Bazele ventilației industriale: totul despre calcule și tipuri de sisteme

Sistemul de ventilație a incintelor industriale creează și menține indicatori climatici, ale căror norme sunt reglementate de instrucțiunile de supraveghere sanitară și epidemiologică.

Umiditatea, temperatura și debitul de aer sunt importante pentru sănătatea angajaților instalației și pentru respectarea procesului. Spre deosebire de instalațiile casnice, în instalațiile de producție sunt monitorizați, de asemenea, indicatori precum cantitatea de impurități mecanice și chimice din aer.

În unele cazuri, microclimatul din cameră trebuie să ofere condiții optime pentru depozitare (de exemplu, în depozitele muzeelor ​​sau bibliotecilor), apoi confortul personalului se estompează în fundal.

Clasificarea sistemelor de ventilație în producție

Sistemele și instalațiile de ventilație industrială pot fi clasificate în funcție de următoarele proprietăți:

• Metoda de mișcare a maselor de aer: liberă și forțată;
• Natura acțiunii: evacuare sau alimentare;
• Zona deservită: schimb local sau general;
• Caracteristici de proiectare: fără canale sau canale.

Motivația naturală

Ventilația naturală are următoarele proprietăți:

• mișcarea fluxului de aer este asigurată prin metoda de aerare;
• datorită diferenței de presiune dintre atelier și capătul conductei de evacuare situate deasupra acoperișului clădirii;
• datorită presiunii vântului.

Conform elementelor de bază ale ventilației spațiilor de tip industrial, motivația naturală este implementată în industriile cu o puternică degajare de căldură și cu un conținut de impurități mecanice de cel mult 30% din PDN la locurile de muncă ale personalului.

Dacă trebuie tratat înainte ca aerul să fie furnizat, metoda de aerare nu este adecvată.

Pentru o mișcare stabilă a maselor de aer datorită diferenței de presiune, diferența de înălțime între punctele de admisie și descărcare ar trebui să fie de la 3 metri. În calculele de ventilație pentru încăperile de acest tip, durata maximă a conductelor de ventilație orizontale este de 3 metri. Aerul din sistem se mișcă la o viteză care nu depășește un metru pe secundă.

Sistemul de ventilație al spațiilor, construit conform acestui principiu, este ieftin, este ușor de instalat și de operat. Cu toate acestea, eficacitatea sa este instabilă și variază de la mulți factori externi.

Impulsie mecanică

În sistemele de ventilație ale încăperilor care funcționează cu tracțiune mecanică, se utilizează dispozitive care transportă masele de aer la distanțele necesare.

Aerul este furnizat și eliminat din zona de lucru în volumele necesare în orice condiții ambientale. Dacă este necesar, aerul de alimentare poate fi filtrat, răcit, încălzit, uscat sau umezit. Ventilația naturală nu permite o performanță optimă a aerului. Parametrii de intrare sunt similari cu cei ai aerului atmosferic.

Cele mai frecvente sisteme de ventilație sunt cu motivație mixtă.

Echipamentul de aprovizionare furnizează aer proaspăt clădirii cu personal.În același timp, mecanismele de evacuare extrag vapori murdari, fierbinți sau umezi.

Atunci când calculați ventilația spațiilor, este important să echilibrați corect volumul de aer folosit furnizat și eliminat.

Ventilație locală

Diferența fundamentală între schema locală de schimb de aer constă în faptul că aerul este furnizat în sens punctual către un anumit loc (aprovizionare locală) și este evacuat în același mod (evacuare locală).

Iată o listă a componentelor locale de ventilație utilizate în incintele industriale:

• dușuri cu aer (curenți de aer care merg într-un anumit loc cu viteză mare);
• zone îngrădite de suprafața totală, unde se creează o atmosferă specială;
• perdele de aer.

Datorită eficienței ridicate și a rentabilității ventilației locale, aceasta este utilizată pe scară largă în diferite tipuri de industrii.

Ventilația locală de evacuare este necesară atunci când substanțele otrăvitoare sau căldura sunt eliberate în sens punctual și este necesar să se prevină răspândirea lor.

Elemente de ventilație locală:

• umbrele de evacuare;
• hote laterale;
• huse peste echipamente;
• perdele de aer.

La calcularea ventilației camerei, se iau în considerare următoarele cerințe:

• evacuarea locală nu ar trebui să interfereze cu cursul procesului tehnologic;
• trebuie acoperită întreaga suprafață a emisiilor de pericole;
• descărcarea este descărcată în cursul mișcării lor fizice (cele reci sunt îndreptate în jos și fierbinți, conform legilor fizicii, în sus).

Aerul evacuat trebuie curățat înainte de a fi eliberat în mediu. Uneori este suficient un singur filtru grosier; dacă este necesar, este instalată o cascadă de filtre de diferite grade de purificare. În ciuda eficienței sistemelor locale, acestea nu se confruntă întotdeauna cu menținerea microclimatului necesar.

Aerisire generală

Un sistem general de ventilație este necesar atunci când impuritățile dăunătoare, umezeala și căldura sunt distribuite în tot volumul camerei.

Sistemul de schimb general de alimentare reduce concentrația de substanțe nocive și deplasează masele de aer poluate.

Ventilația generală de evacuare este un sistem de conducte și un ventilator. Dacă lungimea conductei de ventilație nu depășește 40 m, este instalat un ventilator axial, altfel un ventilator centrifugal, ca unul mai puternic.

Caracteristicile calculelor sistemelor de ventilație

Calculele și tipul de ventilație al camerei depind de scopul acesteia. Ventilația zonei de producție ar trebui să îndepărteze următoarele tipuri de contaminanți emiși în timpul funcționării echipamentelor și persoanelor:

• aer cald;
• impurități explozive și toxice în aer;
• vapor de apă.

Aerisirea camerei este calculată pentru fiecare tip de poluare a aerului.

Calculul se bazează pe cantitatea de aer de alimentare necesară pentru condiții normale de funcționare.

Calculul ventilației pentru excesul de căldură:

Q = Qu + (3.6V - cQu (Tz - Tp) / c (T1 - Tp),

UndeQu - volumul de aer eliminat prin aspirație locală, în metri cubi \ h,V - cantitatea de căldură generată de echipamente și produse, în wați,c - capacitatea termică, preluată din cărțile de referință, este egală cu 1,2 kJ,Tz - temperatura aerului evacuat eliminat de la locul de muncă, în grade Celsius,Tp - temperatura aerului de alimentare, în grade Celsius,T1 - temperatura aerului eliminat prin ventilație generală.

Calcul pentru industriile explozive și toxice

La calcularea ventilației pentru industriile cu emisii explozive sau toxice, sarcina este de a le dilua la nivelul maxim admis.

Q = Qu + (M - Qu (Km - Kp) / (Ku - Kp),

UndeM - masa substanțelor toxice eliberate în aer în 1 oră, în mg,Km - conținutul de substanțe toxice din aer evacuat de sistemele locale, în mg / m3,Kp - conținutul de substanțe toxice din aerul de alimentare, mg / metru cub,Ku - conținutul de substanțe toxice din aer eliminat de sistemul general de schimb, mg / metru cub.

Calcul cu conținut crescut de umiditate

Î = Qu + (W - 1,2 (Om - DESPREp) / (О1 - Оp)),

AiciW - cantitatea de umiditate care pătrunde în aerul atelierului timp de 1 oră, în mg / h,Оm - cantitatea de abur evacuată de sistemul local, în g / kg,Op - umiditatea aerului de alimentare, g / kg,О1 - cantitatea de abur din aer eliminată de sistemul general de schimb, g / kg.

Calculul emisiilor de personal

La calcularea ventilației unor camere, este important să se ia în considerare fiecare gram de umiditate care intră în aer. Apoi, calculul se efectuează în funcție de numărul de angajați:

Q = N * m,

AiciN - numărul de angajați;m - consumul de aer atmosferic de persoană pe oră.

Categorii de incinte pentru securitatea împotriva incendiilor

Premisele pentru orice scop: industrial, depozit, rezidențial sau public sunt împărțite în categorii de ventilație și siguranță la incendiu:

• DAR - pericol crescut de explozii, incendii. Clădirile care utilizează sau emit gaze inflamabile și substanțe sau substanțe care, la contactul cu aerul (apa), se pot aprinde sau exploda cu un punct de aprindere de până la 28 de grade;
• B - pericol de incendii sau explozii. Clădiri cu praf sau vapori în atmosferă care sunt inflamabile și au un punct de aprindere peste 28 de grade;
• B1 - B4 - risc de incendiu. Clădiri în care sunt emise sau prezente lichide, solide sau substanțe volatile, care sunt greu de aprins atunci când intră în contact cu aerul, apa sau alte substanțe;
• D - pericol de incendiu moderat. Camere în care substanțele sunt prezente într-o formă încălzită sau topită, sunt emise o abundență de căldură și flacără. La fel ca și substanțele utilizate sub formă de combustibil sau utilizate prin metoda de ardere;
• D - risc redus de incendiu. Clădiri care conțin substanțe neinflamabile la temperaturi ambiante.

La crearea ventilației pentru depozite sau spații industriale, un singur sistem este prevăzut în următoarele cazuri:

• pentru clădiri rezidențiale;
• pentru clădiri de birouri, clădiri domestice, publice sau industriale cu ventilație categoria D;
• industriale cu ventilație categoria B sau A, ocupând până la 3 etaje;
• industriale cu o singură categorie D, D sau V;
• depozit, ocupând până la 3 etaje, cu categoria B, A sau B.

Caracteristici ale ventilației depozitului

Selectând ventilația depozitului, este necesar să fie ghidat de SNiP „Cerințe sanitare și igienice generale pentru aerul zonei de lucru”, „Clădiri de depozite”, „Siguranța la incendiu a clădirilor și structurilor”.

Dacă ventilația tipică a camerei cu tiraj natural nu este capabilă să creeze microclimatul necesar, se utilizează inducția mecanică. De exemplu, nu se recomandă utilizarea aerării pentru ventilația depozitelor cu depozitare de alimente. Aerul exterior este poluat și deseori este imposibil să îl curățați.

În unele cazuri, este imposibil să se organizeze aerarea datorită arhitecturii clădirii sau a locației sale. Apoi recurg la tipul mecanic de ventilație a depozitului.

Dacă depozitul depozitează substanțe care emit gaze (vapori) dăunători sau explozivi, este amenajată ventilația mecanică.

Cu toate acestea, în majoritatea covârșitoare a depozitelor, este organizat un sistem general de schimb cu tiraj natural și un singur schimb de aer.

Înainte de a calcula ventilația depozitului, este necesar să se determine natura materialelor depozitate. Deci, la calcularea schimbului de aer, se iau în considerare tipul și cantitatea de emisii nocive.

Infiltrare

De regulă, depozitele nu sunt sigilate. Procesul de schimb de aer între depozit și stradă se numește infiltrare. Cu o diferență mare de temperatură, infiltrarea poate fi de 1,5 - 2 schimbări de aer. Acest parametru este cu siguranță luat în considerare la proiectarea elementelor de bază ale ventilației de depozitare.

Dacă un schimb de aer de 1 ori este suficient pentru depozit, numai aerul evacuat poate fi suflat. Intrarea va fi completată prin infiltrare.

Mai des, sistemele fără canale sunt instalate în depozite. Se recomandă utilizarea canalelor cu tiraj natural în clădiri auxiliare mici, cu un schimb de aer estimat de cel mult 1.

În timpul aerării, fluxul de aer este asigurat de orificii deschise. Dacă concentrația de impurități în aer este mai mare de o treime din MPC, nu se aplică aerarea.

În sezonul cald, aerul este furnizat depozitului prin deschideri în pereții situați la o înălțime de cel mult 1,5 metri de sol. Acestea pot fi porți, ferestre, partiții glisante.

Iarna, deschiderile pentru intrare sunt echipate la o înălțime de 3-4 metri de sol. Acestea trebuie acoperite cu baldachin de ploaie și zăpadă.

Aerul evacuat este eliminat prin arborii de evacuare sau orificiile de aerisire. Puterea în sistem este mărită prin instalarea unui deflector la ieșirea arborelui de evacuare. Iar intensitatea tracțiunii este reglată de diferite amortizoare, porți, jaluzele.

Înălțimea capului arborelui de evacuare trebuie să depășească înălțimea coamei acoperișului cu 50 cm sau mai mult. În caz contrar, în cazul vânturilor puternice, se observă o împingere inversă.

Calculul volumului de aer furnizat:

Def = 3600 *S*m*n,

UndeS - suprafața orificiilor de ventilare în m2,m - viteza aerului în m / s, este 1 - 1,5 cu tiraj natural,n - coeficientul de curgere, depinde de unghiul de deschidere al ferestrei: la 90 grade 0,65, la 45 - 0,44, la 30 grade - 0,32.

Tabelul 1. Volumul de aer care pătrunde prin 1 mp de guri de aerisire

Caracteristici ale ventilației spațiilor comerciale

Toate spațiile comerciale cu amănuntul pot fi împărțite aproximativ în 2 tipuri:

• Magazine de depozite (hipermarketuri mari precum Metro);
• Centre comerciale zonate (malluri de tip Mega).

Magazine de depozite

În primul caz, nu este necesar să se furnizeze aer în încăperi separate. Prin urmare, ventilația unui spațiu comercial de primul tip este cel mai adesea o unitate puternică de alimentare și evacuare fără zonarea indicatorilor climatici.

Aparatele de aer condiționat de pe acoperiș sunt soluția standard pentru magazinele de depozite. Acesta este un echipament dintr-o singură piesă, care este instalat pe acoperișul clădirii și conectat la hol prin conducte de aer. Conductele de aer sunt distribuite sub tavanul fals. Pe lângă ventilație, acoperișul îndeplinește funcția de încălzire și aer condiționat.

Uneori sunt instalate mai multe acoperișuri de putere mai mică în locul unuia mare.

Aparatele de aer condiționat pe acoperiș sunt suficient de fiabile, durabile, silențioase și economice. Singurul dezavantaj al utilizării acestui tip de ventilație a spațiului comercial este imposibilitatea zonării indicatorilor de aer.

Mall-uri

În centrele comerciale există zone pentru diverse scopuri: buticuri, saloane de înfrumusețare, cafenele, depozite. Care trebuie să creeze un microclimat diferit. Prin urmare, pentru fiecare tip de local, se face un calcul în funcție de numărul de vizitatori, degajarea căldurii, umezeala (spa-uri), fum (camere pentru fumători).

O complicație suplimentară este amplasarea complexelor comerciale pe mai multe niveluri, precum și caracteristicile arhitecturale ale fiecărei camere.

Aparatele de aer condiționat centrale sunt alegerea standard pentru ventilația acestui tip de spațiu comercial. Acesta este un echipament secțional care include secțiuni:

• Incalzi;
• Reducerea zgomotului;
• fani;
• umidificare;
• filtrare.

Modulele sunt închise într-o clădire comună, care se află într-un compartiment special al clădirii. Deoarece aparatul de aer condiționat central nu include surse de frig și căldură, acesta trebuie combinat cu o unitate de răcire-ventiloconvector. Această combinație de echipamente vă permite să setați parametrii individuali de aer pentru fiecare cameră, să deservească clădiri de orice dimensiune.Mai mult, acest tip de echipament pentru ventilația spațiilor poate fi utilizat simultan pentru încălzirea apei într-o piscină și înghețarea gheții pe un patinoar.

Astfel de echipamente climatice sofisticate sunt controlate numai automat printr-un panou de control central.

Caracteristici ale ventilației camerelor curate

Sarcina principală a ventilației într-o cameră curată este de a asigura următorii indicatori:

• Concentrația particulelor de praf în 1 cu. m de aer. Pentru a face acest lucru, aerul este trecut prin filtre absolute, menținând clasa de curățenie specificată. Aerul de alimentare este curățat folosind filtre în patru trepte care captează incluziunile până la 0,01 microni;
• Temperatura, umiditatea și viteza aerului. Microclimatul este important nu atât pentru munca personalului, cât și pentru procesul tehnologic. Dacă aerul este prea uscat, va genera electricitate statică. Dacă este prea umed, se poate instala condens;
• Diferența de presiune între camera curată și camera adiacentă. Pentru a preveni pătrunderea prafului și umezelii în camera curată din încăperile învecinate, în interior se menține o presiune ușor crescută. Ventilația camerei curate asigură predominanța alimentării cu aer peste aerul evacuat;
• Disponibilitatea aerului proaspăt. Oamenii lucrează în cameră, deci trebuie să li se asigure aer curat în volume reglementate de standardele sanitare.

Crearea „zonelor curate”

Folosind fluxul de aer direcțional sau laminar, puteți crea o zonă curată în cameră. Aerul care se mișcă într-o direcție fără turbulență deplasează particulele de praf din zona necesară. Apoi sunt scoși din limite de-a lungul sistemului de conducte. Datorită direcționalității speciale a fluxului, particulele sunt îndepărtate instantaneu. Efectul este obținut prin utilizarea distribuitoarelor speciale de aer laminar.

De regulă, baza ventilației într-o cameră curată este un aparat de aer condiționat central special modificat.

Este controlat automat. Iar parametrii necesari ai aerului sunt menținuți folosind o întreagă rețea de senzori și o unitate de expediere complet automatizată.

Proiectarea și instalarea ventilației industriale este un proces complex în mai multe etape. Multe firme oferă servicii complete: de la proiectare la întreținere. O astfel de soluție elimină toate problemele legate de microclimatul întreprinderii de la client.

Video despre automatizarea controlului ventilației în camere curate: