Принцип будови і розрахунок механічної вентиляції

 

Вона може бути загальнообмінною і місцевою (локальною). Механічна загальнообмінна вентиляція буває безканальною і канальною.

Механічна вентиляція здійснюється примусово за рахунок:

1) механічної тяги осьовими або відцентровими вентиляторами;

2) ежекторними установками, що переміщають повітря по спеціальних каналах (повітроводах), застосовуються у вибухонебезпечних і пожежонебезпечних виробництвах, де іскріння неприпустимо.

Ежекторні установки

Ежекторна установка заснована на такому: повітря, що створює витяжку, нагнітається від вентиляторів, розміщених зовні будівлі до сопла. Виходячи з сопла з великою швидкістю, створює розрідження у витяжній камері, що викликає підсмоктування повітря з витяжного повітропроводу. В основному цей спосіб застосовується у витяжних системах для видалення з приміщення вибухонебезпечних газів і пари, де не повинно бути іскріння, там, де не можна застосувати традиційні повітродувки.

 

Рисунок 3.3 - Схема ежекторної вентиляції

 

Основними елементами механічної вентиляції є:

1) повітрозабірник;

2) повітроводи;

3) вентилятори;

4) циклони;

5) фільтри (очисники повітря);

6) калорифери;

7) зволожувачі;

8) насадки.

Місцева припливна вентиляція (повітряні душі, завіси
та ін.)

Повітряні душі будуються для зменшення шкідливого впливу теплового випромінювання від устаткування і установок, що порушує нормальний теплообмін організму (робочі місця ковальських, термічних, ливарних, сушильних цехів). Вони можуть здійснюватися стаціонарними, переносними, пересувними установками. Струмінь повітря прямує на верхню частину тулуба горизонтально або похило, але з урахуванням сусідніх робочих місць.

Повітряні завіси будуються для захисту робітників від переохолодження при проникненні в приміщення великої кількості холодного повітря через ворота та двері.

Якщо вентиляція встановлена таким чином, що в приміщенні підтримуються постійні наперед задані певні умови (температура, вологість, чистота повітря), незалежно від зовнішніх умов і коливань технологічного режиму такі вентиляційні системи називаються кондиціонерами повітря.

Розрахунок механічної вентиляції перш за все зводиться до визначення необхідного повітрообміну L_н.

Можливі такі конкретні умови:

1 При нормальному мікрокліматі і відсутності шкідливих речовин, м³/год,

 

L_н=N*L₁, (3.13)

 

де N – число працівників у найчисленнішій зміні;

L₁ – витрата повітря на одного працівника за годину, що береться залежно від об'єму приміщення, що припадає на кожного працівника (при об'ємі на одного працівника менше 20 м³ витрата повітря повинна бути не менше L₁ = 30 м³/год; при об'ємі на одного працівника більше 20 м³ витрата повітря повинна бути не менше L₁ = 20 м³/год; при об'ємі більше 40 м³ на одного працівника і наявності вікон і дверей повітрообмін не розраховується.

2 При виділенні пари або газів у приміщенні необхідний повітрообмін, м³/год, визначається, виходячи з умови розбавлення їх до гранично допустимих концентрацій:

 

L_н=G/(q_вид-q_пр), (3.14)

 

де G – кількість пари, газів або пилу, що виділяється, мг/год;

q_вид – концентрація шкідливих речовин в повітрі, що видаляється, мг/м³, не повинна перевищувати ГДК;

q_пр – концентрація шкідливих речовин у припливному повітрі, мг/м³, не повинна перевищувати 0,3 ГДК;

3 При боротьбі з надмірним теплом необхідний повітрообмін, м³/год, визначається з умов асиміляції теплових надлишків об'ємом повітря, що подається:

 

L=Q/0,24ρ(t₁-t₂), (3.15)

 

де Q – надмірне тепловиділення, ккал/год;

0,24 – теплоємність сухого повітря, ккал/кг*град.;

ρ – густина повітря,що подається, кг/м³;

t₁ – температура повітря всередині приміщення, С^о;

t₂ – температура повітря зовні, С^о.

 

4 При виділенні вологи необхідний повітрообмін, м³/год, визначається за формулою

 

L_н=W/(d₁-d₂), (3.16)

 

де W – маса водяної пари, що виділяється в приміщенні, г/год;

d₁ – вологоємність повітря, що виходить з приміщення, г/м³;

d₂ – вологоємність зовнішнього повітря, г/м³.

5 Метод визначення необхідного повітрообміну за кратністю, м³/год, застосовується для орієнтовних розрахунків (інспекторський метод):

 

L = V * К, (3.17)

 

де V – об'єм приміщення, м³;

К – кратність повітрообміну, показує кількість змін повітря в приміщенні за годину.

Залежно від призначення приміщення повітря, що подається туди, піддається:

а) 1 Очищенню.

2 Нагріванню, охолоджуванню, сушінню або зволоженню.

3 Озонуванню.

Деякі гази мають неприємний запах. У результаті окислення газів озоном запах зникає. Проте тривале перебування людини в атмосфері з високою концентрацією озону супроводжується головними болями і подразненням дихальних шляхів.

4 Іонізації.

Для штучної іонізації повітря використовують іонізуючу здатність альфа-променів, що випромінюються радіоактивними речовинами. Легкі іони кисню в повітрі додають йому позитивну гігієнічну властивість(т.зв. живе повітря). При нагріванні, охолодженні і фільтрації різко зменшується вміст іонів у повітрі.

Ультрафіолетова радіація створюється за допомогою спеціальних ртутних бактерицидних електричних ламп. Ці лампи встановлюють усередині повітропроводів.

5 Дезінфекції. Для очищення повітря від бактерій застосовують наповнені масляні фільтри, в яких до масла додають речовини з бактерицидними властивостями.

Повітря, що видаляється з приміщень або подається в приміщення, очищають в пристроях різних конструкцій.

Важливим показником роботи такого устаткування є ступінь очищення повітря, який визначають за формулою

 

η=(q₁-q₂)/q_1, (3.18)

 

де q₁ і q₂ – вміст домішок, відповідно до і після очищення, мг/м³.

Універсальних пиловловлювальних пристроїв, придатних для будь-яких видів пилу і для будь-яких початкових концентрацій, не існує.

Очищення повітря може бути:

1 - грубим (пил > 50 мкм);

2 - середнім (від 10 до 50 мкм);

3 - тонким (менше 10 мкм).

Для грубого і середнього очищення застосовують уловлювачі, дія яких заснована на використовуванні для осадження частинок пилу сил тяжіння або інерційних сил.

 

1 Осаджуванні камери простої дії для грубого очищення.

 

 

Рисунок 3.4 - Схема пилоосаджувальної камери

 

2 Лабіринтові пилоосаджувачі.

 

 

Рисунок 3.5 - Схема лабіринтового пилоосаджувача

 

3 Відцентрові пристрої.

 

 

Рисунок 3.6 - Схема циклона

 

1 Застосовують для осадження важкого пилу розміром більше 0,001 мм. Принцип – різке зменшення швидкості руху забрудненого повітря на виході (до 0,5 м/с).

2 Принцип – за рахунок раптової різкої зміни напряму руху запорошеного повітря. Ступінь очищення – 0,8 – 0,98.

3 Принцип – за рахунок відцентрової сили, під впливом якої забруднюючі частинки притискаються до стінок, втрачають швидкість і опускаються вниз.

Мультициклони – циклони малих розмірів. У них великий коефіцієнт очищення, але обмежена продуктивність. Їх ставлять в групи або батареї.

Для тонкого очищення застосовують:

а) сухі фільтри (паперові, тканинні, сітчасті);

б) гідравлічні фільтри (масляні, сітчасті і касетні, водяні фільтри);

в) електричні фільтри (ДВП – димові, вертикально пластинчасті);

г) ультразвукові (акустичні) фільтри.