Оценка возможности и целесообразности рециркуляции воздуха

Рассмотрим помещение, в котором выделяются вредные вещества в определенном количестве. Помещение оборудовано как местной, так и общеобменной вентиляцией.

При работе местного отсоса часть вредных веществ удаляется отсосом, а остальная часть выделяется в воздух помещения, где должна быть разбавлена приточным воздухом, поступающим из систем общеобменной вентиляции, до заданной величины концентрации вредных веществ в рабочей зоне помещения. Обычно это предельно допустимая концентрация в рабочей зоне помещения.

В воздухе, поступившем в местный отсос, после ассимиляции уловленных вредных веществ, их концентрация повышается. Затем воздух проходит через фильтрующий аппарат очистки, где концентрация вредных веществ снижается. Часть воздуха с этой концентрацией возвращается в помещение (рециркулирует), а остальная — удаляется из помещения наружу.

Задача ставится следующим образом: найти условия, при которых целесообразно осуществлять рециркуляцию воздуха, т. е. при которых рециркуляция воздуха ведет к уменьшению количества приточного наружного воздуха.

Для решения этой задачи рассмотрим газовоздушный режим помещения.

В соответствии с общей методикой построения приближенных математических моделей, описывающих тепловые (газовые и пр.) и воздушные режимы в помещении, а также описанной ниже расчетной схемой, выделяем 3 характерных объема: всего помещения, местного отсоса, фильтра. Благодаря рассмотрению расчетных схем и уравнения баланса можно сделать вывод, что рециркуляция целесообразна в том случае, когда она ведет к уменьшению количества приточного (наружного) воздуха, то таковым является только условие С_ф < С_ух.

Таким образом, физическая сущность процесса рециркуляции связана не с тем, что в помещение возвращается часть вредных выделений и поэтому на их разбавление требуется дополнительное количество наружного воздуха, а с тем, с каким «потенциалом» рециркулируется воздух после очистки, способен ли он ассимилировать вредные выделения, чтобы при этом концентрация вредностей в нем не превышала концентрацию в удаляемом воздухе.

Если С_ф>С_ух, то требуется дополнительное количество наружного воздуха для разбавления вредностей.

Если С_ф=С_ух то количество наружного воздуха не меняется вне зависимости от того, есть рециркуляция или нет.

Выполнение неравенства С_ф<�С_ух ведет к уменьшению количества приточного воздуха вследствие применения рециркуляции и поэтому может рассматриваться как условие, при котором рециркуляция целесообразна. Чем больше разность С_ф и С_ух тем рециркуляция эффективней. Отметим, что эти условия получены для случая, когда все помещение представляет собой характерный объем с уравнением связи. Видимо, имеет значение, куда после рециркуляции поступает воздух: в рабочую, в верхнюю или иную зону. Поэтому в дальнейшем имеет смысл рассмотреть этот вопрос более детально.

Условием С_ф<�С_ух более удобно пользоваться в безразмерном виде. Для этого введем понятие критерия целесообразности рециркуляции (КЦР) как отношения С_ф к С_ух.

Таким образом, рециркуляция целесообразна, если КЦР< 1.

Также, если рециркуляции целесообразна, то наиболее эффективно максимально увеличивать количество репиркуляционного воздуха, доводя его до полной рециркуляции. При этом достигается наибольшее снижение количества приточного воздуха.

Отметим, что известное требование С_ф<0,3С_пдк определяется не физической сущностью происходящих при рециркуляции процессов, а требованиями, имеющими условный характер.

Необходимо сказать, что чем совершенней конструкция местного отсоса, тем выше должна быть степень очистки воздуха при прохождении его через фильтр.

В настоящее время для различных отраслей производства (сварочного, переработки пластмасс, свинца и т. д.) разработаны высокоэффективные фильтры, имеющие высокую степень очистки от вредных веществ (от 95% до 99,9%), что практически во всех случаях делает целесообразной рециркуляцию воздуха, удаляемого местными отсосами, даже при их наиболее совершенных конструктивных решениях.

Сочетание высокой степени очистки с большим коэффициентом улавливания приводит к наиболее эффективному решению вентиляции с наименьшим расходом наружного (приточного) воздуха, т. е. при этом воздухообмен уменьшается как за счет сокращения общеобменной вентиляции, так и за счет рециркуляции.

Отметим еще, что эффективность рециркуляции возрастает с увеличением коэффициента воздухообмена.

Важным фактором при применении рециркуляции является экономическое требование: стоимость фильтрующих аппаратов, применяемых для очистки рециркуляционного воздуха, должна окупаться в течение заданного периода эксплуатации (например, 3−5 лет) за счет.

Применение рециркуляции позволяет практически отказаться от устройства общеобменной механической вентиляции (обеспечивая при этом минимальную подачу наружного воздуха по санитарным нормам на одного человека). Применение разработанных местных вытяжных устройств в сочетании с фильтрующим аппаратом для очистки рециркуляционного воздуха позволяет сократить воздухообмен в помещении по сравнению с общеобменной вентиляцией.

рециркуляция воздух очистка вентиляция.