 вентиляция применяется в тех случаях, когда вредные вещества, избыточное тепло и влага выделяются рассредоточено по всему рабочему помещению, и удалить их с помощью местных отсосов не представляется возможным. Принцип действия общеобменной вентиляции основан на разбавлении загрязненного, перегретого или переувлажненного воздуха до уровней, соответствующих гигиеническим нормативам.

Приточная вентиляция предназначена для обработки воздуха: его подогрев, охлаждение, очистка от пыли или увлажнение.

Вытяжная вентиляция предназначена для удаления отработанного воздуха.

Кондиционирование воздуха производственных помещений

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 его ионизации, дезодорации или ароматизации.

Требования к вентиляции производственных помещений

Основные санитарно-гигиенические требования к вентиляции производственных помещений определены гигиеническими нормативами, а также строительными нормами и правилами (далее СНиП)

Для эффективной работы вентиляции важно, чтобы еще на стадии ее проектирования было предусмотрено выполнение ряда санитарно-гигиенических и технических требований

Количество воздуха, необходимого для вентиляции производственных помещений и обеспечения требуемых параметров воздушной среды в рабочей зоне, устанавливается расчетным способом. Расчет ведется по избытку тепла, влаги или по количеству выделяющихся вредных веществ (пыли, газов, паров). При одновременном выделении в помещении тепла, влаги и вредных веществ необходимый воздухообмен должен устанавливаться по превалирующей вредности.

Система вентиляции не должна быть источником шума и загрязнения окружающей среды. В процессе эксплуатации вентиляционные системы должны обслуживаться, очищаться от загрязнений, ремонтироваться в соответствии с установленным графиком подготовленным персоналом.

А как же происходит монтаж вентиляционного оборудования на промышленных объектах?

Установить всю систему максимально правильно и надежно практически невозможно, если данной процедурой будет заниматься человек, незнающий всех нюансов и тонкостей, а также не имеющий в своем арсенале всех нужных для данных целей деталей и приспособлений. Именно поэтому вентиляция в подвальных помещениях должна создаваться профессиональными, опытными и оснащенными всем необходимым специалистами.

Монтаж вентиляции

Процесс проектирования и обустройства первым делом подразумевает определение месторасположения главных составляющих системы вентиляции: механические детали отвода воздуха, вентилятор воздухозаборника, фильтрационная система, сеть распределения, отвечающая за циркуляцию воздуха (этот элемент установить труднее всего) и калорифер.

Расчет вентиляции производственных помещений

Производственные здания, как правило, имеют несколько источников выброса вредных составляющих. В связи с этим, улавливание и удаление таких веществ должно происходить непосредственно в местах их локации. Вредные газы и пары улавливаются с помощью местных отсосов в виде зонтов. Произведение расчета вентиляции позволит определить нужные размеры требуемых отсасывающих устройств.

Схема вытяжной вентиляции определяется по следующим данным:

параметры источника выброса
стремительность воздушных масс в зоне локации
скорость поглощения в клапане зонта
высота монтажа конструкции над источником

Проектирование вентиляции начинается с определения источников вредных выбросов, после происходит расчет вытяжного и приточного воздуха.

Технологическая установка вентиляции осуществляется после проведения всех необходимых расчетов, с соблюдением норм и требований.

Таким образом можно рассчитать объем необходимого оборудования и подсчитать предварительную стоимость. Более детальную и полную информацию можно получить при проектировании объекта, выполнять которое будут специалисты.

Технологические моменты

Вентиляция производственного помещения состоит из следующих составляющих:

приточно-вытяжная система, обеспечивающая поддержание оптимального микроклимата, согласно требованиям законодательства
аспирационная установка- вывод тяжелых элементов, которые являются результатом рабочего процесса
кондиционеры — используются в зданиях, где предъявлены особые требования

Оборудование регламентируется санитарными нормами, монтаж должен проводиться по установленной технологии:

Вентиляция должна обслуживать каждое помещение в здании, при этом неважно, работают там люди или нет, есть ли вероятность загрязнения воздуха или нет
Техническое оснащение подбирается, исходя из требований предприятия. Стоит помнить, что проект разрабатывается, согласно существующим нормам в законодательстве
Используя расчеты, определяется общий приток воздуха, необходимый в достаточном количестве для каждого человека
Звуковая нагрузка от работы системы должна находиться в установленных пределах, не повышая общий уровень производственного шума. Исходя из норм санитарно гигиенического контроля систем вентиляции производственных помещений, оборудование должно держаться в чистоте и периодично проходить проверки

Исходя из норм санитарно гигиенического контроля систем вентиляции производственных помещений, оборудование должно держаться в чистоте и периодично проходить проверки.

Расчет вентиляции цеха

Для того чтобы спроектировать и установить вентиляцию необходимо качественно и с высокой точностью рассчитать масштабы ее работы. Расчет системы вентиляции цеха осуществляется на основе данных об объемах выделяемых вредных веществ, тепла и различных справочных показателей.

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

По излишкам тепла

Q = Qu + (3,6V — cQu * (Tz — Tp) / c * (T1 — Tp)), где

Qu (м3) — объем, который отводится местным отсосом;
V (Ватт) — количество теплоты, которое выделяет продукция или оборудование;
с (кДж) — показатель теплоемкости = 1,2 кДж (справочная информация);
Tz (°C) — t загрязненного воздуха, отводимого от рабочего места;
Tp (°C) — t приточных воздушных масс
T1 — 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

M (мг*час) — масса токсичных веществ, выделяемых за один час;
Km (мг/м3) — содержание токсичных веществ в воздухе, отводимых местными системами;
Kp (мг/м3) — количество отравляющих веществ в приточных воздушных массах;
Ku (мг/м3) — содержание токсичных веществ в воздухе, отводимое общеобменными системами.

По излишкам влаги

Q = Qu + (W — 1,2 (Om — Op) / O1 — Op)), где

W (мг*час) — количесиво влаги, которое попадает в помещение цеха за 1 час;
Om (грамм*кг) — объем пара, отводимый локальными системами;
Op (грамм*кг) — показатель влажности приточного воздуха;
O1 (грамм*кг) — количество 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 м3 на человека в проветриваемом помещении, 60м3 — в нерповетриваемом).

Расчет вытяжной вентиляции цеха

Определить количество вытяжного воздуха можно по следующей формуле:

L = 3600 * V * S, где

L (м3) — расход воздуха;
V — скорость воздушного потока в вытяжном устройстве;
S — площадь проема установки вытяжного типа.

Механический воздухообмен

Также воздух в таких системах можно подогревать, охлаждать и очищать. Совмещение механической и естественной систем привело к созданию смешанной вентиляции. Поэтому расчет вентиляции производственных помещений в таком случае необходим для создания эффективной и рабочей очистки воздуха.

Нагнетание воздушных потоков и вытяжка на местах

Приток свежей струи обеспечивается приточной вентиляцией. Если нужно, струя приточного воздуха может предварительно очищаться. Обратная вытяжная вентиляция производственных помещений предназначена для удаления отработанного воздуха. В комплекте вытяжки есть вытяжные вентиляторы и вентиляционные решетки, а также воздуховоды для обустройства вентиляционных каналов.

Вытяжная и приточная системы вентиляции всегда должны работать только вместе, но бывают случаи, когда рекомендовано применение только какой-то одной системы. Производственная приточно вытяжная вентиляция производственных помещений может быть местной или общеобменной. Точный расход воздуха рассчитывается по формуле Lотс = 3600Fwо, где:

F − общая площадь проемов, м2.
wо − средняя скорость втягивания воздуха, м/с. Скорость wо зависит от токсичности вредных выделений, типа производственной операции, а более точный расчет вытяжной вентиляции производственных помещений проводится путем экспериментов.

Что такое воздушный душ

Местная система приточной вентиляции – это воздушный оазис и воздушный душ. Система воздушного душа нагнетает чистый воздух к рабочему месту и понижает температуру в приточной зоне. Воздушный оазис – зона для подачи холодного воздуха, отчужденная перегородками. К системам местной приточной вентиляции относится воздушная завеса, образующая воздушный заслон или изменяющая направление движения воздуха. В производстве выделение вредных примесей нейтрализуется применением смешанной системы вентиляции.

Местная вытяжная вентиляция устанавливается для предотвращения распространения вредных выделений по производственным помещениям. Но она не решает все проблемы – очистить помещение от вредных примесей на большой площади местная вентиляция не сможет. Для этого есть общеобменные системы вентиляции.

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.

Вентиляция производственных помещений: правила организации воздухообмена