Тонкости вентиляции промышленных помещений

От вентиляции промышленных зданий зависят устойчивость и качество технологического процесса, сохранность имущества, а также здоровье и жизнь людей. Грамотно организованный воздухообмен обеспечивает санитарные нормы внутреннего воздуха, оперативное удаление опасных токсичных газов, продуктов горения и т. д. Промышленная вентиляция требует более серьезного подхода к проблеме, чем вентиляция в жилых помещениях, где часто обходятся естественной циркуляцией воздуха.

Работа промышленных предприятий часто связана с превышением допустимой концентрации загрязнителей в воздухе. Поэтому основная задача не только вентиляции но и кондиционирования заключается в оперативном удалении выбросов и поддержании оптимальных параметров микроклимата

В этой статье мы рассмотрим различные типы климатических систем, предназначенных для промышленных зданий.

Существуют два основных типа вентиляции, определяемых методом циркуляции воздуха: естественная и механическая. В промышленных помещениях часто применяется комбинированный подход, который сочетает в себе обе этих формы вентиляции. Этот метод известен как комбинированная вентиляция.

Естественная вентиляция обусловлена различиями температур и плотностей воздуха внутри и снаружи помещения, а также действием ветра. Она может быть местной или общеобменной в зависимости от способа организации воздушного потока.

Механическая вентиляция включает в себя вентиляционные установки, которые могут быть вытяжными (для удаления воздуха) или приточными (для подачи воздуха), также они подразделяются на местные и общие.

При естественной вентиляции воздушный обмен происходит за счет разницы температур и воздействия ветра. Это может привести к поступлению свежего воздуха в помещение и удалению загрязненного воздуха. Однако, чтобы обеспечить оптимальные условия вентиляции, требуется специальная организация процесса.

Неорганизованная естественная вентиляция осуществляется через окна, двери и другие неплотности в конструкции здания. Организованная вентиляция может включать аэрацию, осуществляемую через специальные конструктивные элементы.

Аэрация является наиболее рациональным способом естественного воздухообмена, особенно в цехах с большими теплоизбытками, поскольку она способствует не только охлаждению помещения, но и удалению вредных паров и газов. Аэрация - это организованный процесс, при котором свежий воздух естественным образом поступает в помещение через специальные отверстия.

Это происходит благодаря разнице температур внутри и снаружи помещения, а также движению воздуха, вызванному гравитацией и ветром. Аэрацию часто используют вместе с механической вентиляцией, которая помогает удалять загрязненный воздух из помещения.

Однако, в некоторых случаях аэрацию использовать нельзя. Например, в помещениях, где есть источники вредных веществ, таких как газы, пары или пыль. Это может нанести вред здоровью людей и загрязнить окружающую среду. Также аэрацию не используют в помещениях с контролируемым климатом, таких как офисы или больницы.

Для таких помещений рекомендуется использовать механическую вентиляцию, которая очищает воздух перед тем, как он попадет в помещение. Это помогает обеспечить более чистый и здоровый воздух для людей, работающих или проживающих в этих помещениях.

Процесс расчета аэрации состоит из трех основных этапов:

• Внешняя аэрация: Определение давления, необходимого для естественного воздухообмена, учет расположения здания и его аэродинамики, а также рассмотрение процесса удаления вредных веществ из окружающей среды.
• Краевая аэрация: Определение сопротивления воздуха, составление уравнения для баланса воздуха в помещении, расчет площади вентиляционных отверстий и определение направления воздушных потоков.
• Внутренняя аэрация: Учет воздействия тепла, определение распределения температур и скоростей воздуха в помещении с учетом приточных и вытяжных отверстий.

Сегодня для расчетов используются рекомендации, основанные на опыте эксплуатации и физическом моделировании. Практические расчеты проводятся с учетом установившихся тепловых и воздушных режимов, линейного изменения температуры и пренебрежения конвекцией.

Основной метод расчетов основан на исследованиях и экспериментах ученых. Выбор метода определяется условиями помещения, его высотой, температурой и скоростью ветра, а соотношение ветрового и гравитационного давления играет важную роль в выборе.

Гравитационная аэрация действует при ветровом давлении меньше половины максимального гравитационного давления, в то время как ветровая аэрация используется при ветровом давлении, превышающем 10-кратное гравитационное.

В отличие от естественной вентиляции, механическая вентиляция предоставляет возможность предварительной обработки приточного воздуха, включая очистку, увлажнение, нагрев или охлаждение, а также фильтрацию от пыли, газов и других загрязнений перед его выбросом в атмосферу. Среди преимуществ механической вентиляции можно выделить равномерную работу круглый год независимо от погодных условий, возможность точной подачи и удаления воздуха, а также гибкость в регулировании объемов воздухообмена.

В борьбе с промышленными вредностями особенно важна местная механическая вытяжная вентиляция, которая направлена на захват и удаление загрязненного воздуха непосредственно от источников его образования или выделения. Эффективность такой системы зависит от правильного выбора и конструкции воздухоприемника, степени разрежения, создаваемого установкой, и других факторов.

Элементами механической вытяжной установки являются воздухоприемник, воздуховоды, вентилятор, система очистки воздуха и вытяжная шахта.

При использовании рециркуляции необходимо соблюдать ряд условий в соответствии с нормативами, включая минимальное количество наружного воздуха и допустимый уровень содержания вредных веществ. Однако рециркуляция запрещена при наличии определенных классов опасности веществ, а также в помещениях с неприятными запахами или риском болезнетворных микроорганизмов.

В промышленных сооружениях необходимо тщательно рассчитывать температуру поступающего (приточного) воздуха. Его температура должна быть на 1-1,5 градуса ниже общей температуры помещения. Например, при подаче воздуха сверху, его температура должна быть ниже на 6-10 градусов.

Если воздух подается в помещение с высокой тепловой нагрузкой, его температура устанавливается на уровне 5 градусов. Если используется система "душирования" (распыление воздуха), параметры приточного воздуха рассчитываются индивидуально, включая температуру, скорость подачи и другие характеристики.

Также важно учитывать, что зимой температура приточного воздуха не должна вызывать конденсацию влаги на воздуховодах. Летом температура приточного воздуха должна превышать наружную температуру на 0,5-1 градус, так как воздух, проходящий через систему вентиляции, подогревается.

При проектировании системы вентиляции с рециркуляцией необходимо определить количество свежего воздуха, входящего в помещение. Согласно санитарным нормам, на каждого человека должно поступать 20-30 кубометров воздуха в час, внешний воздух должен составлять не менее 10% от общего объема воздуха.

При выборе производительности общеобменной системы вентиляции необходимо учесть изменение потребности в воздухе в разное время года. Для систем с естественным потоком воздуха регулирование производительности достигается путем регулирования. Производительность выбирается так, чтобы обеспечивать необходимый воздухообмен и комфортные условия для пребывания людей в помещении.

Для систем вентиляции с механическим приводом выбор расчетного воздухообмена может быть сложным. Необходимо учитывать возможность проветривания и различные сезоны. В случае невозможности проветривания выбирается максимальное значение воздухообмена для холодного, переходного и теплого сезонов. Если проветривание возможно, производительность приточной вентиляции принимается равной максимальному значению для холодного и переходного сезонов.

Для некоторых помещений, после выбора воздухообмена, необходимо уточнить параметры приточного воздуха в холодный период. Если мощность приточной вентиляции выбрана по воздухообмену для переходного или теплого периода, проводится дополнительный расчет. Для оценки правильности воздухообмена в помещении используется кратность воздухообмена, которая позволяет рассчитать воздухообмен в обычных помещениях.

Значения кратности воздухообмена (Кр) для разных помещений указаны в соответствующих разделах СНиП. Эти значения должны обеспечиваться системой вентиляции. В случае различий в значениях кратности притока и вытяжки для разных помещений, избыточный воздух направляется в соседние помещения.

В помещениях, где много источников тепла, необходимо рассчитать тепловой баланс. Это значит, что нужно учесть все источники тепла и пути его потери. Источники тепла - это люди, оборудование, освещение, энергия и т.д. Потери тепла происходят через стены, окна, а также на нагрев входящего воздуха.

В большинстве помещений температура стабильна, поэтому для расчета теплового баланса предполагается, что все элементы помещения находятся в равновесии, то есть их температура не меняется, и они получают и теряют одинаковое количество тепла. Разница между приходом и расходом тепла определяет избыток или недостаток тепла, который должен быть компенсирован системой вентиляции.

Иногда достаточно рассчитать баланс только по явной (видимой) части тепла. В помещениях с высокой влажностью необходимо учесть и скрытую часть тепла, содержащуюся во влажном воздухе.

Также важно понимать разницу между лучистым и конвективным теплом. Лучистое тепло передается между поверхностями помещения, и воздух его практически не поглощает. Конвективное тепло - это тепло, передаваемое воздуху от нагретых поверхностей.

В больших зданиях поддерживать комфортную температуру требует особых усилий и ресурсов. Такие места промышленные здания, склады и производственные цеха требуют эффективных решений для отопления зимой и кондиционирования летом, а также инновационных методов разделения пространства. Это разделение должно быть удобным для людей, но эффективным барьером для внешнего воздуха.

Воздушные тепловые завесы представляют собой системы, создающие барьер между зонами с разной температурой. Они являются эффективным средством сокращения тепловых потерь в зданиях с высокой посещаемостью. Принцип их работы основан на создании направленного потока воздуха, который блокирует вход наружного воздуха через дверные проемы или окна.

Воздушные завесы могут работать в двух режимах. Первый режим, называемый "шиберным", создает непроходимый воздушный барьер, предотвращая проникновение наружного воздуха. Второй режим, режим смешения, подогревает наружный воздух и смешивает его с теплым потоком тепловой завесы. В летнее время шиберные воздушные завесы защищают от горячего воздуха улицы.

Выбор типа завесы зависит от режима работы и наличия теплоносителя. Завесы бывают с подогревом (воздушные тепловые завесы) и без подогрева (просто воздушные завесы), предназначены для бытового или промышленного использования. Они могут быть горизонтальными или вертикальными, с разными типами источников тепла, такими как электрические, водяные и газовые, а также без источника тепла, часто используемые в холодильных камерах.

Одним из эффективных способов очистки промышленных цехов от вредных веществ является использование специальных отсосов. Эти устройства оперативно удаляют канцерогены и химикаты, образующиеся в процессе работы, выводя их за пределы цеха через герметичные трубы.

Система включает в себя вентилятор для обеспечения необходимого воздушного потока, гибкую и герметичную трубу с всасывающим патрубком, хомут для быстрого соединения, уравновешивающий механизм для установки всасывающего шланга, а также систему сигнализации включенной вытяжки.

Существует несколько типов вытяжек, таких как подвесные, встраиваемые, настенные, островные и угловые, применяемые в зависимости от особенностей помещения. Эффективность зависит от конфигурации и мощности вытяжки.

В крупных цехах предпочтительна центральная вентсистема, которая использует общую сеть каналов и локальные вытяжки. Вытяжка-улитка – это вентилятор, создающий высокое давление и перемещающий воздух на большие расстояния, что особенно полезно в сложных системах воздуховодов.

Фильтрация в вытяжке проводится многоступенчато, начиная с циклона или отстойника, и использует различные устройства, такие как электрофильтры, мешочные или рамные пылеуловители, а также картриджные фильтры для очистки воздуха от частиц пыли различного размера.

Аварийные ситуации в промышленных помещениях, как правило, сопровождаются разрушением компрессорных установок и выпуском газа, возгоранием или взрывом. Это приводит к загрязнению окружающей среды и опасности для рабочих и проживающего вблизи населения. Производственные процессы вызывают изменение параметров газовой фазы и возможное проникновение газов в рабочие зоны. Опасными факторами являются нефтяной газ, который может вызвать отравление и образование взрывоопасной смеси, и компрессорное масло, которое через дыхательные пути оказывает канцерогенное воздействие.

Данные о количестве аварий свидетельствуют о важности проектирования системы вентиляции для предотвращения залповых выбросов газа. Обеспечение аварийной безопасности крайне важно для промышленных объектов. Для выбора эффективной системы аварийной вентиляции существует несколько нормативных документов. Их использование при проектировании может привести к нескольким возможным вариантам, которые могут противоречить друг другу. Анализируя это, можно сформулировать рекомендации по использованию нормативной литературы и выбору параметров систем для проектирования аварийной вентиляции газовых компрессорных станций.

Для улучшения процесса выбора эффективной системы аварийной вентиляции газовых компрессорных станций рекомендуется следовать нескольким ключевым принципам. Во-первых, необходимо провести детальный анализ требований нормативных документов и учесть специфику конкретного объекта. Это позволит сформулировать четкие технические задания для подбора параметров системы вентиляции.

Во-вторых, следует уделить внимание не только соответствию нормативам, но и инновационным технологиям, которые могут повысить эффективность и безопасность системы вентиляции в условиях аварийных ситуаций.

Также важно учитывать опыт и лучшие практики других промышленных объектов, особенно в области предотвращения залповых выбросов газа.

Наконец, рекомендуется провести моделирование различных сценариев аварийных ситуаций и оценить эффективность выбранной системы вентиляции.

Установка и настройка вентиляционного оборудования включает в себя монтаж вентиляторов, электродвигателей, воздушных фильтров, кондиционеров и других компонентов, необходимых для циркуляции и очистки воздуха. Воздуховоды используются для перемещения воздуха по зданию и могут быть изготовлены из различных материалов, таких как металл, пластик или нержавеющая сталь. Они также могут иметь разную форму - круглую или прямоугольную. Для соединения разных участков вентиляционной системы и изменения направления движения воздуха используются фасонные части: отводы, полуотводы, тройники, крестовины и другие детали. Все они имеют стандартные фланцы, которые позволяют легко их соединять.

Отводы обычно состоят из нескольких частей и двух стаканов. Они имеют свои параметры: диаметр, радиус кривизны, угол поворота. Тройники могут быть нормализованными или штангообразными, в зависимости от их формы.

Для правильного расчета и проектирования вентиляционной системы на промышленном предприятии необходимо учесть ряд важных факторов. Во-первых, необходимо собрать все необходимые исходные данные, включая поэтажные планы объекта, информацию о численности персонала и количестве оборудования, а также расположение источников загрязнений. Далее следует определить помещения, которые нуждаются в установке механической вентиляции, а также обозначить зоны для подачи свежего воздуха и удаления отработанного. Важно учесть тип и объем каждого помещения, а также рассчитать количество приточного и вытяжного воздуха в каждой из зон. Не стоит забывать и о тепловых нагрузках, исходящих от оборудования и людей. При проектировании вентиляции важно определить и разместить источники выбросов. Рекомендуется использовать точные расчетные методы, связанные с типом загрязнения в помещении.

• Например, для расчета воздуха по тепловыделениям можно использовать формулу V=3.6*Qmax/p*cp*(tu - tn), где задействованы параметры, такие как Qmax (совокупная тепловая нагрузка), ρ (плотность воздуха), cp (теплоемкость воздуха), tn (температура воздушного потока) и tu (температура отводящего воздуха).
• Для взрывоопасных или токсичных помещений существует формула V=φ*Emax/Cdop - Cnaw, с учетом параметров Emax (выброс загрязняющего вещества), Cdop (допустимая концентрация в воздухе), Cnaw (концентрация в воздушном потоке) и коэффициента φ.

На промышленных объектах кондиционирование воздуха играет двоякую роль: оно создает безопасные и комфортные условия для работников, а также обеспечивает необходимые параметры окружающей среды для специального оборудования, такого как точное машиностроение или производство полупроводников.

Технологии контроля и управления, встроенные в эти системы, неотъемлемы и позволяют дистанционно регулировать условия воздуха в помещениях, обеспечивая оптимальные условия в любое время.

Кондиционирование воздуха разделяется на центральное и местное в зависимости от способа подачи воздуха: центральные системы обрабатывают воздух вне помещения, передавая его через воздуховоды, в то время как местные системы обрабатывают воздух прямо в помещении без использования воздуховодов.

Некоторые кондиционеры работают только с наружным воздухом, что особенно важно в санитарно-чувствительных областях, в то время как другие используют частичную рециркуляцию воздуха, при соблюдении строгих санитарных стандартов.

Хотя кондиционирование воздуха требует значительных инвестиций, оно является эффективным способом повышения производительности труда, улучшения качества продукции и обеспечения комфортных условий труда. Уже сегодня это незаменимый элемент в обеспечении комфортного микроклимата в ограниченных помещениях промышленных объектов.

Существует несколько типов систем кондиционирования, выбор которых зависит от размеров помещения, его характеристик и бюджетных ограничений. Приспособленность системы к конкретным потребностям объекта играет ключевую роль в достижении максимальной энергоэффективности и производительности. Давайте рассмотрим основные типы промышленных кондиционеров:

• Мультизональные системы (VRF): Эффективно кондиционируют большие площади при минимальном энергопотреблении. Системы VRF регулируют объем охлаждающей жидкости в зависимости от окружающей температуры.
• Чиллер-фанкойл: Система включает чиллер (генератор ледяной воды) и несколько фанкойлов (внутренних блоков). Преимущества включают низкую стоимость хладагента и большой объем резервуаров для поддержания нужного объема охлажденной жидкости в периоды пикового спроса.
• Канальные системы: Воздух распределяется по сети воздуховодов, обеспечивая одинаковые температурные условия в разных помещениях. Эти системы высокоэффективны и управляются централизованно.
• Кассетные системы: Сплит-системы с внутренним блоком, встроенным в подвесной потолок. Декоративная решетка остается видимой, обеспечивая равномерное охлаждение.
• Мульти сплит: Позволяет подключить несколько внутренних блоков к одному внешнему, обеспечивая зонирование, регулирование температуры и экономию энергии.

Не забывайте что, выбор оптимальной системы подразумевает адаптацию к требованиям конкретного объекта, с учетом параметров энергоэффективности и производительности. Компания "Авимос" не просто устанавливает вентиляционные системы в промышленных зданиях – мы создаем исключительные климатические решения, воплощая в жизнь идею об улучшении окружающей среды. Наш подход включает в себя не только интеграцию эффективных вентиляционных систем, но также осуществление кондиционирования в самых разнообразных видах.