Лекция на тему "классификация систем вентиляции". Местная вентиляция Воздушные оазисы схема

Лекция: Классификация систем вентиляции и принцип их действия

При разработке системы вентиляции в первую очередь определяют ее тип. Классификация типов вентиляционных систем производится на основе следую-щих основных признаков:

естественная или искусственная система вентиляции.

Б) По назначению:

приточная или вытяжная система вентиляции.

В) По зоне обслуживания:

местная или общеобменная система вентиляции.

Г) По конструкции:

канальная или бесканальная система вентиляции.

На рисунке 1 представлена классификация систем вентиляции.

Рисунок 1 – Классификация систем вентиляции

А) По способу перемещения воздуха:

естественная и искусственная система вентиляции

Естественная вентиляция создается без применения электрооборудования

(вентиляторов, электродвигателей) и происходит вследствие естественных фак-торов:

Вследствие разности температур наружного (атмосферного) воздуха и воз-духа в помещении, так называемой аэрации;

Рисунок 2 – Схема потока воздуха

Вследствие разности давлений « воздушного столба» между нижним уров-нем (обслуживаемым помещением) и верхним уровнем – вытяжным устройст-вом (дефлектором), установленным на кровле здания;

1 – приточные решетки; 2 – вытяжные решетки; 3 – вентиляционная шахта

Рисунок 3 – Общий вид естественной вентиляции

В результате воздействия, так называемого ветрового давления.

Рисунок 4 – Вентиляция под действием ветрового давления

Естественная вентиляция

Естественная вентиляция представляет собой перемещение воздуха следую-щими способами:

А) Аэрация – естественное движение воздуха вследствие разницы между температурой в помещении и температурой атмосферного (наружного) воздуха. Этот способ применим в цехах с усиленным выделением тепла, но при условии, что концентрация пыли и вредных веществ в приточном воздухе находится в пределах допустимой нормы. Аэрация не применима, если условия технологии производства требуют предварительной обработки приточного воздуха, а так же в случаях образования тумана или конденсата, вызванного притоком.

Б) Конвекция – происходит вследствие разницы давления воздуха между верхним и нижним уровнями (вытяжным оборудованием, установленным на крыше здания и помещением). Как известно, в помещениях воздух теплее, чем снаружи, поэтому более легкий воздух из помещений вытесняется более тяже-лым наружным.

В) Ветровое давление – давление ветра повышено со стороны здания, об-ращенной к ветру и, соответственно, понижено с подветренной стороны. В про-емы здания с наветренной стороны поступает атмосферный воздух и выходит с подветренной.

Преимущества систем естественной вентиляции в том, что они достаточно просты, не требуют расхода электроэнергии и приобретения сложного обору-дования.

Однако недостатком является то, что эффективность систем естественной вентиляции напрямую зависит от переменчивых факторов (скорости и направле-ния ветра, температуры) и относительно небольшого давления.

Механическая вентиляция

Механическая вентиляция представляет собой систему различного вентиля-ционного оборудования и приборов, которая подает и удаляет воздух из поме-щения независимо от переменчивости условий окружающей среды. В случаях необходимости возможна обработка воздуха, как, например, очистка, увлажне-ние, подогрев, что в системах естественной вентиляции практически исключено. На работу механических систем вентиляции может затрачиваться достаточно

большое количество электроэнергии.

Следует заметить, что зачастую на практике применяют одновременно и естественную, и механическую вентиляцию, или так называемую смешанную. В каждом отдельно взятом проекте индивидуально подбирается наиболее выгод-ный тип вентиляции.

Естественная (гравитационная) системы вентиляции

Естественная вентиляция может быть:

а) вытяжной без организованного поступления воздуха (канальная система);

б) приточно-вытяжной с организованным поступлением воздуха (система аэрации, а в некоторых случаях и канальная).

Канальная система вентиляции .

Канальная система вентиляции применяется преимущественно в жилых и общественных зданиях с небольшим воздухообменом помещений (не более однократного в 1ч) и с неорганизованным притоком воздуха через неплотности окружающих поверхностей, оконные фрамуги и открытые форточки.

1 – решетка жалюзийная; 2 – окно; 3 – шахта вытяжная

Рисунок 4, а – Схема канальной вытяжной системы вентиляции

с естественной циркуляцией

Воздух перемещается по каналам под действием разности давлений и снару-жи помещения.

На рисунке 4 показана схема канальной вытяжной системы вентиляции без организованного притока воздуха, а на рисунке 4, б – схема канальной приточно-вытяжной системы вентиляции с организованным притоком воздуха и калори-ферным тепловым побуждением. Вентиляционный воздух в этих системах пере-мещается или по вертикальным каналам, заложенным в толще стен, или по при-ставным каналам. Вертикальные каналы на чердаке объединяют в сборные ка-налы, по которым удаляемый воздух через вытяжную шахту выходит в атмо-сферу.

В канальной приточно-вытяжной системе вентиляции (рисунок 4, б ) на-ружный воздух поступает через воздухоприемную камеру, размещенную в под-вальном этаже и оборудованную калорифером (воздухоподогревателем). Подо-гретый в камере до необходимой температуры воздух по каналам и через при-точные отверстия с установленными в них жалюзийными решетками поступает в помещения. Из помещений загрязненный воздух уходит по вытяжным каналам, вытяжные отверстия которых тоже снабжены жалюзийными решетками, оттуда воздух поступает в сборные каналы и далее через вытяжную шахту удаляется в атмосферу.

Для повышения располагаемого давления в канальной системе вентиляции часто прибегают к установке над вытяжной шахтой насадка – дефлектора.

1 – канал заборный; 2 – канал вытяжной; 3 – канал сборный;

4 – шахта вытяжная; 5 – канал приточный; 6 – камера для

обогрева воздуха

Рисунок 4, б – Схема канальной приточно-вытяжной системе вентиляции

Естественная вытяжка через чердак

Ни одну вентиляцию, хоть из подвала, хоть из помещения, хоть из канали-зационного стояка нельзя выводить на чердак.

Вентиляция подвала – сама по себе. Вентиляция канализационного стояка – сама по себе. Вентиляция от кухонной плиты – сама по себе. Никогда и ни при каких обстоятельствах, и ни в каком сочетании нельзя их совмещать.

Вентиляция из остальных помещений (санузел, ванная, кухня, кладовка и пр.) может быть объединена, если она принудительная и вентилятор выше точки соединения воздуховодов. Если вентиляция естественная, то нельзя объединять кухню с санузлом и надо исключить горизонтальные участки воздуховодов и различные колена – таковых быть не должно, иначе тяги не будет.

а

б

Рисунок 5, а и б – Виды естественной вытяжки через чердак

Аэрация

Организованная естественная вентиляция производственных помещений, при которой проветривание производится непрерывно и осуществляется без устройства воздуховодов, каналов или коробов, а количество воздуха регулиру-ется степенью открытия специальных фрамуг, называется аэрацией.

Наружный воздух через воздухозаборное устройство поступает в приточную камеру, расположенную в подвале. В приточной камере воздух нагревается воздухонагревателем до температуры, с которой должен поступить в помещение. Нагретый в камере воздух поступает в приточные каналы, из которых выходит в вентилируемые помещения через жалюзийные решетки.

Рисунок 6 – Аэрация здания под воздействием гравитационного давления

Загрязненный воздух из помещений поступает через жалюзийные решетки в вытяжные каналы, по которым он поднимается в сборный канал на чердаке. Из сборного канала загрязненный воздух выбрасывается наружу через вытяжную шахту. Для усиления тяги иногда в вытяжной шахте устанавливается дополни-тельный воздухонагреватель или на вытяжной шахте устанавливается дефлектор.

Аэрация в холодное время года устраивается на фабриках и заводах, где основной вредностью являются избытки тепла, как, например, в кузнечных, ли-тейных, термических, прокатных и других цехах.

В теплое время года аэрация может быть весьма широко применяема для вентиляции большинства промышленных предприятий. Аэрация не применяется на предприятиях, где в теплое время года для технологического процесса необ-ходима обработка наружного воздуха (увлажнение, охлаждение или очистка от пыли). К таким относятся предприятия пищевой промышленности, предприятия по производству медицинских препаратов, электроламп, ткацкие, прядильные и др.

Аэрацию применяют в цехах со значительными тепловыделениями, если концентрация пыли и вредных газов в приточном воздухе не превышает 30% предельно допустимой в рабочей зоне. Аэрацию не применяют, если по усло-виям технологии производства требуется предварительная обработка приточного воздуха или если приток наружного воздуха вызывает образование тумана или конденсата.

В помещениях с большими избытками тепла воздух всегда теплее наружно-

го. Более тяжелый наружный воздух, поступая в здание, вытесняет из него менее

плотный теплый воздух.

При этом в замкнутом пространстве помещения возникает циркуляция воз-духа, вызываемая источником тепла, подобная той, которую вызывает вентиля-тор.

В системах естественной вентиляции, в которых перемещение воздуха со-здается за счет разности давлений воздушного столба, минимальный перепад по высоте между уровнем забора воздуха из помещения и его выбросом через деф-лектор должен быть не менее 3 метров. При этом рекомендуемая длина горизон-тальных участков воздуховодов не должна быть более 3м, а скорость воздуха в воздуховодах – не превышать 1 м/с. Воздействие ветрового давления выражается в том, что на наветренных (обращенных к ветру) сторонах здания образуется повышенное, а на подветренных сторонах, а иногда и на кровле пониженное давление (разрежение).

Если в ограждениях здания имеются проемы, то с наветренной стороны ат-мосферный воздух поступает в помещение, а с заветренной выходит из него, причем скорость движения воздуха в проемах зависит от скорости ветра, обдува-ющего здание, и соответственно от величин возникающих разностей давлений.

Достоинства и недостатки естественной системы вентиляции

Система естественной вентиляции просты и не требуют сложного обору-дования и расхода электрической энергии. Однако зависимость эффективности этих систем от перемещенных факторов (температуры воздуха, направления и скорости ветра), а также небольшое располагаемое давление не позволяют ре-шить с их помощью все сложные и многообразные задачи в области вентиляции т.к. естественная вентиляция не всегда может обеспечить нужный воздухообмен.

Достоинствами естественных системы вентиляции являются дешевизна, простота монтажа и надежность, вызванная отсутствием электрооборудования и движущихся частей. Благодаря этому, такие системы широко применяется при строительстве типового жилья и представляют собой вентиляционные короба, расположенные на кухне и санузлах.

Обратной стороной дешевизны естественных систем вентиляции является сильная зависимость их эффективности от внешних факторов – температуры воз-духа, направления и скорости ветра и т.д. Кроме этого, такие системы в принци-пе нерегулируемы и с их помощью не удается решить многие задачи в области вентиляции.

Механическая вентиляция

В механических системах вентиляции используют оборудования и приборы (вентиляторы, электродвигатели, воздухонагреватели, пылеуловители, автомати-ка и др.) позволяющие перемещать воздух на значительные расстояния. Затраты электроэнергии на их работу могут быть довольно большими. Такие системы могут подавать и удалять воздух из локальных зон помещения в требуемом коли-честве, независимо от изменяющихся условий окружающей воздушной среды. При необходимости воздух подвергают различным видам обработки (очистке, нагреванию, увлажнению и т.д.), что практически невозможно в системах с ес-тественным побуждением.

Следует отметить, что в практике часто предусматривают так называемую смешанную вентиляцию, т.е. одновременно естественную и механическую вен-тиляцию.

В каждом конкретном проекте определяется, какой тип вентиляции является наилучшим в санитарно-гигиеническом отношении, а также экономически и технически более рациональным.

Местная – Местной вентиляцией называется такая, при которой воздух по-дают на определенные места (местная приточная вентиляция) и загрязненный воздух удаляют только от мест образования вредных выделений (местная вы-тяжная вентиляция).

Местная приточная вентиляция

Имеет несколько разновидностей:

- Воздушные души

Воздушный душ представляет собой сосредоточенный приток чистого воз-духа с большой скоростью к рабочим местам, снижая в их зоне температуру ок-ружающего воздуха. Они должны подавать чистый воздух к постоянным рабо-чим местам, снижать в их зоне температуру окружающего воздуха и обдувать рабочих, подвергающихся интенсивному тепловому облучению.

Рисунок 7 – Души воздушные

Воздушный поток, направляемый на работающего для обеспечения ком-фортного самочувствия или улучшения условий труда. Воздушные души приме-няют для избавления от лучистого перегрева работников, подвергающихся воз-действию теплового облучения (кузнецов, горновых). С этой целью воздух на-правляют на облучаемые участки тела горизонт, либо наклонными (сверху вниз) струями. В стесненных условиях воздух иногда подают на строго фиксирован-ные рабочие места и вертикальными струями сверху вниз. Воздушный душ ис-пользуют также для улучшения условий труда на фиксированных рабочих мес-тах в районах с жарким климатом и снижения загазованности на рабочих местах, если невозможно сооружение укрытий технологического оборудования или местной локализующей вентиляции. Выбор сочетания температуры и подвиж-ности воздуха на рабочем месте определяется требованием обеспечения ком-фортного самочувствия человека. Нежелательное воздействие на организм по-вышенной интенсивности теплового облучения или подвижности воздуха может быть устранено соответствующим подбором параметров воздуха «температура – скорость». При интенсивном тепловом облучении целесообразно обдувание струей с более низкой температурой, чем у окружающего воздуха. С целью уменьшения загазованности рабочего места требуется повышенная по срав-нению с помещением температура воздушного потока. Базовые температуры воздуха рабочей зоны для работы легкой I и средней ІІ категорий тяжести приняты равными плюс +28, тяжелой – плюс +26°С. Повышенные скорости воз-духа на рабочем месте позволяет применять более высокие температуры, что по-зволяет в теплый период года использовать сравнит, недорогой способ адиабат-ного охлаждения воздуха.

Воздушные души предпочтительнее осуществлять наружным воздухом, об-рабатываемым в стационарных системах воздушного дотирования. Воздух по-дается патрубками специальными конструкции, создающими воздушный поток с равномерной скоростью и температурой. Патрубок позволяет изменять направ-ление потока в горизонтальных и вертикальных плоскостях, создавая оптималь-ные условия охлаждения облучаемых частей тела человека. Существующие конструкции душирующих патрубков являются разновидностью весьма удачной конструкции этого устройства, предложенная проф. В.В. Батуриным. Патрубок Батурина состоит из скошенного диффузора с переходом от круглого сечения на квадратное. Плоскость выходного отверстия составляет 45° с осью диффузора. Параллельно выходному отверстию расположена регулируемая решетка из на-правляющих лопаток, позволяющая изменять угол наклона воздушного потока относительно горизонта. В передвижных установках душирующий агрегат обыч-но выполняют в виде вентилятора осевого, установленного на станине. Дально-бойность струи увеличивается конфузором, поджимающим поток, а охлаждаю-щий эффект – распылением воды в воздушный поток. Испаряясь, капельки воды создают дополнительное адиабатное охлаждение.

- Воздушные оазисы

Воздушные оазисы представляют собой участки помещений, которые отде-лены от остальных помещений переносными перегородками высотой до 3 м (обычно, 2…2,5 метра). В эти отделенные участки подается воздух с более низ-кой температурой.

Рисунок 8 – Оазис воздушный

- Воздушные завесы

Воздушные завесы предназначены для изменения направления воздушных потоков или для создания воздушных перегородок.

1 – каналы подвода воздуха; 2 – решетка;

3 – вентилятор; 4 – воздухозаборник

Рисунок 9 – Пример воздушной завесы

Воздушные завесы предназначены для разделения зон с разной температу-рой по разные стороны открытых проемов рабочих окон, входных дверей и во-рот. За счет выдува высокоскоростного воздушного потока образуется «невиди-мая дверь», которая не дает теплому воздуху выходить наружу и не впускает хо-лодный воздух в помещение. Таким образом улучшается внутренний темпера-турный комфорт, исчезают сквозняки, значительно снижаются теплопотери, а следовательно и затраты на обогрев.

Рисунок 10 – Процесс происходящий в завесе

Для улучшения внутреннего климата и дополнительного обогрева поме-щений имеется выбор моделей, как с электрическими элементами, так и с тепло-обменниками с подводом горячей воды для догрева выходящего из завес возду-ха. При закрытых дверях воздушная завеса может работать как тепловентилятор. Летом в районах с теплым климатом воздушная завеса в равной степени является энергосберегающим оборудованием, которое обеспечивает значительное сниже-ние затрат на кондиционирование помещений и поддержание низкой температу-ры в холодильных камерах.

У ворот и проемов складских помещений рекомендуется устраивать завесы шиберующего типа, именно их мы и будем рассматривать ниже. Основными узлами такой воздушной завесы являются воздуховод, вентилятор, калорифер, воздуховод равномерной раздачи, щелевая насадка. Главный элемент конструк-ции – это воздуховод равномерной раздачи, снабженный щелевой насадкой с направляющими пластинами, через которую воздушная струя направляется под некоторым углом к плоскости ворот (рисунок 11).

а ) б)

в ) г )

а – снизу вверх; б – сверху вниз;

в – завеса боковая односторонняя;

г – завеса боковая двухсторонняя

Рисунок 11 – Схемы воздушных завес шиберующего типа с разным направлением струи

Местная приточная вентиляция применяется чаще всего у печей, ворот, между цехами и т.д.

Местная вентиляция требует меньших затрат, чем общеобменная. В произ-водственных помещениях при выделении вредностей (газов, влаги, теплоты и т.п.) обычно применяют смешанную систему вентиляции – общую для устра-нения вредностей во всем объеме помещения и местную (местные отсосы и при-ток) для обслуживания рабочих мест. Местную вытяжную вентиляцию приме-няют, когда места выделений вредностей в помещении локализованы и можно не допустить их распространение по всему помещению. Местная вытяжная венти-ляция в производственных помещениях обеспечивает улавливание и отвод вред-ных выделений: газов, дыма, пыли и частично выделяющегося от оборудования тепла. Для удаления вредностей применяют местные отсосы (укрытия в виде шкафов, зонты, бортовые отсосы, завесы, укрытия в виде кожухов у станков и др.).

Основные требования, которыми они должны удовлетворять:

Место образования вредных выделений по возможности должно быть пол-ностью укрыто.

Конструкция местного отсоса должна быть такой, чтобы отсос не мешал нормальной работе и не снижал производительность труда.

Вредные выделения необходимо удалять от места их образования в направ-лении их естественного движения (горячие газы и пары надо удалять вверх, хо-лодные тяжелые газы и пыль – вниз).

Полуоткрытые отсосы (вытяжные шкафы, зонты). Объемы воздуха опреде-ляются расчетом.

Открытого типа (бортовые отсосы). Отвод вредных выделений дости-гается лишь при больших объемах отсасываемого воздуха.

Система с местными отсосами.

Местная вытяжная вентиляция

Местная вытяжная вентиляция применяется в тех случаях, когда участки помещений с выделением вредных веществ локализованы и есть возможность предотвратить распространение загрязнений по всему помещению. Для удаления вредных веществ применяют местные отсосы, которые должны удовлетворять предъявляемым требованиям: место образования загрязнений должно быть пол-ностью укрыто, конструкция местного отсоса не должна мешать работе, загряз-нения необходимо удалять в направлении их естественного движения (тяжелый газ и пыль – вниз, легкий газ и пар – вверх).

Конструкции местных отсосов условно делят на три группы:

Полуоткрытые отсосы (вытяжные шкафы)

1 – стол; 2 – окно; 3 – заслонка; 4 – шахта

вытяжная; 5 – регулятор

Рисунок 12 – Шкаф вытяжной

а б

а – у щелевого отверстия при выпуске через него продуктов горения;

б – у отверстия, снабженного дверкой при выпуске продуктов горения

через газовые окна

Рисунок 13 – Зонты-козырьки у нагревательных печей

Зонты-козырьки у нагревательных печей: а) – у щелевого отверстия при выпуске из него продуктов горения; б) – у отверстия, снабженного дверкой при выпуске продуктов горения через газовые окна. Объем воздуха определяется при помощи расчетов.

Отсосы открытого типа (бортовые)

Рисунок 14 – Бортовые отсосы

Бортовые отсосы. Отвод вредных выделений достигается лишь при больших объемах отсасываемого воздуха.

Бортовые отсосы применяют для предотвращения поступления вредных вы-делений с поверхности растворов в ваннах, где происходят процессы травления, обезжиривания и металлопокрытия.

Основная причина выноса вредностей из ванн – конвективный поток возду-ха, формирующийся над зеркалом испарения. Принцип действия бортового отсо-са: удаляемый через бортовой отсос воздух формирует спектр всасывания, на-кладывающийся на конвективную струю и создающий результирующее скорост-ное поле, направленное к воздухоприемному отверстию бортового отсоса.

Рисунок 15 – Виды бокового отсоса

Различают однобортовые отсосы, когда щель отсоса расположена вдоль од-ной из длинных сторон ванны, двухбортовые, когда щели расположены у двух противоположных сторон, и угловые – при расположении щелей у двух соседних сторон.

Односторонний бортовой отсос применяется при ширине ванны 600 мм, при этом для опрокинутых бортовых отсосов расчетная ширина ванны измеряется от бортового отсоса до противоположного борта ванны. В случае простых бортовых отсосов ширина измеряется от борта до борта ванны. Двухсторонний бортовой отсос используют при ширине ванны 1200мм. В случае простых бортовых отсо-сов расчетная ширина ванны измеряется от борта до борта, для опрокинутых – между кромками бортовых отсосов внутри ванны. Отвод вредных выделений достигается лишь при больших объемах отсасываемого воздуха.

Бортовой отсос называют простым, когда воздухо-приемные щели располо-жены в вертикальной плоскости, и опрокинутым, когда щель расположена гори-зонтально, параллельно зеркалу ванны. Опрокинутые бортовые отсосы обеспечи-вают одинаковую с обычным эффективность улавливания вредностей при мень-шем расходе воздуха.

Простые отсосы следует применять при высоком стоянии уровня раствора в ванне, когда расстояние от зеркала раствора до кромки щели отсоса составляет менее 80…150мм; опрокинутые при более низком стоянии уровня раствора (D = 150…300мм и более).

Рисунок 16 – Виды бокового отсоса

Местные отсосы

Система вентиляции с местными отсосами изображена на рисунке 17. Ос-новными элементами такой системы являются местные отсосы – укрытия (МО), всасывающая сеть воздуховодов (ВС), вентилятор (В) центробежного или осево-го типа, ВШ - вытяжная шахта.

Рисунок 17 – Схема местной вытяжной вентиляции

В большинстве случаев местные вытяжные системы вентиляции очень эф-фективны, так как с их помощью происходит удаление загрязняющих веществ непосредственно из того места, где они образовались, сводя к минимуму воз-можность распространения в помещении.

Приточная и вытяжная система вентиляции

Приточная система вентиляции служит для подачи свежего воздуха в поме-щения. При необходимости, подаваемый воздух нагревается и очищается от пы-ли. Вытяжная вентиляция, напротив, удаляет из помещения загрязненный или нагретый воздух. Обычно в помещении устанавливается как приточная, так и вы-тяжная вентиляция. При этом их производительность должна быть сбалансиро-вана, иначе в помещении будет образовываться недостаточное или избыточное давление, что приведет к неприятному эффекту «хлопающих дверей».

Рисунок 18 – Приточно-вытяжная вентиляция с механическим побуждением

Общеобменная система вентиляции

Местная вентиляция предназначена для подачи свежего воздуха на опреде-ленные места (местная приточная вентиляция) или для удаления загрязненного воздуха от мест образования вредных выделений (местная вытяжная вентиля-ция). Местную вытяжную вентиляцию применяют, когда места выделения вред-ностей локализованы и можно не допустить их распространения по всему поме-щению. В этих случаях местная вентиляция достаточно эффективна и сравни-тельно недорога. Местная вентиляция используется, преимущественно, на произ-водстве. В бытовых же условиях применяется общеобменная вентиляция.

Исключением являются кухонные вытяжки, которые представляют собой местную вытяжную вентиляцию.

Рисунок 19 – Вытяжная вентиляция

Общеобменная вентиляция, в отличие от местной, предназначена для осу-ществления вентиляции во всем помещении. Общеобменная вентиляция так же может быть приточной и вытяжной . Приточную общеобменную вентиляцию, как правило, необходимо выполнять с подогревом и фильтрацией приточного воздуха. Поэтому такая вентиляция должна быть механической (искусственной). Общеобменная вытяжная вентиляция может быть проще приточной и выпол-няться в виде вентилятора, установленного в окне или отверстие в стене, по-скольку удаляемый воздух не требуется обрабатывать. При небольших объемах вентилируемого воздуха устанавливают естественную вытяжную вентиляцию, которая заметно дешевле механической.

Рисунок 20 – Общеобменная вентиляция

В холодный период года в производственных помещениях следует предусматривать отопление. Отопительные приборы размещают, как правило, под световыми проемами в местах, доступных для осмотра, ре­монта и очистки. Длину отопительного прибора выбирают от назначе­ния помещения. Например, в школах, больницах длина отопительного прибора должна быть, как правило, не менее 75 % длины светового проема.

По назначению отопление, помимо основного, может быть местным и дежурным.

Местное отопление предусматривается, например, в неотапливае­мых помещениях для поддержания температуры воздуха, соответствую­щей технологическим требованиям в отдельных помещениях и зонах, а также на временных рабочих местах при наладке и ремонте оборудо­вания.

Дежурное отопление предусматривается для поддержания темпера­туры воздуха в помещениях отапливаемых зданий, когда они не использу­ются, и в нерабочее время. При этом температура воздуха принимается ниже нормируемой, но не ниже 5 °С, обеспечивая восстановление норми­руемой температуры к началу использования помещения или к началу работы. Специальные системы дежурного отопления допускается проектировать при экономическом обосновании.

По конструктивному выполнению отопительные системы бывают водяные; паровые; воздушные; электрические; газовые. Применение тех или иных отопительных систем определяется назначением производ­ственного помещения.

Рассмотрим достоинства и недостатки этих видов отопления.

Достоинствами печного отопления являются: малая стоимость отопительного устройства, малая затрата металла, возможность использования любого местного топлива, высокий тепловой КПД современных конструкций печей. Недостатками - высокая пожар­ная опасность, затрата физического труда на топку печей, большие площади для хранения топлива, большая площадь помещения, за­нимаемая печью, неравномерность температуры в помещении в те­чение суток, опасность отравления оксидом углерода.

Достоинствами водяного отопления считаются: большая теплоемкость теплоносителя (воды), малая площадь поперечного сечения труб, ограниченная температура отопительных приборов, рав­номерность температуры внутри помещения, бесшумность и долговечность системы. Недостатками этого вида отопления являются: большой расход металла, значительные гидростатические давления, инерционность регулирования теплопередачи, возможность размораживания (повреждения) системы при прекращении нагрева теплоносителя.

Среди достоинств парового отопления можно назвать: легкоподвижный теплоноситель с малой тепловой инерцией быстро прогревает помещение, небольшое гидростатическое давление в системе отопле­ния. Недостатки - это высокая температура отопительных приборов (чаще всего более 100 °С), высокая коррозия металлической системы отопления, большой шум при запуске пара в систему отопления.

Достоинствами воздушного отопления являются: возможность быстрого изменения температуры в помещении, равномерность температуры в пространстве помещения, пожарная безопасность, совмещение отопления с общей вентиляцией помещения, вынос отопительных приборов из отапливаемых помещений. Недостат­ками - большие размеры воздуховодов, увеличение нерациональ­ных потерь тепла за счет выброса воздуха через вытяжные про­емы вентиляции, большой расход теплоизоляционных материалов при конструировании воздуховодов.

К достоинствам электрического отопления можно отнести: малые затраты на устройство системы, простота передачи энергии, высо­кий тепловой КПД, отсутствие устройств для переработки и использо­вания топлива, простота автоматизации процессов теплопередачи, отсутствие загрязнения атмосферы продуктами сгорания топлива. Недостатками являются высокая стоимость электрической энергии, высокая температура нагревательных элементов и их пожарная опасность.

Газовое отопление может использоваться в паровых и водяных котлах, а также при печном отоплении. Достоинствами газового отопления является в ряде случаев сравнительно низкая стоимость горючего газа по сравнению с другими видами топлива.

Принципы расчета отопления. Задачей расчета отопления является определение баланса тепло­вой мощности между суммарными выделениями тепла в помеще­нии, включая тепло отопительных приборов, и суммарными поте­рями тепла, включая потери через наружные ограждения здания (сте­ны, окна, пол, крышу и т.п.).

Этот баланс можно выразить соотношением

Q от ³Q å пот – Q å выд, (3.6)

где Q от – тепловая мощность отопительных приборов, Вт;

Q å пот – суммарные потери тепла в помещении, Вт;

Q å выд – суммарные выделения тепла нагретого оборудования, приборов в промышленных зданиях, а в общественных зданиях – людей, Вт.

Суммарные выделения тепла нагретого оборудования, как правило, определяются из технической документации на оборудования или технологический процесс.

Наиболее сложным является расчет возможных потерь тепла через ограждающие поверхности помещений (здания, пассажирс­кий подвижной состав, кабины управления и т.п.).

Суммарные тепловые потери через ограждения (стены, потолок, оконные проемы и т.п.) определяются из соотношения:

(3.7)

где К тепл i – коэффициент теплопередачи материала i-й ограждающей кон­струкции, Вт/м 2 °С или Вт/м 2 К;

t в, t н – соответственно температуры внутри помещения (определяется по ГОСТ 12.1.005–88 или санитарным нормам) и снаружи здания (определяется как средняя за наиболее холодный месяц года из метеорологичес­ких наблюдений для данной местности), °С или К;

S i – площадь i-й ограждающей конструкции, м 2 .

Необходимая суммарная поверхность нагревательных приборов F н. п определяется исходя из теплового баланса (3.6):

, (3.8)

где К пр - коэффициент теплопередачи материала теплового прибора (для металлов К пр = 1), Вт/м 2 °С;

t г - температура нагревательного элемента теплового прибора, материала (например, горячей воды), °С;

t в - нормируемая температура внутри помещения, °С;

b остыв - коэффициент остывания воды в трубопроводах.

Зная общую площадь необходимых отопительных приборов и площадь нагревательной поверхности одного выбранного отопитель­ного прибора для данного производственного помещения, опреде­ляют общее число отопительных приборов выбранной конструкции.

Теплоизоляция поверхностей источников излучения (печей, сосудов, трубопроводов с горячими газами и жидкостями) снижает температуру излучающей поверхности и уменьшает как общее тепловыделение, так и радиационное.

Конструктивно теплоизоляция может быть мастичной, оберточной, засыпной, из штучных изделий и смешанной. Мастичная теплоизоляция осуществляется нанесением мастики (штукатурного раствора с теплоизоляционным наполнителем) на горячую поверхность изолируемого объекта. Очевидно, эту изоляцию можно применять на объектах любой конфигурации. Оберточную изоляцию изготовляют из волокнистых материалов: асбестовой ткани, минеральной ваты, войлока и др. Наиболее пригодна оберточная теплоизоляция для трубопроводов. Засыпную теплоизоляцию применяют при прокладке трубопроводов в каналах и коробах, там, где требуется большая толщина изоляционного слоя, или при изготовлении теплоизоляционных панелей. Теплоизоляцию штучными ила формованными изделиями, скорлупами применяют для об­легчения работ. Смешанная изоляция состоит из нескольких различных слоев. В первом слое обычно устанавливаются штучные изделия. На­ружный слой изготовляется из мастичной или оберточной изоляции.

Теплозащитные экраны применяют для локализации источников лучистой теплоты, уменьшения облученности на рабочих местах и сниже­ния температуры поверхностей, окружающих рабочее место. Ослабле­ние теплового потока за экраном обусловлено его поглотительной и отражательной способностью. В зависимости от того, какая способность экрана более выражена, различают теплоотражающие, теплопоглощающие и теплоотводящие экраны. По степени прозрачности экраны делят на три класса:

1)непрозрачные: металлические водоохлаждаемые и футерированные асбестовые, альфолиевые, алюминиевые экраны;

2) полупрозрачные: экраны из металлической сетки, цепные завесы,экраны из стекла, армированного металлической сеткой (все эти экранымогут орошаться водяной пленкой);

3) прозрачные: экраны из различных стекол (силикатного, кварцевого и органического, бесцветного, окрашенного и металлизированного), пленочные водяные завесы.

Воздушное душирование - подача воздуха в виде воздушной струи, направленной на рабочее место -применяют при воздействии на работающего теплового облучения интенсивностью 0,35 кВт/м 2 и более, а также 0,175...0,35 кВт/м 2 при площади излучающих поверхностей в пределах рабочего места более 0,2 м 2 . Воздушное душирование устраивают также для производственных процессов с выделением вредных газов или паров и при невозможности устройства местных укрытий.

Охлаждающий эффект воздушного душирования зависит от раз­ности температур тела работающего и потока воздуха, а также от скорости обтекания воздухом охлаждаемого тела. Для обеспечения на рабочем месте заданных температур и скоростей воздуха ось воздушного потока направляют на грудь человека горизонтально или под углом 45 °, а для обеспечения допустимых концентраций вредных веществ ее направляют в зону дыхания горизонтально или сверху под углом 45 °.

В потоке воздуха из душирующего патрубка должны быть по возможности обеспечены равномерная скорость и одинаковая температура.

Расстояние от кромки душирующего патрубка до рабочего места должно быть не менее 1 м. Минимальный диаметр патрубка принимают равным0,3 м; при фиксированных рабочих местах расчетную ширину рабочейплощадки принимают равной 1 м. При интенсивности облучения свыше 2,1 кВт/м 2 воздушный душ не может, обеспечить необходимого охлаждения. В этом случае необ­ходимо предусматривать теплоизоляцию, экранирование или воздушное душирование. Для периодического охлаждения рабочих устраивают радиационные кабины, комнаты отдыха.

Воздушные завесы предназначены для защиты от прорыва холод­ного воздуха в помещение через проемы здания (ворота, двери и т.п.). Воздушная завеса представляет собой воздушную струю, направленную под углом навстречу холодному потоку воздуха (рис. 3.2). Она играет роль воз­душного шибера, уменьшая прорыв воздуха через проемы. Согласно СНиП 02.04.91 воздушные завесы необходимо устраивать у проемов отапливаемых помещений, открывающихся не реже чем один раз в час либо на 40 мин единовременно при температуре наружного воздуха минус 15 °С и ниже. Количество и температуру воздуха определяют расчетным путем.

Рис. 3.2. Воздушно-тепловая завеса

L 0 , м 3 /с, проника­ющего в помещение при отсутствии тепловой завесы, определя­ется как

L 0 = HBV вет , (3.9)

где Н, В - высота и ширина проема, м; V вет - скорость воздуха (ветра), м/с.

Количество холодного наружного воздуха L н ap , м 3 /с, проника­ющего в помещение при устройстве воздушной тепловой завесы, определяется по формуле

(3.10)

где воздушная завеса принимается как шибер с высотой h .

В этом случае количество воздуха, необходимое для воздушной тепловой завесы, м 3 /с:

(3.11)

где j - функция, зависящая от угла наклона струи и коэффици­ента турбулентной структуры; b - ширина щели, расположенной снизу проема.

Скорость выхода струи воздуха из щели V ш, м/с, определяется по формуле

(3.12)

Средняя температура воздуха t ср, °С, проникающего в помеще­ние,

(3.13)

где t вн, t нар – температура внутреннего и наружного воздуха, °С.

Применяют несколько основных схем воздушных завес. Завесы с нижней подачей (рис. 3.3 а ) наиболее экономичны по расходу воздуха и рекомендуются в том случае, когда недопустимо понижение темпера­туры вблизи проемов. Для проемов небольшой ширины рекомендуется схема на рис. 3.3 б . Схему с двусторонним боковым направлением струй (рис. 3.3 в ) используют в тех случаях, когда возможна остановка транс­порта вворотах.

Системы механической вентиляции применяются там, где недостаточно естественной вентиляции. В механических системах используется оборудование и приборы (вентиляторы, фильтры, воздухонагреватели и т.д.), позволяющие перемещать, очищать и нагревать воздух. Такие системы вентиляции могут удалять или подавать воздух в вентилируемые помещения не зависимо от условий окружающей среды.

Системы механической вентиляции также могут быть канальными и бесканальными. Наиболее распространены канальные системы. Затраты электроэнергии на их работу могут быть довольно большими. Такие системы могут подавать и удалять воздух из локальных зон помещения в требуемом количестве, независимо от изменяющихся условий окружающей воздушной среды.

Преимуществом механической вентиляции перед естественной является возможность обеспечения стабильного требуемого воздухообмена независимо от времени года, наружных метеорологических условий, а также скорости и направления ветра. Она позволяет обрабатывать подаваемый в помещения воздух, доводя его метеорологические параметры до значений, требуемых стандартом, и очищать от вредных примесей воздух перед выбросом в атмосферу. К недостаткам механической системы вентиляции можно отнести высокие расходы электроэнергии, однако эти расходы быстро окупаются.

Если выделяющиеся в помещении тепло, влага, газы, пыль, запахи или пары жидкостей поступают непосредственно в воздух всего помещения, то устанавливают общеобменную вентиляцию. Общеобменные вытяжные системы относительно равномерно удаляют воздух из всего обслуживаемого помещения, а общеобменные приточные системы подают воздух и распределяют его по всему объему вентилируемого помещения. В этом случае рассчитывается объём вытяжного воздуха таким образом, чтобы после его замещения приточным загрязнение воздуха упало бы до величин предельно допустимой концентрации (ПДК).

Обычно из помещения извлекается такое же количество воздуха, какое в него и подаётся. Однако бывают случаи, когда общий приток воздуха не равен вытяжке. Так, например, из помещений, в которых выделяются пахучие вещества или ядовитые газы, извлекается больше воздуха, чем подаётся через приточную систему, для того, чтобы вредные газы и запахи не распространялись по всему зданию. Недостающий объём воздуха подкачивается через открытые проёмы наружных ограждений или из соседних помещений с более чистым воздухом.

Общеобменная приточная вентиляция

Приточные системы служат для подачи в вентилируемые помещения чистого воздуха взамен удаленного. Приточный воздух в необходимых случаях подвергается специальной обработке (очистке, нагреванию, увлажнению и т.д.).

Схема приточной механической вентиляции (рис. 1) включает: воздухозаборное устройство 1; фильтр для очистки воздуха 2; воздухонагреватель (калорифер) 3; вентилятор 5; сеть воздуховодов 4 и приточные патрубки с насадками 6. Если нет необходимости к подогреве приточного воздуха, то его пропускают непосредственно в производственные помещения по обводному каналу 7.

Помещения могут быть оборудованы только системами приточной вентиляции. В таких случаях в помещение подается определенное расчетом количество воздуха. Удаление воздуха может происходить неорганизованно через неплотности в строительных ограждениях или через специально для этих целей предусмотренные отверстия.

Рис. 1. Схема приточной вентиляции

В установившемся состоянии количество приточного воздуха всегда равно количеству удаляемого воздуха независимо от суммарной площади неплотностей или отверстий в строительных конструкциях. Приточными системами, как правило, оборудуются наиболее «чистые» помещения, так как воздух движется из этих помещений, а не наоборот.

Местная приточная вентиляция

Местные приточные системы вентиляции осуществляют подачу свежего воздуха непосредственно на рабочее место или к месту отдыха. В зоне действия системы создаются условия, отличающиеся от условий во всем помещении и удовлетворяющие поставленным требованиям. К местной приточной вентиляции относятся воздушные души т оазисы. Воздушный душ представляет собой местный, направленный на человека, поток воздуха. В зоне действия воздушного душа создаются условия отличные от условий во всем объеме помещения. При помощи воздушного душа могут быть изменены такие параметры как: подвижность человека; температура; влажность; концентрация той или иной вредности. Наиболее часто воздушный душ применяется в горячих цехах, на рабочих местах подверженных тепловому излучению.

К местной приточной вентиляции относятся и воздушные оазисы - участки помещений, отгороженные от остального помещения передвижными перегородками высотой 2,0 - 2,5 метра, в которые нагнетается воздух с пониженной температурой.

Местная вентиляция требует меньших затрат, чем общеобменная.

Общеобменная вытяжная вентиляция

Вытяжная вентиляция используется для удаления из производственного или жилого помещения (цеха, корпуса) загрязненного или нагретого отработанного воздуха. В случае оборудования помещений только вытяжной системой вентиляции организованно производится удаление воздуха из помещений. Приток осуществляется неорганизованно или через неплотности в строительных конструкциях, либо через отверстия специально для этих целей предусмотренные.

Вытяжная вентиляция (рис. 2) состоит из очистительного устройства 1, вентилятора 2, центрального 3 и отсасывающих воздуховодов 4.

В отличие от приточных систем вентиляции, в помещениях, имеющих только вытяжные системы, давление устанавливается ниже атмосферного или ниже, чем в соседних помещениях.

При наличии в помещении только вытяжной системы вентиляции, так же как и в случае приточной вентиляции, происходит перетекание воздуха из зоны повышенного давления в зону пониженного. Таким образом, исключается или затрудняется движение воздуха в обратном направлении. Системами вытяжной вентиляции оборудуются наиболее «грязные» помещения, когда нужно предотвратить или сократить распространение из них воздуха в соседние помещения.

Рис. 2. Схема системы вытяжной вентиляции

Местная вытяжная вентиляция

Местную вытяжную вентиляцию применяют в ситуации, когда места выделения вредностей в помещении локализованы и можно не допустить их распространение по всему помещению. Местная вытяжная вентиляция в производственных помещениях обеспечивает улавливание и отвод вредных выделений: газов, дыма, пыли, взвесей и частично выделяющегося от оборудования тепла. Для удаления вредностей применяют местные отсосы (укрытия в виде шкафов, зонты, бортовые отсосы, укрытия в виде кожухов у станков и др.).

Основные требования, которым они должны удовлетворять:

место образования вредных выделений по возможности должно быть полностью укрыто;

конструкция местного отсоса должна быть такой, чтобы отсос не мешал нормальной работе и не снижал производительности труда;

вредные выделения необходимо удалять от места их образования в направлении их естественного движения (горячие газы и пары надо удалять вверх, холодные тяжелые газы и пыль - вниз).

Воздух, удаляемый из помещения при местной вытяжной вентиляции, перед выбросом его в атмосферу должен быть предварительно очищен от пыли. Наиболее сложными вытяжными системами являются такие, в которых предусматривают очень высокую степень очистки воздуха от пыли с установкой последовательно двух или даже трех пылеуловителей (фильтров).

Местные вытяжные системы, как правило, весьма эффективны, так как позволяют удалять вредные вещества непосредственно от места их образования или выделения, не давая им распространиться в помещении. Благодаря значительной концентрации вредных веществ (паров, газов, пыли), обычно удается при небольшом объеме удаляемого воздуха достичь хорошего санитарно-гигиенического эффекта.

Приточно-вытяжная вентиляция

Система приточно-вытяжной вентиляции основывается на создании двух встречных потоков. Такая система может быть создана либо на основе независимых подсистем притока и вытяжки воздуха - с собственными вентиляторами, фильтрами и т.д., либо на основе одной соответствующей установки, работающей как на приток, так и на вытяжку. Схема приточно-вытяжной системы вентиляции показана на рис.3.

Рис. 3. Система приточно-вытяжной вентиляции: 1 - воздухораспределители; 2 - воздухоприемные устройства (решетки); 3 - заслонки; 4 - вентилятор (приточный, вытяжной); 5 - фильтр; 6 - воздухонагреватель; 7 - воздушный клапан; 8 - наружная решетка; 9 - зонт вытяжной; 10 - приточный воздуховод; 11 - вытяжной воздуховод

Удобство таких систем не только в облегчении установки и монтажа, но и в эксплуатации, а также в дополнительных свойствах таких систем. Одним из таких свойств является рекуперация тепла - процесс, при котором происходит частичное повышение температуры приточного воздуха за счет тепла вытягиваемого воздуха. При этом энергия затрачивается только на организацию воздухопотоков, т.е. не расходуется на нагрев поступающего воздуха. Нагрев поступающего воздуха за счет рекуперации может дополняться электрическим или водяным нагревателем. Приточно-вытяжная вентиляция обеспечивает принудительную замену воздуха в помещении; производит необходимую обработку воздуха (нагрев, очищение); некоторые системы предусматривают и увлажнение воздуха в определенных пределах.

Состав систем вентиляции

Состав системы вентиляции зависит от ее типа. Приточные искусственные (механические) системы вентиляции - наиболее сложные и часто используемые, поэтому именно их состав мы и рассмотрим.

Обычно приточная механическая система вентиляции состоит из следующих составляющих (расположенных по направлению движения воздуха, от входа к выходу):

Воздухоприемное устройство. Воздухоприемные устройства в системах механической вентиляции выполняются в виде отверстий в ограждениях зданий, приставных или отдельно стоящих шахт (рис.4).

При заборе воздуха сверху воздухоприемные устройства размещают на чердаке или верхнем этаже здания, а каналы выводят выше кровли в виде шахт.

Расположение и конструкция воздухоприемных устройств выбираются с учетом обеспечения чистоты забираемого воздуха и удовлетворения архитектурных требований. Так, воздухоприемные устройства не должны находиться вблизи источников загрязнения воздуха (выбросов загрязненного воздуха или газов, дымовых труб, кухонь и т. д.).

Высотное взаиморасположение приточных отверстий должно назначаться с учетом объемной массы выделяющихся загрязнений. Отверстия для забора воздуха следует размещать на высоте более 1 м от уровня устойчивого снегового покрова, определяемого по данным гидрометеостанций или расчетом, но не ниже 2 м от уровня земли.

Рис.4. Воздухоприемные устройства: а - в наружной стене; б - у наружной стены; в - на крыше

Архитектурные требования выполняются соответствующим выбором расположения отверстий и их оформлением.

Наружные стены вытяжных каналов и шахт утепляются во избежание конденсации водяных паров из извлекаемого влажного воздуха и образования наледей.

Скорость движения воздуха в приточных каналах и шахтах принимается в пределах 2 - 5 м/с, в каналах и шахтах выбросных устройств - 4 - 8 м/с, но не менее 0,5 м/с, в том числе и для естественной вентиляции.

Воздушный клапан. Для предохранения помещений от поступления в них через вентиляционные каналы при неработающей вентиляции холодного наружного воздуха воздухоприемные устройства оборудуются многостворчатыми утепленными клапанами с ручным или механическим приводом. В последнем случае клапан блокируется с вентилятором и перекрывает отверстия при его остановке. При низкой расчетной температуре наружного воздуха клапаны снабжаются системой электроподогрева в целях предохранения от промерзания их створок. Электроподогрев включается на 10-15 мин перед пуском вентилятора.

Фильтр. Воздушный фильтр — это устройство в системах вентиляции, которое служит для очистки приточного, а в некоторых случаях, и вытяжного воздуха. Фильтр необходим, чтобы защищать как саму вентиляционную систему, так и вентилируемые помещения от попадания различных мелких частиц, таких как пыль, насекомые, пух и т.д. Конструктивное решение воздушного фильтра определяется характером пыли (загрязнений) и требуемой чистотой воздуха.

Коэффициент проскока (Р, %) - характеристика фильтра или фильтрующего материала, равная процентному отношению концентрации частиц после фильтра С П С Д

Эффективность (Е, %) - характеристика фильтра или фильтрующего материала, равная процентному отношению разности концентрации частиц до С Д и после фильтра С П к концентрации частиц до фильтра С Д

Размер наиболее проникающих частиц - размер частиц, соответствующий минимальной эффективности фильтрующего материала.

Производительность фильтра (расход воздуха) - объем воздуха в единицу времени, проходящего через фильтр.

Аэродинамическое сопротивление (перепад давления на фильтре) - разность полных давлений до и после фильтра при определенной производительности фильтра.

Фильтры классифицируют по назначению и эффективности на:

фильтры общего назначения - фильтры грубой очистки и фильтры тонкой очистки;

фильтры, обеспечивающие специальные требования к чистоте воздуха - фильтры высокой эффективности и фильтры сверхвысокой эффективности.

Обозначения классов фильтров указаны в табл. 1.

Таблица 1

Обозначения классов фильтров (ГОСТ Р 51251-99)

Группа фильтров	Класс фильтра
Фильтры грубой очистки
Фильтры тонкой очистки
Фильтры высокой эффективности
Фильтры сверхвысокой эффективности
Примечания 1 Фильтры общего назначения применяют в любых системах вентиляции и кондиционирования воздуха. 2 Фильтры высокой и сверхвысокой эффективности обеспечивают выполнение специальных требований к чистоте воздуха, в том числе в чистых помещениях.

Классификация фильтров общего назначения приведена в табл. 2.

Таблица 2

Классификация фильтров общего назначения по эффективности улавливаемых частиц

Группа фильтров		Средняя эффективность, %
		Е c	E a
Фильтры грубой очистки		Е с < 65
		65 ≤ Е с < 80
		80 ≤ Е с < 90
		90 ≤ Е с
Фильтры тонкой очистки			40≤ E a < 60
			60 ≤ E a < 80
			80 ≤ E a < 90
			90 ≤Е с < 95
			95 ≤ E a
Обозначения: Е c . - эффективность, определяемая по синтетической пыли весовым методом (по разности массовой концентрации частиц до и после фильтра); Е а - эффективность, определяемая по атмосферной пыли.

Конструктивно фильтры подразделяют на рулонные (используется нетканый фильтрующий материал), ячейковые (используется сетка металлическая, винипластовая, поролон, специальный материал типа ФПП).

Фильтры карманного типа ФяК класс очистки G3-F9 предназначены для очистки воздуха от пыли наружного рециркуляционного воздуха в системах приточной вентиляции и кондиционирования воздуха. Фильтры изготавливаются по ТУ 4863-015-04980426-2003, ГОСТ Р 51251- 99. ФяК могут эксплуатироваться при температуре рабочей среды от минус 40 °С до плюс 70 °С. Окружающая среда и фильтруемый воздух не должны содержать агрессивных газов и паров.

Фильтр (рис.1) состоит из металлической рамки 1 и фильтрующего материала, сшитого в виде карманов 2.

Рис. 1. Карманный фильтр ФяК

Противоположные поверхности карманов стянуты ограничителями, что препятствует сильному раздуванию и слипанию смежных карманов. На конце карманов имеется тесьма 3, при помощи которой карманы связываются между собой и под напором воздушного потока не «разлетаются». Карманы фильтров изготовлены из высококачественного синтетического фильтровального материала.

Размеры карманов подобраны так, чтобы поток воздуха был равномерным по всей поверхности фильтра. Особая форма карманов позволяет им раздуваться, не касаясь друг друга, пыль накапливается равномерно по всей поверхности карманов и оптимально используется каждый квадратный сантиметр фильтровального материала.

Фильтры ячейковые гофрированные типа ФяГ предназначены для очистки наружного и рециркуляционного воздуха в системах приточной вентиляции и кондиционирования для помещений различного назначения бытовых, административных и промышленных зданий. Фильтры ФяГ (рис. 2) состоят из рамки (1), изготавливаемой из картона или оцинкованной стали, внутри которой уложен фильтрующий материал (2) в виде гофр, опирающийся со стороны выхода воздуха на сетку гофрированной (волнообразной) формы (3).

Рис. 2. Схема фильтра ФяГ

Для уничтожения неприятных запахов в жилых помещениях применяют фильтры из материала с ультрамикроскопической структурой, что позволяет извлекать газы из воздуха. Наиболее распространенным поглотителем газов, паров и запахов является активированный уголь.

Методы снижения неблагоприятного влияния производственного микроклимата регламентируются «Санитарными правилами по организации технологических процессов и гигиеническими требованиями к производственному оборудованию» и осуществляются комплексом технологических, санитарно-технических, организационных и медико-профилактических мероприятий.

Рассмотрим основные методы:

Теплоизоляция;

Теплозащитные экраны;

Воздушное душирование;

Воздушные завесы;

Воздушные оазисы.

Теплоизоляция поверхностей источников излучения снижает температуру излучающей поверхности и уменьшает как общее тепловыделение, так и радиационное. Конструктивно теплоизоляция может быть мастичной, оберточной, засыпной, из штучных изделий и смешанной.

Теплозащитные экраны применяют для локализации источников лучистой теплоты, уменьшения облученности на рабочих местах и снижения температуры поверхностей, окружающих рабочее место. Ослабление теплового потока за экраном обусловлено его поглотительной и отражательной способностью. В зависимости от того, какая способность экрана более выражена, различают теплоотражающие, теплопоглощающие и теплоотводящие экраны.

Воздушное душирование . Охлаждающий эффект воздушного душирования зависит от разности температур тела работающего и потока воздуха, а также от скорости обтекания воздухом охлаждаемого тела. Для обеспечения на рабочем месте заданных температур и скоростей воздуха ось воздушного потока направляют на грудь человека горизонтально или под углом 45°.

Воздушные завесы предназначены для защиты от прорыва холодного воздуха в помещение через проемы здания (ворота, двери и т.п.). Воздушная завеса представляет собой воздушную струю, направленную под углом навстречу холодному потоку воздуха.

Воздушные оазисы предназначены для улучшения метеорологических условий труда (чаще отдыха на ограниченной площади). Для этого разработаны схемы кабин с легкими передвижными перегородками, которые затапливаются воздухом с соответствующими параметрами.

Ионный состав воздуха

Аэроионный состав воздуха оказывает существенное влияние на самочувствие работника, а при отклонении от допустимых значений концентрации ионов во вдыхаемом воздухе может создаваться даже угроза здоровью работающих. Как повышенная, так и пониженная ионизация относятся к вредным физическим факторам и поэтому регламентируются санитарно-гигиеническими нормами. Большое значение имеет также соотношение отрицательных и положительных ионов. Минимально необходимый уровень ионизации воздуха составляет 1000 ионов в 1 см 3 воздуха, из них должно быть 400 положительных ионов и 600 отрицательных.

Для нормализации ионного режима воздушной среды используются приточно-вытяжная вентиляция, групповые и индивидуальные ионизаторы, устройства автоматического регулирования ионного режима. В качестве группового ионизатора в последнее время находит применение "люстра Чижевского", обеспечивающая оптимальный состав аэроионов. На большинстве предприятий этот фактор пока не учитывается.

Вентиляция. системы естественной вентиляции

Эффективным средством обеспечения надлежащей чистоты и допустимых параметров микроклимата воздуха рабочей зоны является вентиляция.

Вентиляцией называется организованный и регулируемый воздухообмен, обеспечивающий удаление из помещения загрязненного воздуха и подачу на его место свежего.

С точки зрения аэродинамики, вентиляция - это организованный воздухообмен, регламентируемый СНиП П-33-75 "Вентиляция, отопление и кондиционирование" и ГОСТ 12.4.021-75.

По способу перемещения воздуха различают:

Системы естественной вентиляции.

Системы механической вентиляции.

Рисунок 7.1 – Системы вентиляции.

Естественная вентиляция

Естественной вентиляцией называется система вентиляции, воздуха в которой осуществляется благодаря возникающей разности давлений снаружи и внутри здания.

Разность давлений обусловлена разностью плотностей наружного и внутреннего воздуха (гравитационное давление, или тепловой напор ∆Р Т) и ветровым напором ∆Р В, действующим на здание.

Естественная вентиляция делится на:

Неорганизованную естественную вентиляцию;

Организованную естественную вентиляцию.

Неорганизованная естественная вентиляция (инфильтрация или естественное проветривание) осуществляется сменой воздуха в помещениях через неплотности в ограждениях и элементах строительных конструкции благодаря разности давления снаружи и внутри помещения.

Такой воздухообмен зависит от случайных факторов - силы и направления ветра, температуры воздуха внутри и снаружи здания, вида ограждений и качества строительных работ. Инфильтрация может быть значительной для жилых зданий и достигать 0,5...0,75 объема помещения в час, а для промышленных предприятий до 1...1,5 ч -1 .

Организованная естественная вентиляция может быть:

Вытяжной, без организованного притока воздуха (канальная)

Приточно-вытяжной, с организованным притоком воздуха (канальная и бесканальная аэрация).

Канальная естественная вытяжная вентиляция без организованного притока воздуха широко применяется в жилых и административных зданиях. Расчетное гравитационное давление таких систем вентиляции определяют при температуре наружного воздуха +5 0 С, считая, что все давление падает в тракте вытяжного канала, при этом сопротивление входу воздуха в здание не учитывается. При расчете сети воздуховодов, прежде всего, производят ориентировочный подбор их сечений исходя из допустимых скоростей движения воздуха в каналах верхнего этажа 0,5...0,8 м/с, в каналах нижнего этажа и сборных каналах верхнего этажа 1,0 м/с и в вытяжной шахте 1...1,5 м/с.

Для увеличения давления в системах естественной вентиляции на устье вытяжных шахт устанавливают насадки - дефлекторы. Усиление тяги происходит благодаря разрежению, возникающему при обтекании дефлектора.

Аэрацией называется организованная естественная общеобменная вентиляция помещений в результате поступления и удаления воздуха через открывающиеся фрамуги окон и фонарей. Воздухообмен в помещении регулируют различной степенью открывания фрамуг (в зависимости от температуры наружного воздуха, скорости и направления ветра).

Как способ вентиляции аэрация нашла широкое применение в промышленных зданиях, характеризующихся технологическими процессами с большими тепловыделениями (прокатных цехах, литейных, кузнечных). Поступление наружного воздуха в цех в холодный период года организуют так, чтобы холодный воздух не попадал в рабочую зону. Для этого наружный воздух подают в помещение через проемы, расположенные не ниже 4,5 м от пола, в теплый период года приток наружного воздуха ориентируют через нижний ярус оконных проемов (А = 1,5...2 м).

Основным достоинством аэрации является возможность осуществлять большие воздухообмены без затрат механической энергии. К недостаткам аэрации следует отнести то, что в теплый период года эффективность аэрации может существенно падать вследствие повышения температуры наружного воздуха и, кроме того, поступающий в помещение воздух не очищается и не охлаждается.