Вентиляция и кондиционирование воздуха. 2

 

 

 

 

Индивидуальное задание  по дисциплине:

«Безопасность жизнедеятельности»

 

 

 

 

ТЕМА: Вентиляция и кондиционирование воздуха

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тула, 2009

 

Содержание:

 

Введение

Основным  условием нормальной жизнедеятельности человека является определенное состояние окружающей среды и, в первую очередь, воздуха.

Атмосферный воздух представляет собой механическую смесь газов, состоящую в основном из азота, кислорода и водяных  паров. Сухой воздух вблизи Земли содержит 78,09% азота (N₂), 20,95% кислорода (O₂), 0,95% аргона (Аr), 0,03 % углекислого газа (СО₂). На долю остальных газов (водорода, гелия, неона, криптона, ксенона, метана и др.) приходится всего лишь 0,01 %. Без преувеличения можно сказать, что по степени важности состав воздуха является приоритетным даже относительно состава продуктов питания. В подтверждение этого можно отметить, что человек потребляет в сутки продуктов питания примерно 3 кг, а воздуха 15 кг, в том числе 15 литров кислорода в час. В то же время человек выделяет в час углекислого газа 18-36 л, влаги – 40-415 г, тепла – 300-1000 кДж.

Накопление выделений  различного вида и изменение температуры  воздуха сильно сказывается на самочувствии людей. Так, при увеличении температуры окружающей среды с 20 до 36^оС производительность работы человека снижается в 5 раз. Особенно это проявляется в промышленных городах, где воздух загрязнен отходами производств, выхлопными газами автомобилей, пылью и т.п. Частицы пыли поглощают водяной пар, вследствие чего уменьшается прозрачность воздуха, увеличивается число пасмурных дней, ушудшается прохождение солнечных лучей, необходимых для нормальной жизни на Земле.

Технологические процессы во многих отраслях промышленности также  не могут быть реализованы без создания строго определенной воздушной среды.

Основными нормируемыми параметрами воздуха в помещении  являются: температура, влажность, скорость движения, газовый состав, наличие  механических частиц пыли.

Создание оптимального состава воздушной среды в помещении может осуществляться путем удаления образовавшихся тепло-, газо- и влагоизбытков, пыли и добавления необходимого количества свежего воздуха с предварительной его подготовкой (охлаждение или нагрев, осушка или увлажнение, фильтрация и др.). Эти процессы обеспечиваются с помощью систем вентиляции и систем кондиционирования воздуха.

В соответствии с санитарно-гигиеническими требованиями наиболее благоприятная температура в общественных, административно-бытовых помещениях должна быть 20-22^оС, а допустимые колебания в теплый период – от 20 до 28^оС, в холодный и переходной периоды – от 18 до 22^оС.

Относительная влажность считается оптимальной  в диапазоне от 30 до 60% в теплый период и 30-45% в холодный и переходной периоды. Верхняя допустимая граница относительной влажности – 65%.

Чтобы разрушить создаваемую  телом человека оболочку газовых  выделений, необходимо организовать движение воздушной среды. Однако чрезмерно увеличивать скорость движения воздушной среды недопустимо из-за возникающего чувства дискомфорта и возможности простудных заболеваний.

В обычных условиях человек  выделяет около 18 литров углекислого газа в час. Избыток, как и недостаток, углекислого газа вредно воздействует на состояние человека

При проектировании систем вентиляции и кондиционирования воздуха предусматривают технические решения, обеспечивающие перечисленные выше нормируемые параметры воздушной среды. Конкретные требования к воздушной среде для объектов различного назначения излагаются в строительных нормах и правилах.

Целью реферата является ознакомление с системами вентиляции и кондиционирования воздуха,их разновидностями и классификациями,с основными требованиями и параметрами.

 

вентиляция  и кондиционирование воздуха

Вентиляцией называется комплекс взаимосвязанных устройств и процессов для создания требуемого воздухообмена в производственных помещениях. Основное назначение вентиляции – удаление из рабочей зоны загрязненного или перегретого воздуха и подача чистого воздуха, в результате чего в рабочей зоне создаются необходимые благоприятные условия воздушной среды. Одна из главных задач, возникающих при устройстве вентиляции,- определение воздухообмена, то есть  количество вентиляционного воздуха, необходимого для обеспечения оптимального санитарно-гигиенического уровня воздушной среды помещений.

Кондиционированием  воздуха называется его автоматическая обработка с целью поддержания в производственных помещениях заранее заданных метеорологических условий независимо от изменения наружных условий и режимов внутри помещения.

1.1 Классификация систем вентиляции и кондиционирования воздуха

Нормативной классификации  систем кондиционирования воздуха (СКВ) не существует, но на практике и в технической литературе сложились определенные терминология и классификация:

1.В зависимости от способа, вызывающего движение воздуха, системы вентиляции подразделяются на:

Þ естественные (гравитационные)

Þ искусственные (с механическим побуждением)

2.По назначению на :

Þ приточные

Þ вытяжные

Þ смешанные (приточно-вытяжные)

3.По зоне обслуживания на:

Þ общеобменные

- приточные

- вытяжные

Þ местные

- приточные

- вытяжные

4.По конструктивному исполнению на:

Þ канальные

Þ бесканальные

5. По степени обеспечения метеорологических условий в обслуживаемом помещении:

Þ первого класса

Þ второго класса

Þ третьего класса

6. По давлению, развиваемому вентиляторами:

Þ низкого (до 1000 Па) давления

Þ среднего (до 3000 Па) давления

Þ высокого (свыше 3000 Па) давления

7. По назначению объекта применения:

Þ комфортные

Þ технологические

8. По наличию источников тепла и холода:

Þ автономные

Þ неавтономные

9. По принципу расположения относительно обсслуживаемого объекта:

Þ центральные

Þ местные

10. По количеству обслуживаемых помещений:

Þ однозональные

Þ многозональные

11. По типу обслуживаемых объектов :

Þ бытовые

Þ полупромышленные

Þ промышленные

12.Аспирационные  системы:

Þ индивидуальные

Þ центральные

Воздухообмен при естественной вентиляции (аэрация) происходит за счет разности плотностей внутреннего и наружного воздуха или разности температур атмосферного воздуха и воздуха в помещении.

В помещениях с большими тепловыделениями воздух всегда теплее наружного. Более тяжелый наружный воздух, поступая в помещение, вытесняет  из него менее плотный воздух, Вледствие  этого в помещении возникает  циркуляция воздуха, аналогичная той, которую искусствено создают вентилятором.

В системах с естественной вентиляцией, в которых перемещение воздуха создается за счет разности давлений воздушного столба, минимальный перепад по высоте между уровнем забора воздуха из помещения и его выбросом через дефлектор должен быть не менее 3 м. При этом рекомендуемая длина горизонтальных участков не должна превышать 3 м, а скорость воздуха в воздуховодах – 1 м/с.

Аэрацию применяют в  цехах, если концентрация пыли и вредных  газов в приточном воздухе  не превышает 30 % от предельно допустимой в рабочей зоне. Если требуется предварительная обработка приточного воздуха, аэрацию не используют.

Системы с естественной вентиляцией просты, не требуют сложного дорогостоящего оборудования и эксплуатационных затрат. Однако зависимость эффективности этих систем от внешних факторов (температуры наружного воздуха, направления и скорости ветра), а также небольшое давление не позволяют решать с их помощью все сложные и многообразные задачи в области вентиляции. Поэтому применяют системы с механическим побуждением (икусственные).

В системах с  механическим побуждением используется оборудования (вентиляторы), позволяющие перемещать воздух на нужные расстояния. При необходимости воздух подвергают различным видам обработки: очистке, нагреванию, охлаждению, увлажнению, осушке.

Вентиляцию  с механическим побуждением можно  разделить на местную и общеобменную.

Местной вентиляцией называется такая, которая обеспечивает подачу воздуха на определенные места (местная приточная вентиляция) и загрязненный воздух удаляют только от мест образования вредных выделений (местная вытяжная вентиляция).

Местная вентиляция обеспечивает воздухообмен только в рабочей зоне, а общеобменная – во всем помещении.

К местной вентиляции относятся воздушные души (сосредоточенный приток воздуха с повышенной скоростью). Они должны подавать чистый воздух к постоянным рабочим местам, снижать в их зоне температуру воздуха и обдувать рабочих, подвергающихся тепловому облучению.

К местной приточной вентиляции относятся воздушные оазисы – участки помещений, отгороженные от остального помещения перегородками высотой 2-2,5 м, в которые нагнетается воздух с пониженной температурой. Местную приточную вентиляцию применяют также в виде воздушных завес (у ворот, входов, печей и пр.), которые создают как бы воздушные перегородки или изменяют направление потоков воздуха.

Местная вентиляция требует  меньших затрат, чем общеобменная.

В производственных помещениях при наличии вредных выделений (газов, влаги, тепла и пр.) обычно применяют смешанную систему вентиляции: общую – для устранения вредных выделений во всем объеме помещения и местную (местные отсосы и приток) – для обслуживания рабочих мест.

Местную вытяжную вентиляцию применяют, когда места вредных выделений в помещении локализованы и нельзя допускать их распространения по всему помещению. Местная вытяжная вентиляция в производственных помещениях обеспечивает улавливание и отвод вредных выделений: газов, дыма, пыли и тепла. Для удаления вредных выделений применяют местные отсосы (укрытия в виде шкафов, зонты, ботовые отсосы и пр.).

Вредные выделения необходимо удалять от места образования  в направлении их естественного  движения: горячие газы и пары следует  удалять вверх, а холодные тяжелые  газы и пыль – вниз.

 При устройстве местной вытяжной вентиляции для улавливания пылевыделений удаляемый из помещения воздух перед выбросом в атмосферу должен быть очищен с помощью фильтров. Если местной вентиляцией не удается обеспечить санитарно-гигиенические или технологические требования, применяют общеобменные системы вентиляции.

Общеобменные  вытяжные системы равномерно удаляют воздух из всего помещения, а общеобменные приточные – подают воздух и распределяют по всему объему вентилируемого помещения. При одновременной работе приточной и вытяжной вентиляции они должны быть сбалансированы по расходу воздуха.

Системы вентиляции, подающие и удаляющие воздух по каналам  или воздуховодам, называют канальными, а не имеющие каналов – бесканальными.

Системы кондиционирования первого класса обеспечивают требуемые для технологического процесса параметры в соответствии с нормативными документами.

Системы второго класса обеспечивают санитарно-гигиенические нормы или требуемые технологические нормы.

Системы третьего класса обеспечивают допустимые нормы, если они не могут быть обеспечены вентиляцией в теплый период года без применения искусственного охлаждения воздуха.

Автономные системы  кондиционирования воздуха в своем составе имеют весь комплекс оборудования, позволяющий провести необходимую обработку воздуха в соответствии с нормативными требованиями по очистке, нагреванию, охлаждению, осушке, увлажнению, перемещению и распределению воздуха, а также средства автоматического и дистанционного управления и контроля. Для работы автономной СКВ необходимо подать только электрическую энергию. К автономным СКВ относятся моноблочные оконные, шкафные кондиционеры, сплит-системы.

Неавтономные  системы кондиционирования воздуха не имеют встроенных агрегатов, являющихся источниками тепла и холода. К этим СКВ от других источников тепло- и холодоснабжения подаются холодные или горячие хладагенты(вода, фреоны).

Центральные системы кондиционирования воздуха представляют собой неавтономные кондиционеры, располагаемые вне обслуживаемых помещений, в которых производится подготовка воздуха с последующим его распределением по помещениям с помощью воздуховодов. Современные центральные кондиционеры выпускаются в секционном исполнении из унифицированных типовых моделей.

Местные системы кондиционирования воздуха выпускаются на базе автономных и неавтономных кондиционеров и устанавливаются в обслуживаемом помещении.

Однозональныые  системы кондиционирования воздуха применяются для обслуживания одного помещения с равномерным распределением тепло- и влаговыделений, например, выставочные залы, кинотеатры и пр.

Многозональные  системы кондиционирования воздуха  применяются для обслуживания нескольких помещений или помещения с неравномерным распределением тепло- и влаговыделений.

Бытовые системы кондиционирования воздуха предназначены для установки в жилых домах, офисах и аналогичных объектах. Особенностью бытовых кондиционеров является питание от однофазной сети и потребляемая мощность не более 3 кВт. Это та мощность, которую допускают потреблять стандартные электрические розетки, устанавливаемые в жилых и административных помещениях. Как следствие этого. Холодо- и теплопроизводительность бытовых кондиционеров не превышает 7 кВт.

Полупромышленные  системы кондиционирования воздуха имеют холодопроизводительность от 5 до 150 кВт. Напряжение питания трехфазное. Для моделей с холодопроизводительность до 7 кВт. Напряжение питания может быть однофазным.

Промышленные  системы кондиционирования воздуха имеют производительность более 30 кВт и предназначены для установвки в производственных и аналогичных помещениях.

Система кондиционирования воздуха, предназначенная для удаления пыли, которая образуется при технологических процессах, называется аспирационной.

Аспирационные системы подразделяются на:

Þ индивидуальные, когда каждое рабочее место имеет отдельную вытяжную установку;

Þ центральные, когда одна установка обслуживает группу рабочих мест.

1.2 Основные требования к системам вентиляции и их параметры

Системы вентиляции и кондиционирования воздуха должны отвечать следующим санитарно-гигиеническим требованиям:

– создавать в рабочей зоне помещений нормальные климатические условия труда (температуру, влажность и скорость движения воздуха);

– полностью устранять из помещений вредные газы, пары, пыль и аэрозоли или разжижать их до предельно-допустимых концентраций;

– не допускать поступления в помещения загрязненного воздуха извне или путем притока загрязненного воздуха из смежных помещений;

– не создавать на рабочих местах сквозняков или резкого охлаждения воздуха;

– быть доступными для управления и ремонта во время эксплуатации;

– не создавать во время эксплуатации дополнительных неудобств (например, шума, вибраций, попадание дождя, снега).

Для эффективной работы системы вентиляции важно, чтобы еще на стадии проектирования были выполнены следующие технические и санитарно-гигиенические требования.

1. Количество приточного  воздуха должно соответствовать  количеству удаляемого (вытяжки); разница  между ними должна быть минимальной.

В ряде случаев необходимо так организовать воздухообмен, чтобы  одно количество воздуха обязательно  было больше другого. Например, при  проектировании вентиляции двух смежных помещений, в одном из которых выделяются вредные вещества. Количество удаляемого воздуха из этого помещения должно быть больше количества приточного воздуха, в результате чего в помещении создается небольшое разрежение.

Возможны такие схемы  воздухообмена, когда во всем помещении  поддерживается избыточное по отношению к атмосферному давление. Например, в цехах электровакуумного производства, для которого особенно важно отсутствие пыли.

2. Приточные и вытяжные  системы в помещении должны  быть правильно размещены. Свежий воздух необходимо подавать в те части помещения, где количество вредных веществ минимально, а удалять, где выделения максимальны.

Приток воздуха должен производиться, как правило, в рабочую  зону, а вытяжка - из верхней зоны помещения.

3. Система вентиляции  не должна вызывать переохлаждения  или перегрева работающих.

4. Система вентиляции не должна создавать шум на рабочих местах, превышающий предельно допустимые уровни.

5. Система вентиляции  должна быть электро-, пожаро- и  взрывобезопасна, проста по устройству, надежна в эксплуатации и эффективна.

1.3.Оборудование для вентиляционных систем

Вентиляторы - это воздуходувные машины, создающие определенное давление и служащие для перемещения воздуха при потерях давления в вентиляционной сети не более 12 кПа. Наиболее распространенными являются осевые и радиальные (центробежные) вентиляторы.

Осевой вентилятор представляет собой лопаточное колесо, расположенное в цилиндрическом кожухе. При вращении колеса воздух под действием лопаток перемещается в осевом направлении. Преимуществами осевых вентиляторов являются простота конструкции, возможность эффективного регулирования производительности посредством поворота лопаток, большая производительность, реверсивность работы. К недостаткам относятся относительно малая величина давления и повышенный шум.

Радиальный (центробежный) вентилятор состоит из спирального корпуса с размещенным внутри лопаточным колесом. При вращении колеса воздух поступает через входное отверстие в корпусе, попадает между лопатками и под действием центробежной силы перемещается по каналам между лопатками и выбрасывается через выпускное отверстие.

В зависимости от состава  перемещаемого воздуха вентиляторы  изготовляют из определенных материалов и различной конструкции:

1) обычного исполнения  для перемещения чистого воздуха,  изготавливаются из обычных сортов стали;

2) антикоррозионного исполнения - для перемещения агрессивных сред, хромистые и хромоникелевые стали винипласт и т.д.;

3) искрозащитного исполнения - для перемещения взрывоопасных смесей (содержащих водород, ацетилен и т.п.), основные детали изготавливаются из алюминия и дюралюминия, устанавливается сальниковое уплотнение на валу;

4) пылевые - для перемещения пыльного воздуха, рабочие колеса изготавливают из материалов повышенной прочности, они имеют мало (4-8) лопаток.

Эжекторы применяют в вытяжных системах в тех случаях, когда необходимо удалить очень агрессивную среду, пыль, способную к взрыву не только от удара, но и от трения, или легко воспламеняющиеся взрывоопасные газы (ацетилен, эфир и т.д.).

Принцип действия эжектора следующий .Воздух, нагнетаемый расположенным вне помещения компрессором, подводится по трубе к соплу и, выходя из него с большой скоростью, создает за счет эжекции разрежение в камере, куда подсасывается воздух из помещения. В конфузоре и горловине происходит перемешивание эжектируемого (из помещения) и эжектирующего воздуха. Диффузор служит для преобразования динамического давления в статическое. Недостатком эжектора является низкий к.п.д, не превышающий 0,25.

1.4.Устройства очистки воздуха

Очистка воздуха от пыли может быть грубой, средней и тонкой.

Для грубой и средней  очистки применяют пылеуловители, действие которых основано на использовании сил тяжести или инерционных сил: пылеосадительные камеры, циклоны, вихревые, жалюзийные, камерные и ротационные пылеуловители (ротоклоны).

Пылеосадительные камеры применяют для осаждения крупной и тяжелой пыли с размером частиц более 100 мкм. Скорость воздуха в поперечном сечении корпуса 2 не более 0,5 м/с. Поэтому габариты камер получаются довольно большими, что ограничивает их применение.

Циклоны применяют для очистки воздуха от сухой неволокнистой и неслипающейся пыли.

Для очистки приточного воздуха от пыли и тумана применяют электрофильтры. Работа электрофильтров основана на создании сильного электрического поля при помощи выпрямленного тока высокого напряжения (до 35 кВ), подводимого к коронирующим и осадительным электродам. При прохождении запыленного воздуха через зазор между электродами происходит ионизация молекул воздуха с образованием положительных и отрицательных ионов. Ионы, адсорбируясь на частицах пыли, заряжают их положительно или отрицательно. Пыль, получившая заряд отрицательного знака, стремится осесть на положительном электроде, а положительно заряженная пыль оседает на отрицательных электродах. Эти электроды периодически встряхиваются с помощью специального механизма, пыль собирается в бункере и периодически удаляется.

Для средней и тонкой очистки воздуха широко используются фильтры, в которых запыленный воздух пропускается через пористые фильтрующие  материалы. Если размер частиц пыли больше размера пор фильтрующего материала, то действует поверхностный (сеточный) эффект пылеулавливания. Если размер частиц пыли меньше размера пор, то пыль проникает в фильтрующий материал и оседает на частицах или волокнах, образующих этот материал. Такой процесс фильтрования называется глубинным.

В качестве фильтрующих  материалов применяют ткани, войлоки, бумагу, сетки, набивки волокон, металлическую стружку, фарфоровые или металлические полые кольца, пористую керамику или пористые металлы.

Защитно-обеспыливающие кожухи устанавливаются на станки, на которых обработка материалов сопровождается пылевыделением и отлетанием крупных части, которые могут нанести травму. Это шлифовальные, обдирочные, полировальные, заточные станки по металлу, деревообрабатывающие станки и др.

Вытяжные шкафы находят широкое применение при термической и гальванической обработке металлов, окраске, развеске и расфасовке сыпучих материалов, при различных операциях, связанных с выделением вредных газов и паров.

Кабины и  камеры представляют собой емкости определенного объема, внутри которых производятся работы, связанные с выделением вредных веществ (пескоструйная и дробеметная обработка, окрасочные работы и т.д.).

Вытяжные зонты применяют для локализации вредных веществ, поднимающихся вверх, а именно при тепло- и влаговыделениях.

Всасывающие панели применяют в тех случаях, когда применение вытяжных зонтов недопустимо по условию попадания вредных веществ в органы дыхания работающих. Эффективным местным отсосом является панель Чернобережского, применяемая при таких операциях, как газовая сварка, пайка и т.п.

Пылегазоприемники, воронки применяются при проведения пайки и сварочных работ. Они располагаются в непосредственной близости от места пайки или сварки.

Бортовые отсосы. При травлении металлов и нанесении гальванопокрытий с открытой поверхности ванн выделяются пары кислот, щелочей, при цинковании, меднении, серебрении - чрезвычайно вредный цианистый водород, при хромировании - окись хрома и т.д. Для локализации этих вредных веществ используют бортовые отсосы, представляющие собой щелевидные воздуховоды шириной 40-100 мм, устанавливаемые по периферии ванн.

Принцип действия бортового  отсоса состоит в том, что затягиваемый в щель воздух, двигаясь над поверхностью жидкости, увлекает с собой вредные вещества, не давая им распространиться вверх по помещению.

 

Заключение

В данном реферате мы подробно ознакомились с системами вентиляции и кондиционирования воздуха,их разновидностями и классификациями,с  основными требованиями и параметрами.

В создании благоприятного климата для работы человека, вентиляция и системы кондиционирования воздуха являются одним из основных параметров,поэтому им нужно уделять особое внимание, и следить,чтобы они соответствовали всем нужным параметрам и требованниям.

 

Список литературы

1. Безопасность жизнедеятельности. Безопасность технологических процессов и поризводств (Охрана труда): Учеб.пособие для вузов / П.П.Кукин, В.Л. Лапин, Н.Л. Пономарев и др.- 2-е изд., испр. и доп. М.:Высш. Шк.,2001.-319 с.
2. Безопасность жизнедеятельности/Под ред. Русака О.Н.- С.-Пб.: ЛТА,1996.
3. Безопасность жизнедеятельности: учебник /под общ. ред. Б.Н.Нюнина.- М.:ТК Велби, Изд-во Проспект,2008.-с.608.
4. Безопасность жизнедеятельности: Учебник для вузов/С.В.Белов, А.В.Ильницкая, А.Ф.Козьяков и др.; Под общ.ред. С.В.Белова. 3-е изд., испр. и доп.-М.:Высш. Шк., 2001.-485 с.
5. Безопасность жизнедеятельности: Учебник/ Под ред. Проф. Э.А.Арустамова.-15-е изд., перераб. и доп.-М.:Издательско-торговая корпорация «Дашков и К^о», 2009.-432 с.
6. Белов С.В. Безопасность жизнедеятельности – наука о выживании в техносфере. Материалы НМС по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности». – М.:МГТУ,1996.