Промышленная вентиляция

• локальные вытяжки - используются для удаления загрязненного или нежелательного воздуха из конкретного места в помещении;
• общеобменные вытяжные вентиляторы забирают воздух в целом из производственных цехов и выбрасывают их наружу, а общеобменные приточные установки – очищают, подогревают и подают свежий воздух в помещения производства;
• воздуховоды (трубопроводы или проходы) отводят загрязненный воздух в вытяжке и распределяют очищенный воздух в притоке;
• очистители и фильтры - очищают воздушные массы перед подачей в помещение или выбросом на улицу;
• через приточные решетки, диффузоры или сетки забирают воздух с улицы и подают его во все необходимые зоны предприятия, а через те же устройства в вытяжной системе забирается отработанный воздух из цехов и выбрасывает его наружу.

При монтаже основополагающее значение играет схема воздуховодов, в зависимости от конфигурации которой воздух направляется в отдельные вентиляционные каналы, патрубки, колена, тройники, отводы, переходы, адаптеры, камеры смешения воздуха и т.д.

Вентиляторы, которые подбираются согласно проекту на промышленных предприятиях:

• Осевые - направляют поток воздушной среды вдоль оси вращающегося рабочего колеса, что обусловлено совпадением направления движения всасываемого и нагнетаемого воздуха. Широко распространены в различных областях применения. Имеют плавную регулировку производительности, могут использоваться в приточно-вытяжной и вытяжной системах с малым сопротивлением воздушному потоку.
• Канальные - в автоматическом или «ручном» режиме формируют принудительную циркуляцию воздушных потоков по воздуховоду. Активно применяются в приточно-вытяжных установках, когда требуется организовать высокоинтенсивное перемещение атмосферных масс. Имеют акустическую изоляцию.
• Крышные - имеют свободный выход потока и устанавливаются на крышах зданий. Изготавливаются из стали с полимерным покрытием. Используются для вытяжной вентиляции жилых зданий, бытовых, спортивных, административных и культурных сооружений.
• Радиальные вентиляторы (так называемые улитки) используются в промышленной вентиляции чаще всего, так как двигатель расположен таким образом, что проходящий через улитку воздух напрямую не пересекается с двигателем и не загрязняет его. А так как на промышленных предприятиях при работе цехов воздух насыщается сажей, копотью, жирами, тяжелыми взвесями, пылью и стружкой, то воздух проходя через радиальный вентилятор, минуя двигатель – не засоряет его, увеличивая таким образом в разы срок службы вытяжной системы.
• Вентиляторы во взрывозащищенном корпусе используют на предприятиях с горючими и пожароопасными веществами. Например, лакокрасочные заводы, предприятия, занимающиеся покраской мебели, автомобилей, печатные предприятия (используют ацетон) и т.п.
• Вентиляторы коррозионностойкие используются на предприятиях, использующих едкие вещества, и вещества, которые при взаимодействии с металлом имеют разрушающие физические и химические свойства. Например, озонирующие предприятия, химические лаборатории и т.д.

Системы промышленной вентиляции должны быть спроектированы с учетом действующих нормативных документов, определяющих качество воздуха в здании. Важно учитывать вид и концентрацию загрязняющих веществ, возникающих на рабочем месте, а также объем загрязнения цеха и соседних помещений.

Все промышленные объекты, вне зависимости от вида производства, требуют одновременного выполнения нескольких важных факторов:

• Обеспечение соответствующих условий труда для сотрудников. Известно, что согласно тексту трудового законодательства, работодатель по требованию работника обязан сократить рабочий день: при температуре воздуха +28,5 °C – на один час, +29 °C – на два часа, а если на термометре +30,5 °C и выше – на четыре часа. Научно доказано, что работоспособность человека увеличивается кратно, если сосуды и клетки головного мозга достаточно насыщены кислородом. Предприниматель, сделавший инвестицию в качественную вентиляцию на своем предприятии, фактически дальновидно вложил деньги в эффективное производство товаров и увеличение прибыли предприятия в целом.
• Обеспечение оптимальных условий внешней среды для эффективного проведения производственных процессов. Например, если это предприятие по производству молочной продукции, то для полного цикла работ и выхода готовой качественной продукции необходимо соблюдать кратность воздухообмена, в зависимости от назначения помещения:

При несоблюдении вышеуказанных параметров цикл производства будет нарушен, а на выходе предприятие получит недостаточно качественную продукцию с риском заражения потребителя ботулизмом и другими инфекциями.

Однако, существуют области промышленности, в которых параметры микроклимата не играют решающего значения. Это деятельность, где отсутствуют технологические процессы, ведущие к выделению вредных веществ или значительной тепловой нагрузке. Это может быть на мини производствах, занимающихся сборкой или упаковкой товаров с небольшими воздействиями на воздух и климат. Но даже в таких случаях существуют определенные ориентиры (например, определенный уровень влажности или сухости воздуха).

Нормативные параметры указаны в СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха». Вот основные из них:

• эффективное удаление загрязнителей, исключающее их попадание в рабочую зону;
• уровень шума не превышает 110 децибелл (дБА);
• исключение взрывоопасных условий при эксплуатации системы;
• легкий доступ для техобслуживания и проведения ремонтных работ.

Вентиляционные системы на промышленных объектах должны пройти сертификацию.

По типам воздухообмена выделяют:

• Вытеснение: приточный воздух поступает снизу и выталкивает отработанный через вентиляционные решетки.
• Перемешивание: приток поступает сверху, смешивается с загрязненным и выводится через воздухораспределители.

Данные типы воздухообмена обеспечиваются видами вентиляции:

• Приточная вентиляция. Свежий воздух вводится в цех с помощью механических вентиляторов, а отработанный удаляется естественным способом. Движущей силой является гравитация и разница в температуре между внешней и внутренней атмосферой. Приточные установки наиболее эффективны на производствах, где технологические процессы не сопровождаются выбросами токсичных веществ.
• Вытяжная вентиляция. Загрязненный воздух активно удаляется из помещения с помощью вытяжных вентиляторов, в то время как свежий поток поступает естественным путем через фрамуги или воздухозаборные отверстия без использования механических средств. Этот тип оборудования быстро удаляет из помещения загрязненный воздух, CO2, избыточную влажность и неприятные запахи. Однако недостатком является невозможность контроля над притоком: его объемом, скоростью поступления, температурой и степенью очистки. Вытяжная установка требует использования специальных приточных форточек, что может привести к значительным потерям тепла в холодное время года. Также ее запрещено применять рядом с открытым огнем или камерой сгорания.
• Приточно-вытяжная вентиляция. Промышленная приточно-вытяжная установка обеспечивает полный цикл воздухообмена с использованием механических методов. Воздух подается и удаляется из цеха при помощи электрических вентиляторов с регулировкой мощности, температуры, фильтрации, а в особых случаях – влажности и концентрации некоторых видов газа. Система способна создавать избыточное или пониженное давление в зависимости от требований и обеспечивает необходимый объем приточного и вытяжного воздуха в цехах, согласно СНиП 2.04.05-91:

*при объеме помещения (участка, зоны) на 1 чел. менее 20 м³

**при объеме помещения (участка, зоны) на 1 чел. 20 м³ и более

Существует множество различных конфигураций. В зависимости от принципа работы, они подразделяются на естественную и механическую.

Механические системы обмена воздухом дополнительно классифицируются на несколько типов. На производственных объектах наиболее распространены канальные системы воздухораспределения. В специфических зонах заводов, где происходит неконтролируемый выброс вредных веществ, используются локальные вытяжки.

В качестве альтернативы можно применять воздушные завесы. Это устройства для локальной вентиляции, которые разделяют два помещения с различной температурой. Устанавливаются над входными воротами здания или в отдельных зонах производственного цеха с разными технологическими задачами.

• Естественная вентиляция. Естественная вентиляция может использоваться на предприятиях, где уровень загрязняющих веществ в воздухе минимален. Это устройство работает за счет различия плотностей наружного и внутреннего воздуха. Эффективность естественной вентиляции зависит от архитектурных особенностей здания, климатических условий и разницы в температуре между внутренним и внешним воздухом. Однако ее сложно контролировать: летом она может быть неэффективной, а зимой приводить к переохлаждению помещений.
• Принудительная вентиляция. Механическую вентиляцию часто называют принудительной из-за того, что воздухообмен в ней осуществляется благодаря работе вентиляционного устройства, запускаемого электродвигателем. Использование вентилятора позволяет аккуратно настраивать параметры притока и вытяжки воздуха и эффективно управлять системой. Современные установки акцентируют внимание на рекуперации тепла, что способствует сокращению эксплуатационных расходов за счет уменьшения потребности в отоплении.
• Местная вентиляция (местный отсос). Позволяет контролировать или полностью устранять распространение загрязняющих веществ от конкретной рабочей точки по всему производственному цеху. Применение локальных вытяжек на рабочих местах снижает риск вдыхания токсичных веществ и развития респираторных заболеваний. Наиболее результативна изоляция технологических процессов с одновременным удалением загрязненного воздуха из области рабочих мест.
• Общеобменная вентиляция. Этот вид обеспечивает поддержание микроклимата на всей территории предприятия и способствует удалению вредных частиц из области дыхания.
• Локальная вентиляция. Оптимальный выбор для цехов с высокой вероятностью превышения ПДК. Эффективна на участках с наибольшим загрязнением (например, зоны сварки и покраски). Совмещение с местной вентиляцией повышает продуктивность при постоянных и чрезмерных выбросах загрязняющих веществ.
• Аварийная вентиляция. На некоторых производствах требуется аварийная вентиляция, которая активируется только на вытяжку. Она автоматически включается при превышении концентрации загрязнителей допустимого уровня и работает автономно, обеспечивая кратковременное проветривание здания. Отличие этой вентиляции заключается в том, что датчик настроен на уровень концентрации любого выбранного газа в помещении. Как только процент концентрации этого газа становится выше заданного предельно допустимого, датчик подает сигнал на контроллер шкафа автоматики и вентиляция автоматически включается и начинает удалять вредные примеси из воздуха.
• Противодымная вентиляция. Включается при пожаре, обеспечивая безопасную эвакуацию сотрудников. Агрегат запускается датчиками дыма, кнопками дымоудаления или внешними пусковыми устройствами, и управляется через центральную пожарную панель предприятия. Для улучшения естественной тяги в нижних частях здания устанавливаются дополнительные элементы для подачи свежего воздуха (системы подпора дымоудаления). Для повышения качества дымоудаления проектируются кратчайшие пути от места пожара до точки выхода дыма. Установка завес и встроенных заслонок способствует эффективному удалению дыма. Противодымная защита и снижение температуры внутри здания помогают минимизировать ущерб.
• Технологическая вентиляция. Является синонимом промышленной вентиляции. Это набор оборудования для контроля параметров микроклимата в производственных помещениях: температуры, влажности, кратности воздухообмена. Компоненты технологической вентсистемы включают воздухоочистители, вентиляторы, датчики, уловители капель, насосы, дозирующие системы и т.д.

• Сварочный цех. В процессе своей работы сварщик по металлу может использовать электроды, медную проволоку или проволоку из нержавеющей стали. У всех металлов своя температура плавления. В зависимости от того, газовая сварка, аргоновая или автоматическая, выделяются разные виды взвесей, испаряющихся в воздух вместе с дымом и продуктами горения. Если локально применить прямо над рабочей зоной испарения местный отсос, то он позволит удалить сразу до 90% загрязнителей и предотвратит их распространение на объекте в целом.
• Малярный цех. В каждом малярном цехе есть покрасочная камера. Это обособленное закрытое помещение, в котором изолировано происходит распыление (нанесение) краски на нужную поверхность. Для эффективного удаления паров лаков, красок и растворителей необходимо соблюдать следующие нормативы:

  СП 364.1311500.2018 "Окрасочные камеры: требования к вентиляции"

  Отопление и вентиляция

  7.1.1 Помещения для обслуживания автомобилей следует обеспечивать общеобменной приточно-вытяжной вентиляцией с механическим побуждением, а отдельные участки с выделением пожаровзрывоопасных газов, паров и пылей — местными отсосами.

  7.1.3 Системы вытяжной вентиляции помещений для размещения окрасочного и аккумуляторного участков не допускается объединять между собой и с системами вытяжной вентиляции других помещений.

  7.1.5 На воздуховодах приточных систем в пределах венткамер, обслуживающих помещения, в которых производятся работы с ГБА (газобалонными автомобилями), следует предусматривать устройство обратных клапанов.

  7.2.4 Сигнализаторами довзрывоопасных концентраций обеспечиваются все помещения, независимо от площади, в которых возможно выделение горючих газов, паров топлива и растворителей лакокрасочных материалов. Указанные сигнализаторы должны обеспечивать выдачу командного импульса на включение аварийной вентиляции при достижении концентрации газов и паров выше 10 % НКПР.

  СНиП П-Д.9-62 "Предприятия по обслуживанию автомобилей"

  Окрасочные камеры: требования вентиляции

  7.13. Для помещений регенерации масла и зарядки аккумуляторов, а также для помещений малярных работ с применением пульверизации необходимо предусматривать отдельные для каждого из указанных помещений системы вытяжной вентиляции во взрывобезопасном исполнении или с применением эжекторов.

  7.14. Воздух, удаляемый из помещений для окраски автомобилей с применением пульверизации перед выбросом его наружу, должен очищаться в гидрофильтрах.

  7.16 Забор приточного воздуха должен производиться в местах, наиболее удаленных и защищенных от выброса загрязненного воздуха. При расстоянии между местом забора воздуха и местом выброса воздуха 20 я и более отверстия для забора и выброса могут располагаться на одном уровне, а при расстоянии менее 20 м отверстие для забора должно располагаться ниже отверстия для выброса не менее чем на 6 м. Забор приточного воздуха должен также удовлетворять требованиям главы СНиП П-М.2-62 «Производственные здания промышленных предприятий. Нормы проектирования».

  7.19. Вентиляция помещений в гаражах и парках, размещаемых в зданиях иного назначения, должна быть обособленной. Удаление загрязненного воздуха должно производиться через несгораемые и газонепроницаемое шахты, выведенные выше крыши указанных зданий.

  Правила и нормы. Техники безопасности, пожарной безопасности и производственной санитарии для окрасочных цехов.

  4.24. В помещениях краскозаготовительных отделений и лабораторий устраивается приточно-вытяжная вентиляция, обеспечивающая 10-15-кратный воздухообмен в час. Удаление воздуха следует предусматривать из зон наибольшего загрязнения его (воздуха) парами растворителей.

  п.2.1 ГОСТ1 12.3.005-75 "Работы окрасочные общие требования безопасности". В установках и камерах следует поддерживать разрежение, предотвращающее выход вредных выделений наружу и распространение по помещениям окрасочных цехов (участков).

• Кондитерская фабрика.. Производственный процесс кондитерских цехов сопровождается значительным выделением тепла и паров от оборудования, а также избытком пыли от сыпучих ингредиентов. Система вентиляции должна эффективно контролировать влажность, удалять тепловые нагрузки и неприятные запахи. Для достижения этой цели применяется комбинация локальных и общеобменных установок, снабженных специализированными фильтрами для бактерицидной очистки воздушной среды.

Столярный цех. Работа в столярной мастерской сопровождается различными вредными факторами, такими как пылевые частицы, тепловые избытки от станков, испарения лако-красочных покрытий и клея. Для качественного устранения загрязнителей применяются локальные системы вытяжки и общеобменная вентиляционная установка.

Медицинская лаборатория. В этой области промышленности особое внимание уделяется поддержанию оптимального уровня влажности в помещении, что необходимо для правильного хранения препаратов. Требуемый параметр влажности составляет 50-60%. Для достижения этой цели используется встроенная система увлажнения воздуха. Параллельно вытяжка обеспечивает удаление специфических запахов и углекислого газа.

Складские помещения. На складах необходимо строго контролировать температуру и влажность, которые зависят от характеристик каждой категории товаров. Для обеспечения оптимального микроклимата на всех участках больших складов используется промышленное вентиляционное оборудование.

Вентиляция в производственных цехах требует индивидуального подхода к каждому месту её применения. Высокая концентрация токсичных газов, паров и пыли, а также избыточные тепловые потоки от оборудования требуют специализированного оборудования для решения данных проблем.

Грамотно спроектированная вентсистема обеспечивает оптимальный микроклимат, точное управление температурой и влажностью. Компетентный монтаж позволяет адаптировать работу климатической установки под требования конкретного технологического процесса.

При планировании и обслуживании вентиляции на предприятиях особенно важно избегать простоев в производственных процессах. Подрядчики часто адаптируют план работ к графику работы заказчика, обеспечивая бесперебойную работу оборудования.

Автоматизация систем промышленной вентиляции выполняет две ключевые функции: управление всей установкой и защита оборудования от возможных сбоев. Системы автоматизации осуществляют контроль режимов работы на основе данных, поступающих с датчиков. Полученные сигналы передаются механическим системам, которые настраивают функционирование отдельных компонентов таким образом, чтобы обеспечить заданные параметры воздушной среды в различных помещениях.

Оснащенная интеллектуальной системой управления, автоматизация анализирует условия внутри и вне помещения, затем настраивает режим работы в соответствии с этими условиями. Умная установка взаимодействует с датчиками и устройствами по беспроводной связи, независимо контролируя их работу без необходимости человеческого вмешательства. Это позволяет ответственному сотруднику регулировать работу системы из любого места, даже за пределами предприятия.

• Строительные нормы и правила Российской Федерации (СНиП).
• Библиотека научных статей (АВОК).
• Волков А. А., Седов А. В. «Математическое моделирование процессов автоматизации проектирования инженерных систем зданий и сооружений».
• Краснов В.: "Монтаж систем вентиляции и кондиционирования воздуха".
• Белоусова Г. Н., Ратникова А. М. "Инженерные системы зданий и сооружений (водоснабжение и водоотведение)".