Назначение и классификация систем вентиляции
НАЗНАЧЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ СИСТЕМ ВЕНТИЛЯЦИИ
В условиях производства в воздух выделяются вредные пары, газы, пыль и теплота. Для обеспечения нормального микроклимата и чистоты воздуха помещения оборудуют вентиляцией в соответствии с требованиями СНиП 2.04.05-91* и ГОСТ 12.4.021-75.
Вентиляция осуществляет постоянный обмен воздуха в помещениях для удаления избытков теплоты, влаги, вредных веществ с целью обеспечения допустимых метеорологических условий и чистоты воздуха в обслуживаемой или рабочей зоне.
По способу подачи в помещения свежего и удаления загрязненного воздуха вентиляцию подразделяют на естественную, принудительную и смешанную.
Естественная вентиляция создает необходимый воздухообмен за счет разности плотностей воздуха, который находится внутри помещения, и более холодного воздуха снаружи. Воздухообмен регулируют фрамугами, через которые поступает снаружи холодный воздух, при этом теплый воздух выходит через вытяжной фонарь на крыше здания (рис. 1). Удаление загрязненного воздуха в небольших помещениях производится через специальные вентиляционные каналы в стенах. Естественная вентиляция дешева и проста в эксплуатации. Основной ее недостаток заключается в том, что приточный воздух поступает в помещение без очистки и подогрева, а удаляемый не очищается и загрязняет атмосферу.
Рисунок 1. Движение воздушных потоков при естественной вентиляции здания
Принудительная (механическая) вентиляция обеспечивает поддержание постоянного воздухообмена, который осуществляется с помощью механических вентиляторов, воздуховодов и воздухораспределителей. В зависимости от того, для чего служит система вентиляции, ее подразделяют на приточную (для подачи воздуха в рабочую зону - рис. 2, а), вытяжную (для удаления загрязненного или нагретого воздуха - рис. 2, б) и приточно-вытяжную (рис. 2, в).
Рисунок 2. Схемы механической вентиляции: а - приточной; б - вытяжной; в - приточно-вытяжной с рециркуляцией: 1 - воздухоприемник; 2 - воздуховод; 3 - фильтр; 4 - калорифер; 5 - вентилятор; 6 - приточное отверстие (насадка); 7 - вытяжная решетка или насадка; 8 - устройство очистки воздуха от пыли; 9 - устройство для выброса воздуха (вытяжная шахта); 10 - заслонки для регулирования притока и вытяжки воздуха; 11 - рециркуляционный воздухопровод
Установка механической приточной вентиляции (см. рис. 2, а) обычно состоит из воздухозаборного устройства (воздухоприемника) 1, устанавливаемого снаружи здания в месте наименьшей загрязненности; воздуховодов 2, по которым воздух подается в помещение; фильтров 3, служащих для очистки воздуха от пыли; калориферов 4, в которых воздух подогревается до необходимой температуры; вентилятора 5; приточных отверстий или насадок 6, через которые воздух попадает в помещение, и регулирующих устройств, которые устанавливают в воздухоприемном устройстве и на отверстиях воздуховодов.
Установка механической вытяжной вентиляции (см. рис. 2, б) обычно состоит из вытяжных отверстий, решеток или насадок 7; вентилятора 5; воздуховодов 2; устройства 8 для очистки воздуха от пыли (газов) и устройства 9 для выброса воздуха (вытяжной шахты), которое должно быть расположено на 1... 1,5 м выше конька крыши.
По назначению вентиляция может быть общеобменной, местной и смешанной.
Общеобменная вентиляция основана на разбавлении выделяющихся в помещении вредных веществ, теплоты и пара чистым воздухом до допускаемых норм. Системы общеобменной вентиляции для производственных и административно-бытовых помещений (с постоянным пребыванием людей) без естественного проветривания следует предусматривать не менее чем с двумя приточными или двумя вытяжными вентиляторами, каждый из которых обеспечивает 50 % требуемого воздухообмена.
Местная вентиляция в отличие от общеобменной обеспечивает вентиляцию непосредственно у рабочего места. Она может быть приточной либо вытяжной. Приточная вентиляция улучшает микроклимат в ограниченной зоне помещения, вытяжная - удаляет вредные загрязнения непосредственно в месте их образования, например у сварочных постов, из зарядных отделений аккумуляторных цехов и т.д.
В любое время года через неплотности в строительных конструкциях (дверях, окнах, воротах, форточках) в помещения непрерывно поступает наружный воздух и удаляется загрязненный. Такой воздухообмен невозможно регулировать и поэтому он называется неорганизованным в отличие от регулируемого воздухообмена, осуществляемого вентиляцией. Поступление наружного воздуха через ограждающие конструкции в помещение называют инфильтрацией, а внутреннего воздуха наружу — эксфильтрацией.
В зависимости от способов, вызывающих движение воздуха, систему вентиляции подразделяют на естественную, или гравитационную, и искусственную, или механическую.
По естественной вентиляции воздухообмен происходит за счет разности плотностей наружного и внутреннего воздуха. Так как теплый воздух легче холодного, то он поднимается вверх, уступая холодному. Естественную вентиляцию применяют в жилых и общественных зданиях, бытовых и административных помещениях промышленных сооружений, а также для удаления избытков тепла, выделяемых в литейных, кузнечных и других горячих цехах. Воздухообмен в таких цехах происходит при открывании фрамуг, расположенных вверху и внизу здания. Такой организованный естественный воздухообмен, осуществляемый за счет разности плотностей наружного и внутреннего воздуха и воздействия ветра, называется аэрацией. Аэрацию промышленных зданий целесообразно осуществлять в тех случаях, когда предприятие располагается в районе, где часто дуют сильные ветры.
При искусственной механической вентиляции воздух перемещается вентиляторами с электрическим приводом.
Естественная и искусственная вентиляция может быть вытяжной, приточной и приточно-вытяжной. С помощью вытяжной вентиляции из помещений удаляют загрязненный, загазованный воздух с избыточным теплом и влагой и выбрасывают его в атмосферу. Вместо удаленного воздуха подают воздух, забирая его снаружи, это и будет приточной вентиляцией. Приточно-вытяжная вентиляция обеспечивает одновременно подачу воздуха и организованное удаление его.
Если воздух подается с частичным забором наружного воздуха и частичным подмешивание воздуха из помещения, то такая система называется приточно-рециркуляционной.
В зависимости от способа организации воздухообмена вентиляция может быть общеобменной и местной.
Общеобменная вентиляция предназначена для удаления выделяющихся вредных веществ, пыли и газов, если они распространяются по всему помещению и нет возможности уловить их в местах выделения (литейные цехи, сварочные цехи с непостоянными местами сварки). Общеобменная вентиляция, как правило, приточно-вытяжная и может быть как естественной, так и искусственной.
Местная вентиляция может быть вытяжной или приточной.
Местную вытяжную вентиляцию устраивают в тех случаях, когда нужно удалить загрязненный воздух непосредственно от того места, где он загрязняется (у аппаратов, печей, травильных ванн). Этого достигают устройством у источников выделения вредных веществ зонтов, вытяжных шкафов и др. Вредные пары, которые выделяются с поверхности жидкостей, налитых в ванны при травлении и гальванизации металлических изделий, удаляют с помощью бортовых отсосов.
Местную вытяжную вентиляцию широко используют при производстве электросварочных работ. При постоянном месте сварки применяют стол сварщика. Загрязненный воздух отсасывается вентилятором через наклонную панель и решетчатую поверхность стола и удаляется за пределы помещения. Устройство зонтов над местами сварки не рекомендуется, так как газы и пыль, поднимаясь вверх, попадают в дыхательные органы рабочего.
Местную приточную вентиляцию устраивают в тех случаях, когда свежий воздух необходимо подать в определенные места, где работающий находится большую часть времени (при работе у мартеновских и электроплавильных печей, в кабинах крановщиков). Такие системы называют воздушным душированием.
В том случае если в помещении необходимо создать не только воздухообмен, но и определенные климатические условия, то устраивают систему кондиционирования воздуха.
Для отсасывания пыли, возникшей при некоторых технологических процессах, устраивают вытяжную систему, называемую аспирацией. Аспирация подразделяется на индивидуальную, когда каждая машина или рабочее место имеет отдельную аспирационную установку, и центральную, когда эта установка обслуживает группу станков или рабочих мест.
Вентиляционные установки, применяемые для транспортирования по воздуховодам потоком воздуха легковесных материалов (хлопка, древесной стружки, отходов шерсти и др.), называют пневмотранспортом.
Для того чтобы в холодное время года промышленные и некоторые общественные знания через ворота и дверные проемы не попадал наружный воздух, устраивают воздушные и тепловые завесы.
В системах воздушного отопления воздух предварительно нагревается в калориферах паром или перегретой водой до определенной температуры.
Аварийная вентиляция служит для быстрого удаления загрязненного воздуха из помещений в случаях аварий.
Устройство систем вентиляции
В жилых, общественных зданиях, а также в бытовых помещениях промышленных зданий (санузлы, кухни, склады) применяют систему естественной вентиляции. Такая система состоит из приемной решетки, размещенной в стене, и внутристенных или приставных коробов, которые выходят на чердак здания, где объединяются в сборный короб. Из сборного короба воздух поступает в вертикальную шахту, которая выводится на крышу и заканчивается дефлектором или зонтом.
Система искусственной вентиляции состоит из вентилятора с электродвигателем и сети воздухопроводов. В зависимости от назначения в систему вентиляции могут входить другие специальные устройства.
Вытяжная система вентиляции кроме вентилятора и воздуховодов снабжена приемным устройством — зонтом или решеткой — и вытяжной шахтой для выброса воздуха из помещения, располагаемой над кровлей здания. В некоторых случаях в таких системах устанавливают фильтр.
В приточную систему вентиляции входят воздухоприемное устройство для забора наружного воздуха, которое должно размещаться в наименее загрязненной зоне, и воздухораспределители для подачи его в рабочую зону, а также оборудование для подогрева и очистки воздуха. Воздухоприемные устройства делают в виде отверстиями в стене с установленными в нем жалюзийными решетками и специальных воздухозаборных шахт. Отверстия этих устройств должны располагаться на высоте не менее 2 м, а при размещении их в зеленой зоне на высоте не менее 1 м от уровня земли до низа проема. Воздухоприемные устройства можно размещать над кровлей зданий и сооружений при соблюдении условий, обеспечивающих невозможность попадания в них загрязненного от выбросов на крышу воздуха.
Системы кондиционирования воздуха состоят из воздухоприемного устройства, воздухонагревателей, фильтров для очистки, оросительной камеры, предназначенной для тепловлажной обработки воздуха с помощью воды, распыляемой форсунками (в камере воздух может осушаться или увлажнятся, а также охлаждаться или нагреваться), вентиляторного агрегата, перемещающего воздух в кондиционере во время его обработки и подающего его в помещения, а также секций кондиционера, предназначенных для присоединения и обслуживания рабочих частей кондиционера (камеры обслуживания, воздушные и другие камеры). Кроме того, системы кондиционирования воздуха оборудуют автоматическими устройствами для управления различными клапанами при их работе.
В систему кондиционирования воздуха входят также насосная и холодильная станции, подающие воду и хладогент соответственно для увлажнения и охлаждения воздуха. Для охлаждения воздуха можно применять воду, имеющую низкую температуру (артезианскую, воду горных рек и т.п.).
К деталям и устройствам систем вентиляции и кондиционироывания воздуха относятся воздуховоды, различные воздухораспределительные устройства, клапаны для регулирования, решетки и средства крепления.
