Вентилация на производствени помещения: правила за организация на въздухообмена

Основната работа, която извършва вентилацията на производствените помещения, е отстраняване на използвания въздух и нагнетяване на свеж. С нейна помощ в цеховете и офисите на предприятието се създава комфортна въздушна среда, съответстваща на нормативните изисквания.

Трудно е да се надцени ролята на ефективната вентилационна система. В края на краищата, съгласете се, само в условия на чист въздух, нормален температурен и влажностен режим може да се постигне повишаване на производителността на труда.

За да разберем как да организираме достатъчен въздухообмен на сградата, е необходимо да се запознаем с видовете и особеностите на работа на различните вентилационни системи.

Ще разкажем как функционира естествената и механичната вентилация, ще опишем начините за обустройство на локално вентилиране на работната зона, а също така ще обясним принципите за изчисляване на въздухообмена.

Класификация на вентилационните системи

Всички съществуващи вентилационни системи се групират по 4 признака:

1. По начина на преместване на въздуха вентилацията се нарича: естествена, механична или изкуствена, комбинирана, когато присъстват едновременно и двата варианта.
2. По посока на въздушния поток вентилационните системи се делят на приточни, смукателни или приточно-смукателни.
3. По място на действие вентилационните системи се обединяват в 3 групи: общообменна, местна, комбинирана.
4. По предназначение се разграничават работна и аварийна системи.

База при проектирането на вентилация за работни места в производството са нормите, предписани в СНиП 41-01-2003. Природният и механичният въздухообмен работят по различни схеми.

Докато процесите, протичащи при естествената вентилация, зависят от топлинния и ветровия напор и са практически неподвластни на човека, то принудителният въздухообмен е възможен само при неговото активно участие.

Схема на действие на естествения въздухообмен

Вентилирането на помещенията, осъществявано по първия начин, не е нищо друго освен просто проветряване. То се извършва без човешка намеса и е възможно, когато огражданията не са достатъчно плътни и пропускат въздух в помещението както отвън, така и отвътре.

На посоката влияе налягането. Ако неговите стойности са по-високи отвън, се отваря път за проникване на чист въздух от улицата в помещението. В противен случай топлият въздух от помещението намира пътища за излизане навън. Често тези процеси протичат паралелно.

Голямото предимство на естествената вентилация е, че нейното устройство не изисква значителни разходи нито за оборудване, нито за захранване. От всички съществуващи схеми тя е най-простата.

Активното естествено вентилиране се извършва неорганизирано поради случайно възникнали обстоятелства. Наблюдава се в условия, когато температурата на въздуха отвън и вътре в сградата се различават рязко.

Този процес се подпомага и от появата на отделни участъци с високи и ниски стойности на налягането от страната на корпуса, която е интензивно обдухвана от вятъра, и от по-защитената му страна съответно. При такова разположение се наблюдава инфилтрация – въздухът постъпва в помещението от наветрената страна и излиза навън от подветрената.

Коефициентът на въздухообмен, характеризиращ интензивността на процеса, при естествения начин на вентилиране не надвишава 0,5.

Комфортни условия за хората в производственото помещение и работещото оборудване неорганизираната вентилация не може да осигури. Тук задължително трябва да присъстват специално разработени системи.

Естествената вентилация от организиран вид се реализира чрез аерация или с помощта на дефлектори. Както подаването, така и отстраняването на въздуха от помещението става или чрез отвори в ограждащите конструкции, или чрез въздухоотводи. В каналната вентилация задължително присъства дефлектор.

Когато се говори за вентилация в производството, се има предвид не само оборудването, но и неговата техническа поддръжка, и цял комплекс от мероприятия, свързани със създаването на здравословен микроклимат

Естествена вентилация с използване на аерация

В цехове, където технологията предвижда образуване на топлина в големи количества, аерацията предполага въздухообмен, осъществяван чрез светли фенери и прозорци под въздействието на температурен и вятърен напор. В студените цехове асимилацията на въздуха става само под вятърен напор.

При устройството на аерация е задължително отчитането на розата на ветровете, в противен случай вредните емисии от тръбите на съседни предприятия могат да попаднат в производственото помещение. Нищо не трябва да пречи на излизането на пари и вредни газове през светлите фенери.

Най-добрите условия за вентилация създава разположението на сградата от наветрената страна по отношение на вредното производство. Отварянето и затварянето на прозорците трябва да бъде автоматизирано, за да може да се управляват отдолу.

Различното им разположение позволява регулиране на подаването на свеж въздух. Аерацията е по-подходящ вариант за цехове с голям обем, в които няма възможност да се приложи механична вентилация поради нейната висока цена.

С помощта на аерация в отделни случаи се получава да се организира, основавайки се на естествена тяга, ефективен въздухообмен. С тази цел се инсталират светоаерационни фенери

Препоръчителната височина на подаване на въздух в помещението при този тип вентилация е минимум 0,3 и максимум 1,8 м през топлия период и минимум 4 м през студения. Оптималният вариант са прозорци със специална конструкция на 3 нива. Когато е топло, свежият въздух преминава през долните прозорци, а мръсният излиза през горните.

Средният ред прозорци осигурява поток от въздух при отрицателна температура. За времето, докато въздушната маса достигне нивото на пода, тя успява да се затопли.

Когато е необходимо да се отстранява голям обем въздух, се изисква дефлектор със значителна големина или няколко по-малки, равни на по-големия по производителност

В производствени сгради с малък обем на каналите или тръбите, предназначени за изсмукване, се инсталират дефлектори. С тяхна помощ се отстранява отработеният въздух от цехове, където има общообменна аспирация.

А също така те се използват за отвеждане на нагрети газове от пещи, преси, горнила. При тяхното инсталиране се изхожда от траекторията на господстващия въздушен поток.

Изкуствена или механична вентилация

Бидейки по-съвършена от естествената, този тип вентилация предполага значителни финансови и експлоатационни разходи. В такава система могат да присъстват устройства, които не само пречистват, но и йонизират, овлажняват и подгряват въздуха.

В схемата на механичната вентилация влизат: въздухозаборна шахта (1), калорифер (2), подаване на въздух (3), смукателен вентилатор (4), въздуховоди на смукателната вентуредба (5), вентканали (6), циклон (7)

Механичната вентилация бива както приточна, така и смукателна или комбинирана, т.е. приточно-смукателна.

Предимствата ѝ са очевидни:

• осигуряване на забор на чист въздух и неговата обработка — подгряване, подсушаване, овлажняване;
• преместване на въздушни маси на значителни разстояния;
• доставка на чист въздух директно до работното място;
• отстраняване на замърсения въздух и неговото пречистване;
• независимост на работата – ефективността на системата не зависи от околните условия.

По принцип, смукателната и приточната системи работят съвместно, но понякога се препоръчва използването само на един от тези два вида.

Задачата на приточната вентилация е да осигури снабдяването на работното помещение с въздух, който влияе благотворно на здравето на хората.

Прилагат я там, където производствените процеси са съпроводени с големи топлоотделяния, съдържащи незначително количество вредни вещества. Чистият въздух, постъпващ по въздуховодите, се разпределя по работните места посредством използване на разпределителни дюзи.

Системите, които отстраняват от помещението въздух, съдържащ различни замърсяващи вещества, се наричат смукателни. Такъв вид въздухообмен се използва в производствени помещения, където няма вредни емисии и не е изключено минимално значение на такъв параметър като кратност на въздухообмена.

Това могат да бъдат складови, помощни, битови помещения. Притокът на въздух се осигурява чрез инфилтрация. Със задачата за ефективно отстраняване на замърсения въздух и неговото пречистване се справят добре аспирационни системи.

В случай на необходимост от активен и надежден въздухообмен се прилага приточно-смукателна вентилация. За да се предпазят по някакъв начин слабо замърсените помещения от съседните на тях цехове с повишено ниво на замърсяване, в системата се създава малко налягане.

Схемата на въздухообмена в предприятието се монтира въз основа на изчисления. Тяхната точност е гаранция за правилното и ефективно функциониране на системата.

На етапа на проектните работи по създаването на система за приточно-смукателно вентилиране се изчислява въздушният дебит, за което се използва формулата:

Lотс = 3600FWо, където

F – обща площ на отворите в м², Wо — средна стойност на скоростта, с която става всмукването на въздуха. Този параметър зависи от токсичността на емисиите и вида на извършваните операции.

Приемателните изпускателни устройства могат да бъдат разположени на различна височина. Важно е замърсените въздушни потоци да не променят естествената си траектория на движение. Емисиите, които имат по-голяма специфична тежест от въздуха, винаги се намират в долната зона, затова на същото място трябва да се поставят устройства за тяхното засмукване.

През есенно-зимния период въздухът, подаван в помещението, трябва да се затопля. За да се намалят разходите, се използва рециркулация, която предвижда затопляне на част от пречистения въздух и връщането му в помещението.

За работа на ПВУ с рекуперация трябва да се спазват 2 правила:

1. Отвън постъпват не по-малко от 10% свеж въздух, а в обратно подавания въздух съдържанието на замърсени примеси не надвишава 30% спрямо пределно допустимия капацитет.
2. Забранено е да се използва рециркулация в производството, където във въздушната маса присъства взривоопасен прах, микроорганизми, способни да причиняват различни болести, емисии, отнасящи се към 1-3 класове на опасност.

Изборът на вид вентилация според мястото на действие зависи от теглото на емисиите, тяхното съсредоточаване, температурата. Обобщената вентилация позволява да се отвежда целият обем замърсен въздух, независимо от кои точки постъпва.

Механичната вентилация може да бъде както общообменна, така и локална. Първата от тях бива канална и безканална.

Най-голямо разпространение получи каналният вариант. Тук за придвижване на въздуха по специални въздуховоди е предвидено наличие на ежекторна инсталация или се задейства вентилатор — от осев или центробежен тип.

Ако въздуховодите отсъстват, то системата се нарича безканална. Вентилационното оборудване в този случай се монтира директно в стената или в тавана. Основното условие е наличието на естествена вентилация.

Възможността за поява в помещението на емисии с висока степен на взривоопасност не позволява да се монтира върху въздуховоди вентилационно оборудване, затова в тези случаи се прилагат ежектори.

Приточната общообменна изкуствена вентилационна система често се свързва с централно отопление. Извън сградата се организират въздухоприемници за постъпване на свеж въздух.

Шахтите се разполагат над покрива и над земята. Важно е в близост до приемниците да няма производства с вредни емисии.

Самите въздухозаборни отвори трябва да се намират на разстояние от земята минимум 2 м, а ако производството е разположено в зелена зона — минимално допустимото разстояние от нивото на земята до долната точка на отвора трябва да бъде 1 м.

Принципът на действие на общообменната приточна вентилация е несложен:

• Вентилаторът засмуква въздушни маси през калорифера;
• Въздухът се нагрява и овлажнява;
• Въздушните потоци постъпват вътре в сградата по специални вентилационни канали.

Обемът на постъпващия въздух се координира чрез клапани или регулиращи щори, предназначени за тази цел.

Концентрираните пари и газове, които общата и местната смукателна вентилация не са успели да отстранят, се разреждат от приточната общообменна система. Също така тя асимилира излишната влага и топлина.

Общообменната изкуствена вентилация от приточно-смукателен тип бива отворена и затворена. В първия случай това са 2 независими системи, една от които нагнетява въздух, а втората паралелно отстранява предварително обезвредения отработен въздух.

Тези системи са подходящи за цехове, където се отделят вещества от 1-2 клас на опасност, а самото производство спада към категории А, Б, В.

Освен работната вентилация в потенциално опасни производствени помещения, трябва да присъства и нейният авариен вариант. Правят я основно като смукателна. За помещения, отнасящи се към категории А, Б, Е, системата се снабдява с механично задвижване.

Всички елементи на системата трябва да отговарят на изискванията на ПУЕ. В цехове от категория В, Г, Д е допустимо наличие на естествено подтикване на вентилацията, ако производителността се осигурява при най-неблагоприятни метеорологични условия.

Решетките и тръбите на аварийната вентилационна система се разполагат в местата с най-висока концентрация на опасни вещества.

На тръбите и шахтите на аварийната вентилация не е нужно да се инсталират чадъри. Самите отвори е недопустимо да се разполагат там, където постоянно има хора. Това ще влоши местния микроклимат.

Ролята на аварийната вентилация се състои в намаляване на наситеността на емисиите с вредни вещества по време на евакуацията на работниците от цеха. Колкото повече хора работят на производството, толкова повече време отнема процесът на евакуация.

Приточната аварийна вентилация се инсталира в цехове, където в случай на извънредна ситуация ще настъпи изпускане на пари или газове, които са по-леки от въздуха. Превключването към аварийна вентилация трябва да става автоматично, щом обикновената система излезе от строя.

Местно вентилиране на помещенията

Местният смукател отстранява отработения въздух в местата, където става неговото замърсяване. В комплекта на производствените смукатели влизат смукателни вентилатори, тръбопроводи, вентилационни решетки.

Местната вентилация, предназначена за отстраняване от оборудването на вещества, отнасящи се към 1 и 2 клас на опасност, се устройва така, че при изключена вентилационна система пускането на оборудването да става невъзможно.

В някои случаи се предвиждат резервни вентилатори и се снабдяват местните смукатели с автоматика. Разделят такава вентилация на 2 вида – приточна и смукателна. Приточният вид на вентилиране се изпълнява под формата на топлинни завеси, въздушни душове.

Топлинни завеси от въздух

Отворите, които остават отворени за дълго време (повече от 40 м за смяна) или се отварят доста често (повече от 5 пъти), допринасят за преохлаждане на хората в помещението. До негативни последици води и работата на сушилните инсталации, отделящи замърсявания.

В тези случаи се инсталират въздушни завеси. Те служат като бариера по пътя на студения или много прегрятия въздух.

Въздушните и въздушно-топлинните завеси се проектират така, че през студеното време при отваряне на отворите температурата в цеховете да не пада под отметката:

• 14°C – по време на извършване на работа, която не изисква големи физически усилия;
• 12°C – когато работата се класифицира като средно тежка;
• 8°C – при извършване на тежка работа.

Ако работните места се намират близо до врати и технологични отвори, се монтират екрани или прегради. Въздушно-топлинната завеса до врати, водещи навън, трябва да се състои от въздух с максимална температура 50°C, а при вратите – не повече от 70°C.

Местна аспирация с използване на специални смукатели

Местната изсмукваща система с помощта на специални смукатели първо улавя, а след това отвежда вредните за здравето примеси под формата на газове, дим и прах.

Това е своеобразен въздушен душ, чиято задача се състои в нагнетяване на свеж въздух на фиксирано място и понижаване на температурата в зоната на притока. Използва се в производството, където върху работниците въздействат високи температури и лъчиста енергия с интензивност над 300 kcal/m² на час, излъчвана от нагревателни и топилни пещи.

Такива инсталации биват както стационарни, така и подвижни. Те трябва да осигуряват скорост на обдухване от 1 до 3,5 m/s.

Прилагането на въздушен душ е един от начините за установяване на топлинен баланс между човека и средата, в която той е принуден да се намира.

Съществува и такова понятие като въздушен оазис, представляващ същото устройство, включено в системата за местна вентилация. То създава в определена част от производственото помещение микроклимат с зададени параметри.

Пречистеният въздух, подаван в определена обособена зона, обикновено се подлага на специална топловлажностна обработка.

Въздушният оазис създава подобрени условия на работното място и неутрализира въздействието на вредни вещества. Често това са отделни кабини, но когато инсталирането им е невъзможно, към работните места се насочва струя въздух.

Ако местното изсмукващо устройство се приближи директно до мястото на отделяне на вещества, замърсяващи пространството, ще се успее да се отстрани въздух, съдържащ по-висок техен процент, отколкото при вентилация от общообменен тип. Местната вентилация позволява значително да се намали въздухообменът.

Изчисление на въздухообмена

Ако в резултат на производствената дейност не се отделят вредни вещества, количеството въздух, необходимо за вентилация, се изчислява по формулата:

L = N х Lн, където

N — това е броят на хората, които обикновено се намират в помещението, Lн — обемът въздух, необходим за 1 човек, измерван в m³/h. По норма това е от 20 до 60 m³/h.

С използването на такъв параметър като кратност на въздухообмена, изчислението се извършва по формулата:

L = n х S х H, където

n — кратност на въздухообмена в помещението (за производствено помещение n=2), S — площта на помещението в m², а H — неговата височина в m.

Изводи и полезно видео по темата

Тук всичко за тънкостите на всевъзможните вентилационни системи:

Подробности за монтажа на системата:

Каквато и вентилационна система да бъде избрана, тя трябва да притежава две основни свойства: грамотно конструктивно изпълнение и функционалност. Само при изпълнението на тези условия в производството ще се поддържа оптимален за здравето микроклимат.

Имате какво да добавите или възникнаха въпроси по темата за организиране на вентилирането на производствени сгради? Моля, оставете коментари към публикацията. Формата за връзка се намира в долния блок.