Преимущества приточно-вытяжной вентиляции

Системы приточно-вытяжной вентиляции (ПВВ) для промышленных, административных, общественных и жилых помещений эффективны не только с санитарно-гигиенической, но и с экономической точки зрения, поскольку позволяют существенно снизить затраты на отопление, используя утилизацию тепла. Воздух, удаляемый из административных, общественных и жилых помещений, имеет температуру 20−24° С, а на промышленных предприятиях, таких, как металлургические цеха, до 40° С. Тепло, удаляемого из помещения воздуха, может быть использовано для подогрева приточного воздуха в специальных теплообменниках, называемых рекуператорами.

Приточно-вытяжная система вентиляции особенно необходима для помещений с агрессивными средами для обеспечения нормальной эксплуатации зданий, а также соблюдений условий труда рабочих. Все детали такой системы вентиляции, которые подвергаются действию агрессивной среды, должны иметь соответствующее исполнение из материалов, которые не подвержены или устойчивы к химическому и физическому действию таких сред.

Степень агрессивного воздействия сред. Природные и промышленные агрессивные среды по степени воздействия на строительные конструкции подразделяются на слабоагрессивные, среднеагрессивные и сильноагрессивные. Агрессивные среды по физическому состоянию разделяются на газообразные, твердые и жидкие.

Степень воздействия агрессивных сред на конструкции определяется:

• — для газообразных сред — видом и концентрацией газов (группа газов) и температурно-влажностным режимом помещений или зоной влажности территории;
• — для жидких сред — наличием и концентрацией агрессивных агентов, температурой, величиной напора или скоростью движения жидкости у поверхности конструкции;
• — для твердых сред (соли, аэрозоли, пыль, грунты) — дисперсностью, растворимостью в воде, гигроскопичностью, температурно-влажностным режимом помещений или зоной влажности.

ПВВ служит для создания требуемых условий воздушной среды в ограниченной зоне производственного помещения. В комплексных установках ПВВ монтируются: воздушные души и оазисы, воздушные и воздушно-тепловые завесы.

Воздушное душирование применяют в горячих цехах на рабочих местах под воздействием лучистого потока теплоты интенсивностью 350 Вт / м² и более. Воздушный душ представляет собой направленный на рабочего поток воздуха. Скорость обдува составляет 1−3,5 м / с в зависимости от интенсивности облучения. Эффективность душирующих агрегатов повышается при распылении воды в струе воздуха.

Воздушные оазисы это часть производственной площади, которая отделяется со всех сторон легкими передвижными перегородками и заполняется воздухом более холодным и чистым, чем воздух помещения.

Воздушные и воздушно-тепловые завесы устраивают для защиты людей от охлаждения проникающим через ворота холодным воздухом, проникающим через ворота. Завесы бывают двух типов: воздушные с подачей воздуха без подогрева и воздушно-тепловые с подогревом подаваемого воздуха в калориферах.

Работа завес основана на том, что подаваемый воздух к воротам выходит через специальный воздуховод с щелью под определенным углом с большой скоростью (до 10−15 м / с) навстречу входящему холодному потоку и смешивается с ним. Полученная смесь более теплого воздуха поступает на рабочие места или (при недостаточном нагреве) отклоняется в сторону от них. При работе завес создается дополнительное сопротивление проходу холодного воздуха через ворота.

Применение тяги основано на улавливании и удалении вредных веществ непосредственно у источника их образования. Дополнительные устройства ПВВ делают в виде укрытий или местных отсосов.

Укрытия с отсосом характерны тем, что источник вредных выделений находится внутри них. Они могут быть выполнены как укрытия-кожухи, полностью или частично заключающие оборудование (вытяжные шкафы, витринные укрытия, кабины и камеры). Внутри укрытий создается разрежение, в результате чего вредные вещества не могут попасть в воздух помещения. Такой способ предотвращения выделения вредных веществ в помещении называется аспирацией. Аспирационные системы обычно блокируют с пусковыми устройствами технологического оборудования с тем, чтобы отсос вредных веществ производился не только в месте их выделения, но и в момент образования.

Полное укрытие машин и механизмов, выделяющих вредные вещества, наиболее совершенный и эффективный способ предотвращения их попадания в воздух помещения. Важно еще на стадии проектирования разрабатывать технологическое оборудование таким образом, чтобы такие вентиляционные устройства органически входили бы в общую конструкцию, не мешая технологическому процессу и одновременно полностью решая санитарно-гигиенические задачи.

Защитно-обеспыливающие кожухи устанавливаются на станки, на которых обработка материалов сопровождается пылевыделением и отлетанием крупных части, которые могут нанести травму. Это шлифовальные, обдирочные, полировальные, заточные станки по металлу, деревообрабатывающие станки и др.

Вытяжные шкафы находят широкое применение при термической и гальванической обработке металлов, окраске, развеске и расфасовке сыпучих материалов, при различных операциях, связанных с выделением вредных газов и паров.

Кабины и камеры представляют собой емкости определенного объема, внутри которых производятся работы, связанные с выделением вредных веществ (пескоструйная и дробеметная обработка, окрасочные работы и т. д.).

Вытяжные зонты применяют для локализации вредных веществ, поднимающихся вверх, а именно при теплои влаговыделениях.

Всасывающие панели применяют в тех случаях, когда применение вытяжных зонтов недопустимо по условию попадания вредных веществ в органы дыхания работающих. Эффективным местным отсосом является панель Чернобережского, применяемая при таких операциях, как газовая сварка, пайка и т. п.

Пылегазоприемники, воронки применяются при проведения пайки и сварочных работ. Они располагаются в непосредственной близости от места пайки или сварки.

Бортовые отсосы. При травлении металлов и нанесении гальванопокрытий с открытой поверхности ванн выделяются пары кислот, щелочей, при цинковании, меднении, серебрении чрезвычайно вредный цианистый водород, при хромировании окись хрома и т. д. Для локализации этих вредных веществ используют бортовые отсосы, представляющие собой щелевидные воздуховоды шириной 40−100 мм, устанавливаемые по периферии ванн. Принцип действия бортового отсоса состоит в том, что затягиваемый в щель воздух, двигаясь над поверхностью жидкости, увлекает с собой вредные вещества, не давая им распространиться вверх по помещению. На современных предприятиях при установке и использовании приточно-вытяжной системы вентиляции, как правило, устанавливают и дополнительное оборудование для вентиляционных систем.

Вентиляторы это воздуходувные машины, создающие определенное давление и служащие для перемещения воздуха при потерях давления в вентиляционной сети не более 12 кПа. Наиболее распространенными являются осевые и радиальные (центробежные) вентиляторы.

Осевой вентилятор представляет собой лопаточное колесо, расположенное в цилиндрическом кожухе. При вращении колеса воздух под действием лопаток перемещается в осевом направлении. Преимуществами осевых вентиляторов являются простота конструкции, возможность эффективного регулирования производительности посредством поворота лопаток, большая производительность, реверсивность работы. К недостаткам относятся относительно малая величина давления и повышенный шум.

Радиальный (центробежный) вентилятор состоит из спирального корпуса с размещенным внутри лопаточным колесом. При вращении колеса воздух поступает через входное отверстие в корпусе, попадает между лопатками и под действием центробежной силы перемещается по каналам между лопатками и выбрасывается через выпускное отверстие.

В зависимости от состава перемещаемого воздуха вентиляторы изготовляют из определенных материалов и различной конструкции:

• — обычного исполнения для перемещения чистого воздуха, изготавливаются из обычных сортов стали;
• — антикоррозионного исполнения для перемещения агрессивных сред, хромистые и хромоникелевые стали винипласт и т. д.;
• — искрозащитного исполнения для перемещения взрывоопасных смесей (содержащих водород, ацетилен и т. п.), основные детали изготавливаются из алюминия и дюралюминия, устанавливается сальниковое уплотнение на валу;
• — пылевые для перемещения пыльного воздуха, рабочие колеса изготавливают из материалов повышенной прочности, они имеют мало (48) лопаток.

Рисунок 3 — Эжектор

Эжекторы применяют в вытяжных системах в тех случаях, когда необходимо удалить очень агрессивную среду, пыль, способную к взрыву не только от удара, но и от трения, или легко воспламеняющиеся взрывоопасные газы (ацетилен, эфир и т. д.).

Принцип действия эжектора следующий (рис 3). Воздух, нагнетаемый расположенным вне помещения компрессором, подводится по трубе 1 к соплу 2 и, выходя из него с большой скоростью, создает за счет эжекции разрежение в камере 3, куда подсасывается воздух из помещения. В конфузоре 4 и горловине 5 происходит перемешивание эжектируемого (из помещения) и эжектирующего воздуха. Диффузор 6 служит для преобразования динамического давления в статическое. Недостатком эжектора является низкий КПД, не превышающий 0,25.

Очистка воздуха от пыли может быть грубой, средней и тонкой. Для грубой и средней очистки применяют пылеуловители, действие которых основано на использовании сил тяжести или инерционных сил: пылеосадительные камеры, циклоны, вихревые, жалюзийные, камерные и ротационные пылеуловители (ротоклоны).

Пылеосадительные камеры (рис.4) применяют для осаждения крупной и тяжелой пыли с размером частиц более 100 мкм. Скорость воздуха в поперечном сечении корпуса 2 не более 0,5 мс. Поэтому габариты камер получаются довольно большими, что ограничивает их применение.

Рисунок 4 — Пылеосадительная камера: 1 — входной патрубок; 2 — корпус; 3 — выходной патрубок; 4 — бункер

Циклоны применяют для очистки воздуха от сухой неволокнистой и неслипающейся пыли (рис.5). Для очистки приточного воздуха от пыли и тумана применяют электрофильтры. Работа электрофильтров основана на создании сильного электрического поля при помощи выпрямленного тока высокого напряжения (до 35 кВ), подводимого к коронирующим и осадительным электродам.

Рисунок 5 — Схема циклона: 1 -входной патрубок; 2 — выхлопная труба; 3 — цилиндрическая часть; 4 — коническая часть; 5 — патрубок выхода пыли

При прохождении запыленного воздуха через зазор между электродами происходит ионизация молекул воздуха с образованием положительных и отрицательных ионов. Ионы, адсорбируясь на частицах пыли, заряжают их положительно или отрицательно. Пыль, получившая заряд отрицательного знака, стремится осесть на положительном электроде, а положительно заряженная пыль оседает на отрицательных электродах. Эти электроды периодически встряхиваются с помощью специального механизма, пыль собирается в бункере и периодически удаляется (рис. 6).

Для средней и тонкой очистки воздуха широко используются фильтры, в которых запыленный воздух пропускается через пористые фильтрующие материалы. Если размер частиц пыли больше размера пор фильтрующего материала, то действует поверхностный (сеточный) эффект пылеулавливания. Если размер частиц пыли меньше размера пор, то пыль проникает в фильтрующий материал и оседает на частицах или волокнах, образующих этот материал. Такой процесс фильтрования называется глубинным.

Рисунок 6 — Двухзонные электрофильтры ФЭ и РИОН: 1 и 2 положительные и отрицательные электроды соответственно; 3, 4 осадительные электроды

В качестве фильтрующих материалов применяют ткани, войлоки, бумагу, сетки, набивки волокон, металлическую стружку, фарфоровые или металлические полые кольца, пористую керамику или пористые металлы.

Естественная и искусственная вентиляции должны отвечать следующим санитарно-гигиеническим требованиям:

• — создавать в рабочей зоне помещений соответствующие нормам метеорологические условия труда (температуру, влажность и скорость движения воздуха);
• — полностью удалять из помещений вредные газы, пары, пыль и аэрозоли или растворять их до предельно допустимых концентраций;
• — не вносить в помещение загрязненный воздух снаружи или путем засасывания из смежных помещений;
• — не создавать на рабочих местах сквозняков или резкого охлаждения;
• — быть доступными для управления и ремонта в процессе эксплуатации;
• — не создавать в процессе эксплуатации дополнительных неудобств (например, шума, вибраций, попадания дождя, снега).