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

Приточная система механической вентиляции служит для подачи в помещение свежего, соответствующим образом обработанного воздуха.

Наружный воздух должен забираться из незагрязненных и проветриваемых мест. Для забора наружного воздуха устраивают специальные воздухозаборные устройства. Отверстия в воздухозаборных устройствах, через которые забирается наружный воздух, закрыты специальными решетками, защищающими их от снега, дождя и мусора.

Наружный воздух до подачи в помещение подвергают предварительной обработке: в холодное время года его следует, как правило, подогревать, а в летнее - иногда охлаждать. Во многих случаях наружный воздух приходится увлажнять, а до подачи в помещение нередко необходимо очищать от пыли.

Обработка приточного воздуха производится в приточных камерах (рис. 8). На рисунке показана схема простейшей приточной камеры для нагревания воздуха.

Рис. 8. Простейшая приточная камера

В камеру воздух поступает в воздухозаборную шахту 1 через отверстие, закрытое жалюзийной решеткой 2. Количество забираемого наружного воздуха регулируется клапаном 3. Далее воздух поступает в калориферы 4, где он нагревается. Температура приточного воздуха регулируется путем смешения нагретого воздуха с частью наружного ненагретого воздуха, поступающего через обводной клапан 5 в помещение 6, минуя калориферы. Через этот же обводной клапан поступает воздух в летнее время, когда калориферы выключаются.

Обработанный воздух из приточной камеры засасывается вентилятором 7 и нагнетается им в сеть воздуховодов 8, из которых воздух выпускается в помещение в соответствующих местах и в требуемом количестве через специальные устройства.

Кроме приведенной общеобменной приточной системы вентиляции устраиваются также местные системы приточной вентиляции в виде воздушных душей, воздушных завес и воздушных оазисов.

Воздушное душирование представляет собой сосредоточенный поток воздуха, направляемый на человека, работающего в условиях повышенной температуры или с большой физической нагрузкой, при облучении от источников тепла, например горячих поверхностей промышленных печей, раскаленного металла и т. д., повышенной запыленности и загрязненности газами воздуха помещения.

Охлаждающее действие воздушного душирования основано на разности температур воздуха душа и тела человека, а также повышенной скорости обтекания тела воздушным потоком.

При помощи воздушного душирования можно в пространстве, ограниченном зоной действия воздушного потока, изменять скорость движения воздуха, его температуру, влажность и концентрации находящихся в нем газов, паров и пыли.

Установки для воздушного душирования имеют различные конструкции.

Основными из них являются: установки, в которых воздух подается вентилятором по сети воздуховодов и выпускается в определенном месте из нескольких патрубков (рис. 9); агрегаты, в которых сосредоточенный воздушный поток подается на рабочее место; передвижные агрегаты воздушного душирования, которые можно располагать на нужном расстоянии от рабочего места; веерные установки, обслуживающие рабочие места и приводящие в движение внутренний воздух цеха.

Рис. 9. Воздушный душ на заливочной площадке чугунолитейного цеха

Выбор того или иного воздушного душа зависит от условий производства.

Примерами веерных установок могут служить воздухоохлаждающие агрегаты Свердловского института охраны труда ВЦСПС (СИОТ-3, СИОТ-5 и СИОТ-6).

Агрегат СИОТ-3 (рис. 10) является переносным веерным агрегатом, предназначенным для душирования рабочих мест у нагревательных "печей, для охлаждения рабочих мест у турбин, в сушильных отделениях и т. д. Он состоит из осевого вентилятора с колесом диаметром 700 мм и электродвигателя, соединенных на одной оси. Агрегат установлен на передвижной тележке.

Рис. 10. Переносный веерный агрегат для воздушного душа:
1 - осевой вентилятор; 2 - электродвигатель; 3 - лопатки; 4 - обтекатель; 5 - стойка; 6 - ролики; 7 - обечайка; 8 - сетка; 9 - фильтр; 10 - кран; 11 - трубка; 12 - форсунки

К потоку воздуха подмешивается распыленная /вода, которая служит для охлаждения его. Детали устройства агрегата, указаны на рисунке.

Агрегат СИОТ-5 является переносным и состоит из осевого вентилятора с колесом диаметром 500 мм. Он предназначен для душирования рабочих мест крановщиков, постов управления механизмами и электрооборудования в горячих цехах и т. д.

Агрегат СИОТ-6 поворотный, состоит из осевого вентилятора с колесом диаметром 1 000 мм. Он применим для воздушного душирования рабочих площадок мартеновских, шахтных, плавильных, садочных печей и т. д.

Воздушные завесы . В холодное время года через открывающиеся ворота в цехи, в тамбуры и шлюзы входных дверей общественных зданий с большим потоком людей, во входные двери театров проникает большое количество холодного воздуха, который стелется по полу, охлаждая нижнюю зону помещения.

Для борьбы с этим явлением устраиваются вентиляционные установки, называемые воздушными завесами.

При устройстве воздушной завесы забирают теплый воздух из верхней зоны помещения или специально подогревают наружный воздух и направляют его под углом навстречу воздуху, стремящемуся ворваться в помещение при открывании ворот или дверей.

Воздух подается в виде плоской струи во всю ширину или высоту ворот из каналов, расположенных снизу или сбоку ворот.

При достаточном объеме и требуемой скорости выпускаемого воздуха можно прекратить или значительно уменьшить количество поступающего в цех через ворота холодного воздуха.

На рис. 11 показана схема работы воздушной завесы в воротах цеха

Воздушные оазисы . Воздушный оазис представляет собой вентилируемую, ограниченную перегородками часть площади производственного помещения.

В эту часть помещения по воздуховодам поступает чистый воздух с более низкой температурой, чем в остальном помещении. В результате этого в воздушном оазисе более благоприятная воздушная среда, чем во всем помещении.

Вентиляцией называется 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).

Системы вентиляции обеспечивают поддержание допустимых метеорологических параметров в помещениях различного назначения.

При всем многообразии систем вентиляции, обусловленном назначением помещений, характером технологического процесса, видом вредных выделений и т. п., их можно классифицировать по следующим характерным признакам:

1. По способу создания давления для перемещения воздуха: с естественным и искусственным (механическим) побуждением.
2. По назначению: приточные и вытяжные.
3. По зоне обслуживания: местные и общеобменные.
4. По конструктивному исполнению: канальные и бесканальные.

Естественная вентиляция.

Перемещение воздуха в системах естественной вентиляции происходит:

• вследствие разности температур наружного (атмосферного) воздуха и воздуха в помещении, так называемой аэрации;
• 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 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 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.

При этом в замкнутом пространстве помещения возникает циркуляция воздуха, вызываемая источником тепла, подобная той, которую вызывает вентилятор.

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.

Механическая вентиляция.

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.

Следует отметить, что в практике часто предусматривают так называемую смешанную вентиляцию, т. е. 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 вентиляция.

К местной приточной вентиляции относятся 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 пр.), которые создают как бы воздушные перегородки или изменяют направление потоков воздуха. 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 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 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 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 три группы:
• Полуоткрытые отсосы (вытяжные шкафы, зонты, см. рис. 1). Объемы воздуха определяются расчетом.
• Открытого типа (бортовые отсосы). Отвод вредных выделений достигается лишь при больших объемах отсасываемого воздуха (рис. 2).

Система с местными отсосами изображена на рис. 3.

Основными элементами такой системы являются местные отсосы - укрытия (МО), всасывающая сеть воздуховодов (ВС), вентилятор (В) центробежного или осевого типа, ВШ - 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, 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 не могут решить всех задач, стоящих перед вентиляцией. Не все вредные выделения могут быть локализованы этими системами. Например, когда вредные выделения, рассредоточенны на значительной площади или в объеме; подача воздуха в отдельные зоны помещения не может обеспечить необходимые условия воздушной среды, тоже самое если работа производится на всей площади помещения или ее характер связан с перемещением и т. д.

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 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 (рис. 4), расположенный в окне или в отверстии стены. Такая установка удаляет воздух из ближайшей к вентилятору зоны помещения, осуществляя лишь общий воздухообмен.

В некоторых случаях установка имеет протяженный вытяжной воздуховод. Если длина вытяжного воздуховода превышает 30–40 м и соответственно потери давления в сети составляют более 30–40 кг/м2, то вместо осевого вентилятора устанавливается вентилятор центробежного типа.

Когда вредными выделениями в цехе являются тяжелые газы или пыль и нет тепловыделений 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, рассредоточенно, 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 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).

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 влючают группы сомого 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 устройтва;
• плафоны;
• насадки с форсунками;
• перфорированные панели.

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)

Классификация фильтров общего назначения приведена в табл. 2.

Таблица 2

Классификация фильтров общего назначения по эффективности улавливаемых частиц

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.

Большая энциклопедия техники Коллектив авторов

Воздушный оазис (аэрация)

Воздушный оазис (аэрация)

Воздушный оазис (аэрация) представляет собой организованный естественный воздухообмен в помещениях, осуществляемый за счет разности плотностей наружного и внутреннего воздуха и воздействия ветра на наружные ограждения здания с целью создания в помещении необходимого микроклимата. Аэрация широко применяется в промышленных цехах (кузнечных, литейных, прокатных и т. п.) со значительными избытками тепла.

Для расчета воздушного оазиса необходимо учитывать размеры здания, перепады давления воздуха, размеры проемов, температуру в рабочей зоне, расположение источников тепла, температуру воздуха, выходящего через проемы здания, наружную температуру воздуха и т. д.

Устройства для обеспечения воздушного оазиса:

1) приточные фрамуги;

2) дефлекторы;

3) незадуваемые фонари;

4) вытяжные шахты.

Известно несколько конструкций приточных фрамуг:

1) одинарные верхнеподвесные фрамуги с поворотом на верхней оси не более чем на 45°. Используются, как правило, для притока и вытяжки воздуха;

2) одинарные среднеподвесные фрамуги с поворотом на средней оси на угол не более 90°;

3) верхнеподвесные фрамуги, выполненные с двойными рамами, установленные в цехах; в теплое время года направляют горячий наружный воздух вниз, к полу, где он охлаждается;

4) фрамуги, укрепленные на нижней оси, открывают в холодное время года на угол не более 30° для того, чтобы холодный воздух, поступивший в здание, нагревался, двигаясь вверх, и теплым спускался вниз, в помещение;

5) фрамуги, установленные на расстоянии двух метров от пола, открыв, закрепляют для проветривания рейкой.

Воздух удаляется из зданий, как правило, через фрамуги, вращающиеся на верхней оси.

Дефлектор – часть вытяжного устройства в виде насадки на вытяжную трубу для усиления тяги и устранения задувания ветра в вытяжные каналы.

В настоящее время наиболее часто используются дефлекторы системы В. И. Ханжонкова – ЦАГИ. Конструкция дефлектора ЦАГИ предусматривает наличие патрубка с диффузором конической формы, щитка для предохранения от задувания ветра, зонта и цилиндра, которые служат для защиты вытяжного отверстия, к которому крепится дефлектор, от попаданий атмосферных осадков.

Достоинства: независимость работы дефлектора от изменения направления ветра и обеспечение надежной защиты вытяжной шахты от осадков.

Незадуваемый фонарь – устройство, в котором возникает разрежение между стенками фонаря и щитами защиты от ветра, благодаря чему производится вытяжка воздуха из помещения.

Вытяжные шахты – устройства, устанавливаемые в перекрытиях промышленных зданий, работа которых обусловлена естественным давлением, возникающим из-за разности температур внутри шахты и снаружи здания.