Розрахунок штучної загальнообмінної вентиляції

Припливна вентиляція використовується на виробництвах, де підвищені вимоги до повітря робочої зони з точки зору його чистоти або створення необхідного мікроклімату, тобто, якщо необхідно його підігріти, охолодити або зволожити.

Витяжна вентиляція використовується на виробництвах, на яких таких вимог немає.

У виробничих приміщеннях, де виділяється значна кількість шкідливих газів, випарів, пилу, об’єм витяжки повинен бути на 10% більшим ніж потік припливного повітря, щоб шкідливі речовини не витіснялись у суміжні приміщення з меншим їх вмістом.

Припливно-витяжна вентиляція з рециркуляцією повинна використовуватися в основному у холодний період року для економії тепла, витраченого на підігрів припливного повітря.

Місцева вентиляція

Місцева вентиляція забезпечує обмін повітря безпосередньо біля робочого місця. Для місцевої вентиляції використовують пристрої у виді місцевих відсмоктувачів.

Вона буває припливною або витяжною.

Місцева припливна вентиляція використовується для створення необхідних умов (мікроклімату) повітряного середовища в обмеженій зоні виробничого приміщення, в яку подається припливне повітря заданих параметрів, виконується у вигляді повітряних душів, оазисів, повітряних і повітряно-теплових завіс.

Повітряне душування використовується в гарячих цехах на робочих місцях, які характеризуються дією променевого потоку теплоти інтенсивністю більше 350 Вт/м³. Повітряний душ представляє собою направлений на працівника потік повітря з швидкістю обдування 1...3,5 м/с в залежності від інтенсивності випромінювання.

 

Повітряні оазиси дозволяють покращати метеорологічні умови на обмеженій площі приміщення, яка для цього відокремлюється з усіх сторін легкими пересувними перегородками й заповнюється повітрям більш холодним і чистим, ніж повітря приміщення.

Повітряні та повітряно– теплові завіси призначені для запобігання надходженню в приміщення значних мас холодного зовнішнього повітря за необхідності частого відкривання дверей чи воріт. Завіси бувають повітряні – з подачею повітря без підігріву, і повітряно–теплові – з підігріванням повітря в калориферах.

Використання місцевої витяжної вентиляції базується на вловлюванні та виведенні шкідливих речовин безпосередньо біля джерела їх утворення. Якщо боротьба з пилом за допомогою загальнообмінної вентиляції дає малий ефект, то місцева вентиляція дає змогу повністю усунути запилення у приміщенні.

До установок місцевої витяжної вентиляції належать: витяжні зонти, відсмоктувальні пане­лі, бортові відсмоктувачі, активовані відсмоктувачі (створюють додаткові потоки), витяжні шафи, вентиляційні камери та кабіни, захисно–обезпилюючі кожухи, аспіровані укриття, в яких підтримується розріджене повітря, пилегазоприймачі, лійки.

Вибір вентиляційного обладнання

Знаючи необхідний повітрообмін L і загальні втрати тиску, проводять вибір вентилятора за його аеродинамічною характеристикою.

Необхідна потужність електродвигуна вентилятора визначається за формулою, кВт:

, (12)

де N_вент – потужність електродвигуна вентилятора, кВт;

L – продуктивність вентилятора, м³/год.;

Н – тиск, створюваний вентилятором, Па;

К – коефіцієнт запасу (К=1,1–1,5);

– коефіцієнт корисної дії вентилятора (0,5–0,8).

Визначивши N_вент за довідником (каталогом), вибирають відповідний тип електродви­гуна для цього вентилятора.

Дія шуму на організм людини

Рівні звуку джерел шуму

Джерело шуму	Рівень звукового тиску, дБ
Шелест листя, шум слабкого вітру	10 – 20
Шепіт на відстані 1 м	30 – 40
Тиха розмова	50 – 60
Гучна розмова	60 – 70
Шум на вулиці	70 – 80
Металоріжучі і ткацькі верстати (на робочому місці)	80 – 90
Пневмопреси, пневматична клепка на відстані 1 м	110 – 120
Реактивний двигун на відстані 1 м від сопла	130 – 140

Дія шуму на організм людини

Шум на виробництві та в побуті негативно впливає на організм людини:

- підвищує витрати енергії за однакового фізичного навантаження;

- значно послаблює увагу, виникає апатія, втрачається пам’ять;

- збільшує кількість помилок під час роботи (більше 50 %);

- сповільнює швидкість психічних реакцій.

Внаслідок дії цих факторів:

- понижується продуктивність праці майже на 40 %;

- погіршується якість роботи, підвищується втомлюваність, подразнення;

- сповільнюється реакція працівників на сигнали, що спричиняє НВ;

- збільшується брак продукції.

Шум шкідливо впливає на фізичний стан людини, а саме:

- пригнічує і уражає центральну нервову систему;

- спричиняє зміну швидкості дихання і пульсу;

- виникають серцево – судинні захворювання, гіпертонічна хвороба;

- порушується обмін речовин (зменшується виділення шлункового соку та його кислоти, що спричиняє збільшення захворювання гастритом, виразкою у два рази);

- призводить до професійних захворювань (туговухість, погіршується зір, розвивається нервова хвороба), передчасного старіння.

Як бачимо, шум є загальнобіологічним подразником, і в певних умовах може впливати на всі органи і системи організму.

Інколи глухонімих використовують на шумних виробництвах, а це злочин.

За 8 годин праці віддається багато енергії, а шум зумовлює додаткове навантаження на організм людини.

 

Інфразвук

Інфразвук – це звукові коливання у повітрі, в рідкому або твердому середовищах з частотою менше 20 Гц. Його людина не чує, однак дія його на організм відчутна.

Високий рівень інфразвуку спричиняє:

- порушення функції вестибулярного апарату, зумовлюючи запаморочення, біль голови;

- зниження уваги, працездатності;

- викликає почуття страху, загальну неміч (недомагання);

- негативно впливає на психіку людей.

У виробництвах інфразвук виникає під час роботи вентиляторів, компресорів, двигунів внутрішнього згоряння, дизельних двигунів, всіх механізмів, що працюють при частотах обертання менше 20 об/с, випромінюють іфразвук. Під час руху автомобіля зі швидкістю понад 100 км/год, він є джерелом інфразвуку, який утворюється за рахунок зриву повітряного потоку з його поверхні.

Згідно з чинним нормативним документом (ДСН 3.3.6.037–99) рівні звукового тиску в октавних смугах з середньогеометричними частотами 2, 4, 8, 16 Гц повинні бути не більшими за 104 дБ, а для смуг з частотою 32 Гц – не більшими за 102 дБ. Завдяки великій довжині інфразвук поширюється в атмосфері на великі відстані. Його неможливо зупинити за допомогою будівельних конструкцій і ЗІЗ.

Дієвим засобом захисту є зниження рівня інфразвуку в джерелі його випромінювання. З поміж таких заходів можна виділити:

- збільшення частот обертання валів до 20 і більше обертів на секунду;

- підвищення жорсткості коливних конструкцій великих розмірів;

- усунення низькочастотних вібрацій;

- внесення конструктивних змін у будову джерела, що дозволяє перейти із області інфразвукових в область звукових (під час застосуванні звукоізоляції і звукопоглинання).

 

Припливна вентиляція використовується на виробництвах, де підвищені вимоги до повітря робочої зони з точки зору його чистоти або створення необхідного мікроклімату, тобто, якщо необхідно його підігріти, охолодити або зволожити.

Витяжна вентиляція використовується на виробництвах, на яких таких вимог немає.

У виробничих приміщеннях, де виділяється значна кількість шкідливих газів, випарів, пилу, об’єм витяжки повинен бути на 10% більшим ніж потік припливного повітря, щоб шкідливі речовини не витіснялись у суміжні приміщення з меншим їх вмістом.

Припливно-витяжна вентиляція з рециркуляцією повинна використовуватися в основному у холодний період року для економії тепла, витраченого на підігрів припливного повітря.

Місцева вентиляція

Місцева вентиляція забезпечує обмін повітря безпосередньо біля робочого місця. Для місцевої вентиляції використовують пристрої у виді місцевих відсмоктувачів.

Вона буває припливною або витяжною.

Місцева припливна вентиляція використовується для створення необхідних умов (мікроклімату) повітряного середовища в обмеженій зоні виробничого приміщення, в яку подається припливне повітря заданих параметрів, виконується у вигляді повітряних душів, оазисів, повітряних і повітряно-теплових завіс.

Повітряне душування використовується в гарячих цехах на робочих місцях, які характеризуються дією променевого потоку теплоти інтенсивністю більше 350 Вт/м³. Повітряний душ представляє собою направлений на працівника потік повітря з швидкістю обдування 1...3,5 м/с в залежності від інтенсивності випромінювання.

 

Повітряні оазиси дозволяють покращати метеорологічні умови на обмеженій площі приміщення, яка для цього відокремлюється з усіх сторін легкими пересувними перегородками й заповнюється повітрям більш холодним і чистим, ніж повітря приміщення.

Повітряні та повітряно– теплові завіси призначені для запобігання надходженню в приміщення значних мас холодного зовнішнього повітря за необхідності частого відкривання дверей чи воріт. Завіси бувають повітряні – з подачею повітря без підігріву, і повітряно–теплові – з підігріванням повітря в калориферах.

Використання місцевої витяжної вентиляції базується на вловлюванні та виведенні шкідливих речовин безпосередньо біля джерела їх утворення. Якщо боротьба з пилом за допомогою загальнообмінної вентиляції дає малий ефект, то місцева вентиляція дає змогу повністю усунути запилення у приміщенні.

До установок місцевої витяжної вентиляції належать: витяжні зонти, відсмоктувальні пане­лі, бортові відсмоктувачі, активовані відсмоктувачі (створюють додаткові потоки), витяжні шафи, вентиляційні камери та кабіни, захисно–обезпилюючі кожухи, аспіровані укриття, в яких підтримується розріджене повітря, пилегазоприймачі, лійки.

Розрахунок штучної загальнообмінної вентиляції

Розрахунок штучної вентиляції полягає у визначенні кількості повітря, яке необхідно подати або видалити з приміщення, і опору в системі вентиляції. На основі цих даних вибираємо тип вентилятора згідно з його аеродинамічною характеристикою; визначаємо потужність електродвигуна даного вентилятора, вибираємо тип електродвигуна.

Розрахунок подачі необхідної кількості повітря у приміщення, проводять за такими даними:

- кількістю шкідливих виділень (теплоти, вологи, випарів, газів, пилу);

- кількістю людей, яка знаходиться в приміщенні;

- кратністю повітрообміну;

- швидкістю руху повітря в повітропроводі.

1. Для приміщень із надлишковим виділенням тепла кількість припливного повітря визначається за формулою

, (1)

де L₁ – кількість припливного повітря за одиницю часу, м³/год;

– надлишкова теплота в приміщенні, кДж / год;

С – питома теплоємність повітря за незмінного тиску, що дорівнює 1 кДж/кг×К;

– густина припливного повітря, кг / м³;

і – відповідно температури повітря робочої зони та зовнішнього середовища,°C.

2. Для приміщень, в яких виділяються шкідливі гази чи випари, повітрообмін визначають за їх кількістю

, (2)

де – надлишкова кількість шкідливих речовин (випарів, газів, пилу), які виділяються в приміщенні, кг/год;

– ГДК шкідливих виділень у повітрі приміщення, мг/м³;

С _о– концентрація цих виділень у зовнішньому повітрі, мг/м³.

3. Під час виділення у приміщенні надлишкової вологи кількість припливного повітря визначають за формулою:

, (3)

де – маса надлишкової вологи вприміщенні, кг/год,

, – відповідно вміст вологи у повітрі внутрішньому та зовнішньому, г/кг.

4. Для приміщень, де немає шкідливих виділень (або кількість їх незначна), приплив (витяжку) повітря можна визначити за кратністю повітрообміну k (відношення об'єму вентиляційного повітря L до об’єму приміщення V)

. (4)

Кратність повітрообміну показує, скільки разів протягом години необхідно замінити весь об'єм повітря для створення оптимального мікроклімату.

5. При значній кількості людей, які знаходяться в приміщенні, необхідна кількість повітря визначається за формулою:

, (5)

де І – це мінімальна кількість повітря, яка повинна подаватися на одну людину (працівника) відповідно до санітарних норм (якщо на одного працівника припадає до 20 м³ об’єму приміщення, то І = 30 м³/год.; якщо об’єм більше 20 м³ , то І = 20 м³/год);

n_л – кількість людей, яка одночасно знаходиться в приміщенні.

6. Під час розрахунку місцевої витяжної вентиляції кількість повітря, що вилучається місцевою витяжкою (зонт, панель, шафа), можна обчислити за формулою:

, (6)

де F – площа перерізу повітропроводу, м²,

v – швидкість руху вилученого повітря в цьому повітропроводі (приймається від 0,5 – 1,7 м/с в залежності від токсичності газів та випарів).

Визначивши L для даних умовз наведених вище формул обчислюють поперечний переріз повітропроводу:

, (7)

де v_р - швидкість руху повітря в повітропроводі, м/с (вибирається за таблицею з довідника).

Враховуючи розрахункові площі перерізів повітропроводів (f_р), за табличними даними підбирають стандартні діаметри при круглому поперечному перерізі або розміри при прямокутному поперечному перерізі.

Необхідний тиск для подачі повітря повітропроводами визначають з урахуванням втрат тиску на тертя на ділянках повітропроводу і місцевих опорах пристроїв (фільтр, калорифер, вентилятор, насадки тощо).

Втрати тиску на тертя кожної ділянки та у вітках розраховуються за формулою:

, (8)

де P_тр – втрати тиску на ділянці повітропроводу, Па;

R – питомі втрати тиску на 1 м довжини повітропроводу, Па/м;

l – довжина ділянки або вітки, м.

Питомі втрати тиску можуть бути визначені за табличними даними або за формулою

, (9)

де – коефіцієнт опору тертя, який залежить від шороховатості стінок повітропроводу (для сталевих повітропроводів = 0,02);

v_ф – фактична швидкість повітря, м/с;

d – діаметр повітропроводу, м;

– густина повітря, Н/м³;

g – прискорення вільного падіння, м/с²;

– приймають за табличними даними.

Втрати тиску в місцевих опорах розраховують послідовно для кожної ділянки і у вітках за формулою:

, (10)

де Z – місцеві втратитиску в пристроях, Па,

– коефіцієнт місцевих опорів, які приймають за табличними даними.

Загальні втрати тиску на кожній розрахунковій ділянці і у вітках складають

(11)