Механическая вентиляция

       Предназначением механической вентиляции является полное удаление загрязнителей воздушной среды из рабочего помещения для дальнейшего их улавливания. При общеобменной вентиляции необходимый воздухообмен достигается подачей чистого воздуха в количестве, обеспечивающем разбавление вредностей, выделяющихся равномерно по всему помещению, до допустимых концентраций, или ассимиляцию тепла. При механической вентиляции можно производить обработку воздуха (охлаждение, нагревание, увлажнение, улавливание пыли, вредных газов), поступающего и удаляемого из производственного помещения.

Подача и извлечение воздуха производится при помощи вентиляторов или эжекторов за счёт использования механической энергии, электродвигателей, нагнетающих или извлекающих воздух из помещения.

Если по технологическим особенностям производства невозможно создать глухие укрытия, то вредность удаляется через пылегазоприемники, которые устанавливаются вблизи источника вредностей. Вентиляцию, при которой организованы приток вытяжка воздуха, называют приточно – вытяжной. Механическая вентиляция представляет собой сложную схему, включающая средства побуждения движения воздуха (вентиляторы), воздуховоды, устройства очистки воздуха от пыли, устройства для нагревания или охлаждения, осушения или увлажнения воздуха, воздухозаборные и распределительные устройства.

Приточная механическая вентиляция подает воздух, распределяя его по всему помещению равномерно (общая приточная вентиляция) или в определенные места (местная приточная вентиляция). Данный вид вентиляции служит для разбавления воздуха и доведения параметров микроклимата (температуры, относительной влажности), пыли, вредных газов до гигиенических нормативов. Приточный воздух подается в помещение, как правило, с постоянным пребыванием людей.

Забор приточного воздуха осуществляется через шахту или отверстия в стене здания. Воздухозаборные устройства должны быть защищены от атмосферных осадков, попадания посторонних примесей и т.д. и снабжены жалюзийными решетками. Они располагаются на расстоянии не менее 10 м по горизонтали от устройств для выброса загрязненного производственного воздуха в атмосферу (при меньшем горизонтальном расстоянии между ними оно должно составлять 6 м по вертикали) и обязательно с наветренной стороны по отношению к нему в наименее загрязненной зоне.

Во избежание попадания пыли приёмные отверстия размещают на высоте от 1 м от уровня устойчивого снежного покрова, но не ниже 2 м от уровня земли.

Воздух при поступлении в помещение в холодный период должен нагреваться и иногда увлажняться, в тёплый - охлаждаться. Нагревание воздуха происходит в калориферах. Воздух проходит между устройствами, заполненными паром или горячей водой. Изменяя их количество, можно изменять температуру подаваемого воздуха. Температуру нагрева воздуха можно также регулировать за счет подмешивания неподогретого холодного воздуха через обводной канал к воздуху кондиционера.

Увлажнение воздуха происходит путем пропускания его через водораспылители или через пар. Охлаждение воздуха в летнее время достигается путем распыления воды (иногда охлажденной) в проходящем воздухе (при этом тепло отнимается от воздуха, и он охлаждается) или пропусканием воздуха через калорифер (сухой охладитель), по системе которого проходит охлажденная вода.

Передвижение воздуха в механической приточной и вытяжной вентиляциях осуществляется при помощи центробежных и осевых вентиляторов.

Вентиляторы устанавливают после осаждающих, промывных и других камер. Они должны иметь мощность, которая позволяет производить перемещение требуемых объемов воздуха во всем помещении.

Воздуховоды проектируются, как правило, круглого сечения. При технико–экономическом обосновании используются воздуховоды поперечного и других видов сечений.

Для предотвращения (при пожаре) проникновения продуктов горения (дыма) в производственные помещения на воздуховодах общеобменной системы вентиляции устанавливаются огнезадерживающие клапаны, воздушные затворы, обратные клапаны (для защиты от перетекания вредных веществ 1– или 2–го классов опасности из одного помещения в другое при неработающей вентиляции).

При невозможности (по техническим причинам) установить клапаны или воздушные затворы в каждом помещении предусматривают отдельные системы. Не следует объединять воздуховоды из разных помещений в одну систему.

Для удаления взрыво– и пожароопасных смесей на каждом сборном воздуховоде (системы местных отсосов) устраиваются огнезадерживающие клапаны на расстоянии не более 1 м от ближайшего к вентилятору отверстия.

Если зона чистого воздуха создается только на рабочем месте или группе мест, такую вентиляцию называют местной. При ее устройстве чистый воздух подается в зону дыхания рабочего, удаляется загрязненный воздух из мест, ближайших к зоне вредных выделений.

Для местной приточной вентиляции характерно устройство «воздушных душей», «оазисов» чистого воздуха, специальных камер, укрытий и т.д.

Воздушное душирование применяется при интенсивном тепловом облучении рабочего места. Оно облегчает отдачу тепла организмом за счет усиления конвекции и более эффективного испарения пота с поверхности тела. Воздушный поток определенных температуры и скорости направлен непосредственно на рабочее место. Воздушные души используются для уменьшения действия лучистого тепла и снижения температуры воздуха на рабочем месте. При действии лучистого тепла наиболее рационально направление действия струи на всю поверхность тела.

Воздушные души применяются, например, в мартенов-ских, прокатных, литейных (выпуск металла, разливка, выбив-ка), термических (закалка, отжиг) и других цехах, на стекольных заводах (при обслуживании печей).

Воздушные и воздушно–тепловые завесы организуются у открытых проемов в наружных стенах, у ворот, не имеющих тамбуров и открывающихся более пяти раз или не менее чем на 40 мин в смену, в районах с расчетной температурой наружного воздуха –15 ⁰С и ниже, у технологических проемов отапливае-мых зданий и сооружений и др. Через специальные воздуховоды щелью под определенным углом со скоростью 10–15 м/с подаётся воздух к воротам навстречу входящему холодному потоку и смешивается с ним. Завесы бывают двух типов: воздушные с подачей воздуха без подогрева и воздушно–тепловые с подогревом подаваемого воздуха в калориферах.

При воздушном оазисе происходит подача свежего воздуха в ограниченное пространство с небольшой скоростью и температурой более низкой, чем в помещении. Воздушный оазис организуется при образовании излучения с большой поверхности небольшой интенсивности, например, турбогенератор в машинных залах электростанций.

Зональная вентиляция используется в помещениях большого объёма, при которой подача воздуха происходит закрученными струями через воздухораспределители.

Для удаления вредностей, выделяющихся в определённых местах, применяются местная вытяжная или локализующая вентиляция, которые не позволят им распространяться по производственному помещению. Устройство местной вытяжной вентиляции делают в виде укрытий или местных отсосов, например, вытяжные шкафы, зонты, всасывающие панели, бортовые или кольцевые отсосы.

Она более экономична, чем общеобменная вентиляция, при ней используются меньшие объемы воздуха. Объем воздуха, извлекаемого из–под укрытий, должен обеспечить полное удаление газов, паров.

Вытяжные шкафы используют при термической и гальванической обработке металлов, окраске, развеске и расфасовке сыпучих материалов, связанных с выделением вредных газов и токсических паров. Скорость всасывания в рабочих отверстиях вытяжных шкафов создается от 0,3 до 1 м/с и зависит от вида выделений. Чем меньше ПДК, тем больше скорость всасывания.

Защитно–обеспыливающие кожухи являются открытыми отсосами, которыми укрывают дробильные сита, шлифовальные, наждачные круги, обдирочные, полировальные, заточные станки. Образующиеся при их работе пыль и газовыделения удаляют через вытяжную вентиляцию.

Бортовые отсосы устраивают для удаления газов, паров (кислот, щелочей), выделяющихся с открытых поверхностей травильных ванн при электролизе и другого подобного оборудования, при меднении, серебрении, цианировании, хромировании и др.

Бортовые отсосы устраивают, когда укрытия источников выделения газов и паров затрудняют наблюдение за процессом производства, или препятствует обслуживанию оборудования (загрузка, выгрузка ванн с помощью подъемных механизмов). Открытые всасывающие воздухоприемники должны быть расположены в непосредственной близости к источнику выделения.

Вытяжные зонты – устройства, которые могут использоваться над кузнечными горнами, печами, горячими ваннами. Они применяются для локализации вредных веществ, поднимающихся вверх, при тепло- и влаго- выделениях. Для повышения эффективности отсасывания зонт снабжается откидными фартуками. Зонты, установленные над дверцами печей, сушилок, называют козырьками. Вылет козырька должен быть не меньше высоты дверцы, над которой он установлен. Форма зонта соответствует форме обслуживаемой поверхности. Размеры зонта должны быть больше обслуживаемой поверхности (для полного засасывания вредных газов и паров).

Всасывающие панели применяются при газовой сварке, пайке и т.д., когда применение вытяжных зонтов недопустимо при условии попадания вредных веществ в органы дыхания.

В производстве распространены следующие виды обще-обменной вентиляции: локальная; зональная при подаче воздуха закрученными струями; прямоточная локальная общеобменная вентиляция.

При локальной вентиляции одновременно действует приточная и вытяжная системы. Локальная вентиляция наиболее эффективна при борьбе с газовыми вредностями, ее можно применять на участках, где сосредоточено оборудование, являющееся источником выделения этих вредностей, а также тепла или пара, например, варочные отделения, участки печей. Место образования вредностей отделяется потолочной ширмой от основного производственного помещения, из–под которой удаляется воздух; от пола ширма находится на расстоянии не менее 2 м.

Прямоточная вентиляция используется наиболее часто при выделении газов, тепла или пара (участок печей, варочных котлов), а также в помещениях, где используются местные отсосы. Рабочие находятся в зоне движения чистого воздуха, который подается сверху вниз или горизонтально через всю площадь потока и удаляется из нижней зоны. Происходит отклонение вредных газов от зоны дыхания к низу и в сторону, а также уменьшается возможность попадания вредности из местных отсосов в помещение.

Известно, что если воздух подавать в рабочую зону помещения при выделении смеси газов (которые легче воздуха) и интенсивного тепловыделения, возникает двухзонная циркуляция температурным перекрытием, вверху образуется зона с повышенным содержанием вредных примесей.

При рассмотрении схем организации воздухообмена особая роль принадлежит подаче воздуха в помещение.

При выделении тепла и газа в верхнюю зону поступают нагретые тяжелые и легкие газы, удаление отработавшего воздуха происходит из верхней зоны. При поступлении в воздух газов и пыли или если оборудование оснащено открытыми местными отсосами (зонты, бортовые отсосы), подача воздуха в нижнюю зону нецелесообразна. Подача воздуха в верхнюю зону допускается при незначительных тепловыделениях или при их отсутствии струями (горизонтальными или наклонными вниз; вертикальными, направленными сверху вниз).

При выделении пыли и газов, которые тяжелее воздуха, подача воздуха организуется в верхнюю зону. При большом количестве местных отсосов, при теплогазообразовании или удалении воздуха из нижней зоны, подача воздуха осуществляется в верхнюю зону.

С избытками тепла и влаги, с выделением пыли и тепла удаление воздуха организуется системами общеобменной вентиляции из верхней зоны помещения.

При выделении пыли и аэрозолей воздух удаляется из нижней зоны, загрязненный воздух нельзя направлять через зону дыхания рабочих.

Схема вентиляции с равномерно распределенным притоком воздуха на рабочем месте и с равномерной вытяжкой из нижней и верхней зон применяется для помещений, насыщенных оборудованием и трубопроводами. Если оборудование равномерно распределено по помещению, подача воздуха организуется сосредоточенно в рабочую зону.

Если удаляемый воздух не содержит вредных веществ, возможен возврат в помещение части этого воздуха в смеси с наружным. В результате чего в холодный период года наружный воздух будет подогрет.

Механическая вентиляция может осуществляться с полным или частичным возмещением извлекаемого воздуха из помещения (рециркуляция). Рециркуляция используется в целях экономии тепла на подогревание (холодный период года) или охлаждение (теплый период года) приточного воздуха.

Удаляемый из помещения воздух подмешивается к поступающему воздуху, количество которого должно составлять не менее 20% от общего количества воздуха, подаваемого в помещение.

Рециркуляция воздуха не допускается при наличии в воздухе веществ 1 и 2 классов опасности, болезнетворных бактерий, аллергенов, вирусов и грибков (содержание которых превышает санитарные нормы), резко выраженных неприятных запахов. В то же время рециркуляция воздуха предусматривается при выделении вредных веществ 3 и 4 классов опасности, а также веществ 1 и 2 классов опасности, если они при расчете расхода приточного воздуха не являются определяющими.

Аварийную вентиляцию используют тогда, когда в результате аварии оборудования внезапно выделяется большое количество опасных вредных газообразных или горючих веществ.

Включение аварийной вентиляции и открывание проёмов для удаления воздуха следует проектировать дистанционным. Для аварийной вентиляции следует использовать основные и резервные системы общеобменной вентиляции и системы местных отсосов, обеспечивающие расход воздуха только с необходимой системы аварийной вентиляции, если использование основных и резервных систем невозможно или нецелесообразно.

Для удаления поступающих в помещение газов, паров системами аварийной вентиляции вытяжные устройства размеща-ют в рабочей или верхней зонах, если плотность поступающих газов и паров больше или соответственно меньше плотности воздуха в рабочей зоне.

Количество наружного воздуха, поступающего в помеще-ние на одного работающего, должно составлять: при объёме по-мещения менее 20 м³ – 30 м³/ч; при объёме помещения более 20 м³ – 20 м³/ч; при объёме помещения более 40 м³ (при отсутствии вредных веществ) – допускается устраивать проветривание; в помещениях без естественной вентиляции – 60 м³/ч.

Количество воздуха, необходимое для обеспечения требу-емых параметров воздушной среды в рабочей зоне, определяют по избыткам явного тепла в помещениях с тепловыделениями и по избыткам явного тепла, влаги и скрытого тепла в помещени-ях с тепло– и влаговыделениями, по токсическому веществу в помещениях с концентрациями вредных веществ, превышающих их ПДК.

Иногда допускается организация воздухообмена с преобладанием приточного или вытяжного воздуха в общем балансе. Например, для предупреждения образования тумана и конденсата в холодное время года в помещениях с влаговыделениями создается положительный воздушный баланс, т.е. поддерживается избыточное давление по отношению к атмосферному.

Отрицательный воздушный баланс с незначительным преобладанием вытяжки над притоком создается в одном из смежных помещений – в том, где выделяются токсические вещества, для предотвращения их поступления в соседние помещения.

Для организации воздухообмена в производственных помещениях рекомендуются рациональные схемы вентиляции с учетом имеющихся вредностей, источников их выделения, расстановки оборудования и других факторов.

При выборе схемы общеобменной вентиляции необходимо учитывать следующие моменты:

– характер и выраженность факторов производственной среды с выделением и без выделения пыли, со значительными и незначительными тепло– и влаговыделениями;

– способ подачи воздуха: сосредоточенный или равномер-но распределенный;

– зону подачи воздуха (рабочая, т.е. постоянные места) по высоте помещения;

– направление подачи воздуха струями (вертикальными, направленными сверху вниз, горизонтальными или наклонными вниз);

– высоту установки воздуховодов.