Вентиляция и Кондиционирование воздуха производственных помещений

Вентиляция. Промышленная вентиляция применятся для технических целей в различ-ных технологических процессах, а также для обеспечения установленных санитарными нормами метеорологических параметров и чистоты воздуха в помещениях. Вентиляция обеспечивает воздухообмен в помещении, т. е. удаляет и подает чистый воздух.

По способу перемещения воздуха различается естественная и искусственная (механи-ческая) вентиляция, а их сочетание представляет смешенную вентиляцию. Естественная вентиляция осуществляется за счет теплового и ветрового напоров, искусственная – вен-тиляторами. Естественная вентиляция может быть неорганизованной (инфильтрация) и организованной (аэрация).

По принципу подачи воздуха в помещение вентиляция бывает приточной, вытяжной и приточно-вытяжной. Приточная предназначается для организованной подачи чистого воздуха в помещение, вытяжная – для удаления из него загрязненного воздуха.

По месту действия вентиляция подразделяется на общеобменную и местную. Обще-обменная вентиляция предназначена для обеспечения чистоты воздуха в рабочей зоне по-мещения, соответствующей санитарным нормам. Для удаления вредных примесей непо-средственно от места выделения применяется местная локализующая вытяжная вентиля-ция. Часто это экономически целесообразно по сравнению с применением общеобменной вентиляции. Местные отсосы для удаления взрыво- и пожароопасных паров или газов проектируются индивидуально для каждого помещения и каждой единицы оборудования. В ряде случаев применяется подача чистого воздуха в рабочую зону – местная приточную вентиляцию (воздушные души при значительных выделениях тепла). Местная вентиляция может применяться в сочетании с общеобменной как искусственной, так и естественной. Смешанные системы местной и естественной общеобменной вентиляции находят широ-кое применение в больших цехах с локальными выделениями вредностей.

Системы искусственной вентиляции состоят из вентиляторов, подяющих воздух, воз-духоводов, воздухозаборных и воздухораспределительных устройств, для подогрева воз-духа применяются калориферы, а для его очистки различные фильтры. Обеспечение нор-мируемых параметров воздуха находится на основании расчета системы вентиляции для каждого помещения в отдельности.

Проектирование системы вентиляции состоит из следующих этапов:

определения требуемого воздухообмена;

составления принципиальной схемы вентиляции помещения и аэродинамического рас-чета воздуховодов;

подбора вентилятора и определения потребной мощности электродвигателя исходя из данных произведенного аэродинамического расчета и определения требуемого воздухооб-мена;

выбора воздухозаборныхи воздухораспределительных устройств, оборудования для очистки подаваемого и удаляемого воздуха и определения мест их расположения;

выбора типа калорифера для подогрева подаваемого в помещение воздуха.

Требуемый воздухообмен L, м³/ч, для общеобменной вентиляции определяется исходя из следующих условий:

выделения газа L_Г = G_Г / (b_Д – b_Н); (11)

выделения пыли L_П = G_П / (n_Д – n_Н); (12)

выделения влаги L_В = D_В / (d_В – d_Н); (13)

выделения тепла L_Т = Q_ИЗБ / c ρ (t_У – t_П), (14)

где G_Г, G_П – соответственно, газо- и пылевыделение в помещении, мг/ч;

b_Д, b_Н – соответственно,предельно допустимые концентрации газа в помещении и

его содержание в приточном воздухе, мг/м³ [5, 8];

n_Д, n_Н – соответственно,предельно допустимые концентрации пыли в помещении и

ее содержание в приточном воздухе, мг/м³ [5, 8];

D_В – выделение влаги в помещении, мг/м³;

d_В, d_Н – соответственно, влагосодержание воздуха рабочей зоны и приточного возду-

ха, мг/м³ (определяется по диаграмме I – d в зависимости от температуры и

относительной влажности воздуха);

Q_ИЗБ – выделение тепла в помещении, кДж/ч;

c – удельная теплоемкость воздуха, Дж/(кг °К);

ρ – плотность воздуха, кг/м³;

t_У, t_П – соответственно,температура удаляемого и приточного воздуха, °К.

Концентрации вредных веществ, выделяющихся при технологических процессах, оп-ределяются по справочным данным, приведенным в документах по расчету предельно до-пустимых выбросов вредных веществ промышленными предприятиями. Концентрации вредных веществ в приточном воздухе при выходе из воздухораспределителей и других приточных отверстий принимается по расчету с учетом фоновых концентраций этих ве-ществ в местах размещения воздухоприемных устройств, но не более:

30 % предельно допустимой концентрации (ПДК) в воздухе рабочей зоны для произ-водственных и административно-бытовых помещений;

ПДК в воздухе населенных мест и для жилых и общественных помещений [8].

При определении требуемого воздухообмена по выделению газа необходимо учиты-вать, что при наличии в воздухе помещения нескольких вредных газов, не обладающих однонаправленным действием на организм человека, расчет выполняется раздельно для каждого газа, а принимается наибольший результат. Так же определяется воздухообмен при совместном загрязнении воздуха пылью и газом. При наличии в воздухе помещения газов однонаправленного действия принимается сумма вентиляционных воздухообменов, рассчитанная для каждого газа.

Количество воздуха, необходимое для вентиляции административных, жилых, общест-венных и бытовых помещений, определяется по кратности воздухообмена

L = k V, (15)

где k – коэффициент кратности воздухообмена, зависящий от назначения помещения и

показывающий сколько раз в течение часа должен смениться воздух в помещении;

V – объем помещения, м³.

Определив требуемый воздухообмен и условия прокладки трассы воздуховодов, опре-делив места установки вентиляционного оборудования составляется расчетная схема. Для каждого участка определяется его длина ℓ и расход воздуха L. Проводится аэродинами-ческий расчет системы состоящий в определении сечения воздуховодов и потерь давления на каждом участке. Потери давления в воздуховодах определяются по формуле

∆p = ∑ (∆p_ТРi +∆ p_МСi), (16)

где ∆p_ТРi = λ ℓ_i ρ υ² / (2 d_i) – потери статического давления на i -ом участке от трения воз-

духа о стенки воздуховода, Па,

ℓ_i, d_i – соответственно,длина и диаметр i -ого участка, м;

ρ – плотность воздуха, мг/м ³;

υ – скорость воздуха, м/c;

∆p_МСi = ξ_i (ρ υ²) / 2 – потери динамического давления на i -ом участке от местного

сопротивления, Па;

ξ_i – коэффициент местного сопротивления i -ого участка трубо-

провода (по справочной литературе).

Для упрощения аэродинамических расчетов используются удельные потери давления на 1 м трубопровода R_УД. Значения R_УД для круглых воздуховодов, зависящие от их диа-метра, находятся в справочной литературе по вентиляции для воздуховодов квадратного или прямо-угольного сечения определяется эквивалентный диаметр d_ЭКВ = 2 а b / (a + b), где а и b – размеры сторон воздуховода, м.

При расчетах вытяжной вентиляции учитываются потери динамического давления на выходе из диффузора ∆p_Д и потери в циклоне ∆p_Ц, а при расчете приточной вентиляции – потери давления в приточной камере ∆p_ПК, фильтре ∆p_Ф, калорифере ∆p_К и воздухопо-дающем устройстве (насадке) ∆p_Н.

По общим потерям давления для приточной вентиляции

∆p_ОБЩ = ∆p_П + ∆p_ПК + ∆p_Ф + ∆p_К + ∆p_Н (17)

и по рассчитанному воздухообмену L выбирается вентилятор (тип, номер) с учетом его работы в наиболее экономичном режиме.

Кондиционирование воздуха. Кондиционирование воздухазаключается в создании и автоматическом поддержании в закрытых помещениях и транспортных средствах незави-симо от наружных условий постоянных или регулируемых по определенной программе температуры, влажности и чистоты воздуха, а также скорости его движения.

Для обработки и перемещения воздуха в системах кондиционирования служат конди-ционеры. Различают местные и центральные кондиционеры. На предприятиях железнодо-рожного транспорта применяют в основном местные кондиционеры. Их устанавливают в помещениях с большим потоком людей (вокзалы, кассовые залы и др.), в помещениях го-рочной централизации СЦБ, кабинах тягового подвижного состава и путевых машинах и др.

Кондиционеры могут работать по приточной схеме, т. е. только на наружном воздухе, когда по санитарным условиям не допускается рециркуляция воздуха, и на наружном воз-духе с частичным использованием рециркуляции.

Список литературы

1. СанПиН 2.2.4.548-96 Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений.

2. СанПиН 2.2.3.1384-03 Гигиенические требования к организации строительного про-изводства и строительных работ.

3. Типовые отраслевые нормы бесплатной выдачи специальной одежды, специальной обуви и других средств индивидуальной защиты работникам федерального железнодо-рожного транспорта. Распоряжение МПС РФ от 09.09.02 г. №497.

4. Положение о режиме труда и отдыха для монтеров пути при производстве путевых работ в зависимости от интенсивности движения поездов. Утв. зам. рук. Департамента пути и сооружений МПС России от 02 10.00 г.

5. ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху ра-бочей зоны.

6. СНиП 2.04.05-91Отопление, вентиляция и кондиционирование.

7. СНиП II-3-79 Строительная теплотехника.

8. ГН 2.1.6.1338-03 Гигиенические нормативы. Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в атмосферном воздухе населенных мест.