Общеобменная механическая вентиляция

Воздухообмен в помещениях должен быть организован так, чтобы заданные условия воздушной среды достигались при минимальном расходе воздуха. Для этого необходимо учитывать закономерности взаимодействия приточных, вытяжных и конвективных струй в помещении, так как они определяют характер движения воздуха в нем, формируют поля температур и поля концентрации вредных веществ.

Механическая вентиляция имеет ряд преимуществ перед естественной - приточный воздух можно подвергать необходимой обработке (очищать, подогревать или охлаждать, увлажнять или подсушивать и т.д.), а удаляемый - очищать от загрязнений и отводить в окружающую атмосферу чистым. Кроме того, количество удаляемого или подаваемого воздуха можно изменять в любых пределах в зависимости от характера технологического процесса и наружных климатических условий.

Различают четыре основные схемы организации воздухообмена при общеобменной вентиляции: сверху вниз, сверху вверх, снизу вверх, снизу вниз. Кроме того, возможны различные комбинации из этих схем.

Схема сверху вниз (Рисунок 3 а) обеспечивает подачу воздуха сверху и вытяжку внизу (от пола) помещения. В схеме сверху вверх (Рисунок 3 б) воздух подается и удаляется в верхней зоне. Обе схемы целесообразно применять в случае, если приточный воздух в холодный период года имеет температуру ниже температуры помещения, т.е. при наличии теплоизбытков. При этом приточный воздух проходит по всей высоте помещения, поглощает тепло и поступает в рабочую зону нагретым. Это позволяет принимать разность температур приточного и внутреннего воздуха Dt = 5-10 оС. Перемешивание приточного и внутреннего воздуха создает в рабочей зоне слабые вторичные потоки, благоприятные для самочувствия работающих.

Схема снизу вверх (Рисунок 3 в) предусматривает подачу воздуха в нижнюю зону, а удаление - из верхней, схема снизу вниз (Рисунок 3 г) - подачу и удаление в нижней части помещения. Эти две схемы рекомендуется использовать тогда, когда температура приточного воздуха в холодный период года выше температуры внутреннего воздуха (например при использовании воздушного отопления).

Рисунок 3. Схемы подачи воздуха

Если в производственном помещении выделяются пары или газы с плотностью, превышающей плотность воздуха (например, пары кислот, бензина, керосина, толуола и т.д.), то общеобменная вентиляция должна обеспечивать удаление 60% воздуха из нижней зоны помещения и 40% - из верхней. Если плотность газов меньше плотности воздуха, удалять загрязненный воздух следует из верхней зоны помещения, а подавать - непосредственно в рабочую зону. При одновременном содержании в воздухе нескольких вредных веществ однонаправленного действия, расчет общеобменной вентиляции следует производить путем суммирования объемов воздуха, необходимых для разбавления каждого вещества в отдельности до его предельно допустимой концентрации.

Приточная вентиляция.

Система приточной механической вентиляции (Рисунок 4) состоит из воздухоприемного устройства в виде канала или шахты 1, фильтра для очистки воздуха 2, воздухонагревателя 3, вентилятора 5, сети воздухопроводов 4 и приточных патрубков с насадками 6. Если нет необходимости в подогреве подаваемого воздуха, то его пропускают непосредственно в цех по обводному каналу 7.

Рисунок 4. Схема приточной вентиляции

Воздухозаборные устройства нужно размещать в местах, где воздух не загрязнен пылью или газами. Они должны находиться не ниже 2 м от уровня земли, а от выбросных шахт вытяжной вентиляции по вертикали - ниже 6 м и по горизонтали - не ближе 25 м.

Рисунок 5. Схемы приточных насадок:

а, б - для вертикальной подачи;

в, г - для односторонней подачи под разными углами;

д - для сосредоточенной наклонной подачи;

е, ж - для рассеянной горизонтальной подачи.

В холодный и переходный периоды года наружный приточный воздух нужно подогревать до температуры, близкой к температуре воздуха в цехе.

От пыли приточный воздух очищается при помощи различных пылеуловителей и фильтров. Они подразделяются на сухие, очищаемые вручную или автоматически; масляные; орошаемые водой. Для подбора пылеуловителей нужно знать плотность пыли, концентрацию ее в г/м3 воздуха, дисперсность и т.д.

Как правило, приточный воздух подается на рабочие места рассеянным потоком, так, чтобы скорость его движения в зоне пребывания людей не превышала 0,3-0,5 м/с. Для распределения приточного воздуха по цеху используют различные приточные насадки (Рисунок 5) или выпускают его в помещение непосредственно из приточного воздуховода через мелкие отверстия или щели.

Вытяжная вентиляция.

Вытяжная вентиляция (Рисунок 6) применяется в производственных помещениях, в которых отсутствуют вредные выделения и необходима малая кратность воздухообмена. В этом случае свежий воздух может поступать организованно через форточки и воздушные проемы, или путем инфильтрации через неплотности в дверях и окнах, а также из смежных помещений. Последнее допускается, когда там отсутствуют вредные выделения. Обычно вытяжная вентиляция устанавливается во вспомогательных, бытовых помещениях и на складах.

Рисунок 6. Схема вытяжной вентиляции

1 - устройство для очистки воздуха; 2 - вентилятор; 3 - центральный воздуховод; 4 - отсасывающие воздуховоды

Приточно-вытяжная вентиляция.

Наиболее широко распространена приточно-вытяжная система вентиляции (Рисунок 7) с общим притоком в рабочую зону и местной вытяжкой вредных выделений непосредственно от мест их образования. Эта система используется во всех производственных помещениях, когда требуется обеспечить заданный воздухообмен.

Рисунок 7. Приточно-вытяжная вентиляция

При этом вытяжка во всех отделениях и цехах, в которых выделяется большое количество вредных газов, паров и пыли (например, гальваническое, травильное, лакировальное отделения, цехи глубокой и флексографской печати), должна быть на 10% больше, чем приток, чтобы вредные вещества не вытеснялись в смежные помещения.

В цехах и отделениях, в которых нет особо вредных выделений, вытяжка должна быть равной притоку (или может быть на 5% меньше притока).

Приточно-вытяжная вентиляция с рециркуляцией (Рисунок 8) отличается тем, что воздух, отсасываемый из помещения вытяжной системой, частично возвращается в это помещение через приточную систему, соединенную с вытяжкой специальным воздуховодом.

Рисунок 8. Приточно-вытяжная вентиляция с рециркуляцией

Регулировка количества вторичного воздуха производится клапаном 9. В результате использования такой системы вентиляции достигается экономия теплоты, расходуемой на нагрев воздуха в холодное время года.

Для рециркуляции допускается 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 ПДК.

Кроме того, применение рециркуляции не допускается, если в воздухе помещений содержатся болезнетворные бактерии, вирусы, имеются резко выраженные запахи, а также пожаро- и взрывоопасные пары и газы.

Воздух должен выбрасываться на высоте не менее чем 1 м над коньком крыши (или стены соседнего, более высокого здания). Воспрещается делать отверстия для выброса воздуха непосредственно в окнах.

Кондиционирование воздуха

Кондиционирование воздуха - это обработка его в кондиционерах, обеспечивающих автоматическое поддержание в рабочих помещениях заданных температуры, относительной влажности, чистоты и скорости движения воздуха, независимо от внешних климатических условий. В кондиционере воздух нагревается или охлаждается, увлажняется или подсушивается, очищается от пыли, а в отдельных случаях - озонируется, ароматизируется и обогащается кислородом.

Кондиционирование воздуха играет огромную роль в создании здоровых условий труда на предприятиях и является решающим фактором в обеспечении высокого качества продукции, особенно в цехах цветной печати.

Воздух кондиционируется с помощью центральных и автономных (местных) кондиционеров.

Кондиционирование воздуха рекомендуется в следующих производственных помещениях: отделениях изготовления фотоформ; копировальных и пробной печати; цехах подготовки форм глубокой печати; в цехах цветной печати; в помещении акклиматизации бумаги.

Отделения машин цифровой печати, помещения с цветокорректорами участки цветовой пробы обязательно должны оборудоваться кондиционерами.

Местная вентиляция

Местная вентиляция может быть приточной и вытяжной.

Местная приточная вентиляция выполняется в виде воздушных душей, воздушных и воздушно-тепловых завес.

Воздушные души используются в тех случаях, когда по техническим или технологическим причинам невозможно достигнуть нормальных параметров воздушной среды или снизить концентрацию вредных веществ до санитарных норм, либо когда достижение требуемых условий воздушной среды при помощи общеобменной вентиляции связано с перемещением больших масс воздуха. Стационарное душирование осуществляется от общей системы вентиляции с подачей свежего воздуха, а местное может быть с охлаждением или нагревом воздуха, забираемого из самого помещения и направляемого на рабочее место.

Воздушное душирование следует предусматривать также для постоянных рабочих мест, где поток лучистого тепла, воздействующий на работающих, обладает интенсивностью 300 ккал/(ч·м²) и более. Скорость воздуха vв при этом определяется в зависимости от интенсивности теплового облучения, тяжести выполняемой работы и температуры наружного воздуха.

Водо-воздушные души применяют в случае, когда температура воздуха на рабочем месте превышает +30^oС.

Воздушные и воздушно-тепловые завесы (Рисунок 9) служат для предупреждения проникновения холодного воздуха внутрь помещений при открывании внешних дверей или ворот. Они применяются в случаях, если внешние двери (ворота), ведущие в цехи, склады и т.д., открываются чаще пяти раз или открыты не менее 40 мин в смену, а также у технологических проемов отапливаемых зданий в районах с расчетной температурой наружного воздуха ниже - 15^oС.

Рисунок 9. Воздушные завесы

а - с нижней подачей воздуха; б - с боковой двусторонней подачей воздуха; в - с односторонней подачей воздуха; г - деталь щели; Н, В - высота и ширина ворот (дверей) соответственно; в - ширина щели.

Для создания воздушной завесы воздух подается в виде плоской струи на всю ширину и высоту ворот из канала, находящегося внизу ворот, или с их боков. Воздух для завесы обычно забирается из помещения и подогревается так, чтобы при смешении с наружным воздухом температура смеси отличалась не более чем на 2-5^oС от температуры воздуха в помещении. Воздух подается струей под углом 30^о-45^о по отношению к плоскости ворот.

Местная вытяжная вентиляция в виде местных отсосов широко применяется на полиграфических предприятиях как наиболее эффективный способ удаления вредных выделений в источнике их образования. Она используется при эксплуатации котлов для переплавки типографского сплава; сушильных устройств и аппаратов; нагревательных устройств; матричных прессов; дуговых фонарей; проявочных установок; травильных и гальванических ванн; травильных машин; столов для смывки форм и чистки переплетных крышек; зон печатания и сушки машин глубокой печати; лакировальных и бронзировальных машин и т.д. Улавливание и удаление вредных выделений от источника возникновения предупреждает распространение их по помещению и перемешивание с большими объемами воздуха.

Конструктивно местные отсосы выполняются в виде вытяжных зонтов и всасывающих панелей (Рисунок 10), вытяжных шкафов (Рисунок 11), витринных, фасонных и бортовых отсосов. Бортовые отсосы могут быть простые и с передувом (Рисунок 12).

Конструкция местного отсоса должна обеспечивать максимальное улавливание вредных выделений с минимальным расходом воздуха. В то же время она не должна загромождать помещения, мешать обслуживающему персоналу работать и наблюдать за технологическим процессом.

Рисунок 10. Местные отсосы

а - зонт; б - опрокинутый зонт; в - всасывающая панель

Основными факторами при выборе типа местного отсоса являются характер вредного выделения (температура, плотность паров, токсичность), а также положение рабочего при выполнении работы. Если, например, нет значительных тепловыделений, а выделяемые газы и пары тяжелее воздуха, то приемное отверстие отсоса должно находиться в непосредственной близости от источника вредных выделений. В этом случае нужно предусматривать щелевой или бортовой отсос, а в вытяжном шкафу - всасывающее отверстие расположенное внизу.

Плотность паров любого вещества (по воздуху) равна

где М_вещ - молекулярная масса вещества;
29 - молекулярная масса воздуха.

Например, для серной кислоты y=H₂SO₄/29=98/29=3,3, т.е. пары серной кислоты в 3,3 раза тяжелее воздуха. Такие пары устремляются вниз, поэтому применять для их удаления местные отсосы типа зонтов или вытяжных шкафов с верхним всасывающим отверстием нельзя.

Зонты (колпаки) - простые и распространенные местные отсосы. Их устанавливают для локализации вредных выделений, имеющих тенденцию подниматься вверх. Например, при выделениях тепла и влаги, или любых вредных выделениях (кроме сильно токсичных), сопутствующих тепловыделениям (при отсутствии постоянного рабочего места у источника вредных выделений).

Зонт над источником вредных выделений располагают на высоте 1,6-1,8 м над полом. Наилучшие условия для равномерного удаления вредных выделений создаются при условии, если угол раскрытия зонта не более 60^о. Лишь при малой высоте помещения допускается увеличение угла до 90^о.

Вытяжные шкафы обеспечивают наибольшую локализацию вредных выделений при минимальном расходе воздуха. Вытяжные шкафы выпускают нескольких конструкций. Шкафы с верхним отсосом (Рисунок 11, а) устанавливают при значительных тепло- и влаговыделениях. Для травления клише используются шкафы с нижним отсосом (Рисунок 11,б), а для работы с химическими веществами и при тепловыделениях - с комбинированным отсосом (Рисунок 11, в, г). Удобен в работе портативный шкаф с горизонтальной "улиткой" и боковым отсосом воздуха (Рисунок 11,д). Он рекомендуется при работе с пылящими материалами, так как "улитка", создавая вращение воздуха, способствует осаждению крупных примесей и пыли.

Рисунок 11. Вытяжные шкафы

Всасывающие панели (Рисунок 10) рекомендуется использовать в качестве местных отсосов при работах, сопровождающихся выделением вредных газов и пыли. Благодаря наклонному расположению всасывающего отверстия поток загрязненного воздуха отклоняется от зоны дыхания работающего. Площадь эффективного сечения всасывающей панели должна составлять ~23% от габаритной площади. Рекомендуется принимать следующие скорости движения в эффективном сечении панелей: для вредных паров и газов без пыли 2 - 3,5 м/с, а в смеси с горячей дисперсной пылью 3,5 - 4,5 м/с. Панель функционирует эффективно в том случае, если на 1 м² ее площади приходится 3300 м³/ч удаляемого воздуха.

Бортовые отсосы (Рисунок 12) предусматривают в случаях, когда к соответствующим устройствам необходим свободный доступ или осуществляется подача деталей при помощи грузоподъемных средств. Их обычно устанавливают у травильных и гальванических ванн, столов для смывки форм и т.д. На полиграфических предприятиях односторонние бортовые отсосы следует использовать при ширине источника вредных выделений до 0,7 м, двусторонние - при ширине 0,7 - 1,6 м и с передувом - при ширине более 1,6 м. Бортовые отсосы пригодны для удаления любых вредных выделений.

Рисунок 12. Бортовые отсосы

а - односторонний, б - двусторонний, в - с передувом