2.4. Вентиляційні та аспіраційні системи промислових підприємств

Види та призначення вентиляційних систем

Вентиляція – процес повітрообміну у виробничих приміщеннях, який забезпечує нормовані значення параметрів мікроклімату та чистоту повітря. Системи вентиляції можна умовно класифікувати по таким основним ознакам:

за способом організації повітрообміну:	природна	неорганізованою, яка здійснюється через нещільності у зовнішніх огороджувальних конструкціях (інфільтрація) організованою регульованою (аерація).
	Механічна (штучна) змішана
за способом подачі та видалення повітря:	припливна, витяжна приплвивно-витяжна;
За місцем дії	загальнообмінна, місцева змішана;
За призначенням	Робоча Аварійна

Природна вентиляція. При природній вентиляції повітрообмін здійснюється під дією природних сил – різниці густини теплого повітря всередині приміщення і більш холодного зовнішнього та сили вітру.

Аерація застосовується у приміщеннях з невеликим аеродинамічним опором, які мають значні виділення теплоти і вимагають великі витрати припливного зовнішнього повітря без попередньої його обробки (котельні, хлібопекарні цеха, сушарні макаронних фабрик, варильні відділення пивзаводів, продуктові відділення цукрових заводів та ін.), а також коли не відбувається конденсація вологи із повітря на будівельних конструкціях та утворення туману. Здійснюється аерація за допомогою аераційних ліхтарів, спеціальних вентиляційних каналів, фрамуг та вікон.

На рис. 2.1

Схема загальнообмінної природної вентиляції одноповерхової будівлі за допомогою аераційного ліхтаря.

Механічна вентиляція – комплекс вентиляторів і повітроводів, що забезпечує постійний повітрообмін незалежно від зовнішніх метеорологічних умов. У разі необхідності відключає пристрої для обробки повітря, яке надходить у приміщення (підігрівання, охолодження, зволоження чи осушення) та забрудненого повітря (очистка), яке викидається назовні.

При механічній вентиляції організований рух повітря виникає за рахунок різниці тиску (напору), що створюється вентиляторами. Вона застосовується у вентиляційних системах із значними аеродинамічними опорами, які виникають у випадках складної обробки та розподілу повітря.

Механічна вентиляція може бути:

• припливною

• витяжною

• припливно-витяжною.

Припливно-витяжна система вентиляції складається з двох окремих систем – припливної та витяжно, які одночасно подають у приміщення чисте повітря та витягують із нього забруднене. Припливно-витяжні системи є найбільш поширеними у промисловості, тому що вони більш повно задовольняють умовам створення нормованих параметрів повітря у робочій зоні виробничих приміщень.

Можливо улаштування також змішаної системи при одночасній дії механічної та природної вентиляції.

Загальнообмінна вентиляція призначена для заміни забрудненого повітря на чисте в усьому об’ємі приміщення. Вона застосовується в тому випадку, коли шкідливі виділення надходять безпосередньо у повітря приміщення та коли робочі місця розташовуються по усьому приміщенню. Види загальнообмінної вентиляції: природна, механічна і змішана.

Місцева вентиляція. При значних об’ємах виробничих приміщень, невеликій кількості працюючих та наявності постійних робочих місць технічно обґрунтовано та економічно доцільно створювати необхідні метеорологічні умови та чистому повітря безпосередньо на робочих місцях місцевими способами вентиляції – витяжною (локалізованою) чи припливною (душування та ін.)

Система витяжної (локалізованої) вентиляції застосовується для уловлювання та витягування шкідливих виділень в місці утворення, що запобігає їх поширенню по усьому приміщенню від окремих машин, апаратів або окремих дільниць технологічного процесу.

Кондиціювання повітря. Найбільш досконалою системою механічної вентиляції є кондиціонування повітря, яке застосовується для штучного створення оптимальних параметрів мікроклімату у виробничих приміщеннях або на робочих місцях. . Створення та підтримання постійних чи змінюваних по заданій програмі визначених параметрів повітряного середовища проводиться автоматично незалежно від зміни зовнішніх метеорологічних умов та всередині приміщення (при частковій рециркуляції повітря) і здійснюється в спеціальних установках, які звуться кондиціонерами.

Система кондиціонування повітря включає комплекс пристроїв для обробки повітря, його переміщенню та розподілу по окремим приміщенням і робочим місцям. Основним елементом цієї системи є кондиціонер.

Рис.2.2 Принципова схема центрального кондиціонера з частковою рециркуляцією повітря:

І – камера змішування повітря; ІІ – камера зрошення; ІІІ – камера підігріву;

1- корпус; 2 – повітряний фільтр; 3 – калорифери першого ступеню підігріву;; 4 – 17городжуючи17і17ійн; 5 – зволожувальна камера, 6 – вентилятор, калорифер другого ступеню підігріву;

Розрізняють центральні кондиціонери значної продуктивності (до 250тис.м³/год.) для обслуговування великих за розміром приміщень чи декількох окремих кімнат та місцеві меншої продуктивності – для обслуговування окремих невеликих приміщень. При цьому центральні кондиціонери розміщують поза приміщень, а місцеві – безпосередньо у приміщенні.

Кондиціонери бувають повного та неповного кондиціонування повітря. Установки повного кондиціонування повітря забезпечують не тільки оптимальні параметри мікроклімату, але і чистоту повітря. Крім цього, у ряді випадків повітря проходить додаткову обробку: іонізацію, дезодорацію, озонування тощо. Установки неповного кондиціонування підтримують тільки частину приведених параметрів.

Аварійна вентиляція. У деяких виробничих приміщеннях можливо раптове надходження в повітря великої кількості шкідливих або вибухонебезпечних парів і газів (наприклад, парів бензину в маслоекстраційних цехах чи аміаку в приміщеннях аміачних компресорних).

Для швидкої заміни повітря у приміщенні на випадок аварії передбачають систему аварійної вентиляції, яка повинна включатися автоматично при досягненні допустимої концентраційної межі шкідливих або небезпечних виділень. Звичайно її влаштовують витяжною за допомогою осьових вентиляторів.

Розрахунок обсягу повітря на вентиляцію.

Поняття про кратність повітрообміну

Для сталого процесу загальнообмінної вентиляції та виділення у приміщення тих чи інших шкідливостей необхідна кількість вентиляційного повітря L (м³/год)

обчислюється за формулами:

при поглинанні надлишкового тепла

при забиранні надлишкової пароподібної вологи

при розбавленні свіжим повітрям шкідливих газів, парів та пилу

де Q,W і G – відповідно кількість надлишкового тепла (Вт), інтенсивність виділення пароподібної вологи (кг/год), газів, парів чи пилу (г/год); с – питома теплоємкість повітря, с = 1 кДж/ (кг К);  - густина повітря при даній температурі, при нормальних умовах  = 1,2 кг/м³; t₁ і t₂ – відповідно температура повітря, що надходить і виходить, ⁰С; d₁ і d₂ – відповідно вологовміст повітря, що надходить і виходить, г/кг; с₁ і с2 ₂- концентрації шкідливих газів, парів чи пилу відповідно у повітрі, що надходить і виходить, мг/м₃.

Після розрахунку витрати вентиляційного повітря L встановлюють кратність повітрообміну n у приміщенні

год^-1,

де V – об’єм приміщення, м .

Кратність повітрообміну показує інтенсивність вентилювання даного приміщення, тобто кількість обмінів повітря у приміщенні, яке подається або витягується протягом однієї години.