Класифікація видів вентиляції

За способом подачі в приміщення свіжого повітря і видалення забрудненого системи вентиляції поділяють на:

природну - повітря переміщується під впливом природних чинників - теплового напору або дії вітру;

механічну - повітря переміщується механічними пристроя­ми - вентиляторами, ежекторами та ін.

змішану - це поєднання природної вентиляції і механічної.

За характером охоплення приміщення розрізняють загальнообмінну і місцеву вентиляцію.

Загальнообмінна вентиляція здійснює обмін повітря у всьому приміщенні. Її дія грунтується на розбавленні шкідливостей_, що виділяються в приміщення, свіжим повітрям до гранично допустимих концентрацій або температур. Цю систему вентиляції найчастіше використовують у тих випадках, коли шкідливі речовини, тепло, волога виділяються рівномірно по всьому приміщенні. При такій вентиляції забезпечується підтримання необхідних параметрів повітряного середовища у всьому об'ємі приміщення.

Місцева вентиляція використовується для видалення забрудненого повітря безпосередньо з місця утворення шкідливих речовин і не допускає їх поширення по всьому приміщенню.

При значному надходженні шкідливих речовин у повітря робочої зони застосовуються комбіновані системи - загальнообмінна і місцева.

У виробничих приміщеннях, в яких можливе раптове надходження в повітря робочої зони великих кількостей шкідливих парів і газів, крім робочої передбачається аварійна вентиляція.

Повітрообмін при природній вентиляції відбувається внаслідок різниці температур повітря в приміщенні і зовнішнього повітря, а також в результаті дії вітру.

Різниця температур повітря всередині і зовні приміщення, а відповідно і різниця густин, обумовлює різницю тисків зовнішнього і внутрішнього повітря (тепловий напір), який сприяє надходженню холодного повітря в приміщення і витісненню з нього теплого повітря.

Під дією вітру на навітряних поверхнях будівель виникає надлишковий тиск, а на завітряних сторонах - розрідження. Тому зовнішнє повітря може надходити в приміщення через відкриті виїмки з навітряної сторони будівлі і виходити через отвори на протилежній завітряній стороні і отвори в даху. Величина надлишкового тиску, або розрідження, залежить від швидкості вітру.

Природна вентиляція поділяється на організовану і неорганізовану. При неорганізованій природній вентиляції надходження і видалення повітря відбувається через нещільності і пори зовнішніх огороджень (інфільтрація), через вікна, кватирки, спеціальні отвори (провітрювання).

Оскільки вітрові потоки, а також тепловиділення в приміщеннях може змінюватися, природна вентиляція є неорганізованою системою.

Організований природний повітрообмін (аерація) здійснюється в наперед розрахованих об'ємах і регулюється відповідно до зовнішніх метеорологічних умов.

Аерація застосовується в приміщеннях із значними теплови­діленнями, якщо концентрація пилу і шкідливих газів у припливному повітрі не перевищує 30% ГДК (граничнодопустимої концентрації) в робочій зоні.

При аерації обмін повітря регулюють за допомогою прорізів (фрамуг або жалюзійних решіток), розташованих у нижній частині будинку, через які надходить ззовні більш холодне повітря, а тепле забруднене повітря виходить через витяжний аераційний ліхтар на даху будинку.

Жалюзійні решітки - це отвори, які відкриваються влітку на висоті 1,2-1,8 м, а взимку - 4-6 м.

Для підсилення витяжки на даху будинку встановлюють на виході дефлектори - пристрої, які створюють тягу при обдуванні їх вітром.

Аерація - це загальнообмінна вентиляція. Вона характеризується кратністю обміну повітря.

Кратність обміну повітря (К) - це відношення об'єму повітря, яке подається до об'єму приміщення.

Кратність обміну повітря показує, скільки разів за годину поміняється весь об'єм повітря в даному приміщенні.

Ці системи прості за влаштуванням, дають можливість подавати великі об'єми повітря без використання вентиляторів і повітропроводів, але основний недолік у тому, що їх робота визначається нестійкими чинниками: температурою повітря, напрямом і силою вітру, припливне повітря вводиться в приміщення без попередньої очистки і підігріву, а видаляється повітря неочищене, яке забруднює атмосферу.

У системах механічної вентиляції рух повітря забезпечується вентиляторами і в деяких випадках ежекторами.

Механічна вентиляція забезпечує підтримання постійного обміну повітря, незалежно від зовнішніх метеорологічних умов. Повітря, яке надходить у приміщення, при необхідності підігрівається або охолоджується, зволожується, осушується або очищається від пилу. Забезпечується також очистка повітря, яке видаляється назовні.

Механічна вентиляція може бути: припливна, витяжна і припливно-витяжна.

Припливна вентиляційна система нагнітає чисте повітря в приміщення і складається з таких елементів: повітро-забірного пристрою (повітроприймача) для забирання чистого повітря, який встановлюється зовні будівлі; повітропроводів, по яких повітря подається в приміщення; фільтрів для очищення повітря від пилу; калориферів, де повітря нагрівається; і вентилятора; повітророзподільчих пристроїв (насадок, патрубків), які забезпечують надходження повітря в потрібне місце із заданою швидкістю і в потрібній кількості. Забруденене повітря витісняється свіжим через двері, вікна, ліхтарі і щілини будівельних конструкцій.

Витяжна вентиляційна система видаляє забруднене повітря в атмосферу і складається з витяжних отворів або насадок, через які повітря видаляється з приміщення; вентилятора, повітропроводів, якими повітря, що видаляється, транспортується з приміщення до місця викиду; пристроїв для очистки повітря від пилу або газів, які встановлюються в тих випадках, коли повітря, що викидається, необхідно очищати з метою забезпечення нормальних концентрацій шкідливих речовин у ньому; витяжних шахт для викиду повітря, що видаляється в атмосферу. При роботі системи витяжної вентиляції чисте повітря потрапляє в приміщення через вікна, двері, нещільності конструкцій огороджень.

У системі припливно-витяжної вентиляції повітря в приміщення подається припливною вентиляцією, а видаляється витяжною вентиляцією, які працюють одночасно.

Припливно-витяжна вентиляція з рециркуляцією характеризується тим, що повітря, яке відсмоктується з приміщення витяжною системою, частково повторно попадає в це приміщення через припливну систему, з'єднану з витяжною системою повітропроводом. Регулювання кількості свіжого, вторинного і повітря, що викидається, здійснюється клапанами.

Відбувається штучна вентиляція за допомогою відцентрових і осьових вентиляторів.

Місцева вентиляція може бути припливною або витяжною.

Місцева витяжна вентиляція служить для вловлювання і видалення шкідливих речовин безпосередньо в місцях їх утворення.

Пристрої місцевої вентиляції роблять у вигляді місцевих сховищ і відсмоктувачів повітря. Вони бувають двох типів - відкритого (всмоктуючий отвір розташований на деякій віддалі від джерела утворення шкідливих речовин) і закритого (джерело утворення шкідливих речовин розміщено всередині сховища).

До відсмоктувачів відкритого типу належать: витяжні парасолі, бортові і бокові відсмоктувачі, шарнірно-телескопічні відсмоктувачі, вмонтовані в робочі місця і в інструменти. До відсмоктувачів закритого типу належать і витяжні шафи, камери, бокси.

Припливна місцева вентиляція служить для створення необхідного мікроклімату в обмеженій зоні приміщення. До пристроїв місцевої припливної вентиляції належать повітряні душі, оази, повітряні і повітряно-теплові завіси.

Аварійна вентиляція призначена для швидкого видалення з виробничих приміщень значних об'ємів повітря з високими концентраціями токсичних і вибухонебезпечних речовин, які виникають при порушенні технологічного процесу і аваріях. Аварійну вентиляцію завжди влаштовують тільки витяжною без компенсації витяжки припливом повітря, щоб запобігти надходженню _; шкідливих речовин до сусідніх приміщень.

Розрахунок систем вентиляції

У загальному випадку розрахунок вентиляції полягає у визначенні типу вентиляції й виборі відповідного вентиляційного обладнання (типу вентилятора, повітроводів, фільтрів і т. ін.). Для вибору типу вентиляції необхідно визначити кратність повітрообміну в приміщенні за наступною формулою:

,

(4.1)

де L – кількість повітря, яку слід видаляти з приміщення для забезпечення нормованих значень параметрів мікроклімату, м³/год;

V – обсяг приміщення, м³.

Залежно від кратності повітрообміну в приміщенні можуть бути застосовані наступні типи вентиляції:

1) неорганізована природна вентиляція, якщо кратність повітрообміну n = 1…1,5 од/год;

2) аерація або канальна гравітаційна система, якщо кратність повітрообміну n = 1,5…30 од/год;

3) механічна вентиляція, якщо кратність повітрообміну n > 30од/год.

Слід зазначити, що шкідливих речовин (газ, пил, надлишкове тепло і т. п.) у повітрі робочої зони може бути одночасно кілька видів. У цьому випадку об’єми повітря, необхідні для видалення кожної з цих речовин, розраховують окремо, а в якості L обирається максимальне з обчислених значень. У рамках даної роботи будемо визначати тип вентиляції по наявності одного шкідливого фактору в повітрі робочої зони – надлишкового тепла.

Кількість припливного повітря, необхідного для видалення надлишкового тепла з приміщення, можна визначити за такою формулою:

,

(4.2)

де с – теплоємність повітря, с = 1200 Дж/(кг·⁰С);

ρ – густина повітря при відповідній температурі в приміщенні (t = 10…22 °С, ρ ≈ 1,2 кг/м³; t = 23...30 °С, ρ ≈ 1,17 кг/м³);

t₁ – температура повітря, яке видаляється з приміщення, ⁰С;

t₂ – температура повітря, яке надходить у приміщення, ⁰С;

Q_над – кількість надлишкового тепла, яка визначається сумою тепловиділень у приміщенні за винятком тепловтрат, Вт.

Кількість надлишкового тепла в приміщенні можна визначити за формулою:

Сума тепловиділень ∑Q_{тепловиділень} визначається як сума надходжень тепла в приміщення від різних джерел:

де Q_об – надходження тепла в приміщення від обладнання, Вт;

Q_людей – надходження тепла в приміщення від людей, Вт;

Q_ламп – надходження тепла в приміщення від ламп, Вт;

Q_сон – надходження тепла в приміщення від сонячної радіації, Вт.

Надходження тепла в приміщення від обладнання можна визначити за формулою:

де N – потужність одиниці обладнання, Вт (N = 200-300 Вт для комп’ютера, N = 50 Вт для принтера, ксерокса, сканера і т. ін.);

n_об – кількість одиниць обладнання, шт.

Надходження тепла в приміщення від людей можна визначити за наступною формулою:

де n_л – кількість людей, які постійно працюють у приміщенні;

W – енерговитрати людини залежно від категорії виконуваних робіт, Вт.

Надходження тепла в приміщення від ламп визначаються за наступною формулою:

де h – коефіцієнт переходу електричної енергії в теплову (для ламп розжарювання h =0,92…0,97, для люмінесцентних ламп h =0,5…0,6);

N_ламп – потужність лампи, Вт;

m – кількість ламп у приміщенні, шт.

Надходження тепла в приміщення від сонячної радіації можна визначити за формулою:

де q – тепловий потік, що надходить у приміщення через 1 м² одинарного скла, Вт/м²;

S_в – площа вікон, м²;

к_в.п. – коефіцієнт відносного проникнення сонячної радіації.

Суму тепловтрат ∑Q_{тепловтрат} можна визначити за формулою:

де Q_стін – тепловтрати через стіни приміщення, Вт;

Q_в – тепловтрати через вікна приміщення, Вт.

Тепловтрати через стіни приміщення визначаються за формулою:

де k – коефіцієнт теплопередачі зовнішніх огороджень Вт/(м²·К);

F_стін – площа стін, м²;

n – коефіцієнт, який враховує положення зовнішньої огороджувальної конструкції по відношенню до зовнішнього повітря (в даному випадку приймаємо, що n =1);

t₁ – температура повітря, яке видаляється з приміщення, ⁰С;

t₂ – температура повітря, яке надходить у приміщення, ⁰С.

Тепловтрати через вікна приміщення визначаються за формулою:

F_в – площа вікон, м².

Кондиціювання повітря (від латинського condicio – умова, стан) – створення й автоматична підтримка в закритих приміщеннях і засобах транспорту параметрів повітряного середовища (температури, відносної вологості, чистоти, складу, швидкості руху і тиску повітря) найбільш сприятливих для самопочуття людей, ведення технологічних процесів, роботи обладнання та приладів, забезпечення збереження цінностей культури і мистецтва й т. п.

Кондиціонер – це пристрій для підтримки оптимальних кліматичних умов у квартирах, будинках, офісах, автомобілях, а також для очищення повітря в приміщенні від небажаних часток.

Головною особливістю систем кондиціювання є те, що вони забезпечують великий комплекс процесів обробки повітря, за допомогою яких можуть бути задоволені найвищі вимоги до параметрів повітряного середовища закритих приміщень. При цьому стан повітряного середовища приміщення перестає бути залежним від параметрів зовнішнього (атмосферного) повітря.

Основна відмінність систем вентиляції від кондиціонування полягає в тому, що в системах вентиляції не робиться охолодження повітря і його тепловолога обробка, а саме за рахунок цього і досягається створення строго визначених параметрів мікроклімату в приміщенні.

Системи кондиціонування повітря класифікують наступним чином:

за ступенем використання зовнішнього повітря – прямоточні (обробляють зовнішнє повітря, але воно використовується одноразово), рециркуляційні (багаторазово обробляють повітря, яке є всередині приміщення), з рециркуляцією (обробляють суміш зовнішнього й внутрішнього повітря; як правило, частка зовнішнього повітря в цій суміші становить 10-15%);

за ступенем централізації – місцеві (обслуговують окремі приміщень; їх розташовують, як правило, в самих приміщеннях), центральні (обслуговують із одного центру одночасно кілька приміщень).

Розрахунок системи кондиціонування повітря

Найбільш важливою характеристикою місцевих кондиціонерів, яку необхідно оцінювати при їх виборі та установці в приміщенні (особливо жилому), є потужність охолодження. Від цієї величини залежить площа, на яку він розрахований, а також його вартість.

Для орієнтовних розрахунків системи кондиціонування повітря береться 1 кВт охолоджувальної потужності кондиціонера на кожні 10 м² площі приміщення при висоті стелі 2,8 – 3,0 м. Таким чином, для орієнтовної оцінки охолоджувальної потужності кондиціонера досить площу кімнати розділити на десять. Наприклад, для приміщення площею 20 м² потрібно обрати кондиціонер, який має охолоджувальну потужність 2,0 кВт. Слід зауважити, що за цією спрощеною методикою можна визначити необхідну потужність лише для компенсації тепловиділень від стін, підлоги, стелі та вікон. У випадку, якщо в приміщенні велика площа засклення або вікна виходять на південну сторону, надходження тепла будуть більшими й визначену таким чином охолоджувальну потужність кондиціонера необхідно збільшувати на 15 – 20%.

З метою одержання більш точної оцінки охолоджувальної потужності місцевого кондиціонера необхідно розраховувати всі тепловиділення, які надходять в приміщення, за наступною методикою:

де Q_заг – загальні тепловиділення в приміщення, Вт;

Q₁ – надходження тепла в приміщення від стін, підлоги, стелі й вікон, Вт;

Q₂ – надходження тепла в приміщення від людей, Вт;

Q₃ – надходження тепла в приміщення від обладнання, Вт.

Надходження тепла в приміщення від стін, підлоги, стелі й вікон можна визначити за наступною формулою:

де V – об’єм приміщення, м³;

q – коефіцієнт, який має такі значення: в випадку південної орієнтації вікон – 40 Вт/м³, у випадку північної орієнтації вікон – 30 Вт/м³, для всіх інших випадків орієнтації вікон – 35 Вт/м³.

Надходження тепла в приміщення від людей і обладнання обчислюють за формулами 4.5, 4.6.

На підставі одержаного значення Q_заг необхідно вибрати близьку за потужністю модель кондиціонера зі стандартного ряду. Причому, якщо значення Q_общ не точно відповідає величинам, зазначеним у стандартному ряді, то в цьому випадку необхідно значення Q_заг округлити в більшу сторону до найближчої величини, наведеної в стандартному ряді.

Стандартний ряд місцевих кондиціонерів за охолоджувальною потужністю: 2,0 кВт; 2,5кВт; 3,5 кВт; 5,0 кВт; 7,0 кВт.

Слід зазначити, що в результаті такого розрахунку одержують саме потужність охолодження кондиціонера, яку часто плутають із потужністю, споживаної кондиціонером від електромережі. Насправді, споживана кондиціонером потужність приблизно в 3 рази менше потужності охолодження, тобто кондиціонер потужністю 2,5 кВт споживає всього близько 800 Вт електроенергії – менше праски або електричного чайника. Тому місцеві кондиціонери, як правило, можна включати в звичайну розетку.

Будова, склад і експлуатація систем вентиляції промислових підприємств мають відповідати ГОСТ 12.4.021-75, СНиП 2.04.05-91 та ДНАОП 0.01-1.01-95. На ці системи мають бути паспорти.

Усунення шкідливих газів, парів, аерозолей і пилу, які можуть утворюватись на промислових підприємствах, слід проводити:

для категорій виробництв А, Б і шкідливих речовин 1-го та 2-го класів небезпеки – через місцеву і загально обмінну вентиляцію з штучним спонуканням (механічну);

для решти категорій – через місцеву і загально обмінну вентиляцію з штучним спонуканням та природну вентиляцію через фрамуги і двері, що відкриваються.

Окремо одну від одної влаштовують:

системи вентиляції, кондиціонування повітря для кожної групи приміщень, розділеними протипожежними стінами;

системи місцевих відсмоктувачів від технологічного обладнання для речовин, сполучення яких може утворювати вибухонебезпечну суміш або більш небезпечні речовини;

системи місцевих відсмоктувачів шкідливих або горючих речовин від систем загальнообмінної витяжної вентиляції;

системи місцевих відсмоктувачів горючих речовин, які осідають (паперовий пил) або конденсуються (масляний аерозоль оцтової кислоти), в повітроводах і вентиляційному обладнанні окремо для кожного приміщення або кожної одиниці обладнання.

Приймальні пристрої системи вентиляції, що обслуговують приміщення категорій А і Б, влаштовуються окремо від приймальних пристроїв вентиляції інших приміщень.

Чищення елементів вентиляційних систем повинно проводитись в терміни, що залежать від конкретної продуктивності обладнання і часу його роботи.

Повітрообмін в приміщеннях промислових підприємств визначають розрахунковим методом:

в цехах високого і офсетного друку – з умови розбавлення надлишків теплоти з перевіркою отриманого повітрообміну на розбавлення шкідливих речовин, що надходять в повітряне середовище цеху до граничнодопустимих концентрацій (ГДК);

в цехах глибокого друку, травильних і гальванічних відділеннях – з умови розбавлення шкідливих речовин, що надходять у повітряне середовище цеху, до ГДК.

У випадку неможливості визначення повітрообміну розрахунковим методом витрати припливного і виведеного повітря слід приймати згідно СНиП 2.04.05-91 для складального цеху - 15 од./год, для цехів виготовлення форм офсетного і глибокого друку - 12 од./год, для стереотипного цеху - 11 од./год, для цехів цинкографії, високого, офсетного і глибокого друку -10 од./год.

Кількість припливного повітря має відповідати нормам, встановленим СНиП 2.04.05-91:

для виробничих приміщень з природним (без природного провітрювання) – 30*, 20** (60) м³ на 1 людину;

для адміністративних, побутових приміщень з природним (без природного провітрювання) – за вимогами СНиП та (60) і (20***) м³ на 1 людину.

При цьому врахуємо, що:

* - при об,ємі приміщення на 1 людину менше 20 м³;

** - при об,ємі приміщення на 1 людину не менше 20 м³;

*** - для приміщень, в яких люди знаходяться постійно більше 3 годин.

В приміщеннях категорій А і Б, а також у виробничих приміщеннях, де виділяються шкідливі речовини або речовини з неприємним запахом, об’єм видаляємого повітря повинен бути більший за об’єм припливного повітря на 10%. При цьому розрідження має бути не менше 10 Па по відношенню до тиску в приміщенні при зачинених дверях), але не менше 100 м³/год на кожні двері захищеного приміщення.

В приміщеннях з кондиціонуванням повітря приплив повітря - більше витягування (позитивний баланс) на 10%. Надлишковий тиск – не менше 10 Па.

Припливне повітря не має порушувати роботу місцевих відсмоктувачів і поступати в робочу зону або верхню зону приміщення. Витрати припливного повітря визначаються розрахунком. Повітророзподільників потрібно стільки, щоб швидкість руху повітря в робочій зоні виробничого приміщення не перевищувала (0,2-0,3) м/с незалежно від категорії важкості виконуваної роботи.

У виробничих приміщеннях з виділенням пилу (складальні, друкарські і брошурувально- палітурні цехи) припливне повітря подають слабоконвективним струменем, направленим зверху донизу з повітророзподільників, розташованих у верхній зоні.

Повітряні і повітря-теплові завіси влаштовуються біля постійно відкритих отворів у зовнішніх стінах приміщень, а також біля воріт і отворів в зовнішніх стінах, що не мають тамбурів і відчиняються більше 5 разів або не менше ніж на 40 хвилин у зміну в районах з розрахунковою температурою зовнішнього повітря 15°С і нижче.

Вентиляційне обладнання, яке обслуговує приміщення категорій А і Б, таке, що виділяє повітря з цих приміщень чи вибухонебезпечні суміші місцевими відсмоктувачами з інших приміщень, має бути у вибухозахищеному виконанні.

Місцеві відсмоктувачі, що виділяють шкідливі речовини 1-го і 2-го класів небезпеки чи вибухонебезпечні суміші, заблоковуються з технологічним обладнанням, яке виділяє ці речовини. Вентиляційне обладнання для видалення пожежонебезпечних сумішей розміщується в окремому приміщенні. Забороняється розміщувати його в підвальних приміщеннях.

Для захисту працівників від травм встановлюються захисні огорожі біля вентилятора і на всмоктувальних і нагнітальних отворах вентиляторів, не приєднаних до повітроводів.

Повітря, що викидається в атмосферу з систем вентиляції, які видаляють аерозолі свинцю, пари кислот, лугів, толуолу і паперовий пил, слід очищувати до ГДК.

Поиск по сайту: