Виды производственной вентиляции

По способу перемещения воздуха вентиляция делится на естественную и механическую.

В зависимости от способа организации воздухообмена вентиляция может быть местной и общеобменной.

По принципу действия вентиляционные установки подразделяют на:

1) вытяжные (предназначенные для удаления воздуха), которые в свою очередь могут быть местными и общими;

2) приточные (осуществляют подачу воздуха), которые подразделяются на местные (воздушные души, завесы, оазисы) и общие (рассеянный или сосредоточенный приток).

При естественной вентиляции воздухообмен происходит за счет разности температур, а следовательно, и удельных весов воздуха внутри производственного помещения и вне его, т. е. работают под влиянием теплового напора и за счет воздействия ветра (ветровой напор).

Действие этих источников тем больше, чем больше разница температур в верхней и нижней зонах помещения и чем больше высота последнего.

Разность температур воздуха внутри помещения (где она более высокая) и снаружи вызывает поступление холодного воздуха в помещение и вытеснение из него теплого воздуха. При действии ветра с наветренной стороны здания создается избыточное давление и свежий воздух поступает в помещение. С заветренной стороны здания создается пониженное давление, вследствие чего происходит удаление теплого или загрязненного воздуха из помещения. Эти явления широко используются для естественной вентиляции в цехах с избыточными тепловыделениями. Однако большие воздухообмены, создаваемые естественной вентиляцией, не всегда обеспечивают должный гигиенический эффект.

При большой площади неплотностей в наружных ограждениях производственных зданий, открывании ворот и дверей в холодное время года вследствие теплового и ветрового напоров могут возникать сквозняки и переохлаждение рабочей зоны, а при большой удаленности рабочих мест от мест поступления наружного воздуха летом, наоборот, могут создаваться условия недостаточного проветривания рабочей зоны. С целью обеспечения нормального естественного проветривания требуется специальная организация воздухообмена и управление им.

Естественная вентиляция производственных помещений может быть неорганизованной и организованной.

При неорганизованой вентиляции (проветривании) поступление и удаление воздуха происходит через окна, форточки, специальные проемы, а также и через неплотности наружных ограждений (инфильтрация).

Организованная регулируемая естественная вентиляция производственных помещений называется аэрация. Она осуществляется с помощью специально создаваемых конструктивных элементов промышленных зданий - аэрационных фонарей.

При отсутствии в перекрытиях зданий светоаэрационных фонарей естественная вентиляция может быть несколько улучшена с помощью специальных каналов или шахт, функционирующих под действием теплового напора. Для этого шахты снабжаются снециальными насадками – дефлекторами (рис. 13). Действие дефлекторов основано на том, что ветер, обдувая окружность насадки, создает в ней разрежение, благодаря чему дефлектор способствует подсасыванию воздуха через шахту. Для полного использования ветрового напора шахты необходимо размещать на самых высоких участках кровли. Шахты с дефлекторами применяются для удаления загрязненного или перегретого воздуха из помещений сравнительно небольшого объема (коровников, свинарников, сельскохозяйственных мастерских), а также для локализованного удаления горячих газов от кузнечных горнов, печей и т. д.

Рис. 13. Дефлекторы.

А - звездообразный (горизонтальный разрез); Б - «ЦАГИ» (вертикальный разрез); зоны повышенного давления (+); зоны разрежения (-).

Наиболее рациональным способом естественного воздухообмена является аэрация. Она используется для проветривания цехов с большими теплоизбытками, способствуя удалению не только избыточного тепла, но вместе с ним и вредных паров и газов. Аэрируемые здания (рис. 14) оборудуются тремя рядами проемов (1 - 3), снабженных специальными фрамугами. В стенах зданий проёмы устраиваются на двух уровнях: на высоте 1 - 1,5 м от пола (1) и на высоте 4 - 6 м от пола (2). В верхней части здания (обычно в перекрытии) оборудуются застекленные светоаэрационные фонари, проемы которых снабжены фрамугами, способными открываться на необходимую величину (3).

В летнее время свежий воздух поступает через открытые нижние проемы (1) и удаляется через верхние (2). Схему движения воздушных потоков при безветрии см. на рис. 14, а, б и в ветренную погоду - в, г. В зимнее время поступление наружного воздуха происходит через верхние проемы в стенах. Высота принимается с таким расчетом, чтобы холодный наружный воздух, опускаясь до рабочей зоны, успел достаточно нагреться за счет перемешивания с теплым воздухом помещения. Таким образом предупреждается переохлаждение работающих.

Воздухообмен регулируется изменением положения створок фрамуг. При расчете аэрации определяют необходимую площадь проемов. Расчет производят для летнего времени при безветрии, как наиболее неблагоприятном для аэрации.

Действие ветра обычно благоприятно сказывается на воздухообмене, усиливая его. Однако при определенных направлениях ветра происходит его задувание в верхние проемы фонарей здания, в результате чего потоки наружного воздуха смешиваются с пылью и газами и попадают в рабочую зону. Для исключения этого явления устраивают так называемые незадуваемые фонари, оборудованные ветрозащитными щитами.

Воздух, поступающий в цех при аэрации, может быть подвергнут охлаждению путем тонкого распыления воды с помощью форсунок в плоскости приточных проемов. Испаряясь, вода понижает температуру окружающего воздуха и несколько повышает его влажность. Применение искусственного охлаждения приточного воздуха аэрационных устройств особенно важно в южных районах страны.

Рис. 14. Аэрация зданий.

а,б - открытие створок проемов при безветрии в теплое и холодное время года; в, г - то же, при боковом ветре; 1 - 3 - проемы.

Аэрируемые здания должны отвечать определенным архитектурно-строительным требованиям. Здание должно быть свободно по периметру, чтобы обеспечить возможность поступления в него наружного воздуха через аэрационные проемы. В виде исключения допускается пристройка, но не более 40% протяженности продольных стен.

Наилучшие условия аэрации создаются в однопролетных одноэтажных зданиях достаточной высоты. Допускается размещение аэрируемых цехов в верхних этажах многоэтажных зданий.

Большие затруднения встречаются при естественной вентиляции многопролетных зданий, ширина которых может достигать 100 - 200 м и более. В этих условиях подача свежего незагрязненного воздуха к рабочим местам, расположенным в центре помещения, практически невозможна. В этих случаях аэрацию осуществляют через специальные фонари конструкции Батурина, в которых приток и вытяжка разъединены (в то же время они являются незадуваемыми). Надо иметь в виду, что аэрация многопролетных зданий с притоком через отверстия в кровле при небольших избытках тепла в зимнее время может привести к переохлаждению рабочей зоны. В таких помещениях должна предусматриваться механическая вентиляция с подогревом воздуха.

Для управления аэрацией должны быть оборудованы надежные механизмы. Достоинством аэрации является возможность осуществления больших воздухообменов (до нескольких миллионов кубических метров в час). Устройство системы аэрации дешевле механических систем вентиляции, но значительно сложнее в управлении, так как зависит от погодных условий: величина воздухообмена может значительно колебаться в зависимости от скорости ветра, температурного режима внутри здания и других условий. В результате этого в летнее время эффективность проветривания может значительно снижаться вследствие повышения температуры наружного воздуха, особенно в безветренную погоду. При аэрации не всегда бывает возможно осуществить подачу свежего воздуха на все рабочие места, особенно отдаленные.

Серьезным препятствием для использования аэрации является то, что наряду с теплоизбытками воздух соответствующих рабочих помещений содержит также вредные пары, газы и аэрозоли, выброс которых в наружную атмосферу без очистки недопустим. При использовании аэрации очистка вентиляционного воздуха невозможна.

Механическая вентиляция. В отличие от естественной механическая вентиляция позволяет производить предварительную обработку приточного воздуха (очистку, увлажнение, нагрев или охлаждение) и очистку от пыли, газов и других примесей удаляемого воздуха перед выбросом его в атмосферу. Из других достоинств механической вентиляции следует отметить такие, как равномерная работа круглый год в необходимых объемах независимо от наружных погодно-климатических условий, а также возможность подачи воздуха в любую точку рабочего помещения и удаления воздуха из любой точки; при необходимости величины воздухообменов можно менять в значительных пределах.

В борьбе с производственными вредностями ведущее место занимает местная механическая вытяжная вентиляция. Она предназначена для улавливания и удаления загрязненного воздуха непосредственно от мест образования или выхода вредных выделений. Эффективность действия местной вытяжной вентиляции зависит от рационального выбора и совершенства конструкции воздухоприемника местного отсоса, степени укрытия и достаточности разряжения, создаваемого установкой, и других условий.

Элементами вытяжной установки (рис. 15) являются отсос (возпухоприемник), через который воздух удаляется из помещения, воздуховоды; вентилятор; оборудование для очистки воздуха от пыли и газов; устройство для выброса воздуха - вытяжная шахта.

Рис. 15. Схема механической вытяжной вентиляции:

1 - воздухоприемник; 2 - воздуховоды; 3 - вентилятор; 4 - устройство для очистки воздуха; 5 - вытяжная шахта.

Отсосы местной вытяжной вентиляции подразделяются на отсосы открытого и закрытого типов.

Местные отсосы открытого типа включают: защитно-обеспыливающие кожухи, вытяжные зонты, бортовые отсосы, шарнирно-телескопические отсосы, встроенные в рабочие места, инструменты, перемещаемые отсосы. Характерной особенностью отсосов открытого типа является то, что всасывающее отверстие располагается на некотором расстоянии от источника образования или выделения вредных веществ.

Защитный противопылевой кожух (рис. 16) находит применение для удаления пылевого факела, образующегося при обработке материалов с помощью точильных, шлифовальных, полировальных кругов. Кожух присоединяется в направлении перемещения частиц и снабжается специальным козырьком. Расчет необходимого воздухообмена производится с учетом диаметра круга, скорости его вращения и других условий.

Вытяжные зонты служат для локализации и удаления избыточного конвекционного тепла, других вредных веществ, которые создают устойчивый восходящий поток с тепловыделениями. Площадь зонта должна перекрывать площадь выделения вредностей. Зонты делаются открытыми со всех сторон и со свесами, которые могут быть выполнены из твердого материала либо из плотной ткани, облегчающей выполнение производственных операций под зонтом.

При удалении тепла и влаги скорость движения воздуха в горизонтальном сечении зонта может быть небольшой (0,15 - 0,25 м/с), а при удалении токсических веществ и пыли соответственно конкретным условиям - обычно 0,5 - 1,25 м/с и более.

Рис. 16. Защитный противопылевой кожух.

Рис. 17. Бортовые отсосы.

а - двухбортовой; б - бортовой отсос со сдувом.

Бортовые отсосы (щелевидные воздухоприемники) применяются преимущественно на гальванических, травильных ваннах и др.

Принцип их действия состоит в том, что затягиваемый в щель воздух, двигаясь над поверхностью ванны, увлекает с собой вредные вещества (пары кислот, щелочей и др.), препятствуя их распространению в воздухе рабочего помещения.

Отсосы устраивают однобортовые (при ширине ванны до 0,7 м), двухбортовые (при ширине 0,7 - 1 м) и с «передувкой», т. е. со сдувкой паров с зеркала ванны струей воздуха (рис. 17).

Количество воздуха, удаляемого бортовыми отсосами, зависит от площади зеркала ванны, токсичности выделяющихся вредных веществ, температуры раствора и других условий. Поскольку кислоты и щелочи оказывают сильное коррозирующее действие на металл, конструктивные элементы вентиляции в гальванических цехах выполняют обычно из антикоррозийных материалов, например винипласта.

При пайке и сварке применяются отсосы в виде скошенных панелей или прямоугольных отверстий в вертикальной плоскости рабочего места.

Широко применяются шарнирно-телескопические отсосы, позволяющие перемещать всасывающий патрубок в определенных пределах и таким образом приближать его к месту выделения вредностей.

Отсосы, встроенные в инструменты, применяют при пайке, полуавтоматической сварке в защитной среде углекислого газа и др. Эффективная работа местных встроенных отсосов достигается при сравнительно небольших расходах воздуха – 12 - 20 м³/ч.

При сварке на нефиксированных рабочих местах находят применение перемещаемые отсосы, которые устанавливаются в непосредственной близости от зоны образования вредных выделений. Такие отсосы могут крепиться специальными пневматическими присосками непосредственно к инструменту.

К отсосам закрытого типа относятся вытяжные шкафы, укрытия-боксы, камеры и кабины.

Рис. 18. Центробежный вентилятор. а - улиткообразный корпус; б - лопастное колесо.

Рис. 19. Осевой вентилятор.

Вытяжные шкафы находят широкое применение при различных операциях, связанных с выделением вредных газов, паров и т. д.

Укрытия-боксы без открытых проемов применяются при работе с особо токсичными и радиоактивными веществами. Боксы оборудуются манипуляторами или встроенными резиновыми рукавами и перчатками.

Местная вытяжная вентиляция закрытого типа при полном укрытии источников вредности является наиболее эффективным способом вентиляции, она носит название аспирации.

Для перемещения воздуха в системах механической вентиляции используются специальные воздуходувные машины-вентиляторы, которые приводятся в действие электродвигателями. Наиболее распространенными являются центробежные (радиальные) и осевые вентиляторы.

Центробежный вентилятор (рис.18) состоит из корпуса улиткообразной формы с размещенным внутри него лопастным колесом. При вращении колеса воздух засасывается через воздухоприемное отверстие и под влиянием центробежной силы меняет свое направление на радиальное, поступает в нагнетательное отверстие кожуха и далее в воздуховод, создавая определенное давление.

Перемещаемый вентиляторами воздух может содержать самые разнообразные вредные вещества в виде пыли, газов, паров кислот и щелочей, а также взрывоопасные смеси. В соответствии с этим применяются специальные конструкции вентиляторов: а)обычного исполнения для перемещения чистого или малозапыленного воздуха с температурой не выше 80 °С; б) антикоррозийного исполнения - для перемещения агрессивных сред (пары кислот, щелочей); в) искрозащитного исполнения - для перемещения взрывоопасных смесей; г) пылевые - для перемещения пыльного воздуха (содержание пыли более 100 мг/м³).

Вентиляторы различают по номерам. Номер вентилятора соответствует величине диаметра рабочего колеса в дециметрах.

Осевой вентилятор (рис. 19) состоит из расположенных наклонно к плоскости вращения лопастей, заключенных в цилиндрический кожух. При вращении колеса воздух перемещается параллельно оси вращения. Осевые вентиляторы используют в малопротяженных системах преимущественно для общеобменных и аварийных вытяжек, а также в рудничной вентиляции. Их достоинством является реверсивность, т. е. они могут работать как на приток, так и на вытяжку в зависимости от направления вращения лопастей.

Для подачи воздуха к намеченным местам устраиваются каналы-воздуховоды. Они обычно выполняются из листовой стали, но при наличии в воздухе агрессивных агентов (паров кислот, щелочей и др.) - из нержавеющей стали, керамики, пластмасс, дерева и других материалов.

Удаляемый из производственных помещений загрязненный воздух должен подвергаться очистке с целью предупреждения загрязнения окружающей атмосферы.

Важным показателем работы вентиляционного оборудования является эффективность очистки воздуха, которую определяют по формуле:

где G₁ - количество пыли задержанной в пылеуловителе, мг/м³; G₂ - количество пыли до очистки, мг/м³.

Если необходимая эффективность очистки достигается в одном пылеуловителе, то такую очистку называют одноступенчатой, при высокой зацыленности удаляемого воздуха для получения требуемой чистоты прибегают к многоступенчатой очистке.

По принципу действия, конструктивному исполнению и назначению существуют разнообразные виды и типы пылеуловителей. Выбор системы очистки определяется физико-химическими свойствами пыли (концентрацией, дисперсностью, формой, химическим составом).

Рис. 20. Пылеосадочные камеры.

а - простая; б - лабиринтовая; в - с отбойным щитом; 1 - входящий воздух; 2 - выходящий воздух.

Простейшими пылеуловителями являются пылеосадочные камеры (рис. 20), в которых пыль из запыленного воздуха оседает в результате резкого уменьшения скорости его движения. Пылеосадочные камеры пригодны лишь для грубой очистки воздуха от примесей, обладают малой эффективностью и практического применения в промышленной вентиляции в настоящее время не находят.

Для очистки воздуха от пыли дисперсностью более 10 мкм применяют инерционные пылеуловители - циклоны.

Циклон (рис. 21) представляет собой металлический резервуар, сужающийся в нижней части. Воздух поступает в циклон по касательной к внутренней его поверхности в верхней части. При этом пылевые частицы под действием центробежной силы отбрасываются к стенкам циклона, теряют скорость при ударе о них и поступают в нижнюю часть циклона, где собираются в специальном пылесборник. Очищенный воздух уходит из циклона через выхлопную трубу. Иногда вместо одного циклона большого размера ставят два и более циклонов небольших размеров (мультициклоны), что повышает эффективность очистки воздуха до 90% и более.

Задержка пыли значительно возрастает при распылении воды внутри циклона. По этому принципу устроены центробежные скрубберы и циклоны-промыватели. Пыль из них удаляется вместе с водой в виде шлама в специальные отстойники.

В последние годы находят практическое применение высокоэффективные ротационные пылеуловители (ротоклоны), которые очищают воздух от твердых и жидких примесей за счет центробежных сил и сил Кориолиса, возникающих при вращении ротора. Конструктивно они выполнены в виде центробежного вентилятора, который одновременно с перемещением воздуха очищает его от пылевых частиц размером от 10 мкм и более.

Рис. 21. Циклоны. а - простой циклон; б - циклон ЛИОТ.

Для очистки вентиляционного воздуха от пыли применяют электрофильтры. Действие электрофильтров основано на создании сильного электрического поля при помощи постоянного тока высокого напряжения, подводимого к специальным электродам. При этом происходит ионизация воздуха, и частицы пыли, получая заряд, оседают на электродах с противоположным зарядом. Эти электроды периодически встряхиваются с помощью специальных механизмов, после чего пыль собирается в пыленакопители и удаляется. Применяются коксовые и гравийные фильтры, орошаемые водой (рис. 22). В них, как показано на рисунке, воздух проходит через постоянно увлажняемый наполнитель, очищается, а пыль вместе с водой по наклонной стенке поступает в специальный отстойник.

Рис. 22. Гравийный фильтр.

а - слой гравия; б - наклонное дно; в - оросительные форсунки.

Для тонкой и средней очистки воздуха от примесей в системах приточной и вытяжной вентиляции широко используются фильтры, в которых воздух пропускается через пористые фильтрующие материалы, способные задерживать пыль, масляные аэрозоли и другие примеси. В качестве фильтрующих материалов применяют сетки, ткани, войлок, металлические или фарфоровые кольца, различные пористые материалы. Общим недостатком таких фильтров является ограниченный срок службы из-за быстрого засорения материала. Предложены самоочищающиеся масляные фильтры и др. Несмотря на множество предложенных вариантов, проблема очистки вентиляционных выбросов от вредных газообразных, биологических и других примесей, и даже просто от пыли, остается сложной. Очистка основана на использовании таких физико-химических явлений, как абсорбция и адсорбция, хемосорбция, каталитическое и высокотемпературное дожигание и др. Ее эффективность зависит от точного знания состава выбросов, их постоянства, правильности эксплуатации сооружений и т. д. В тех случаях, когда с помощью вытяжки необходимо удалить очень агрессивные среды, способные к взрыву пыли, или легко воспламеняющиеся взрывоопасные газы (ацетилен, эфир и т. д.), применяют эжекционные установки (рис. 23).

Принцип действия эжектора заключается в том, что с помощью компрессора или вентилятора высокого давления, расположенного вне вентилируемого помещения, по трубе к соплу подается струя воздуха, которая выходит из него с большой скоростью и создает разрежение в камере, куда и увлекается масса воздуха из помещения. В следующих камерах (конфузоре и горловине) воздух смешивается, в диффузорной камере происходит преобразование динамического давления в статическое и далее воздух выводится наружу.

Рис. 23. Эжектор.

1 - трубопровод сжатого воздуха; 2 - сопло; 3 - камера разрежения; 4 - конфузор; 5 - горловина; 6 - диффузор.

Рис. 24. Воздушный душ.

Местная приточная механическая вентиляций служит для создания требуемых гигиенических условий воздушной среды в ограниченной зоне производственного помещения. К установкам местной приточной вентиляции относятся воздушные души, воздушные и воздушно-тепловые завесы, оазисы.

Воздушный душ (рис. 24) представляет собой направленный на работающего поток свежего воздуха с целью предупреждения перегревов за счет улучшения теплоотдачи организма путем конвекции и испарения. Воздушное душирование применяют в горячих цехах на рабочих местах, на которых рабочие подвержены инфракрасному облучению интенсивностью 350 Вт/м² и более.

Температура воздуха и скорость обдува определяются интенсивностью облучения, степенью тяжести работы и временем года (температура воздуха колеблется в пределах 18 - 24 °С, скорость движения воздуха 0,5 - 3,5 м/с). Скорость движения воздуха должна пропорционально возрастать с ростом интенсивности облучения и тяжести труда. Она больше в теплое время года. Температура подаваемого воздуха находится в обратной зависимости от указанных условий. На приточных воздуховодах устанавливаются специальные патрубки, позволяющие изменять направление струи в зависимости от положения работающего (рис. 25).

Наряду со стационарными установками воздушного душирования применяются и передвижные, в которых используется осевой вентилятор. Охлаждающий эффект душирующих агрегатов повышается при тонкодисперстном распылении воды в струе воздуха. Однако этот способ неприменим в цехах со значительной запыленностью воздуха.

Рис. 25. Душирующий патрубок с направляющими насадками.

Воздушные оазисы предусматривают улучшение метеорологических условий на ограниченной площади помещения, которая для этого отгораживается со всех сторон легкими передвижными перегородками и заполняется более холодным и чистым воздухом с заданными скоростями движения.

Воздушные и воздушно-тепловые завесы устраивают для защиты работающих от охлаждения воздухом, проникающим через ворота или другие проемы в наружных ограждениях, а также с целью предотвратить проникновение воздуха из смежных помещений через часто открываемые проемы. Завесы устраивают 2 типов: воздушные с подачей воздуха без подогрева и воздушно-тепловые с подогревом приточного воздуха в калориферах. Подаваемый воздух через щелевидный воздуховод поступает со скоростью 10 – 15 м/с под определенным углом навстречу холодному потоку, препятствуя его попаданию в помещение, и, частично смешиваясь с ним, поступает в рабочее помещение.

Общеобменная вентиляция наиболее часто применяется в тех случаях, когда вредные вещества, избыточное (преимущественно конвекционное) тепло, и влага выделяются рассредоточенно, по всему рабочему помещению и удалить их с помощью местных отсосов технически не представляется возможным, а также в тех случаях, когда необходимо разбавить до ПДК остатки воздуха, не захватываемого местными отсосами.

Принцип действия общеобменной вентиляции основан на разбавлении загрязненного, перегретого или переувлажненного воздуха до уровней соответствующих гигиеническим требованиям, что является менее эффективным и значительно менее экономичным.

Устройство приточной вентиляции. Приточный воздух необходимо подвергать обработке: подогреву или охлаждению, очищать от пыли, а в некоторых случаях увлажнять.

Приточная вентиляционная установка (рис.26) состоит из устройства для забора воздуха - воздухоприемника, воздуховодов, фильтров для очистки воздуха от загрязнений, калориферов для подогрева воздуха, вентилятора, воздухораспределителей или насадков, через которые воздух подается в помещение. Фильтр, калорифер и вентилятор обычно устанавливаются в одном помещении, в так называемой приточной вентиляционной камере.

Рис. 26. Схема механической приточной вентиляции.

1 - воздухоприемник; 2 - воздуховоды; 3 - фильтры; 4 - калорифер; 5 - вентилятор; 6 - воздухораспределители.

Забор наружного воздуха установками приточной вентиляции производится через специальные воздухоприемные устройства (шахты, проемы в стенах), которые должны размещаться в наиболее чистой зоне, на высоте не менее 2 м над уровнем земли (чтобы избежать попадания поднимающейся с поверхности пыли). При строительстве многопролетных сблокированных зданий допускается размещение воздухозаборных отверстий над кровлей здания. Важно правильно с учетом розы ветров разместить относительно друг друга воздухозаборные устройства и шахты для удаления воздуха, а также вытяжные аэрационные фонари. Воздухозаборные устройства должны защищаться козырьками, решетками, жалюзями.

Как уже отмечалось, при необходимости приточный воздух подвергается очистке; для этих целей используются фильтры различной конструкции (с пористыми фильтрующими материалами, тканевые и др.). Состояние фильтров необходимо систематически контролировать.

Рис. 27. Увлажнение воздуха путем распыления воды в форсунках.

1 – забор обратного (рециркуляционного) воздуха; 2 - подача воды; 3 – распылители (форсунки); 4 – каплеотделитель; 5 – калорифеор; 6 – подача свежего воздуха; 7 – приточный воздуховод; 8 - приточный вентилятор.

Рис. 28. Воздухораспределительные насадки различных типов.

Подогрев воздуха в холодное время года осуществляется калориферами. В качестве теплоносителя используют горячую воду или пар. Увлажнение приточного воздуха производится в специальных агрегатах - камерах орошения обычно путем мелкодисперсного распыления воды (рис. 27). Может потребоваться увлажнение подогретого воздуха в зимнее время, поскольку его относительная влажность может снижаться до величин, значительно ниже нормируемых. Охлаждение воздуха достигается путем распыления воды или пропускания через калорифер хладоносителя.

Вентиляционные камеры должны быть максимально уплотнены во избежание подсоса загрязненного воздуха из прилегающих помещений, располагаться вне зоны выделения избыточного тепла, запыленности и загазованности. Они должны содержаться в чистоте, иметь свободный доступ для наблюдения, эксплуатации оборудования и уборки.

Воздуховоды в установках приточной вентиляции выполняются обычно из листовой стали, имеют круглое или прямоугольное сечение. На магистральных воздуховодах, а также конечных их разветвлениях могут устанавливаться шиберы или клапаны, предназначенные для регулировки подачи воздуха. Прокладка воздуховодов по цеху по возможности не должна загромождать помещения, мешать производственному процессу, снижать естественное освещение и создавать тени при искусственном освещении.

Распределение воздуха в помещении производится с помощью специальных устройств - воздухораспределительных насадок (рис. 28), обеспечивающих заданное направление и скорость движения приточного воздуха. Скорость воздуха и его температура определяется расчетным путем с учетом нормативных требований.

Расчет потребного воздухообмена (L₁, м³/г) при общеобменной вентиляции производится по формулам для разбавления вредных паров и газов:

где G - количество вредных веществ, поступающих в помещение; q_выт - концентрация вредных веществ в удаляемом воздухе; q_пр - концентрация вредных веществ в приточном воздухе. Для поглощения избыточного тепла:

где Q - избыточное количество тепла, Вт; t_выт - температура вытяжного воздуха; t_пр - температура приточного воздуха; с - объемная теплоемкость воздуха, кДж/с м³.

При одновременном выделении нескольких вредных веществ однонаправленного действия расчет общеобменной вентиляции должен вестись путем суммирования объемов воздуха, необходимого для разбавления каждого вещества в отдельности до установленной для каждого из них предельно допустимой концентрации.

Извлечение и раздача воздуха при общеобменной механической вентиляции могут быть рассеянными и сосредоточенными. При организации воздухообмена надо исходить из того, что воздух должен извлекаться из зон наибольшего загрязнения, а подаваться как можно ближе к местам постоянного пребывания рабочих на высоте 1,5 -2 м от пола и иметь температуру в соответствии с санитарными нормами с учетом конкретных условий. Однако приточный воздух может подаваться и в другие зоны.

Так, в помещениях с избыточными тепловыделениями, при отсутствии загрязнения воздуха вредными веществами приточный воздух более низкой температуры может подаваться на высоте 3 - 4 м от пола, с тем чтобы он, смешиваясь с теплым воздухом помещения, не вызывал переохлаждения работающих.

В запыленных помещениях воздух подается в верхнюю зону с небольшими скоростями, чтобы не препятствовать седиментации пыли и не поднимать в воздух уже осевшую пыль.

В помещениях с избыточным содержанием влаги воздух также подается в верхнюю зону.

Рециркуляция воздуха в системах приточно-вытяжной вентиляции применяется в холодное и переходное время года в целях экономии тепла, затрачиваемого на подогрев воздуха. При рециркуляции часть воздуха, удаляемого из помещения после соответствующей очистки от вредных веществ, снова направляется в помещение.

В соответствии с нормативами при использовании принципа рециркуляции необходимо соблюдать следующие условия: количество наружного воздуха должно составлять не менее 20% от общего количества воздуха, подаваемого в помещение; воздух, поступающий в помещение, не должен содержать более 30 ПДК вредных веществ 4-го класса опасности. При наличии в воздухе более вредных веществ - 1, 2, 3-го классов опасности - рециркуляция запрещается. Применение рециркуляции также недопустимо в производственных помещениях, воздух которых может содержать неприятные запахи или болезнетворные бактерии, вирусы, грибы. Рециркуляция недопустима в пожароопасных noмещениях.

Кондиционирование воздуха - это создание и автоматическое регулирование в помещениях заданных параметров микроклимата и санитарно-гигиенических параметров (температуры, влажности, подвижности воздуха). Системами кондиционирования должен подаваться воздух, свободный от пыли. Иногда к нему предъявляются требования по очистке от бактерий, по ионизации, дезодорации или ароматизации.

На промышленных предприятиях кондиционирование воздуха применяется в двояких целях: либо для обеспечения оптимальных санитарно-гигиенических условий микроклимата, создание которых с помощью обычной вентиляции невозможно, либо в технологических целях. В последнем случае кондиционеры применяют для поддержания определенных температурно-влажностных условий при работе на прецизионном оборудовании, предназначенном для обработки изделий с минимальными допусками (точное машиностроение, оптическая промышленность, приборостроение); для обеспечения особой чистоты воздуха (полупроводниковая, электровакуумная промышленность и т. п.); для поддержания заданного содержания влаги в материалах и продукции (ткацкие цехи и др.).

Неотъемлемой частью систем кондиционирования воздуха являются технические средства контроля, автоматического и дистанционного управления, а также средства обработки воздуха (тепло- или хладоснабжения, осушения или увлажнения, очистки).

Системы кондиционирования по способу приготовления и раздачи воздуха подразделяются на центральные и местные. В центральных кондиционерах обработка воздуха осуществляется в агрегатах, установленных вне обслуживания помещений, откуда он распределяется по воздуховодам. В местных кондиционерах приготовление воздуха происходит непосредственно в обслуживаемом помещении, а раздача - без воздуховодов.

Кондиционеры, которые могут постоянно работать только на свежем наружном воздухе, носят название прямоточных. Такие кондиционеры применяются для помещений, в которых по санитарным требованиям не допускается рециркуляция воздуха.

Другие кондиционеры - непрямоточные - работают по схеме частичной рециркуляции воздуха. Применение рециркуляции в системах кондиционирования допускается в любое время года, при этом должны строго соблюдаться санитарные требования рециркуляции. Кондиционеры не должны служить источниками вторичного загрязнения воздуха, например повышенным содержанием углекислого газа при нарушении правил рециркуляции; масляными аэрозолями в случае использования масляных фильтров для очистки приточного воздуха и т. п.

Кондиционирование воздуха - перспективный в гигиеническом отношении вид вентиляции производственных помещений. Хотя оно и требует по сравнению с другими видами вентиляции больших средств на ее устройство и эксплуатацию, однако, как показывает опыт, эти затраты окупаются за счет повышения работоспособности, а следовательно, и производительности труда, улучшения качества продукции и т. п.

Уже сегодня применение кондиционирования воздуха является незаменимым средством поддержания комфортных микроклиматических условий в кабинах промышленных кранов, кабинах пультов управления и других ограниченных по объему помещениях, размещенных в цехах с избыточными теплогазовыделениями.