Классификация систем вентиляции

Человек около половины всей своей жизни находится на работе, где на него могут воздействовать вредные факторы: пыль, загрязненный воздух, повышенные или пониженные температурные показатели окружающей воздушной среды. Кроме воздействия на человека, есть некоторые факторы, негативным образом влияющие на само помещение или технологические процессы, проходящие в нем – это пожароопасность некоторых веществ, находящихся в воздухе в большой концентрации.

Назначение вентиляционной системы

Подача чистого и удаление отработанного воздуха – основная задача вентиляционной системы, как на производстве, так и в любом другом помещении. Это общее понятие, содержащее несколько подзадач:

  1. Удаление отработанного и подача свежего воздуха. Заключается в установке приточных и вытяжных вентиляторов.
  2. Фильтрация вытяжки и приточки. Заключатся в установке фильтров первичной и глубокой очистки воздуха.
  3. Рекуперация. Энергоэффективный процесс нагревания или охлаждения приточки за счёт вытяжки.
  4. Отопление и кондиционирование. Заключается в установке калориферов и систем кондиционирования.
  5. Осушение или увлажнение воздушных масс. Поддержание относительной влажности приточки на расчётном уровне.

Необходимость вентиляции на производстве

Вентиляция на производстве – это комплекс мер и средств по обеспечению нормального качества воздуха в зданиях, где располагается персонал и оборудование. Данным мероприятиям отводится ключевая роль в нормализации состава воздуха на рабочих местах персонала и в цехах, где расположены производственные агрегаты и установки. В России к организации вентиляции выдвигается ряд санитарно-гигиенических требований: они определяются предписаниями СНиП и гигиеническими нормативами.

Согласно с ними, системы вентиляции воздуха не должны быть источниками шума и загрязнения помещения. Кроме того, эксплуатация вентиляторов должна осуществляться с контролем загрязнений на устройствах, их своевременном обслуживании и ремонте.

Приточная и вытяжная система вентиляции

Приточная система вентиляции служит для подачи свежего воздуха в помещения. При необходимости, подаваемый воздух нагревается и очищается от пыли.

Вытяжная вентиляция, напротив, удаляет из помещения загрязненный или нагретый воздух. Обычно в помещении устанавливается как приточная, так и вытяжная вентиляция. При этом их производительность должна быть сбалансирована, иначе в помещении будет образовываться недостаточное или избыточное давление, что приведет к неприятному эффекту «хлопающих дверей».

Архитектурные и монтажные требования.

Кроме санитарных требований при выборе и проектировании системы вентиляции и кондиционирования обязательно нужно учесть и архитектурные и строительно-монтажные требования.

  • Требования по дизайну системы. В некоторых случаях нельзя размещать внешние блоки на фасаде здания.
  • Внутренние элементы должны быть увязаны с интерьером
  • Если есть подвесные потолки, то воздуховоды можно скрыть за ними… и т.д.
  • Оборудование системы должно занимать минимальную площадь, иметь не слишком большую массу и габариты. Это особенно важно при реконструкции уже имеющихся зданий.
  • Простота монтажа, минимальные затраты времени и труда на ввод в эксплуатацию.
  • Пожарная безопасность — для пожаро- и взрывоопасных помещений нужно предусмотреть дополнительную защиту (огнезадерживающие клапаны, специальные схемы прокладки коммуникаций). В противном случае дым и огонь могут распространиться по вентиляционным каналам и нанести зданию и людям огромный ущерб.
  • Виброизоляция и звукоизоляция вентиляционного оборудования и кондиционеров. Санитарно-гигиенические требования устанавливают максимально допустимый уровень шума для разных типов помещений.
  • Во многих случаях система вентиляции и кондиционирования должна вводиться в эксплуатацию по этапам и отдельным помещениям. Это должно быть предусмотрено в ее конструкции.
  • Назначение и основные особенности естественной вентиляции

    Естественная вентиляция устраивается практически в каждом жилом и хозяйственном помещении. Наиболее часто она применяется в городских квартирах, дачах и прочих местах, где нет необходимости в устройстве систем вентиляции более высокой мощности. В подобных воздухообменных системах воздух перемещается без применения дополнительных механизмов. Это происходит под воздействием разных факторов:

    Схема естественной вентиляции.

    1. Из-за разной температуры воздуха в обслуживаемом помещении и вне его.
    2. Из-за разного давления в обслуживаемой комнате и месте монтажа соответствующего вытяжного устройства, которое обычно размещается на крыше.
    3. Под воздействием «ветрового» давления.

    Естественная вентиляция бывает неорганизованной и организованной. Особенностью неорганизованных систем является то, что замена старого воздуха новым происходит благодаря разному давлению наружного и внутреннего воздуха, а также действию ветра. Воздух уходит и приходит сквозь неплотности и щели оконных и дверных конструкций, а также при их открытии.

    Особенностью организованных систем является то, что обмен воздуха происходит благодаря разности давления воздушных масс снаружи помещения и в нем, но в данном случае для воздухообмена устраиваются соответствующие проемы с возможностью регулирования степени открытия. При необходимости система дополнительно оснащается дефлектором, созданным для уменьшения давления в воздушном канале.

    Схема естественной вентиляции с побуждением.

    Преимуществом воздухообмена естественного типа является то, что подобные системы максимально просты в разработке и устройстве, имеют доступную цену и не требуют применения дополнительных устройств и подключения к электросети. Но использовать их можно лишь там, где не нужна постоянная производительность вентиляции, т.к. работа подобных систем полностью зависит от различных внешних факторов вроде температуры, скорости движения ветра и т.д. Дополнительно возможность использования таких систем ограничивает сравнительно малое располагаемое давление.

    Читайте также:  Вытяжка в ванной комнате: назначение и устройство

    Естественная вентиляция

    Естественная вентиляция происходит вследствие теплового и ветрового напоров. Тепловой напор вызванный разницей температур, а значит, и плотностью внутреннего и наружного воздуха. Ветровой напор обусловлен тем, что при обдуве ветром здания с ее наветренной стороны образуется повышенное давление, а с подветренной — разрежение (рис. 2.3).

    Рис. 2.3. Распределение давления воздуха вокруг здания при воздействии ветра

    Естественная вентиляция может быть неорганизованной и организованной. При неорганизованной вентиляции неизвестные объемы воздуха, поступающих и изымаются из помещения, а собственно воздухообмен зависит от случайных факторов (направления и силы ветра, температуры наружного и внутреннего воздуха). Неорганизованная естественная вентиляция включая инфильтрацию — утечки воздуха через неплотности в окнах, дверях, перекрытиях и т.п. и проветривания, осуществляется при открывании окон и форточек.

    Организованная естественная вентиляция называется аэрацией. Для аэрации в стенах здания делают отверстия для поступления наружного воздуха, а на крыше или в верхней частиш здания устанавливают специальные устройства (фонари) для удаления отработанного воздуха. Для регулирования поступления и удаления воздуха предусмотрено перекрытие на необходимую величину аэрационных отверстий и фонарей. Это особенно важно в холодное время года.

    В производственных помещениях вследствие поступления тепла от оборудования, нагретых материалов и веществ, людей, температура воздуха как в теплый, так и в холодный периоды года обычно выше температуры наружного воздуха.

    Рис. 2.4. Распределение давления воздуха в здании в результате действия теплового напора

    Среднее давление воздуха в помещении практически равно давлению наружного воздуха, однако равенство давлений наблюдается в определенной горизонтальной плоскости, находится примерно посередине высоты помещения и называется плоскостью равных давлений (рис. 2.4).

    Давление на уровне этой плоскости можно принять равным нулю. Тогда давления, создаваемых столбами высотой от центра нижних открытых отверстий в плоскости равных давлений, составляют внутри помещения

    Л, заключенных, снаружи — Л, уз. Итак, на уровне центра нижних отверстий создается разрежение Н. = И, (ул — ун), благодаря которому воздух поступает через нижние отверстия в помещение. На уровне центра верхних отверстий создается давление Н9 — НЛуд — ув), что приводит в движение воздух из помещения наружу. Таким образом, благодаря разности давлений в помещении происходит воздухообмен. Давление теплового напора Ят равна:

    Ае В » В — плотность наружного и внутреннего воздуха, кг / м3; п — расстояние между центрами нижних и верхних вентиляционных отверстий, м.

    Скорость движения воздуха в вентиляционном отверстии рассчитывается по формуле

    где — ускорение свободного падения 9,8 м / с2; в — плотность воздуха, кг / м *; ДЯ — разница давлений внутри здания и снаружи, кг / м2.

    Объем воздуха и /, поступающей или выходит через вентиляционное отверстие, составляет

    где ^ — площадь вентиляционного отверстия, м2; ц — коэффициент потерь, который зависит от конструкции створок и угла их раскрытия.

    Приведенные формулы верны лишь в случае безветренной погоды или для зданий, хорошо защищены от ветра. Если же здание обдувается ветром (см. Рис. 2.3), то повышенное давление (наветренная сторона здания) или разрежения (подветренной стороны), определяется по формуле

    где Я в — ветровое давление, или разрежения, кг / м2; V — скорость ветра, м / с; К — аэродинамический коэффициент, зависящий от конфигурации здания. Обычно принимают К = 0,7-0,85 на наветренной стороне и 0,3-0,5 — на подветренной.

    Для увеличения естественной тяги за счет энергии ветра над вытяжными каналами устанавливают специальные насадки, которые получили название дефлекторов (рис. 2.5). Действие дефлектора базируется на том, что при его обтекании ветром примерно на 5/7 поверхности насадки образуется разрежение, в результате чего в вытяжном канале увеличивается тяга.

    Диаметр горловины (патрубка) дефлектора приближенно определяют по формуле

    где 1 $ — производительность дефлектора, м8 / ч; Ув — скорость ветра, м / с.

    Рис. 2.5. Дефлектор ЦАГИ

    Дефлекторы необходимо располагать на высоких участках кровли, выше конька крыши, в зоне эффективного действия ветра.

    Преимуществом естественной вентиляции является ее дешевизна и простота эксплуатации. Основной ее недостаток в том, что воздух поступает в помещение без предварительной очистки, а удаленное отработанный воздух тоже не очищается и загрязняет окружающую среду.

    Роль очистки воздуха в промышленных вентиляционных системах

    В современных вентиляционных системах огромную роль играет очистка загрязненного воздуха. Она бывает нескольких типов:

    • Гравитационная. Как правило, это пылеосадочные камеры, которые применяются на производствах с сильным пылеобразованием. Они применяются для осаждения наиболее крупных частиц, в воздухе.
    • Инерционная, сухого типа. Они могут быть циклонные и жалюзийные. Различаются по конструкции и компактности, но служат для очистки воздуха от неслипающейся пыли.
    • Инерционная, мокрого типа. Эффективно удаляют пыль из воздуха методом его увлажнения.
    • Тканевые фильтры. Они очищают воздух, накапливая его в специальной ткани.
    • Пористые воздушные фильтры имеют свойство накапливать большое количество загрязнений из воздушного потока, в многочисленных порах фильтрующего элемента.
    • Электрофильтры очищают воздух от механических примесей посредством их электрического заряда, после чего, загрязнения оседают на одном из электродов фильтра.

    Существуют сорбционно-каталитические, акустические, плазмокаталитические фильтры, которые применяют для очистки воздуха в промышленных вентиляционных системах.

    Основные этапы проектирования промышленной вентиляции

    1. Расчет воздухооборота в каждом производственном помещении.
    2. Основная задача, которую должна решать вентиляционная система.
    3. Локализация выделяемых вредных веществ и ее предельно допустимые значения.
    4. Выбор систем очистки воздушных потоков.
    5. Технико-экономическое обоснование предполагаемого приточно-вытяжного оборудования.
    Читайте также:  Автоматизация приточно-вытяжных систем вентиляции

    Проектирование состоит из следующих основных этапов:

    • Составление технического задания. Заказчик самостоятельно или с помощью специалистов занимается его разработкой. В учитывается множество факторов, такие как: планировка производственных помещений, материал, из которых изготовлена постройка, толщина стен, количество и график работы персонала, некоторые особенности технологического процесса.
    • Расчеты, которые производит инженер-проектировщик промышленных вентиляционных систем, руководствуясь нормативными документами и существующими стандартами. В расчеты входят такие значения как:
      • Воздухообмен – это с какой периодичностью, воздух в помещении будет полностью заменяться на новый. Основным показателем этого значения будет расчет необходимого приточного воздуха на одного работника.
      • Климатические параметры для конкретной постройки. Расчеты производятся отдельно для холодного времени года, для переходного периода и для теплого времени года. Заказчик проекта сам определяет в тех. задании, какие микроклиматические показатели он хотел бы получить.
      • Воздуховоды. Благодаря расчету воздуховодов выбирается оптимальный вариант материала, из которого они должны быть изготовлены, их сечения и формы.
    • Следующий этап проектирования — это выбор оборудования. Здесь учитываются экономическое обоснование целесообразности применения того или иного типа оборудования, произведенные ранее расчеты, особенности планировки помещения и технологического процесса.
    • Завершающий этап проектирования вентиляции промышленного объекта – это составление чертежей, схем, графиков и пояснительных записок. На основании этого, инженер проектировщик составляет технико-экономическое обоснование всего проекта.

    Важно! Правильное проектирование промышленной системы вентиляции для конкретного производства, это крайне важный и ответственный шаг, от которого зависит создание комфортного микроклимата для персонала, экономный расход электроэнергии и т.д. Во избежание неэффективной работы вентиляции и лишних финансовых затрат, мы настоятельно рекомендуем, для проведения всех расчетов и создания проекта обращаться только к специалистам.

    Монтаж приточно-вытяжной вентиляции с рекуперацией

    Зимой обогретое жильё может очень быстро отдавать тёплый прогретый воздух, при этом много энергии затрачивается на обогрев поступающего, холодного. Вентиляция «с погашением» — это система, в которой установлен специальный прибор — рекуператор. Благодаря его теплообменнику, воздух, входящий с улицы, подогревается от выходящего тёплого, не смешиваясь с ним.

    В случае если в вентиляционную схему включён рекуператор, входные и выходные каналы должны сходиться и проходить параллельно в корпусе прибора.

    Не советуется располагать рекуператор над жилыми комнатами. Лучше разместить его в коридоре или подсобном помещении.

    Учитывать нужно, в каком положении советуется устанавливать конкретную модель. Иногда приборы должны устанавливаться только вертикально, или только плашмя.

    Если в конструкции рекуператора предусмотрен сбор влаги, он должен располагаться только в тёплом помещении. Слив делается под наклоном к ближайшему стояку канализации.

    Обратите внимание на рекуператоры с кассетами из целлюлозы. Такие приборы не столь подвержены обледенению, не требуют монтажа слива.

    Кроме того, впитавшись в целлюлозные стенки, влага попадает в канал входящего потока и увлажняет его. Таким образом, рекуператор становится немного увлажнителем.

    Дополнительные элементы

    Крупная вентиляционная система предполагает установку не только вышеописанного оборудования, но и дополнительных элементов.

    Вентиляционные решетки

    Установка вентиляционной решетки во входном канале обеспечивают подачу потока свежего воздуха и препятствуют проникновению в систему дождя, снега и нежелательных предметов.

    Обратные клапаны

    Установка обратных клапанов необходима в случае периодического перекрытия притока воздуха с улицы. Закрывая клапан в зимний период можно предотвратить попадание в вентиляцию холодного воздуха и утечки тепла.

    Чаще всего данные клапаны имеют электрический привод и могут открываться и закрываться с управляющего щита.

    Заслонки

    Установленные заслонки позволяют регулировать силу воздушного потока и полностью перекрывать его на время проведения монтажных или сервисных работ.

    Данный элемент – один из самых нетребовательных видов вентиляционного оборудования. Единственное условие для долговечной эксплуатации – отсутствие в воздушной смеси веществ, способных вызвать коррозию материалов заслонки или ее закупорку.

    Шумоглушители

    При использовании шумонезащищенных вентиляторов снизить общий уровень шума позволяют шумоглушители.

    Так как прохождение данного элемента снижает мощность воздушного потока, перед шумоглушителем рекомендуется размещать прямой участок канала длиной до полутора метров.

    Гибкие вставки

    Гибкие вставки имеют два варианта использования. Благодаря им снижается вибрация вентиляторов, передаваемая всей системе. Также такие вставки используются для реализации гибкого стыка, где препятствуют нарушению герметичности вентиляции.

    Секции бактерицидной обработки

    Данные секции снабжены специальными бактерицидными ртутными лампами, обеспечивающими уничтожение микробов, бактерий и вирусов.

    Секция устанавливается непосредственно в вентиляционный канал и напрямую воздействует на воздушный поток.

    Основные варианты использования – установка в системах вентиляции и кондиционирования в детских учреждениях, спортивных комплексах и на пищевом производстве.

    Соответствующие нормирующие органы РФ разделяют подобные помещения на 5 категорий в зависимости от требуемого уровня бактерицидной обработки. Соответствие трем из них могут обеспечить бактерицидные секции.

    Рекуператоры

    Рекуператоры устанавливаются в общественных и жилых зданиях для отведения излишнего тепла или холода.

    При монтаже рекомендуется оснащать рекуператоры фильтром, препятствующим засорению пластин. Размещать конструкцию необходимо в легкодоступном месте, так как в связи с перепадами температур в секции образуется конденсат, который требуется периодически сливать через предусмотренный для этого штуцер.

    Кухонная вытяжка

    Узкоспециальное устройство, обеспечивающее устранение загрязненного воздуха и запахов. Используется как в жилых домах, так и на пищевых производствах.

    Воздушные завесы

    Данное приспособление устанавливается на входе промышленных объектов, где необходимо предотвратить попадание воздуха с улицы в помещение.

    Система имеет разборную конструкцию и включает отдельные элементы полноценной вентиляционной системы: радиальный вентилятор, заборную решетку, обогреватель, фильтры и щелевую секцию, соответствующую конкретному дверному проему.

    Читайте также:  Вытяжки для мангала в беседке: типы конструкций и их характеристики

    Система управления

    Под системой управления подразумевается отдельный щит, куда вынесены управляющие переключатели, обеспечивающие включение и выключение, как всей системы, так и отдельных ее элементов (например, обратных клапанов). Также панель может иметь регуляторы скорости оборотов вентиляторов и электронные дисплеи, на которые выводятся показатели различных датчиков (температура воздуха, степень загрязнения фильтров).

    Мы рассмотрели все основные виды вентиляционного оборудования. Но в конечном счете целесообразность их использования зависит от множества аспектов: от типа помещения до сложности проекта вентиляции.

    Ссылка

    Назад к списку новостей

    Расчет воздухообмена

    Если в результате производственной деятельности не выделяются вредные вещества, то количество воздуха, необходимого для вентиляции рассчитывают по формуле:

    L = N х Lн, где

    N — это число людей, обычно находящихся в помещении, — объем воздуха, необходимого для 1 человека, измеряемый в мᶾ/ч. По норме это от 20 до 60 мᶾ/ч.

    С использованием такого параметра, как кратность воздухообмена, расчет выполняют по формуле:

    L = n х S х H, где

    n — кратность воздухообмена в помещении (для производственного помещения n=2), S — площадь помещения в м², а H — его высота в м.

    Виды производственной вентиляции

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

    По принципу работы — на естественные и 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.

    По организации воздухообмена — на общеобменные и 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.

    1. 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.
    2. 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.

    Рекомендации и нюансы

    Вентилирование частного дома – ответственный и важный процесс, к которому следует подходить со всем вниманием. Часто из-за дополнительных трат на нем пытаются сэкономить, получая впоследствии массу проблем. Специалисты дают рекомендации по вентилированию, к которым стоит прислушаться:

    1. Наличие кондиционера не решит вопрос вентиляции. Обладая способностью изменить характеристики воздуха, он не может создать его кругооборот. Кондиционер создаст нужную температуру, но не добавит кислород и не устранит избыточный углекислый газ.
    2. Вытяжной вентилятор не справится с проветриванием здания. Герметичные стеклопакеты препятствуют притоку воздуха и как следствие его вытяжке. Спустя некоторое время вытяжка перестанет работать из-за образовавшегося давления.
    3. Проветривания и открытого окна недостаточно для вентиляции. Такое поступление воздуха не будет постоянным, а микропроветривание зимой чревато сквозняками и как следствие простудами.
    4. Оборудование с нагревателем используют не при любых условиях. У рекуператора существуют ограничения на минимальную температуру до (-25)-(-30)°. При более низкой температуре конденсат замерзает на устройстве.

    Подбирая трубы для вентсистемы, учитывайте размер их сечения, термостойкость и герметичность. Кроме того, они должны соответствовать санитарным нормам.