Создание требуемых параметров микроклимата в

произ­водственных помещениях

Для создания требуемых параметров микроклимата в произ­водственном помещении применяют системы вентиляции и кондиционирования воздуха, а также различные отопительные устройства.

Эффективным средством обеспечения надлежащей чистоты и до­пустимых параметров микроклимата воздуха рабочей зоны является промышленная вентиляция. Вентиляцией называется организованный и регулируемый воздухообмен, обеспечивающий удаление из помеще­ния загрязненного воздуха и подачу на его место свежего.

Количество приточного воздуха, требуемого для удаления избытков явной теплоты из помещения (Q_изб, кДж/ч), определяет­ся выражением

, (2.7)

где L _пр – требуемое количество приточного воздуха, м³/ч;

С –удельная теплоемкость воздуха при постоянном давлении, равная 1 кДж/(кг×град);

r_пр – плотность приточного воздуха, кг/м³;

t_выт – температура удаляемого воздуха, °С;

t_пр – температура приточного воздуха, °С.

Для эффективного удаления избытков явной теплоты темпе­ратура приточного воздуха должна быть на 5–8°С ниже темпе­ратуры воздуха в рабочей зоне.

Количество приточного воздуха, необходимого для удаления влаги, выделившейся в помещении, рассчитывают по формуле

, (2.8)

где G _вп - масса водяных паров, выделяющихся в помещении, г/ч;

d _выт — содержание влаги в удаляемом из помещения воздухе, г/кг;

d _прит — со­держание влаги в наружном воздухе, г/кг;

r_пр – плотность приточного воздуха, кг/м³.

При определении потребного воздухообмена L_ВВ, м³/ч, для помещений с выделением вредных веществ используют формулу

(2.9)

где m_ввi – выбросы i-го вредного вещества в воздух помещения, мг/ч;

с_удi, c_Пi – соответственно концентрация i-го вещества в удаляемом и приточном воздухе, мг/м³. Концентрация вредного вещества в удаляемом воздухе с_уд принимается равной ПДК соответствующего вещества в воздухе рабочей зоны.

Минимальный воздухообмен L_чел, м³/ч, по нормируемому удельному расходу воздуха на одного человека в помещении рассчитывается по формуле

(2.10)

где m – удельный расход наружного воздуха на одного работающего в помещении, м³/ч;

N – количество работающих в помещении в смену.

Для помещений с естественным проветриванием m = 30 м³/ч при объеме помещения V_П<20 м³ на человека и m = 20 м³/ч при V_П≥20 м³ на одного человека. Для помещений без естественного проветривания:

m = 60 м³/ч – для систем вентиляции без рециркуляции воздуха или с рециркуляцией 80% воздуха при кратности воздухообмена менее 10обменов/ч;

m = 90 м³/ч – для систем с рециркуляцией 85% воздуха при кратности воздухообмена менее10обменов/ч;

m = 120 м³/ч – для систем с рециркуляцией 90% воздуха при кратности воздухообмена менее 10 обменов/ч.

По способу перемещения воздуха различают системы естественной и механической вентиляции. Система вентиляции, перемещение воз­душных масс в которой осуществляется благодаря возникающей раз­ности давлений снаружи и внутри здания, называется естественной вентиляцией.

Разность давлений обусловлена разностью плотностей наружного и внутреннего воздуха (тепловой напор DР _т) и ветровым напором DР _в, действующим на здание. Расчетный тепловой напор (Па)

DР _т = gh(r _н - r _в), (2.11)

где g –ускорение свободного падения, м/с²;

h –вертикальное рас­стояние между центрами приточного и вытяжного отверстий, м;

r _н и r _в – плотность наружного и внутреннего воздуха, кг/м.

Неорганизованная естественная вентиляция – инфильтрация, или естественное проветривание –осуществляется сменой воздуха в по­мещениях через неплотности в ограждениях и элементах строительных конструкций благодаря разности давления снаружи и внутри помеще­ния. Такой воздухообмен зависит от случайных факторов – силы и направления ветра, температуры воздуха внутри и снаружи здания, вида ограждений и качества строительных работ. Для постоянного воздухообмена, требуемого по условиям поддер­жания чистоты воздуха в помещении, необходима организованная вентиляция.

Организованная естественная вентиляция может быть вытяжной без организованного притока воздуха (канальная) и приточно-вытяжной с организованным притоком воздуха (канальная и бес­канальная аэрация).

Аэрация – организованная естественная общеобменная вентиляция помещений в результате поступления и удаления воздуха через открывающиеся фрамуги окон и фонарей. Воздухообмен в помещении регулируют различной сте­пенью открывания фрамуг (в зависимости от температуры наружного воздуха, скорости и направления ветра). Как способ вентиляции аэрация нашла широкое применение в промышленных зданиях, характеризующихся технологическими процессами с большими тепловыделениями (про­катных цехах, литейных, кузнечных). Поступление наружного воздуха в цех в холодный период года организуют так, чтобы холодный воздух не попадал в рабочую зону. Для этого наружный воздух подают в помещение через проемы, расположенные не ниже 4,5 м от пола, в теплый период года приток наружного воздуха ориентируют через нижний ярус оконных проемов (h = 1,5¸2 м).

Механическая вентиляция - в ентиляция, с помощью которой воздух подается в производственные помещения или удаляется из них по системам вентиляционных каналов с использованием для этого специальных механических побу­дителей.

При проектировании вентиляции важное значение имеет кратность воздухообмена, мощность вентилятора, выбор из типа.

Воздухообмен – количество воздуха, которое необходимо подавать в помещение и удалять из него, в м³/час. Основным показателем, определяющим воздухообмен в помещении, является кратность воздухообмена, которая показывает, сколько раз весь воздух помещения заменяется наружным воздухом в течение часа

(2.12)

где W – объем удаляемого воздуха из помещения, м³/ч;

V – объем помещения, м³.

Системы механической вентиляции подразделяются на общеоб­менные, местные, смешанные, аварийные и системы кондициониро­вания.

Общеобменная вентиляция предназначена для удаления избы­точной теплоты, влаги и вредных веществ во всем объеме рабочей зоны помещений. Она применяется в том случае, если вредные выделения поступают непосредственно в воздух помещения, рабочие места располагаются по всему помещению.

Различают четыре основные схемы организации воздухообмена при общеобменной вентиляции: сверху–вниз; сверху–вверх; снизу–вверх; снизу–вниз. Кроме этих схем применяют комбинированные.

По способу подачи и удаления воздуха различают четыре схемы общеобменной вентиляции: приточная, вытяжная, приточно-вытяжная и системы с рециркуляцией. По приточной системе воздух подается в помещение после подготовки его в приточной камере. В помещении при этом создается избыточное давление, за счет которого воздух уходит наружу через окна, двери или в другие помещения. Приточную систему применяют для вентиляции помещений, в которые нежелательно попадание загрязненного воздуха из соседних помещений или холодного воздуха извне.

Вытяжная система предназначена для удаления воздуха из поме­щения. При этом в нем создается пониженное давление и воздух соседних помещений или наружный воздух поступает в данное поме­щение. Вытяжную систему целесообразно применять в том случае, если вредные выделения данного помещения не должны распространяться на соседние, например, для вредных цехов, химических и биологиче­ских лабораторий.

Приточно-вытяжная вентиляция –наиболее распространенная система, при которой воздух подается в помещение приточной систе­мой, а удаляется вытяжной; системы работают одновременно.

С помощью местной вентиляции необходимые метеорологические параметры создаются на отдельных рабочих местах. Например, улав­ливание вредных веществ непосредственно у источника возникнове­ния, вентиляция кабин наблюдения и т.д. Основной метод борьбы с вредными выделениями заключается в устройстве и организации отсосов от укрытий.

Конструкции местных отсосов могут быть полностью закрытыми, полуоткрытыми или открытыми. Наиболее эффективны закрытые отсосы. К ним относятся кожухи, камеры, герметично или плотно укрывающие технологическое оборудование. Если такие укрытия устроить невозможно, то применяют отсосы с частич­ным укрытием или открытые: вытяжные зонты, отсасывающие панели, вытяжные шкафы, бортовые отсосы и др.

Один из самых простых видов местных отсосов – вытяжной зонт. Он служит для улавливания вредных веществ, имеющих меньшую плотность, чем окружающий воздух. Зонты устанавливают над ваннами различного назначения, электро- и индукционными печами и над отверстиями для выпуска металла и шлака из вагранок. Зонты делают открытыми со всех сторон и частично открытыми: с одной, двух и трех сторон. Эффективность работы вытяжного зонта зависит от размеров, высоты подвеса и угла его раскрытия. Чем больше размеры и чем ниже установлен зонт над местом выделения веществ, тем он эффективнее. Наиболее равномерное всасывание обеспечива­ется при угле раскрытия зонта менее 60°.

Отсасывающие панели применяют для удаления вредных выделе­ний, увлекаемых конвективными токами, при таких ручных операциях, как электросварка, пайка, газовая сварка, резка металла и т.п. Вытяж­ные шкафы – наиболее эффективное устройство по сравнению с другими отсосами, так как почти полностью укрывают источник выделения вредных веществ.

Смешанная система вентиляции является сочетанием элементов местной и общеобменной вентиляции. Местная система удаляет вред­ные вещества из кожухов и укрытий машин. Однако часть вредных веществ через неплотности укрытий проникает в помещение. Эта часть удаляется общеобменной вентиляцией.

Аварийная вентиляция предусматривается в тех производственных помещениях, в которых возможно внезапное поступление в воздухе большого количества вредных или взрывоопасных веществ.

Для создания оптимальных метеорологических условий в производственных помещениях применяют наиболее совершенный вид про­мышленной вентиляции – кондиционирование воздуха – это его автоматическая обработка с целью поддержания в производственных помещениях заранее заданных ме­теорологических условий независимо от изменения наружных условий и режимов внутри помещения. При кондиционировании автоматиче­ски регулируется температура воздуха, его относительная влажность и скорость подачи в помещение в зависимости от времени года, наруж­ных метеорологических условий и характера технологического процесса в помещении.

В зависимости от требуемой температуры среды комплекс приборов по тепловлажностной обработке воз­духа должен обеспечивать его нагревание, охлаждение, увлаж­нение, осушение или комбинацию некоторых из этих процессов. С этой целью в кондиционерах устанавливаются воздухонагре­ватели, воздухоохладители, камеры орошения воздуха водой и другие устройства.

В воздухонагревателях (калориферах) осуществляется су­хое нагревание воздуха, в воздухоохладителях (калориферного типа) – охлаждение и охлаждение с осушением, в камерах оро­шения в результате тепло- и массообмена между воздухом и водой может происходить охлаждение, осушение, увлажнение воздуха, а также увлажнение с нагреванием, охлаждение с ув­лажнением или с осушением. Для осушения воздуха иногда применяют твердые или жидкие сорбенты, поглощающие влагу.

Системы кондиционирования могут иметь полный или со­кращенный набор составляющих элементов и устройств, опре­деляемый различным предназначением таких систем, применяе­мых в жилых, общественных и производственных зданиях.

Контрольные вопросы

1. Что такое воздух рабочей зоны?

2. Какие основные нормируемые показателями микроклимата воздуха рабочей зоны вы знаете?

3. Что такое терморегуляция человеческого организма?

4. Из каких основных процессов состоит теплоотдача человеческого организма в окружающую среду?

5. Как влияют на человеческий организм температура окружающего воздуха, его относительная влажность и скорость движения?

6. Как выбирают параметры микроклимата в производственных помещениях?

7. Дайте определение понятий «оптимальные параметры микроклимата» и «допустимые параметры микроклимата».

8. Какие мероприятия используют для поддержания нормальных параметров микроклимата в производственных помещениях?

9. Дайте определение понятий «вентиляция воздуха» и «кондиционирование воздуха».

10. Как рассчитать количество приточного воздуха, требуемого для удаления избытков явной теплоты и влаги из помещения, вредных веществ?

11. Что такое кратность воздухообмена?

12. Что такое естественная вентиляция и вентиляция с механическим побуждением?

13. Назовите приборы и устройства для измерения метеорологических условий.

III. Защита от шума, ультра- и инфразвука, вибрации