Оптимизация состояния производственной среды

4.3.1. Вентиляция производственных помещений

Вентиляция - это комплекс взаимосвязанных процессов, предназначенных для создания организованного воздухообмена, т.е. удаления из производ-ственного помещения загрязненного или перегретого (охлажденного) воздуха и подачи вместо него чистого и охлажденного (нагретого) воздуха, что позволяет соз­дать в рабочей зоне благоприятные условия воздушной среды.

Системы промышленной вентиляции делятся на механиче­скую (см. рис.4.5) и естественную. Возможно сочетание этих двух видов вентиляции (смешанная вентиляция) в различных ва­риантах.

В первом случае воздухообмен осуществляется с помощью специальных побудителей движения - вентиляторов, во втором - за счет разности удельных весов воздуха снаружи и внутри про­изводственного помещения, а также за счет ветрового подпора (давления от ветровых нагрузок). По месту действия различают общеобменную систему вентиляции, осуществляющую воздухо­обмен в масштабах всего производственного помещения, и мест­ную, при которой воздухообмен организуется в масштабах лишь рабочей зоны. Специфической характеристикой общеобменных систем вентиляции является кратность воздухообмена:

K = V / V _ПОM ,

где V - объем вентиляционного воздуха, м³/час; V_ПОM - объем по­мещения, м³.

Общеобменные системы могут быть приточными (организу­ется только приток, а вытяжка происходит естественным путем из-за повышения давления в помещении), вытяжными (организу­ется только вытяжка, а приток происходит путем подсоса воздуха извне из-за его разряженности в помещении) и приточно-вытяжными (организуется как приток, так и вытяжка). Приточно-вытяжная естественная вентиляция называется аэрацией. Мест­ные системы могут быть вытяжными и приточными.

Основные требования к системам вентиляции:

• соответствие количества приточного воздуха количеству удаляемого. Следует иметь в виду, что в случае расположения рядом двух участков, на одном из которых есть вредные выделения, на этом участке создают небольшое разрежение, для чего удаляют воздуха больше, чем подают, а на участке, где нет вредных выделений, - наоборот. Повышение давления на «чистом» участке по отношению к смежному исключает проникновение в него вредных паров, газов и пылей;

• приточные и вытяжные системы вентиляции должны быть правильно размещены. Удаление воздуха производится из зо­ны с наибольшим загрязнением, подача - в зоны с наименьшим загрязнением. Высота распо-ложения воздухоприемных и воздухораспределительных устройств опре-деляется соотношением плотности воздуха в помещении и плотности вещест­ва, его загрязняющего. При тяжелых загрязнениях воздух удаляется из нижней части помещения, при легких - из верхней.

Системы вентиляции должны обеспечить требуемую чистоту воздуха и микроклимат в рабочей зоне, быть электро-, пожаро- и взрывобезопасны, просты по устройству, надежны в эксплуата­ции и эффективны, а также не должны являться источником шу­ма и вибрации.

Рис. 4.5. Механическая вентиляция: а - приточная; б - вытяжная; в - приточно-вытяжная с рециркуляцией

Установки приточной системы вентиляции (рис. 4.5а) состоят из воздухо-заборного устройства (1), воздуховодов (2), фильтров (3) для очистки забира-емого воздуха от примесей, калорифера (4), центробежного вентилятора (5) и приточных устройств (6) (отверстия в воздуховодах, приточные насадки и т.п.).

Установки вытяжной системы вентиляции (рис. 4.5 б) состоят из вытяжных устройств (7) (отверстия в воздуховодах, вытяжные на­садки), вентилятора (5), воздуховодов (2), устройства для очистки воздуха от пыли и газов (8) и устройств для выброса воздуха (9).

Установки приточно-вытяжной системы вентиляции (рис. 4.5в) представ-ляют собой замкнутые системы воздухообмена. Воздух, отсасываемый из помещения (10) вытяжной вентиляци­ей, частично или полностью вторично подается в это помещение через приточную систему, соединенную с вытяжной системой воздуховодом (11). При изменении качественного состава воздух в замкнутой системе подается или выбрасывается с помощью клапанов (12).

В производственных цехах промышленных предприятий наи­более распрос-транены общеобменные системы приточно-вытяжной вентиляции, предназна-ченные для удаления из помещений вредных паров, газов, пыли, избыточной влажности или доведения концентраций указанных вредных веществ до пре­дельно допустимых норм.

В производственные помещения могут поступать одновре­менно несколько вредных веществ. В этом случае воздухообмен рассчитывают по каждому из них. Если выделяющиеся вещества действуют на организм человека однонаправлено, то рассчитан­ные объемы воздуха суммируют.

Рассчитанный объем воздуха следует подавать подогретым в рабочую зону помещения, а загрязненный воздух - удалять от мест выделения вредностей из верхней зоны помещения.

Объем воздуха (м³/ч), который требуется для удаления из по­мещения углекислоты, определяют по формуле:

L = G / (x₂ - x₁),

где G - количество углекислоты, выделяющейся в помещении, г/ч или л/ч; x₁ - концентрация углекислоты в наружном воздухе; х₂ -концентрация углекислоты в воздухе рабочей зоны, г/м³ или л/м³.

Объем воздуха (м³/ч), который требуется для удаления из помеще­ния вредных паров, газов и пыли, определяют по формуле:

L = G / (c₂ – c₁),

где G - количество газов, паров и пыли, выделяющихся в поме­щении, м/ч; с₂ - предельно допустимая концентрация газа, паров или пыли в воздухе рабочей зоны, мг/м³; c₁ - концентрация ука­занных вредностей в наружном (приточном) воздухе, мг/м³.

Объем воздуха (м³/ч), который требуется для удаления из по­мещения влагоизбытков, определяют по формуле:

L = G / ρ · (d₁ – d₂),

где G - количество влаги, испаряющейся в помещении, г/ч; ρ - плотность воздуха в помещении, кг/м³; d₂- влагосодержание воз­духа, удаляемого из помещения, г/кг сухого воздуха; d₁ - влаго­содержание приточного воздуха, г/кг сухого воздуха.

Объем воздуха (м³/ч), который требуется для удаления из по­мещения избыточной теплоты, определяют по формуле:

L = Q_изб / C ρ(t_выт – t_прит),

где Q_изб - количество избыточной теплоты, поступающей в по­мещение, Вт; С - удельная теплоемкость воздуха, Дж/(кгК); ρ -плотность воздуха в помещении, кг/ м³; t_выт - температура возду­ха в вытяжной системе, °С; t_npum - температура приточного возду­ха, °С.

Практическое применение приведенных в соответствии со СНиП 2-04.05-86 расчетов проиллюстрируем на конкретных при­мерах.

Пример1. В помещении для кратковременного пребывания людей собралось Н - 50 человек. Объем помещения V = 1000 м³. Определить, через какое время после начала собрания необхо­димо включить приточно-вытяжную вентиляцию, если выде­ляемое одним человеком количество СО₂ q = 23 л/ч в наружном воздухе х = 0,6 л/м³.

Решение:

t = ,

где G количество СО₂, выделяемое людьми,

G = N • q = 50•23 = 1150 л/ч,

t = 1,21 ч = 73 мин

Пример 2. Определить необходимый воздухообмен по из­быткам тепла в сборочном цехе для теплого периода года. Общая мощность оборудования в цехе Н_обор = 120 кВт. Коли­чество работающих - 40 человек. Объем помещения 2000 м³. Температура приточного воздуха t_пpит = +22,3 °С, влажность j = 84%. Тепло солнечной радиации составляет 9 кВт. (Q_cp). Удельная теплоемкость сухого воздуха С = 0,237 Вт/кгК; плотность приточного воздуха ρ = 1,13 кг/м³; температура вы­тяжного воздуха t_выт= 25,3^ºC. Принять количество тепла, вы­деляемого одним человеком, 0,116 кВТ; от оборудования 0,2 на 1 кВт мощности

Решение:

1. Необходимый воздухообмен, м³/ч,

L = Q_изб / C ρ(t_выт – t_прит)=( )

2. Количество тепла от людей, кВТ,

= 0,116×40 = 4,64

3. Количество тепла от оборудования, кВТ,

= 120 × 0,2 = 24

4. Необходимый воздухообмен, м³/ч,

L =

4.3.2. Кондиционирование воздуха

С помощью кондиционирования воздуха в закрытых по­мещениях и сооружениях можно поддерживать необходимую температуру, влажность, газовый и ионный состав, наличие запахов воздушной среды, а также скорость движения возду­ха. Обычно в общественных и производственных зданиях тре-буется поддерживать лишь часть указанных параметров воздушной среды. Система кондиционирования воздуха включает в себя комплекс технических средств, осуществ­ляющих требуемую обработку воздуха (фильтрацию, подо-грев, охлаждение, осушку и увлажнение), транспортирование его и распре-деление в обслуживаемых помещениях, устрой­ства для глушения шума, вызываемого работой оборудова­ния, источники тепло- и хладоснабжения, средства автомати­ческого регулирования, контроля и управления, а также вспомогательное оборудование. Устройство, в котором осу­ществляется требу-емая тепловлажностная обработка воздуха и его очистка, называется установ-кой кондиционирования воздуха, или кондиционером.

Кондиционирование воздуха обеспечивает в помещении не­обходимый микроклимат для нормального протекания техноло­гического процесса или соз-дания условий комфорта.

4.3.3. Отопление

Отопление предусматривает поддержание во всех производ­ственных зданиях и сооружениях (включая кабины крановщиков, помещения пультов управления и другие изолированные поме­щения, постоянные рабочие места и рабочую зону во время про­ведения основных и ремонтно-вспомогательных работ) темпера­туры, соответствующей установленным нормам.

Система отопления должна компенсировать потери тепла че­рез строи-тельные ограждения, а также обеспечивать нагрев про­никающего в помещение холодного воздуха при ввозе и вывозе, сырья, материалов и заготовок, а также самих этих материалов.

Отопление устраивается в тех случаях, когда потери тепла превышают тепловыделения в помещении. В зависимости от теп­лоносителя системы отопления разделяются на водяные, паро­вые, воздушные и комбинированные.

Системы водяного отопления наиболее приемлемы в санитар­но-гигие-ническом отношении и подразделяются на системы с на­гревом воды до 100°С и выше 100°С (перегретая вода).

Вода в систему отопления подается либо от собственной ко­тельной пред-приятия, либо от районной или городской котельной или ТЭЦ.

Система парового отопления целесообразна на предприятиях, где пар используется для технологического процесса. Нагрева­тельные приборы паро-вого отопления имеют высокую темпера­туру, которая вызывает подгорание пыли. В качестве нагрева­тельных приборов применяют радиаторы, ребристые трубы и регистры из гладких труб.

В производственных помещениях со значительным выделени­ем тепла устанавливаются приборы с гладкими поверхностями, допускающими их лег-кую очистку. Ребристые батареи в таких помещениях не применяют, так как осевшая пыль вследствие на­грева будет пригорать, издавая запах гари. Пыль при высоком на­греве может быть опасна из-за возможности воспламенения. Температура теплоносителя при отоплении местными нагрева­тельными прибо-рами не должна превышать: для горячей воды -150°С, водяного пара - 130°С.

Воздушная система отопления, характерна тем, что подавае­мый в поме-щение воздух предварительно нагревается в калори­ферах (водяных, паровых или электрокалориферах).

В зависимости от расположения и устройства системы воз­душного отоп-ления бывают центральными и местными.

В центральных системах, которые часто совмещаются с приточными вентиляционными системами, нагретый воз-дух подается по сис­теме воздуховодов.

Местная система воздушного отопления представляет собой устройство, в котором воздухонагреватель и вентилятор совме­щены в одном агрегате, уста-навливаемом в отапливаемом поме­щении.

Теплоноситель может быть получен от системы центрального водяного или парового отопления. Возможно применение элек­трического автономного нагре-ва.

В административно-бытовых помещениях часто применяется панельное отопление, которое работает в результате отдачи тепла от строительных конструкций, в которых проложены трубы с циркулирующим в них теплоно-сителем.

Дата добавления: 2014-01-07