Вентиляция производственных помещений: обзор систем воздухообмена

Любое производство – это автоматика, оборудование, и, конечно, люди. И для всех здесь необходимо создать условия. Зачем? Чтобы машины дольше служили, а люди, работая в комфортных условиях, выполняли и перевыполняли план. Создание правильных условий в производственном помещении – это первое, о чем должен подумать владелец любого цеха.

Распространенные схемы вентиляции производственных помещений

Часто система подачи и отвода воздуха сочетает в себе различные виды вентиляции производственных помещений. Для подачи свежего воздуха обычно используется приточная или приточно-вытяжная вентиляция производственных помещений. Они представляют собой довольно мощные вентиляторы, подающие в цех по системе воздуховодов количество уличного воздуха, соответствующее санитарным нормам из расчета на единицу площади или на одного человека. Достоинством этих двух видов вентиляции является возможность дополнительной очистки воздуха, а также его подогрева или охлаждения.

Если в схеме предусмотрены вытяжные устройства для организации вентиляции отдельных объектов производственных помещений, то воздуховоды от них обычно подводятся непосредственно к сборным куполам соответствующих устройств. Отведенный от оборудования воздух попадает или непосредственно в окружающую среду или в систему очистки воздуха.

Системы вентиляции производственных помещений

Проектирование и выбор видов вентиляции любых производственных помещений – задача сложная и ответственная. Для ее решения нужно учесть не только климатические условия и объем/площадь помещения, но и тип образующихся в цеху вредных выбросов. В ряде случае при разработке общеобменной приточной вентиляции для производственных помещений этим фактором можно пренебречь. Однако для организации приточно-вытяжной или локальной вентиляции производственных помещений это обязательно нужно учитывать, ведь некоторые вещества могут оседать в вытяжных вентиляторах и воздуховодах, а также приводить к повышенному износу или коррозии элементов системы.

Без знания всех нюансов создать качественную, надежную и долговечную систему невозможно. Поэтому большинство промышленных предприятий и компаний предпочитает обращаться в специализированные организации, обладающие соответствующим опытом и знаниями. Кроме высокой надежности разработанные профессионалами системы вентиляции имеют высокую экономичность, которая позволяет снизить затраты на подогрев и охлаждение воздуха.

Физическая основа вентиляции

Движения воздушных потоков основано на простейших физических процессах. Обработка газовоздушной массы и ее транспортировка осуществляется благодаря существующим конвекционным процессам. Чтобы использовать этот естественный процесс источники тепла и нагрева размещают в наиболее низких областях, а приточные элементы, наоборот, максимально приближены к потолку.

Читайте также:  Нюансы правильной установки септика тверь

В общем значении термин «конвекция» представляет собой перераспределение между нагретым и холодным потоками газа тепловой энергии. Конвекционные процессы могут происходить естественным способом, либо принудительно.

В закрытом пространстве общая температура определяется степенью нагревания воздуха. Величина не является постоянной во всем пространстве, меняется по высоте. Явление обусловлено неоднородной концентрацией молекул при постоянном давлении внутри комнаты. При более высокой температуре концентрация частиц газа меньше, значит, и меньше его масса. Поэтому существует понятие, что нагретый воздух «более легкий», а холодный «более тяжелый». Этот факт объясняет устройство вентиляционных систем: вытяжные узлы располагаются сверху, а приточные – снизу.

Физическая основа вентиляции

Движение воздуха обычно происходит снизу вверхИсточник

Грамотно спроектированная система вытяжной вентиляции в сочетании с естественными конвекционными процессами позволяет поддержать установленный уровень температуры и влажности внутри помещения.

Требования к вентсистеме производственного помещения

К вентиляции на производственном объекте предъявляется большой список требований. Перечисляем основные:

  • Вентилирование производственных помещений должно выполняться принудительным методом.
  • Для интенсивного воздухообмена требуется установка приточно-вытяжной системы, которая не только удаляет старый воздух, но и обеспечивает приток воздушных масс с улицы.
  • Все узлы вентсистемы на производстве должны быть исполнены из материалов, которые имеют пожарный и гигиенический сертификаты соответствия.
  • Воздуховоды должны выполняться из устойчивых к коррозии материалов. Если они не обладают таким качеством, то они должны иметь антикоррозийное покрытие.
  • Лакокрасочное покрытие каналов, которое легко поддается воспламенению, должно быть не толще 0,2 мм.
  • Концентрация токсичных веществ, взвешенных в воздухе зоны для персонала, должна составлять не больше 30% от ПДК.
  • Общий уровень шума на производственном объекте не должен быть выше 110 дБ. Шум, испускаемый при работе вентиляционной системы, тоже должен учитываться.

Это общие требования, которые дополняются другими, зависящими от индивидуальных особенностей производственного объекта.

Виды вентиляционных систем

Вентиляционные системы бывают трех видов:

  • Естественные;
  • Принудительные;
  • Комбинированные.

Естественная вентиляция основана на перемещении воздушных масс воздуха через предусмотренные форточки, щели, впускные каналы под воздействием разности давлений внутри и снаружи, вверху и внизу здания. Данный вид вентиляции не требует применения дополнительного механического оборудования.

Принудительная вентиляция основана на применении механических устройств – вентиляторов. Применяется в случае невозможности создания требуемого микроклимата и качества воздуха естественной вентиляцией.

Комбинированные вентиляционные системы применяются с целью снижения затрат на принудительную вентиляцию и повышения надежности и безопасности вентиляционных систем.

Краткий обзор вентиляционных систем

Воздухообмен с естественным побуждением, как правило, применяется в административных и бытовых корпусах предприятий, а также в крупных неотапливаемых цехах. Последние обогревать очень затруднительно и нерационально, поскольку большие цеха не утеплены и имеют значительные площади остекления. В этом случае естественная вентиляция на промышленных предприятиях организована таким образом, чтобы нагретый загрязненный воздух уходил через зенитные фонари цехов или сквозь специальные вытяжные устройства – дефлекторы. Для притока служат неплотности притворов входных дверей, ворот и проемы под ними. Далеко не всегда естественная вентиляция промышленных объектов может обеспечить полноценное удаление всех вредностей, поскольку расходы воздуха и скорость его движения невелики. Поддержание приемлемых условий воздушной среды подобным способом применяется тогда, когда требуется небольшая кратность воздухообмена, 1—2 раза в час. При этом вредные выделения убираются локальными вытяжными устройствами, называемые местными отсосами. Суть в том, чтобы определить места, где постоянно образуются вредные пары или газы и отбирать их непосредственно от источника, не давая распространиться по всей рабочей зоне.

Нередко вредные вещества, влага или теплота выделяются на больших площадях и становится невозможно их уловить местными отсосами. Тогда, чтобы выполнить требования к промышленной вентиляции, организовывают принудительный воздухообмен кратностью 2 раза в час и более с помощью вентиляторов. Последние устанавливаются в разных вариантах:

  • на вытяжке с естественным притоком;
  • на притоке, вытяжка происходит естественным образом;
  • полностью механическое побуждение, где применяются приточные и вытяжные вентиляторы.

Первые виды вентиляции в производственных помещениях с естественным притоком называют комбинированными. Это не совсем так, поскольку движение воздушных масс в этих случаях вызвано работой вентилятора, обеспечивающего потребный расход. Значит, и вентиляция – принудительная.

Все виды промышленной вентиляции с использованием вентиляторов включают в себя и трубопроводы для распределения или вытяжки воздушной смеси – воздуховоды. Часто их протяженность достаточно велика, например, когда вентиляционное оборудование сосредоточено в одном месте и обслуживает целое здание. Величина диаметра трубопровода напрямую зависит от расхода воздушной смеси, которая по нему перемещается, и от скорости ее движения.

Выбор оптимальной вентиляции на производстве

Система вентиляции производства относится к классу промышленной вентиляции и делится на две взаимодополняющие группы:

  • Общая вентиляция производственных цехов
  • Местные системы вентиляции
Читайте также:  Вентиляционные пластиковые трубы на крышу: размеры

Для вентилирования цеха применяется общая система вентиляции: аэрация, приточная общеобменная вентиляция, приточно-вытяжная вентиляция. Подобные системы должны оснащаться фильтрами и могут подогревать и охлаждать поступающий воздух.

Выбор оптимальной вентиляции на производстве

Все общеобменные вентсистемы обеспечивают отвод теплоты и подачу достаточного количества свежего воздуха на каждого рабочего (не менее 30-40 м³/час на человека, в зависимости от объема помещения). Тем не менее, из-за внушительного объема производственных цехов, самостоятельно справиться с быстрым удалением вредных веществ они не способны. В ряде случаев, приточные системы лишь разбавляют концентрацию в воздухе цеха вредных веществ до безопасного уровня.

Местные вытяжные вентиляционные системы производства (вытяжные зонты, отсосы) устанавливаются локально, в зоне размещения промышленного оборудования, выделяющего пыль, дым, тепло, вредные вещества и газы. Быстрый забор загрязненного воздуха не позволяет ему распространиться по цеху. Комбинация местной вытяжной и общей приточной системы – лучший выбор для большинства цехов.

Рекомендации по энергосбережению

Вентиляционные системы являются одним из основных потребителей электрической и тепловой энергии, поэтому внедрение мер энергосбережения позволяет снизить себестоимость выпускаемой продукции. К наиболее эффективным мерам можно отнести использование систем рекуперации воздуха, рециркуляции воздуха и эл/двигателей с отсутствием «мертвых зон».

Принцип рекуперации основан на передаче тепла вытесняемого воздуха теплообменнику, в результате чего снижаются расходы на отопление. Наиболее распространение получили рекуператоры пластинчатого и роторного типа, а также установки с промежуточным теплоносителем. КПД этого оборудования достигает 60-85%.

Принцип рециркуляции основан на повторном использовании воздуха после его фильтрации. При этом к нему подмешивается часть воздуха извне. Эта технология применяется в холодное время года в целях экономии расходов на отопление. Она не применяется на вредных производствах, в воздушной среде которых могут присутствовать вредные вещества 1,2 и 3 классов опасности, болезнетворные микроорганизмы, неприятные запахи и там, где велика вероятность возникновения аварийных ситуаций, связанных с резким увеличением концентрации в воздухе пожаро- и взрывоопасных веществ.

Учитывая, что большинство электродвигателей имеют так называемую «мертвую зону», их правильный подбор позволяет экономить электроэнергию. Как правило «мертвые зоны» появляются во время пуска, при работе вентилятора в холостом режиме или когда сопротивление сети значительно меньше того, что требуется для его корректной работы. Для того чтобы избежать этого явления применяют двигатели с возможностью плавной регулировки оборотов и с отсутствием пусковых токов, что позволяет экономить энергию при запуске и в процессе работы.