Естественная и механическая вентиляция. Виды вентиляции и ее классификация Механическая приточно вытяжная вентиляция

04.08.2023

В механических системах вентиляции используются оборудование и приборы (вентиляторы, электродвигатели, воздухонагреватели, пылеуловители, автоматика 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 количестве, 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 естественным побуждением.

Рис. 3.2. Блок механической вентиляции.

Следует отметить, что в практике часто предусматривают так называемую смешанную вентиляцию, то есть одновременно естественную и механическую вентиляцию. В каждом конкретном проекте определяется, какой тип вентиляции является наилучшим в санитарно-гигиеническом отношении, а также экономически и технически более рациональным.

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.)

Вытяжная вентиляция

Вытяжная вентиляция удаляет из помещения (цеха, корпуса) загрязненный или нагретый отработанный воздух. В общем случае в помещении предусматриваются как приточные, так и вытяжные системы. Их производительность должна быть сбалансирована с учетом возможности поступления воздуха в смежные помещения или из смежных помещений.

В помещениях может быть также предусмотрена только вытяжная или только приточная система. В этом случае воздух поступает в данное помещение снаружи или из смежных помещений через специальные проемы или удаляется из данного помещения наружу, или перетекает в смежные помещения. Как приточная, так и вытяжная вентиляция может устраиваться на рабочем месте (местная) или для всего помещения (общеобменная).

Местная вентиляция

Местной вентиляцией называется такая, при которой воздух подают на определенные места (местная приточная вентиляция) и загрязненный воздух удаляют только от мест образования вредных выделений (местная вытяжная вентиляция).

Местная приточная вентиляци

Местная вентиляция требует меньших затрат, чем общеобменная. В производственных помещениях при выделении вредностей (газов, влаги, теплоты и т.д.) обычно применяют смешанную систему вентиляции -общую для устранения вредностей во всем объеме помещения и местную (местные отсосы и приток) для обслуживания рабочих мест.

воздушные души (сосредоточенный приток воздуха с повышенной скоростью). Они должны подавать чистый воздух к постоянным рабочим местам, снижать в их зоне температуру окружающего воздуха и обдувать рабочих, подвергающихся интенсивному тепловому облучению.

К местной приточной вентиляции относятся воздушные оазисы - участки помещений, отгороженные от остального помещения передвижными перегородками высотой 2-2.5 м, в которые нагнетается воздух с пониженной температурой .

Местную приточную вентиляцию применяют также в виде воздушных завес (у ворот, печей и т.д.), которые создают как бы воздушные перегородки или изменяют направление потоков воздуха.

Местная вытяжная вентиляция

Местную вытяжную вентиляцию применяют, когда места выделения вредных веществ и выделений в помещении локализованы и можно не допустить их распространения по всему помещению. Местная вытяжная вентиляция в производственных помещениях обеспечивает улавливание и отвод вредных выделений: газов, дыма, пыли и частично выделяющегося от оборудования тепла. Для удаления вредностей^применяются местные отсосы (укрытия в виде шкафов, зоны, бортовые отсосы, завесы, 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 производительность 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).

Конструкции местных отсосов условно делят на следующие группы:

Полуоткрытые отсосы (вытяжные шкафы, см. рис. 3.3).

Рис.3.3. Полуоткрытые отсосы.

Открытого типа (бортовые отсосы). Отвод вредных выделений достигается лишь при больших объемах отсасываемого воздуха (рис.3.4).

Рис.3.4. Бортовые отсосы.

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.

Система с местными отсосами изображена на рис. 3.5.

Рис.3.5. Местные отсосы.

Основными элементами системы (рис.3.5) являются местные отсосы - укрытия (МО), всасывающая сеть воздуховодов (ВС), вентилятор (В) центробежного или осевого типа, (ВШ) - вытяжная шахта.

При устройстве местной вытяжной вентиляции для улавливаемой пылевыделений удаляемый из цеха воздух, 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 вентиляции, 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 достичь хорошего санитарно-гигиенического эффекта при небольшом объеме удаляемого воздуха.

Однако местные системы вентиляции не могут решить всех задач, стоящих перед вентиляцией. Не все вредные выделения могут быть локализованы этими системами. Например, когда вредные выделения рассредоточены на значительной площади или в объеме, подача воздуха в отдельные помещения не может обеспечить необходимые условия воздушной среды. То же самое, если работа производится на всей площади помещения или ее характер связан с перемещениями и т.д.

Общеобменные вентиляция

Общеобменные системы вентиляции - как приточные, так и вытяжные, предназначены для осуществления вентиляции в помещении в целом или в значительной его части. 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.

Общеобменная приточная вентиляция

Общеобменная приточная вентиляция устраивается для ассимиляции избыточного тепла и влаги, разбавления вредных концентраций паров и газов, не удаленных местной и общеобменной вытяжной вентиляцией, а также для обеспечения расчетных норм и свободного дыхания человека в рабочей зоне.

При отрицательном тепловом балансе, то есть при недостатке тепла, общеобменную приточную вентиляцию устраивают с механическим побуждением и с подогревом всего объема приточного воздуха. Как правило, перед подачей воздух очищают от пыли. При поступлении вредных выделений в воздух цеха количество приточного воздуха должно полностью компенсировать общеобменную и местную вытяжную вентиляцию.

Общеобменная вытяжная вентиляция

Простейшим типом общеобменной вытяжной вентиляции является отдельный вентилятор (обычно осевого типа) с электродвигателем на однойоси (Рис.3.6. а), расположенный в окне или в отверстии стены.

Рис.3.6. Простейшие схемы вытяжной вентиляции: 1- утепленный клапан; 2- вентилятор; 3- лопасти вентилятора; 4-вытяжная шахта; 5- шибер; 6- электродвигатель; 7- вытяжная сеть воздуховодов.

Такая установка удаляет воздух из ближайшей к вентилятору зоны помещения, осуществляя лишь общий воздухообмен. В некоторых случаях установка имеет протяженных вытяжной воздуховод. Если длина вытяжного воздуховода превышает 30-40 м и соответственно потери давления в сети составляют более 30-40 кг/кв.м., то вместо осевого вентилятора устанавливается вентилятор центробежного типа.

Когда вредными выделениями в цехе являются тяжелые газы или пыль и нет тепловыделения от оборудования, вытяжные воздуховоды прокладывают по полу цеха или выполняют в виде подпольных каналов.

В промышленных зданиях, где имеются разнородные вредные выделения (теплота, влага, газы, пары, пыль и т.п.), и их поступление в помещение происходит в различных условиях (сосредоточенно, рассредоточено, на различных уровнях и т.п.), часто невозможно обойтись какой-либо одной системой, например, местной или общеобменной. В таких помещениях для удаления вредных выделений, которые не могут быть локализованы и поступают в воздух помещения, применяют общеобменные вытяжные системы. В определенных случаях в производственных помещениях наряду с механическими системами вентиляции, используют системы с естественным побуждением, например, системы аэрации.

Канальная и бесканальная вентиляция

Системы вентиляции либо имеют разветвленную сеть воздуховодов для перемещения воздуха (канальные системы), либо каналы-воздуховоды могут отсутствовать, например, при установке вентиляторов в стене, в перекрытии, при естественной вентиляции и т.д. (бесканальные системы).

Балтийский государственный технический университет

«Военмех» имени Д. Ф. Устинова.

Кафедра экологии и БЖД.

по дисциплине Безопасность жизнедеятельности

«Механическая вентиляция и классификация её систем».

Выполнил: студент группы Ф-341 Кузовлев Андрей.

Проверил: преподаватель Олейников Алексей Юрьевич.

Санкт – Петербург, 2004 г.

I. Введение с. 2.

II. Основная часть.

1. Общие сведения о вентиляции с. 2.

2. Естественная вентиляция с. 3.

3. Классификация систем механической вентиляции.

3-1. Механическая вентиляция с. 5.

3-2. Классификация вентиляционных систем по назначению с. 6.

3-3. Классификация вентиляционных систем по зоне обслуживания с. 7.

3-4. Классификация вентиляционных систем по конструктивному исполнению с. 11.

III. Заключение с. 11.

IV. Список использованной литературы с. 13.

Введение.

Здоровье и работоспособность человека напрямую зависят от атмосферы, в которой он находится, от условий микроклимата и воздушной помещения, где он проводит своё время. За сутки человек потребляет 3 кг пищи и 15 кг воздуха. Свежесть и чистота, температура и влажность воздуха в помещении обеспечивается системами кондиционирования и вентиляции. Поэтому данные инженерные системы становятся всё более распространёнными. Они всё больше обуславливают комфорт нашей жизни.

Данный реферат я хотел бы посвятить исследованию систем механической вентиляции и их классификации.

Общие сведения о вентиляции.

Вентиляция – совокупность мероприятий и устройств, используемых при организации воздухообмена для обеспечения заданного состояния воздушной среды в помещениях и на рабочих местах в соответствии со СНиП (Строительными нормами).

Система вентиляции – это комплекс архитектурных, конструктивных и специальных инженерных решений, который при правильной эксплуатации обеспечивает необходимый воздухообмен в помещении.

Вентиляционная система – это инженерная конструкция, которая имеет определённое функциональное назначение (приток, вытяжка, местный отсос и т. п.) и является элементом системы вентиляции.

Системы вентиляции создают условия для обеспечения технологического процесса или поддержания в помещении заданных климатических условий для высокопродуктивной работы человека. В первом случае система вентиляции будет называться технологической, а во втором – комфортной.

Технологическая вентиляция обеспечивает в помещении заданный состав воздуха, его температуру, влажность, подвижность в соответствии с требованиями технологического процесса. Особенно высоки эти требования в цехах таких производств, как радиотехническая, электровакуумная, текстильная, химико-фармацевтическая промышленность, хранилища сельскохозяйственной продукции, архивы, помещения, в которых хранятся исторические ценности (музеи, галереи, памятники старины), и др.

К вентиляционным технологическим системам относятся такие, которые обеспечивают пневмотранспорт сыпучих и легковесных материалов (мука, цемент, зерно и т. п.) или удаляют производственную пыль, выделяющуюся от пылящего оборудования (места пересыпки сыпучих материалов, выбивки в литейных цехах, конвейеры сыпучих материалов и т. п.). Эти системы называются аспирационными системами.

Комфортная вентиляция должна обеспечить благоприятные санитарно-гигиенические условия для работающих в этих помещениях людей.

Санитарные условия, или микроклимат, помещения характеризуются температурой внутреннего воздуха, температурой внутренних поверхностей ограждающих конструкций, относительной влажностью воздуха соответствует установленным нормам. Сочетание указанных параметров, обеспечивающее наилучшее самочувствие и наивысшую работоспособность человека, называют комфортными условиями.

Требуемые метеорологические условия в помещениях должны быть обеспечены в рабочей зоне помещения или на рабочих местах. За рабочую зону принимают пространство высотой 2 м. от уровня пола или площадки, на которой находится рабочее место.

Для нормального самочувствия человека необходимо, чтобы был обеспечен постоянный отвод выделяемого им тепла.

Теплоотдачу человека в окружающую среду в большой степени зависит о температуры окружающего воздуха, относительной влажности, т. е. от метеорологических условий, создаваемых системами комфортной вентиляции.

По способу создания давления для перемещения воздуха системы вентиляции разделяют на системы с естественным и искусственным механическим побуждением.

Естественная вентиляция.

В одном кубическом метре воздуха может находиться различное по массе количество воздуха. Это зависит от его температуры. Чем выше температура воздуха, тем он легче и тем меньше его будет в единице объёма, в данном случае в кубическом метре.

В большинстве промышленных цехов воздух имеет более высокую плотность, чем наружный воздух, а значит, меньшую плотность. Разность плотностей внутреннего и наружного воздуха создаёт движение его в помещении (воздухообмен).

Воздухообмен, происходящий под влиянием разности температур, а, следовательно, и разности плотностей внутреннего и наружного воздуха, называется естественной вентиляцией . Обязательное условие естественной вентиляции – наличие гравитационного давления.

Также перемещение воздуха в системах естественной вентиляции происходит:

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

В результате воздействия так называемого ветрового давления.

Аэрацию, то есть перемещение воздуха вследствие разности температур, применяют в цехах со значительными тепловыделениями, в случае, если концентрация пыли и вредных газов в приточном воздухе не превышает 30% предельно допустимой в рабочей зоне. Аэрацию не применяют, если по условиям 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 наружного. Более тяжелый наружный воздух, поступая в здание, вытесняет из него менее плотный теплый воздух.

В системах естественной вентиляции, в которых перемещение воздуха создается за счет разности давлений воздушного столба, минимальный перепад по высоте между уровнем забора воздуха из помещения и его выбросом через дефлектор должен быть не менее 3 м. При этом рекомендуемая длина горизонтальных участков воздуховодов не должна быть более 3 м, 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 атмосферный воздух поступает в помещение, а с заветренной - выходит из него, причем скорость движения воздуха в проемах зависит от скорости ветра, обдувающего здание, и соответственно от величин возникающих разностей давлений.

Системы естественной вентиляции просты и не требуют сложного дорогостоящего оборудования и расхода электрической энергии. Однако зависимость эффективности этих систем от переменных факторов (температуры воздуха, направления и скорости ветра), а также небольшое располагаемое давление не позволяют решать с их помощью все сложные и многообразные задачи в области вентиляции.

Классификация систем механической вентиляции.

Механическая вентиляция.

Естественная вентиляция, зависящая от температуры наружного воздуха и скорости ветра, не всегда может обеспечить нужный воздухообмен. Поэтому там, где необходимо удалить из помещения строго определенное количество воздуха и заменить его таким же по объёму количеством, широко используют механическую вентиляцию.

При механической вентиляции в цех или непосредственно к рабочему месту подают необходимое количество воздуха заранее заданной температуры и влажности, чтобы обеспечить условия для нормального технологического процесса или выполнить требования, предъявляемые санитарными нормами.

Вытяжные системы механической вентиляции удаляют запыленный или загрязнённый газами воздух на любое расстояние от рабочего места или цеха, а также очищают воздух от пыли перед выбрасыванием его в атмосферу. Приточные и вытяжные системы могут быть включены и выключены в любое время, их работу контролирует обслуживающий персонал. В силу этих преимуществ механическая вентиляция находит более широкое применение, чем естественная.

В механических системах вентиляции используются оборудование и приборы (вентиляторы, электродвигатели, воздухонагреватели, пылеуловители, автоматика 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 количестве, 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 естественным побуждением.

Часто используют смешанную вентиляцию, т. е. одновременно естественную и механическую вентиляцию.

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

Классификация вентиляционных систем по назначению.

Вентиляционные системы можно по назначению разделить на приточные и вытяжные. Приточные системы служат для подачи в вентилируемые помещения чистого воздуха взамен загрязнённого. При этом в необходимых случаях приточный воздух может подвергаться обработке, например, очистке, нагреванию и увлажнению.

Система приточной вентиляции состоит из воздухоприёмного устройства, приточной камеры, сети воздуховодов и устройств подачи воздуха в помещение.

Приточная система вентиляции.

1. Устройство забора.

2. Устройство очистки.

3. Система воздуховодов.

4. Вентилятор.

5. Устройство подачи на раб. место.

К устройствам местной приточной вентиляции относятся воздушные души, воздушные завесы и воздушное отопление.

Воздушный душ – устройство в системе местной приточной вентиляции, обеспечивающее подачу сосредоточенного потока воздуха. Подаваемый воздух создаёт в зоне непосредственного воздействия этого потока на человека условия воздушной среды, соответствующие гигиеническим требованиям.

Воздушные и воздушно-тепловые завесы устраивают для того, чтобы холодный воздух в зимнее время не проникал через открытые двери в общественные здания через открытые двери в общественные здания и через ворота в производственные помещения промышленных сооружений. Воздушная завеса – это плоская струя воздуха, которая подаётся с боков ворот или дверей под некоторым углом навстречу наружному холодному воздуху. Для воздушно-тепловой завесы подаваемый вентилятором воздух дополнительно подогревается.

В системах воздушного отопления воздух нагревается в калориферах до определённой температуры, а затем подаётся в помещение. В калориферах воздух нагревается горячей или перегретой водой, паром или горячими газами.

Вытяжная вентиляция служит для удаления из помещения загрязненного или нагретого отработанного воздуха. К вытяжным вентиляционным системам промышленной вентиляции относят системы аспирации или пневматического транспортирования сыпучих материалов, а также отходов производства – пыли, стружек, опилок и пр. Эти материалы перемещают по трубам и каналам потоком воздуха.

Система вытяжной вентиляции.

1. Устройство для удаления воздуха.

2. Вентилятор.

3. Система воздуховодов.

4. Пыле- и газоулавливающие устройства.

5. Фильтры.

6. Устройство для выброса воздуха.

В системах аспирации применяют специальные вентиляторы, очистные устройства, пылеприёмники и другое оборудование. Системы аспирации широко применяют на деревообрабатывающих предприятиях для удаления стружек и опилок от станков, на элеваторах для погрузки зерна в транспортные средства, на цементных заводах при погрузке цемента, в литейных цехах для транспортирования песка и горелой земли.

В общем случае в помещении предусматриваются как приточные, так и вытяжные системы. Их производительность должна быть сбалансирована с учетом возможности поступления воздуха в смежные помещения или из смежных помещений. В помещениях может быть также предусмотрена только вытяжная или только приточная система. В этом случае воздух поступает в данное помещение снаружи или из смежных помещений через специальные проемы или удаляется из данного помещения наружу, или перетекает в смежные помещения.

Классификация вентиляционных систем по зоне обслуживания.

Как приточная, так и вытяжная вентиляция может устраиваться на рабочем месте (местная) или для всего помещения (общеобменная).

Местной вентиляцией называется такая, при которой воздух подают на определенные места (местная приточная вентиляция) и загрязненный воздух удаляют только от мест образования вредных выделений (местная вытяжная вентиляция).

Местная приточная вентиляция.

К местной приточной вентиляции относятся воздушные души (сосредоточенный приток воздуха с повышенной скоростью). Воздушные души подают чистый воздух к постоянным рабочим местам, снижают в их зоне температуру окружающего воздуха и обдувают рабочих, подвергающихся интенсивному тепловому облучению.

Также к местной приточной вентиляции относятся воздушные оазисы - участки помещений, отгороженные от остального помещения передвижными перегородками высотой 2–2,5 м, в которые нагнетается воздух с пониженной температурой.

Местную приточную вентиляцию применяют также в виде воздушных завес , создающие воздушные перегородки или изменяющие направление воздушных потоков.

Местная вентиляция требует меньших затрат, чем общеобменная. В производственных помещениях при выделении вредностей (газов, влаги, теплоты и т. п.) обычно применяют смешанную систему вентиляции - общую для устранения вредностей во всем объеме помещения и местную (местные отсосы и приток) для обслуживания рабочих мест.

Местная вытяжная вентиляция.

Местную вытяжную вентиляцию применяют, когда места выделений вредных веществ, пыли, опилок и т. д. в помещении локализованы, и можно не допустить их распространения по всему помещению.

Местная вытяжная вентиляция в производственных помещениях обеспечивает улавливание и отвод вредных 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, которым они должны удовлетворять:

Место образования вредных выделений по возможности должно быть полностью укрытым.

Конструкции местных отсосов условно делят на три группы:

Полуоткрытые отсосы (вытяжные шкафы, зонты).

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

Основными элементами такой системы являются местные отсосы - укрытия, всасывающая сеть воздуховодов, вентилятор центробежного или осевого типа, вытяжная шахта.

При устройстве местной вытяжной вентиляции для улавливания пылевыделений удаляемый из цеха воздух, 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 высокоэффективны, так как позволяют удалять вредные вещества непосредственно от места их образования или выделения, не позволяя им распространяться по помещению. Благодаря значительной концентрации вредных веществ (паров, газов, пыли), обычно удается достичь хорошего санитарно-гигиенического эффекта при сравнительно небольшом объеме удаляемого воздуха.

Однако местные системы не могут решить всех задач, стоящих перед вентиляцией. Не все вредные выделения могут быть локализованы этими системами. Например, когда вредные выделения, рассредоточены на значительной площади или в объеме; подача воздуха в отдельные зоны помещения не может обеспечить необходимые условия воздушной среды, то же самое, если работа производится на всей площади помещения или ее характер связан с перемещением и т. д.

Общеобменная приточная вентиляция.

Общеобменные системы вентиляции предназначены для осуществления вентиляции в помещении в целом или в значительной его части.

Общеобменная приточная вентиляция устраивается для ассимиляции избыточного тепла и влаги, разбавления вредных концентраций паров и газов, не удаленных местной и общеобменной вытяжной вентиляцией, а также для обеспечения расчетных санитарно-гигиенических норм и свободного дыхания человека в рабочей зоне.

При отрицательном тепловом балансе, т. е. при недостатке тепла, общеобменную приточную вентиляцию устраивают с механическим побуждением и с подогревом всего объема приточного воздуха. Как правило, перед подачей воздух очищают от пыли.

При поступлении вредных выделений в воздух цеха количество приточного воздуха должно полностью компенсировать общеобменную и местную вытяжную вентиляцию.

Общеобменная вытяжная вентиляция.

Простейшим типом общеобменной вытяжной вентиляции является отдельный вентилятор (обычно осевого типа) с электродвигателем на одной оси, расположенный в окне или в отверстии стены. Такая установка удаляет воздух из зоны помещения, ближайшей к вентилятору, осуществляя лишь общий воздухообмен.

Когда вредными выделениями в цехе являются тяжелые газы или пыль и отсутствует тепловыделение от оборудования, вытяжные воздуховоды прокладывают по полу цеха или выполняют в виде подпольных каналов.

В промышленных зданиях, где имеются разнородные вредные выделения (теплота, пыль, газы, пары, влага) и их поступление в помещение происходит в различных условиях (рассредоточено, сосредоточенно, на различных уровнях), часто невозможно обойтись какой-либо одной системой, например, местной или общеобменной.

В таких помещениях для удаления вредных выделений, которые не могут быть локализованы и поступают в воздух помещения, применяют общеобменные вытяжные системы.

В определенных случаях в производственных помещениях, наряду с механическими системами вентиляции, используют системы с естественным побуждением, например, системы аэрации.

Классификация вентиляционных систем по конструктивному исполнению.

Системы вентиляции могут иметь разветвлённую сеть воздуховодов для перемещения воздуха (канальные системы ). Также каналы (воздуховоды) могут отсутствовать, например, при установке вентиляторов в стене, в перекрытии, при естественной вентиляции и т. д. (бесканальные системы ).

Заключение.

Таким образом, любая система вентиляции может быть охарактеризована по указанным выше четырем признакам: по назначению, зоне обслуживания, способу перемешивания воздуха и конструктивному исполнению.

Системы вентиляции включают группы самого разнообразного оборудования:

1. Вентиляторы.

Осевые вентиляторы;

Радиальные вентиляторы;

Диаметральные вентиляторы.

2. Вентиляторные агрегаты.

Канальные;

Крышные.

3. Вентиляционные установки:

Приточные;

Вытяжные;

Приточно-вытяжные.

4. Воздушно-тепловые завесы.

5. Шумоглушители.

6. Воздушные фильтры.

7. Воздухонагреватели:

Электрические;

Водяные.

8. Воздуховоды:

Металлические;

Металлопластиковые;

Неметаллические.

Гибкие и полугибкие;

9. Запорные и регулирующие устройства:

Воздушные клапаны;

Диафрагмы;

Обратные клапаны.

10. Воздухораспределители и регулирующие устройства воздухоудаления:

Решетки;

Щелевые воздухораспределительные устройства;

Плафоны;

Насадки с форсунками;

Перфорированные панели.

11. Тепловая изоляция.

Список использованной литературы.

1. А. Г. Егиазаров, «Устройство и изготовление вентиляционных систем», М., «Высшая школа», 1980 г.

2. М. П. Калинушкин, «Насосы и вентиляторы», М., «Высшая школа», 1987 г.

3. В Ф. Дроздов, «Отопление и вентиляция», М., 1984 г.

4. ГОСТ 12. 1. 005 – 88. «Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиенические требования».

5. СНИП II – 33 – 75. «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха».

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

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.

В системах механической вентиляции движение воздуха осуществляется вентиляторами и в некоторых случаях эжекторами.

3.1 Приточная вентиляция. Установки приточной вентиляции обычно состоят из следующих элементов (рис.4):

Рис. 4. Механическая вентиляция

Воздухозаборного устройства (воздухоприемника) 1 для забора чистого воздуха, устанавливаемого снаружи здания в тех местах, где содержание вредных веществ минимально (или они отсутствуют вообще); воздуховодов 2, по которым воздух подается в помещение; наиболее часто воздуховоды делаются металлическими, реже – бетонными, кирпичными, шлакоалебастровыми и т.п; фильтров 3 для очистки воздуха от пыли; калориферов 4, где воздух нагревается (наибольшее распространение получили калориферы, в которых теплоносителем является горячая вода или пар; используются также и электрокалориферы); вентилятора 5; приточных отверстий или насадков 6, через которые воздух попадает в помещение (воздух может подаваться сосредоточенно или равномерно по помещению); регистрирующих устройств, устанавливаемых в воздухоприемном устройстве и на ответвлениях воздуховодов.

Фильтр, калорифер и вентилятор обычно устанавливают в одном помещении, в так называемой вентиляционной камере. Воздух подается в рабочую зону, причем скорости выхода воздуха ограничены допустимым шумом и подвижностью воздуха на рабочем месте.

3.2. Вытяжная вентиляция. Установки вытяжной вентиляции состоят (рис.4, б) из вытяжных отверстий или насадков 7, через которые воздух удаляется из помещения; вентилятора 5, воздуховодов 2; устройства для очистки воздуха от пыли или газов 8, устанавливаемого в тех случаях, когда выбрасываемый воздух необходимо очищать с целью обеспечения нормативных концентраций вредных веществ в выбрасываемом воздухе и в воздухе населенных мест, устройства для выброса воздуха (вытяжной шахты) 9, которое должно быть расположено на 1 – 1,5 м выше конька крыши.

При работе вытяжной системы чистый воздух поступает в помещение через неплотности в ограждающих конструкциях. В ряде случаев это обстоятельство является серьезным недостатком данной системы вентиляции, так как неорганизованный приток холодного воздуха (сквозняки) может вызвать простудные заболевания.

3.3. Приточно-вытяжная вентиляция. В этой системе воздух подается в помещение приточной вентиляцией, а удаляется вытяжной вентиляцией (рис. 4, а и б), работающими одновременно. Место расположения приточных и вытяжных воздуховодов, отверстий и насадков, количество подаваемого и вытягиваемого воздуха выбирается с учетом требований, предъявляемых к системе вентиляции.

Место для забора свежего воздуха выбирается с учетом направления ветра, с наветренной стороны по отношению к выбросным отверстиям, вдали от мест загрязнений.

Приточно-вытяжная вентиляция с рециркуляцией (рис. 4,в) характерна тем, что воздух, отсасываемый из помещения 10 вытяжной системой, частично повторно подают в это помещение через приточную систему, соединенную с вытяжной системой воздуховодом 11. Регулировка количества свежего, вторичного и выбрасываемого воздуха производится клапанами 12. В результате такой системы вентиляции достигается экономия расходуемой теплоты на нагрев воздуха в холодное время года и на его очистку.

Для рециркуляции разрешается использовать воздух помещений, в которых отсутствуют выделения вредных веществ или выделяющиеся вещества относятся к 4-му классу опасности, причем концентрация этих веществ в подаваемом в помещение воздухе не превышает 0,3 q пдк.

Кроме того, применение рециркуляции не допускается, если в воздухе помещений содержатся болезнетворные бактерии, вирусы, имеются резко выраженные неприятные запахи.

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

Осевой вентилятор (рис. 5,а) представляет собой расположенное в цилиндрическом кожухе лопаточное колесо, при вращении которого поступающий в вентилятор воздух под действием лопаток перемещается в осевом направлении. Это наиболее простая конструкция осевого вентилятора. Широко применяются более сложные вентиляторы, снабженные направляющими и спрямляющими аппаратами. Преимуществами осевых вентиляторов являются простота конструкции, возможность эффективного регулирования производительности в широких пределах посредством поворота лопаток колеса, большая производительность, реверсивность работы. К недостаткам относятся относительно малая величина давления и повышенный шум. Чаще всего применяют эти вентиляторы при малых сопротивлениях вентиляционной сети (примерно до 200 Па), хотя возможно использование этих вентиляторов при больших сопротивлениях (до 1 кПа).

Рис. 5. Вентиляторы

Радиальный (центробежный) вентилятор (рис. 5) состоит из спирального корпуса 1 с размещенными внутри лопаточным колесом 2, при вращении которого воздух, поступающий через входное отверстие 3, попадает в каналы между лопатками колеса и под действием центробежной силы перемещается по этим каналам, собирается в корпусе и выбрасывается через выпускное отверстие 4.

В зависимости от развиваемого давления вентиляторы делят на следующие группы: низкого давления – до 1кПа (рис. 5,в); среднего давления – 1 – 3 кПа; высокого давления - - 12 кПа.

Вентиляторы низкого давления и среднего давления применяют в установках общеобменной и местной вентиляции, кондиционирования воздуха и т.п. Вентиляторы высокого давления используют в основном для технологических целей, например, для дутья в вагранки.

Перемещаемый вентиляторами воздух может содержать самые разнообразные примеси в виде пыли, газов, паров, кислот и щелочей, а также взрывоопасные смеси. Поэтому в зависимости от состава перемещаемого воздуха вентиляторы изготовляют из определенных материалов и различной конструкции:

а) обычного использования для перемещения чистого или малозапыленного воздуха (до 100 мг/м 3) с температурой не выше 80ºС; все части таких вентиляторов изготовляют из обычных сортов стали;

б) антикоррозионного исполнения – для перемещения агрессивных сред (пары кислот, щелочей); в этом случае вентиляторы изготовляют из стойких против этих сред материалов – железохромистой и хромникелевой стали, винипласта и т.д;

в) искрозащитного исполнения – для перемещения взрывоопасных смесей, например, содержащих водород, ацетилен и т.д.; основное требование, предъявляемое к таким вентиляторам, – полное исключение искрения при их работе (вследствие ударов или трения), поэтому колеса, корпуса и входные патрубки вентиляторов изготовляют из алюминия или дюралюминия; участок вала находящийся в потоке взрывоопасной смеси, закрывают алюминиевыми колпаками и втулкой, а в месте прохода вала через кожух устанавливают сальниковое уплотнение;

г) пылевые – для перемещения пыльного воздуха (содержание пыли более 100 мг/м 3); рабочие колеса вентиляторов изготовляют из материалов повышенной прочности, они имеют мало (4–8) лопаток.

По типу привода вентиляторы выпускают с непосредственным соединением с электродвигателем (колесо вентилятора находится на валу электродвигателя или вал колеса соединен с валом электродвигателя при помощи соединительной муфты) и с клиноременной передачей (на валу колеса есть шкив). Радиальные вентиляторы бывают правого и левого вращения. Вентилятор считается правого вращения, когда колесо вращается по часовой стрелке (если смотреть со стороны, противоположной входу).

В зависимости от конкретных условий работы каждой вентиляционной установки выбирают привод вентилятора и направление вращения колеса, которое в любом случае будет правильным, если направлено по ходу разворота спирали кожуха.

В настоящее время промышленность выпускает различные типы осевых (МЦ, ЦЗ–0,4) и радиальных вентиляторов (Ц4 –70, Ц4–76, Ц8–18 и т.д.) для установок вентиляции и кондиционирования воздуха промышленных предприятий.

Вентиляторы изготовляют различных размеров, и каждому из вентиляторов соответствует определенный номер, показывающий величину диаметра рабочего колеса в дециметрах. Например, вентилятор Ц4–70 №6,3 имеет диаметр колеса 6,3 дм, или 630 мм. вентиляторы различных номеров, выполненные по одной и той же аэродинамической схеме, имеют геометрически подобные размеры и составляют одну серию или тип, например, Ц4–70.

Для подбора осевых вентиляторов, как правило, нужно знать требуемую производительность, равную количеству воздуха, определяемую расчетным путем, полное давление. Номер вентилятора и электродвигатель к нему выбирают по справочникам. Для подбора радиальных вентиляторов, кроме производительности и давления, необходимо выбрать их конструктивное исполнение.

Полное давление ρ в, развиваемое вентилятором, расходуется на преодоление сопротивлений во всасывающем и нагнетательном воздуховодах, возникающих при перемещении воздуха:

P в = ∆p вс + ∆p н = ∆p п, (8)

где ∆p вс и ∆p н – потери давления во всасывающем и нагнетательном воздуховодах; ∆p п – суммарные потери давления в вентиляционной сети.

Потери давления складываются из потерь на трение (за счет шероховатости поверхностей воздуховодов) и местные сопротивления (повороты, изменения сечения, фильтры, калориферы и т.д.).

Потери ∆p п (Па) определяют суммированием потерь давления на отдельных расчетных участках сети:

∆p i = ∆p тр i + ∆p мс i = ∆p тр i y l i + (10)

где ∆p тр i и ∆p мс i – соответственно потери давления на трение и на преодоление местных сопротивлений на расчетном i-м участке воздуховода; ∆p тр i y –потери давления на трение на 1 м длины; l i –длина расчетного участка воздуховода, м; -сумма коэффициентов местных сопротивлений на расчетном участке; -скорость воздуха в воздуховоде, м/с; ρ –плотность воздуха, кг/м 3 .

Величины ∆p тр i y и ζ приводятся в справочниках. Порядок расчета вентиляционной сети следующий.

1. Выбирают конфигурацию сети в зависимости от размещения помещений, установок, оборудования, которые должна обслуживать вентиляционная система.

2. Зная требуемое количество воздуха на отдельных участках воздуховодов, определяют поперечные размеры с учетом допустимых скоростей движения воздуха (3 – м/с).

3. По формуле рассчитывают сопротивление сети, причем за расчетную принимают наиболее протяженную магистраль.

4. По каталогам выбирают вентилятор и электродвигатель.

5. Если сопротивление сети оказалось слишком большим, размеры воздуховодов увеличивают и производят пересчет сети. Зная, какую производительность и полное давление должен развивать вентилятор, производят выбор вентилятора по его аэродинамической характеристике.

Такая характеристика вентилятора графически выражает связь между основными параметрами – производительностью, давлением, мощностью и КПД при определенных частотах вращения n (рад/с или об/мин).

При выборе типа и номера вентилятора необходимо руководствоваться тем, что вентилятор должен иметь наиболее высокий КПД, относительно небольшую скорость вращения (u = πDn/60), а также чтобы частота вращения колеса позволяла осуществить соединение с электродвигателем на одном валу.

Рис. 6 Эжектор

Принцип действия эжектора заключается в следующем. Воздух, нагнетаемый расположенным вне вентилируемого помещения компрессором или вентилятором высокого давления, 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 эжектруемого воздуха. Диффузор 6 служит для преобразования динамического давления в статическое. Недостатком эжектора является низкий КПД, не превышающий 0,25.

В системах механической вентиляции движение воздуха осуществляется вентиляторами и в некоторых случаях — эжекторами.

Приточная вентиляция. Установки приточной вентиляции обычно состоят из следующих элементов (рис. 6, а): воздухозаборного устройства (воздухоприемника) 1 для забора чистого воздуха; они устанавливаются снаружи здания в тех местах, где содержание вредностей минимально (или отсутствуют вообще); воздуховодов 2, по которым воздух подается в помещение; наиболее часто воздуховоды делают металлическими, реже — бетонными, кирпичными, шлакоалебастровыми и т. п.; фильтров 3 для очистки воздуха от пыли; калориферов 4, в которых холодный наружный воздух нагревается (наибольшее распространение получили калориферы, в которых теплоносителем является горячая вода или пар; используются также и электрокалориферы); центробежного вентилятора 5; приточных отверстий или насадков 6, через которые воздух подается в помещение (воздух может подаваться сосредоточенно или равномерно по помещению); регулирующих устройств (дроссель-клапанов или задвижек), устанавливаемых в воздухоприемном устройстве и на ответвлениях воздуховодов.

Фильтр, калориферы и вентилятор обычно устанавливают в одном помещении — так называемой вентиляционной камере. Воздух подается в рабочую зону на уровне дыхания (до 2 м), причем скорости выхода воздуха ограничены допустимым шумом и подвижностью воздуха на рабочем месте.

Установки вытяжной вентиляции (рис. 6, б) состоят из вытяжных отверстий или насадков 7, через которые воздух удаляется из помещения; центробежного вентилятора 5; воздуховодов 2; устройства для очистки воздуха от пыли или газов 8, устанавливаемого в тех случаях, когда выбрасываемый воздух необходимо очищать с целью обеспечения нормативных концентраций в атмосферном воздухе населенных мест и в приточном воздухе, подаваемом в производственные здания; устройства для выброса воздуха 9, которое должно быть расположено на 1—1,5 м выше конька крыши.

Рис. 6. Механическая вентиляция:

а — приточная; б — вытяжная; в — приточно-вытяжная с рециркуляцией

Приточно-вытяжная вентиляция. В этой системе воздух подается в помещение приточной вентиляцией, а удаляется — вытяжной вентиляцией (рис. 6, а и б), работающими одновременно.

Место расположения приточных и вытяжных воздуховодов, отверстий и насадков, а также количество подаваемого и вытягиваемого воздуха выбирается с учетом требований, предъявляемых к системе вентиляции.

Место для забора свежего воздуха выбирается с учетом направления ветра, с наветренной стороны по отношению к выбросным отверстиям и не ближе 8 м от них, вдали от мест загрязнений.

Приточно-вытяжная система вентиляции с рециркуляцией (рис. 6, в) характерна тем, что воздух, отсасываемый из помещения 10 вытяжной системой, частично или полностью вторично подается в это помещение через приточную систему, соединенную с вытяжной системой воздуховодом 11. Регулировка количества свежего, вторичного и выбрасываемого воздуха производится клапанами 12. В результате использования такой системы вентиляции достигается экономия по расходуемому теплу на нагрев воздуха в холодное время года и на его очистку.

Вентиляторы — это воздуходувные машины, служащие для перемещения воздуха при потерях давления в вентиляционной сети не более 1500 кгс/м2.

По принципу работы вентиляторы различают осевые, центробежные и диаметральные.

Осевой вентилятор (рис. 7, а) представляет собой расположенное в цилиндрическом кожухе лопаточное колесо, при вращении которого поступающий в вентилятор воздух под действием лопаток перемещается в осевом направлении. Это наиболее простая конструкция осевого вентилятора, состоящего только из лопаточного колеса и кожуха. Широко применяются более сложные вентиляторы, снабженные направляющими и спрямляющими аппаратами. Достоинствами осевых вентиляторов являются простота конструкции, возможность экономичного регулирования производительности в широких пределах посредством поворота лопаток колеса, большая производительность. К их недостаткам относятся относительно малая величина давления и повышенный шум.

Центробежный вентилятор (рис. 7, б) состоит из спирального корпуса 1 с размещенным внутри лопаточным колесом 2, при вращении которого воздух, поступающий через входное отверстие попадает в каналы между лопатками колеса и под действием центробежной силы перемещается по этим каналам, собирается корпусом и выбрасывается через выпускное отверстие 4.

В зависимости от развиваемого давления центробежные вентиляторы делятся на следующие группы: а) низкого давления — до 100 кгс/м2; б) среднего давления — от 100 до 300 кгс/м2; в) высокого давления — от 300 до 1200 кгс/м2.

Вентиляторы низкого и среднего давления применяют в установках общеобменной и местной вентиляции, кондиционирования воздуха и т. п. Вентиляторы высокого давления используют в основном для технологических целей, например для дутья в вагранки.

Рис. 7. Вентиляторы: а — осевой; б — центробежный; в — центробежный низкого давления, г — диаметральный

а) обычного исполнения — для перемещения чистого или мало-запыленного воздуха (до 150 мг/м3 с температурой не выше 150° С); все части таких вентиляторов изготовляют из обычных сортов стали;

б) антикоррозионного исполнения — для перемещения агрессивных сред (пары кислот, щелочей); в этом случае вентиляторы изготовляют из стойких против этих сред материалов — железохромистой и хромоникелевой стали, винипласта и т. д.;

в) взрывобезопасного исполнения — для перемещения взрывоопасных смесей, например, содержащих водород, ацетилен и т. д.; основное требование, предъявляемое к таким вентиляторам, — это полное исключение искрения при их работе (вследствие ударов или трения), поэтому колеса, корпуса и входные патрубки таких вентиляторов изготовляют из алюминия или дюралюминия; участок вала, находящийся в потоке взрывоопасной смеси, закрывается алюминиевыми колпаками п втулкой, а в месте прохода вала через кожух ставится сальниковое уплотнение;

г) пылевые — для перемещения пыльного воздуха (содержание пыли более 150 мг/м3); рабочие колеса этих вентиляторов изготовляются из материалов повышенной прочности.

По типу привода вентиляторы изготовляют с непосредственным соединением с электродвигателем (колесо вентилятора находится на валу электродвигателя или вал колеса соединен с валом электродвигателя при помощи соединительной муфты) и с клиноременной передачей (на валу колеса есть шкив).

Центробежные вентиляторы бывают правого и левого вращения. Вентилятор считается правого вращения, когда колесо вращается по часовой стрелке (если смотреть со стороны, противоположной входу).

В зависимости от конкретных условий каждой вентиляционной установки выбирается привод вентилятора и направление вращения колеса, которое в любом случае будет правильным, если направлено по ходу разворота спирали кожуха.

В настоящее время отечественной промышленностью выпускаются различные типы осевых (МЦ, ЦЗ- 0,4, К-06) и центробежных вентиляторов (Ц4-70, Ц4-76, Ц9-55 и т. д.) для установок вентиляции и кондиционирования воздуха промышленных предприятий.