Принципы и особенности расчета вентиляции

Расчет вентиляции

При выборе оборудования для системы вентиляции необходимо рассчитать следующие параметры:

· Производительность по воздуху;
· Мощность калорифера;
· Рабочее давление, создаваемое вентилятором;
· Скорость потока воздуха и площадь сечения воздуховодов;
· Допустимый уровень шума.

Ниже приводится упрощенная методика подбора основных элементов системы приточной вентиляции, используемой в бытовых условиях

Производительность по воздуху

Проектирование системы вентиляции начинается с расчета требуемой производительности по воздуху или «прокачки», измеряемой в кубометрах в час. Для этого необходим поэтажный план помещений с экспликацией, в которой указаны наименования (назначения) каждого помещения и его площадь. Расчет начинается с определения требуемой кратности воздухообмена, которая показывает сколько раз в течение одного часа происходит полная смена воздуха в помещении. Например, для помещения площадью 50 квадратных метров с высотой потолков 3 метра (объем 150 кубометров) двукратный воздухообмен соответствует 300 кубометров в час. Требуемая кратность воздухообмена зависит от назначения помещения, количества находящихся в нем людей, мощности тепловыделяющего оборудования и определяется СНиП (Строительными Нормами и Правилами). Так, для большинства жилых помещений достаточно однократного воздухообмена, для офисных помещений требуется 2-3 кратный воздухообмен.

Для определения требуемой производительности необходимо рассчитать два значения воздухообмена: по кратностии по количеству людей, после чего выбрать большее из этих двух значений.

1. Расчет воздухообмена по кратности

L — требуемая производительность приточной вентиляции, м 3 /ч;

n — нормируемая кратность воздухообмена: для жилых помещений n = 1, для офисов n = 2,5;

S — площадь помещения, м 2 ;

H — высота помещения, м;

2. Расчет воздухообмена по количеству людей:

в состоянии покоя — 20 м 3 /ч;

работа в офисе — 40 м 3 /ч;

при физической нагрузке — 60 м 3 /ч.

Рассчитав необходимый воздухообмен, выбираем вентилятор или приточную установку соответствующей производительности. При этом необходимо учитывать, что из-за сопротивления воздухопроводной сети происходит падение производительности вентилятора. Зависимость производительности от полного давления можно найти по вентиляционным характеристикам, которые приводятся в технических характеристиках оборудования. Для справки: участок воздуховода длиной 15 метров с одной вентиляционной решеткой создает падение давления около 100 Па.

Типичные значения производительности систем вентиляции:

· Для квартир — от 100 до 500 м 3 /ч;

· Для коттеджей — от 1000 до 2000 м 3 /ч;

· Для офисов — от 1000 до 10000 м 3 /ч.

Мощность калорифера

Калорифер используется в приточной системе вентиляции для подогрева наружного воздуха в холодное время года. Мощность калорифера рассчитывается исходя из производительности системы вентиляции, требуемой температурой воздуха на выходе системы и минимальной температурой наружного воздуха. Два последних параметра определяются СНиП. Температура воздуха, поступающего в жилое помещение, должна быть не ниже +18°С. Минимальная температура наружного воздуха зависит от климатической зоной и для Москвы равна -26°С (рассчитывается как средняя температура самой холодной пятидневки самого холодного месяца в 13 часов). Таким образом, при включении калорифера на полную мощность он должен нагревать поток воздуха на 44°С. Поскольку сильные морозы в Москве непродолжительны, в приточных системах можно устанавливать калориферы, имеющие мощность меньше расчетной. При этом приточная система должна иметь регулятор производительности для уменьшения скорости вентилятора в холодное время года.
При расчете мощности калорифера необходимо учитывать следующие ограничения:

Возможность использования однофазного (220 В) или трехфазного (380 В) напряжения питания. При мощности калорифера свыше 5 кВт необходимо 3-х фазное подключение, но в любом случае 3-х фазное питание предпочтительней, так как рабочий ток в этом случае меньше.

Максимально допустимый ток потребления. Ток, потребляемый калорифером, можно найти по формуле:

I = P / U, где I — максимальный потребляемый ток, А; Р — мощность калорифера, Вт; U — напряжение питание:

• 220 В — для однофазного питания; 660 В (3 × 220В) — для трехфазного питания

. В случае если допустимая нагрузка электрической сети меньше чем требуемая, можно установить калорифер меньшей мощности. Температуру, на которую калорифер сможет нагреть приточный воздух, можно рассчитать по формуле:

ΔT = 2,98 * P / L, где ΔT — разность температур воздуха на входе и выходе системы приточной вентиляции,°С;Р — мощность калорифера, Вт; L — производительность вентиляции, м 3 /ч.

Типичные значения расчетной мощности калорифера — от 1 до 5 кВт

для квартир, от 5 до 50 кВт для офисов.

Если использовать электрический калорифер с расчетной мощностью не представляется возможным, следует установить калорифер, использующий в качестве источника тепла воду из системы центрального или автономного отопления (водяной калорифер).

Рабочеее давление, скорость движения воздуха в воздуховодах, уровень шума

После расчета производительности по воздуху и мощности калорифера приступают к проектированию воздухораспределительной сети, которая состоит из воздуховодов, фасонных изделий (переходников, разветвителей, поворотов) и распределителей воздуха (решеток или диффузоров). Расчет воздухораспределительной сети начинают с составления схемы воздуховодов. Далее по этой схеме рассчитывают три взаимосвязанных параметра — рабочее давление, создаваемое вентилятором, скорость потока воздуха и уровень шума.

Требуемое рабочее давление определяется техническими характеристиками вентилятора и рассчитывается исходя из диаметра и типа воздуховодов, числа поворотов и переходов с одного диаметра на другой, типа распределителей воздуха. Чем длиннее трасса и чем больше на ней поворотов и переходов, тем больше должно быть давление, создаваемое вентилятором. От диаметра воздуховодов зависит скорость потока воздуха. Обычно эту скорость ограничивают значением от 2,5 до 4 м/с. При больших скоростях возрастают потери давления и увеличивается уровень шума. В тоже время, использовать «тихие» воздуховоды большого диаметра не всегда возможно, поскольку их трудно разместить в межпотолочном пространстве. Поэтому при проектировании вентиляции часто приходится искать компромисс между уровнем шума, требуемой производительностью вентилятора и диаметром воздуховодов. Для бытовых систем приточной вентиляции обычно используются гибкие воздуховоды сечением 160—250 мм и распределительные решетки размером 200×200 мм — 200×300 мм.

Как рассчитываются параметры вентиляционных систем

Проектирование вентиляции жилого, общественного или производственного здания проходит в несколько этапов. Воздухообмен определяется исходя из нормативных данных, используемого оборудования и индивидуальных пожеланий заказчика. Объем проекта зависит от типа здания: одноэтажный жилой дом или квартира рассчитываются быстро, с минимальным количеством формул, а для производственного объекта требуется серьёзная работа. Методика расчета вентиляции строго регламентирована, а исходные данные прописаны в СНиП, ГОСТ и СП.

Этапы

Подбор оптимальной по мощности и стоимости системы воздухообмена проходит пошагово. Порядок проектирования очень важен, так как от его соблюдения зависит эффективность работы конечного продукта:

• Определение типа вентсистемы. Проектировщик анализирует исходные данные. Если требуется проветрить небольшое жилое помещение, то выбор падает на приточно-вытяжную систему с естественным побуждением. Этого будет достаточно, когда расход воздуха небольшой, вредных примесей нет. Если требуется рассчитать большой венткомплекс для завода или общественного здания, то предпочтение отдаётся механической вентиляции с функцией подогрева/охлаждения приточки, а если понадобится, то и с расчётом по вредностям.
• Анализ выбросов. Сюда входит: тепловая энергия от осветительных приборов и станков; испарения от станков; выбросы (газы, химикаты, тяжёлые металлы).
• Расчет воздухообмена. Задача систем вентилирования – удаление из помещения избытков тепла, влаги, примесей с равновесной или чуть отличающейся подачей свежего воздуха. Для этого определяется кратность воздухообмена, согласно которой подбирается оборудование.
• Подбор оборудования. Производится по полученным параметрам: требуемый объем воздуха на приточку/вытяжку; температура и влажность внутри помещения; наличие вредных выбросов, подбираются вентустановки или готовые мультикомплексы. Самый важный из параметров – объём воздуха, необходимый для поддержания проектной кратности. Фильтры, калориферы, рекуператоры, кондиционеры и гидравлические насосы идут как дополнительные устройства сети, обеспечивающие качество воздуха.

Расчёт выбросов

Объём воздухообмена и интенсивность работы системы зависят от двух этих параметров:

K1 – загрузочный коэффициент 0,7-0,9

Т – температура воды, 0 С

F-площадь поверхности испарения, м 2 ;

Рн1, Рн2 — парциальные давления насыщенного водяного пара при определенной температуре воды и воздуха в помещении, Па;

РБ – давление барометрическое. Па.

Используя данные, полученные в результате вычисления вредных выделений, проектировщик продолжает рассчитывать параметры вентиляционной системы.

Вычисление воздухообмена

Специалисты используют две основные схемы:

• По укрупненным показателям. В данной методике не предусматриваются вредные выбросы, такие как тепло и вода. Условно назовем его «Способ №1».
• Метод с учётом избытков тепла и влаги. Условное название «Способ №2».

Способ №1

Единица измерения — м 3 /ч (кубические метры в час). Применяют две упрощенные формулы:

L=K ×V(м 3 /ч); L=Z ×n (м 3 /ч), где

K – кратность воздухообмена. Отношение объёма приточки за одни час, к общему воздуху в помещении, крат в час;
V – объём помещения, м 3 ;
Z – значение удельного обмена воздуха за единицу верчения,
n – количество единиц измерения.

Подбор вентрешёток осуществляется по специальной таблице. При подборе также учитывается средняя скорость прохождение потока воздуха по каналу.

Таблица выбора размеров вентиляционных решёток

Способ №2

При расчёте учитывается ассимиляция тепла и влаги. Если в производственном или общественном здании избыток тепла, то используется формула:

где ΣQ — сумма тепловыделений от всех источников, Вт;
с – тепловая ёмкость воздуха, 1 кДж/(кг*К);
tyx – температура воздуха, направленного на вытяжку,°С;
tnp — температура воздуха, направленного на приточку,°С;
Температура воздуха, направленного на вытяжку:

где tp.3 – нормативная тем-ра в рабочей зоне, 0 С;
ψ- коэффициент увеличение температуры, зависящий от высоты измерения, равный 0,5-1,5 0 С/м;
Н – длина плеча от пола до середины вытяжки, м.

Когда технологический процесс предполагает выделение большого объема влаги, то используется другая формула:

где G – объём влаги, кг/ч;
dyx и dnp – содержание воды на один килограмм сухого воздуха приточки и вытяжки.

Существует несколько случаев, более подробно описанных в нормативной документации, когда требуемые воздухообмен определяется по кратности:

k – кратность смены воздуха в помещении, раз в час;
V — объём помещения, м 3 .

Расчёт сечения

Площадь поперечного сечения воздуховода измеряется в м 2 . Её можно посчитать по формуле:

где v – скорость воздушных масс внутри канала, м/с.

Различается для основных воздуховодов 6-12 м/с и боковых придатков не более 8 м/с. Квадратура влияет на пропускную способность канала, нагрузку на него, а также уровень шума и способ монтажа.

Расчёт потерь давления

Стенки воздуховода не гладкие, и внутренняя полость не заполнена вакуумом, поэтому часть энергии воздушных масс при движении теряется на преодоления этих сопротивлений. Величина потери рассчитывается по формуле:

где ג – сопротивление трению, определяется, как:

Формулы, приведенные выше, являются правильными для каналов круглого сечения. Если воздуховод квадратный или прямоугольный, то существует формула приведения к эквиваленту диаметра:

где a,b – размеры сторон канала, м.

Мощность напора и двигателя

Напор воздуха от лопастей H должен полностью компенсировать потери давления P, при этом создавая расчётное динамическое P_д на выходе.

Мощность электрического двигателя вентилятора:

Подбор калорифера

Часто отопление интегрируется в систему вентиляции. Для этого используются калориферы, разные виды рекуператоров, а также метод рециркуляции. Выбор устройства осуществляется по двум параметрам:

• Q_в – предельный расход тепловой энергии, Вт/ч;
• F_k – определение поверхности нагрева для калорифера.

Расчёт гравитационного давления

Применяется только для естественной системы вентилирования. С его помощью определяется её производительность без механического побуждения.

Подбор оборудования

По полученным данным о воздухообмене, форме и размере сечение воздуховодов и решёток, количестве энергии для обогрева подбирается основное оборудование, а также фитинги, дефлектор, переходники и другие сопутствующие детали. Вентиляторы подбираются с запасом мощности под пиковые периоды работы, воздуховоды с учетом агрессивности среды и объёмов вентилирования, а калориферы и рекуператоры — исходя из тепловых запросов системы.

Ошибки при проектировании

На этапе создания проекта нередко встречаются ошибки и недоработки. Это может быть превышенный шумовой фон, обратная или недостаточная тяга, задувание (верхние этажи многоэтажных жилых домов) и другие проблемы. Часть из них можно решить и после завершения монтажа, с помощью дополнительных установок.

Яркий пример низкоквалифицированного расчета — недостаточная тяга на вытяжке из производственного помещения без особо вредных выбросов. Допустим, вентканал заканчивается круглой шахтой, возвышающейся над крышей на 2 000 – 2 500 мм. Поднимать её выше не всегда возможно и целесообразно, и в подобных случаях используется принцип факельного выброса. В верхней части круглой вентшахты устанавливается наконечник с меньшим диаметром рабочего отверстия. Создаётся искусственное сужение сечения, которое влияет на скорость выброса газа в атмосферу — она многократно увеличивается.

Пример проекта

Методика расчёта вентиляции позволяет получить качественную внутреннюю среду, правильно оценив негативные факторы, её ухудшающие. В компании «Мега.ру» работают профессиональные проектировщики инженерных систем любой сложности. Мы оказываем услуги на территории Москвы и соседних областей. Также компания успешно занимается удалённым сотрудничеством. Все способы связи указаны на странице «Контакты», обращайтесь.

Типы систем вентиляции

В общем случае вентиляцией называют регулируемый воздухообмен в помещении. Однако за этим термином скрывается несколько различных типов вентиляционных систем. Прежде чем переходить описанию и правилам подбора их элементов, нам необходимо разобраться с основными терминами и понятиями, используемыми в этой области. Итак, общепринятая классификация системы вентиляции:

• по способу перемещения воздуха: естественная и искусственная;
• по назначению: приточная и вытяжная ;
• по зоне обслуживания: местная и общеобменная;
• по конструкции: наборная и моноблочная.

Естественная и искусственная система вентиляции

Поток воздуха в системе вентиляции может создаваться двумя способами:

• Естественным образом, за счет разности температур воздуха, изменения давления в зависимости от высоты, ветрового давления. Соответственно, такая вентиляция называется естественной.
• Искусственным образом с помощью вентилятора. Это искусственная или механическая вентиляция.

Естественные системы вентиляции используются при строительстве типового жилья: свежий воздух через неплотности в окнах и дверях попадает в помещение и удаляется через вентиляционные каналы, вытяжные решетки которых расположены на кухне и в санузлах. Такая вентиляция дешева, надежна (нет движущихся частей и автоматики) и долговечна.

Обратной стороной дешевизны естественных систем вентиляции является сильная зависимость их эффективности от внешних факторов — температуры воздуха, направления и скорости ветра и других. Кроме этого, такие системы в принципе нерегулируемы и при определенных погодных условиях просто перестают работать.

Искусственная (механическая) вентиляция применяется там, где недостаточно естественной. Поскольку в механической системе используется вентилятор, фильтр, воздухонагреватель и другие элементы, позволяющие перемещать, очищать и нагревать воздух, такие системы могут поддерживать комфортные условия в обслуживаемых помещениях независимо от времени года и условий окружающей среды. Именно поэтому в квартирах, коттеджах и офисах стараются по возможности устанавливать искусственные системы вентиляции.

Приточная и вытяжная система вентиляции

Приточная система вентиляции предназначена для подачи свежего воздуха в помещения. При необходимости подаваемый воздух может нагреваться или охлаждаться, увлажняться, а также очищаться от пыли.

Вытяжная вентиляция, напротив, удаляет из помещения загрязненный воздух. Приточная и вытяжная вентиляция, как правило, используются совместно, при этом их производительность должна быть сбалансирована, иначе в помещении будет образовываться недостаточное или избыточное давление, что приведет к неприятному эффекту «хлопающих дверей».

Местная и общеобменная система вентиляции

Местная вентиляция предназначена для подачи свежего воздуха на определенные места (местная приточная вентиляция) или для удаления загрязненного воздуха от мест образования вредных выделений (местная вытяжная вентиляция). Местную вытяжную вентиляцию применяют в тех случаях, когда места вредных выделений локализованы и можно не допустить их распространения по всему помещению. Местная вентиляция используется, преимущественно, на производстве. В бытовых же условиях применяется общеобменная вентиляция. Исключением являются кухонные вытяжки, которые представляют собой местную вытяжную вентиляцию.

Общеобменная вентиляция, в отличии от местной, предназначена для вентиляции воздуха во всем помещении. Общеобменная вентиляция так же может быть приточной и вытяжной. Приточную общеобменную вентиляцию, как правило, необходимо выполнять с подогревом и фильтрацией приточного воздуха, поэтому такая вентиляция должна быть механической (искусственной). Общеобменная вытяжная вентиляция может быть проще приточной и выполняться в виде вентилятора, установленного в окне или отверстие в стене, поскольку удаляемый воздух не требуется обрабатывать. При небольших объемах вентилируемого воздуха используют механическую приточную и естественную вытяжную вентиляцию, которая заметно дешевле механической.

Наборная и моноблочная система вентиляции

Наборная система вентиляции собирается из отдельных компонентов — вентилятора, глушителя, фильтра, системы автоматики Такая система обычно размещается в отдельном помещении — венткамере или за подвесным потолком (при небольшой производительности). Достоинством наборных систем является возможность вентиляции любых помещений — от небольших квартир и офисов до торговых залов супермаркетов и целых зданий. Недостатком — необходимость профессионального расчета и проектирования, а также большие габариты. В разделе Состав систем вентиляции рассказывается о том, из каких компонентов собирается типовая наборная система.

В моноблочной системе вентиляции (вентустановке) все компоненты размещаются в едином шумоизолированном корпусе. Моноблочные системы могут быть приточные, вытяжные и . установки часто комплектуются встроенным рекуператором, которые позволяет экономить энергию, затрачиваемую на подогрев приточного воздуха. Моноблочные вентустановки имеют ряд преимуществ перед наборными системами:

• Поскольку все компоненты расположены в шумоизолированном корпусе, уровень шума моноблочных установок заметно ниже, чем наборных систем. Благодаря этому моноблочные системы небольшой производительности можно размещать в жилых помещениях, в то время как наборные системы обычно требуется устанавливать в подсобных помещениях или в специально обустроенных вентиляционных камерах.
• Все элементы вентиляционной установки подбираются, тестируются и отлаживаются для совместной работы на этапе производства, поэтому моноблочные системы обладают максимально возможной эффективностью и сбалансированностью.
• Благодаря компактному корпусу монтировать вентустановки проще и быстрее, чем наборные системы вентиляции.

Подробнее о вентиляционных установках рассказывается в разделе Вентиляция квартир и коттеджей.

Расчет и устройство аварийной вентиляции

Аварийная вентиляция − объединенная конструкция механических устройств и элементов, в целом представляющих общую вентиляционную систему принудительной вытяжки на период возникновения аварийных ситуаций вне зависимости от причины их возникновения.

Аварийная вентиляция на производственных и служебных объектах общественного вида предназначена для обеспечения приемлемых условий эвакуации людей на период возникновения ситуации чрезвычайного характера.

Принцип устройства вентиляционной системы

Система вентиляции аварийного типа осуществляет работу с помощью специального пульта управления в автоматическом режиме. Пульт связывает работу системы и блокирующих элементов: в случае аварии происходит моментальная блокировка общеобменных вентиляционных систем, а затем отключение.

Элементы вентиляционной системы аварийного типа реагируют на:

• малейшее возникновение дымных образований;
• источники огня или чрезмерной загазованности.

Превышение допустимых значений улавливается датчиком высокой чувствительности. Данная установка, чувствительно реагирующая на источники опасности, обеспечивает гарантированное урегулирование и постепенную нейтрализацию на период аварийной ситуации любых образовавшихся веществ, дыма, примесей и прочего.

Как правило, система вентиляции для обезвреживания аварийных ситуаций конструируется в виде вытяжной трубы, обеспечивающей самостоятельное включение и обеспечение постоянного воздухообменного процесса соответствующих помещений.

Перечень основных характеристик

На случай возникновения аварийных ситуаций в момент строительства зданий или на этапе капитального ремонта предусмотрена установка специальных конструкций. Такие конструкции называются приточными системами, позволяющими максимально быстро очистить помещения от запахов, загазованности, дыма и прочих опасных соединений.

Приточные системы осуществляют бесперебойную подачу чистого воздуха (в период аварии), равномерно распределяя чистый поток по протяженности всех производственных проходов, комнат, залов и служебно-бытовых помещений.

Если для аварии характерны выбросы примесей ядовитого содержания, химических соединений с повышенным классом опасности для жизни и здоровья и человека, то посредством работы подобной системы во все задымленные помещения происходит поступление потока свежего воздуха и перераспределяется по всем площадям объекта.

Причины подключения вентиляции при аварии

Только правильный и достоверный анализ относительно опасности возникновения аварийной ситуации позволит обеспечить все производственные помещения соответствующей и продуктивной вытяжкой.

В период аварийной ситуации следует учитывать нестандартный характер всего процесса в целом. За период ее работы, включающий начало действия системы до момента окончания, должно быть обеспечено полное устранение, стабилизация и балансировка всех дымных и газовых образований в пределах помещения.

Способствовать возникновению аварии на производстве могут такие причины, как:

• неконтролируемые источники огня;
• спонтанное возгорание отдельных элементов и устройств;
• разовый выброс газосодержащих примесей резкого характера;

В подобных случаях следует предусмотреть не просто безопасную и спланированную систему вытяжки, но и составить и отобразить ее рабочий режим, график проверок вентиляционной системы для аварийных случаев.

Расчет аварийной вентиляции: методология

В случае проведения расчетов для действия системы аварийной вентиляции, доступны два способа:

Вариант №1. В этом случае речь идет о нестационарных изменениях в концентрации вредных веществ, образовавшихся в помещении. Условие расчета – это выключенные общеобменные системы вентиляции на весь период аварии (климатические системы).

Баланс общей массы вредных веществ, загрязняющих помещения путем залповых выбросов, в период разгерметизации производственных установок, оборудования, в случае нарушения технологических процессов, в форме дифференциального уравнения выглядит следующим образом:

Gвpdτ – Vndс = 0

Вариант №2. В данном случае нейтрализуются все изменения нестационарного типа. Происходит удаление повышенной концентрации вредных ядовитых веществ. Условие работы вытяжки – работающие (включенные) общеобменные аварийные системы вентиляции.

Формула массового баланса всех образовавшихся в периметре вредных веществ выглядит следующим образом:

Gврdτ – масса веществ, выброс которых произошел при аварии;

LпрСпрdτ – величина всех вредных веществ, скопившихся в помещениях за временной промежуток τ, поступая с потоком приточных воздушных масс;

LухСухdτ – масса вредного вещества, удаляемого из задымленных помещений за период времени τ при помощи вытяжных общеобменных конструкций.

Нормативные документы оборудования

Аварийная вентиляция и воздушные завесы регулируются документом: «СНиП 2.04.05 – 91», где указаны такие нормы, как температура воздуха, поступающего посредством работы воздушно-тепловых завес.

В данных ситуациях необходимо принимать:

• не более 50.С возле входных дверей и проходов;
• не более 70.С около уличных ворот и основных наружных проемов.

Расчетная температура воздушных потоков, поступающих в задымленные помещения сквозь двери, ворота, открытые проемы, стоит принимать, как значение С, но не ниже значений:

• С = 14, если авария произошла на территории производства, в периметре помещений во время легких работ;
• С = 12, в случае возникновения выбросов в пределах производства при работах средней нагрузки, для вестибюлей в общественных учреждениях, в административно-бытовых зданиях.
• С = 8. Помещения производственного типа с тяжелой рабочей нагрузкой;
• С = 5. Для производственных площадей с выполняемой тяжелой работой, в условиях отсутствия постоянных мест для расположения сотрудников.

Продолжительность аварийной ситуации объединяет время двух временных периодов:

• tа1 – длительность начального этапа аварии;
• tа2 – длительность аварийного этапа, в период которого обеспечена полная остановка выбросов и вбросов вредных отравляющих веществ внутрь помещений.

Общая формула продолжительности аварии с автоматическим включением системы вентиляции:

tа = tа1 + tа2

Таким образом, в течение аварийной ситуации абсолютно все системные элементы должны срабатывать в автоматическом режиме и обеспечивать максимально быструю нейтрализацию всех выбросов независимо от особенностей систем.

Система вентиляции и кондиционирования в производственном цехе

Система вентиляции и кондиционирования воздуха производственного цеха – это сложный процесс, который реализуется на основе работы целого комплекса специального оборудования или устройств и направленный на создание качественного воздухообмена внутри рабочего помещения.

Система вентиляции цеха является неотъемлемой частью конструкции здания, его технологичного оборудования и играет более важную роль, чем системы кондиционирования обычных помещений. Особенностью вентиляции производственного объекта является то, что она представляет собой целую систему инженерных разработок, которые призваны обеспечить бесперебойную фильтрацию воздушных масс от вредных и токсичных составляющих и качественную циркуляцию, без нарушения технологического процесса.

Виды вентиляции производственного помещения

Основным регламентирующим документом, который устанавливает нормы вентиляции цеха, является СНиП 41-01-2003. Все существующие системы воздухообмена в рабочих помещениях можно разделить на следующие виды:

В зависимости от способов перемещения воздушных масс:

1. Естественная.
2. Механическая.

При естественной вентиляции освежение воздуха происходит за счет разниц давления и температуры внутри помещения и снаружи. Такая циркуляция обычно бывает неорганизованной, то есть основанной на элементарных физических явлениях – например, конвекции. Создается естественная вентиляция при помощи специальных конструкций, которые позволяют осуществлять регулировку силы и величины воздушного потока.

Механическая вентиляция предварительно обрабатывает приточный воздух, нагревая, охлаждая или увлажняя его. Кроме того, принудительная система способна осуществлять фильтрацию загрязненных воздушных масс перед выбросом их в атмосферу.

В зависимости от способа организации воздухообмена:

1. Местная.
2. Общеобменная.

Местная вентиляция локализует, а в последующем удаляет вредные и токсичные вещества и выбросы непосредственно в месте их возникновения. На практике такой вид вентиляции реализуется следующим образом: источник загрязнения (станок, рабочее место) огораживается щитами, формируя своеобразный «колпак», в котором или над которым имеется вытяжка. При интенсивном отсосе воздуха, давление внутри «колпака» понижается, что препятствует распространению вредных примесей в остальное помещение цеха. Такая система эффективно справляется со своими обязанностями и недорого в организации.

В тех случаях, когда местная вентиляция не способна обеспечить полноту локализации источников загрязнения, задействуется общеобменный ее тип. Принцип работы такой вентиляции основан на комплексном очищении воздуха во всех производственных помещениях или их большой части путем разбавления концентрации вредных примесей, пыли и грязи, тепловых излучений. Кроме того, общеобменная вентиляция эффективно поглощает тепло и распространена в тех цехах, где отсутствует выброс вредных веществ в атмосферу помещения. В тех случаях, когда производство сопряжено с выбросом газа, вредного пара, канцерогенов и пыли, применяется вентиляция смешанного типа – к общеобменной добавляются местные отсосы. При этом ключевой концепцией построения вентиляции производственного цеха является создание такой системы, при которой максимальное количество вредных веществ будет удаляться при помощи местных отсосов, а оставшиеся примеси и газы будут разбавляться потоком свежего воздуха до концентрации допустимого уровня.

В зависимости от способа действий:

1. Приточная.
2. Вытяжная.
3. Приточно-вытяжная.

Приточная система вентиляции предназначена для обеспечения свободного притока воздушных масс в объемах, достаточных для полноценного функционирования производственного помещения. В подобных системах устанавливаются канальные вентиляторы, которые обеспечивают забор внешнего воздуха и пропуск его через специальные охлаждающие или нагревающие калориферы.

Приточная вентиляция способна полностью обеспечить принудительное поступление воздушных масс в цех. При этом давление воздуха в помещении будет постоянно увеличено в сравнении с атмосферным, что будет способствовать естественному (неорганизованному) выдавливанию отработанного воздуха на улицу через щели, выходы или отверстия.

Приточная вентиляция существует нескольких видов и отличается друг от друга наличием эксклюзивного оборудования. Так, может устанавливаться:

• Воздушный душ. Работа такого оборудования заключена в направлении потока чистого воздуха на рабочее место.
• Воздушные и воздушно-тепловые завесы.
• Оазисы. Эта вентиляция, которая способна обслуживать целые участки цеха, где воздух будет двигаться с рассчитанной скоростью и температурой.

Вытяжная система вентиляции предназначена для удаления загрязненного воздуха. При этом замещение удаленных воздушных масс осуществляется механическим организованным или неорганизованным способом – через оконные, дверные проемы и специальные отверстия в стенах. Подобная система применяется в тех производствах, которые сопровождаются большим количеством выделений токсичных веществ и тепла, а также при выполнении работ значительным количеством сотрудников.

Приточно-вытяжная вентиляция предназначена для удаления загрязненного воздуха и одновременной подачи свежего. Сами по себе потоки воздушных масс могут распределяться путем перемешивания или вытеснением. В первом случае в потолке или стенах цеха монтируются высокоскоростные диффузоры, осуществляющие подачу свежего воздуха, который естественным образом смешивается с отработанным и удаляется через диффузный клапан. Во втором случае свежий прохладный воздух поступает через воздухораспределители, которые устанавливаются ближе к полу. Воздушная масса, нагреваясь, поднимается на верх, вытесняя через решетки отработанные газы.

Расчет вентиляции цеха

Для того чтобы спроектировать и установить вентиляцию необходимо качественно и с высокой точностью рассчитать масштабы ее работы. Расчет системы вентиляции цеха осуществляется на основе данных об объемах выделяемых вредных веществ, тепла и различных справочных показателей.

Расчет системы вентиляции цеха выполняется отдельно по каждому из видов загрязнений:

По излишкам тепла

Q_u (м 3 ) — объем, который отводится местным отсосом;
V (Ватт) — количество теплоты, которое выделяет продукция или оборудование;
с (кДж) — показатель теплоемкости = 1,2 кДж (справочная информация);
T_z (°C) — t загрязненного воздуха, отводимого от рабочего места;
T_p (°C) — t приточных воздушных масс
T₁ — t воздуха, удаляемого вентиляцией общеобменного типа.

Для взрывоопасного или токсичного производства

При таких расчетах ключевая задача — разбавить токсичные выбросы и испарения до предельного допустимого уровня

M (мг*час) — масса токсичных веществ, выделяемых за один час;
K_m (мг/м 3 ) — содержание токсичных веществ в воздухе, отводимых местными системами;
K_p (мг/м 3 ) — количество отравляющих веществ в приточных воздушных массах;
K_u (мг/м 3 ) — содержание токсичных веществ в воздухе, отводимое общеобменными системами.

По излишкам влаги

W (мг*час) — количесиво влаги, которое попадает в помещение цеха за 1 час;
O_m (грамм*кг) — объем пара, отводимый локальными системами;
O_p (грамм*кг) — показатель влажности приточного воздуха;
O₁ (грамм*кг) — количество пара, отводимое общеобменной системой.

По выделениям от персонала

N — число работников
m — расход воздуха из расчета на 1 чел*час (согласно СНиП составляет 30 м 3 на человека в проветриваемом помещении, 60м 3 — в нерповетриваемом).

Расчет вытяжной вентиляции цеха

Определить количество вытяжного воздуха можно по следующей формуле:

L = 3600 * V * S , где

L (м 3 ) — расход воздуха;
V — скорость воздушного потока в вытяжном устройстве;
S — площадь проема установки вытяжного типа.

Особенности вентиляции цехов различной направленности

Механический цех

Особенностями производственного механического помещения является большое тепловое выделение от электрического оборудования и рабочих, наличие в воздухе паров аэрозолей, охлаждающих жидкостей, масла, эмульсий, пыли.

Вентиляция в таких цехах устанавливается смешанного типа. Местные отсосы располагаются непосредственно над станками и рабочими зонами, а элементы общеобменной системы обеспечивают приток свежего воздуха сверху, в расчете не менее 30 куб.м. на одного человека.

Деревообрабатывающий

Особенностями деревообрабатывающего помещения является постоянное выделение тепла от прессов, испарение токсичных веществ растворителя и клея, а также повышенная концентрация отходов деревообработки — пыли, стружки, опилок.

В таких цехах местные отсосы устанавливаются непосредственно в пол, для обеспечения удаления древесных отходов. Общеобменная система рассредоточивает приток воздуха в верхней зоне, через воздуховоды перфорированного типа.

Гальванический

Особенность гальванического цеха – это наличие в атмосфере помещения паров щелочи, кислоты, электролита, повышенное количество тепла и влаги, пыли, водорода.

Местные отсосы бортового типа устанавливаются непосредственно над ваннами с кислотными растворами. В обязательном порядке осуществляется оснащение отсосов для ванн с кислотами различными типами резервных вентиляторов и элементами фильтрации вытягиваемых воздушных масс.

Общеобменная система, выполненная из антикоррозионного материала, должна обеспечивать 3-кратный воздухообмен в отделениях для приготовления растворов и цианистых солей.

Сварочный

Особенность сварочного цеха – наличие в воздухе фтористых соединений, окиси азота, углерода, озона. В таких производственных помещениях местные отсосы желательны, но не обязательны. Общеобменная вытяжка должна обеспечивать удаление воздуха в количестве: 2/3 из нижней зоны, 1/3 — из верхней. Расчет воздуха на разбавление вредных выбросов от сварки до предельного допустимого уровня производится исходя из веса сварочных электродов, которые расходуются за 1 час.

Литейный

Главная особенность литейного цеха – огромное количество тепла, которое выделяется в процессе производства. Кроме того, в атмосфере помещения концентрируется аммиак, сернистый газ, окись углерода.

Местные отсосы устанавливаются у каждого станка и элемента оборудования. Общеобменная система применяется только с механическим побуждением в верхней зоне цеха. К этому добавляется аэрация и душирование рабочих мест.

Вентиляция цеха покраски

Особенностью производственного помещения в котором осуществляются покрасочные работы является высокая концентрация в нем испарений различных растворителей, разбавителей и частиц краски.

В подобных цехах местные отсосы устанавливаются непосредственно над рабочими зонами и местами сушки. Общеобменная система обеспечивает компенсацию местной вытяжки.

Чтобы заказать проектирование и монтаж вентиляционной системы на производстве, обратитесь в компанию ЭкоЭнергоВент. Позвоните по телефону +7 (812) 954-09-79 или оставьте свою заявку в специальной форме обратной связи на нашем сайте.

Приточно-вытяжная вентиляция

Приточно-вытяжную вентиляцию «ЕвроХолод» реализует на вашем объекте «под ключ». «ЕвроХолод» — профессиональная проектно-монтажная организация. По вопросам, связанным с вентиляцией, звоните по телефону +7(495) 745-01-41 .

Чтобы получить коммерческое предложение, вышлите заявку на e-mail или отправьте быструю заявку .

Что такое приточно-вытяжная вентиляция

Приточно-вытяжная вентиляция — это система, которая обеспечивает приток чистого и свежего воздуха в помещение, а так же удаляет вредный отработанный воздух из него. Обе этих функции выполняются одновременно. Как правило, подобную вентиляцию устанавливают в загородных домах и коммерческих помещениях п лощадью свыше 100 кв.м.

Использовать приточно-вытяжную систему вентиляции с рекуперацией в загородных домах очень выгодно, так как резко, практически до 90% (!), снижаются расходы на отопление дома. Ведь благодаря встроенной системе теплообмена (рекуперации тепла) отпадает необходимость в подогреве входящего потока воздуха, вследствие чего значительно экономятся энергозатраты, идущие на обогрев дома, а с ними и ваши деньги.

Приточно-вытяжные установки применяются в жилых помещениях, на промышленных, общественных и административных объектах.

Преимущества приточно-вытяжной вентиляции

• осуществляет постоянную замену отработанного воздуха в помещении
• осуществляет очищение и прогрев воздуха когда необходимо
• существуют системы, предусматривающие также увлажнение воздуха в заданных пределах, используя поступившую в приточные массы воздуха выделяющуюся в канале влаги, тем самым решая проблему отвода конденсата
• рекуперация тепла — повышение температуры подаваемого воздуха, используя тепло вытягиваемого воздуха с экономией электроэнергии

Минусы приточно-вытяжной вентиляции

• Шум от вентиляторов
• Не предусмотрено охлаждение воздушных масс, необходимое в летнее время
• Постоянно существует необходимость отводить образующийся конденсат

Конструктивное исполнение

Приточно-вытяжные установки подразделяются на системы для горизонтального, вертикального монтажа, а также универсальные . Благодаря автоматическому управлению можно плавно или постепенно изменять производительность установки, тепловую мощность калорифера, а также настраивать таймер для работы в автоматическом режиме.

Система приточно -вытяжной вентиляции состоит из следующих элементов:

• воздушный клапан – препятствует попаданию наружного воздуха в помещения, когда система выключена
• воздухозаборная решетка – через нее воздух поступает в систему; она защищает установку от попадания посторонних предметов, а также несет декоративную функцию
• фильтр – защита установки, а также фильтрация воздуха
• калорифер (воздухонагреватель) – подогрев приточного воздуха зимой
• вентилятор – подача воздуха в помещение и поддержание необходимого давления в воздуховодах
• воздуховоды – распределяют воздух по помещениям
• воздухораспределители – через них подготовленный воздух после воздуховодов попадает непосредственно в помещение
• шумопоглатитель – снижает уровень шума от установки
• тепло- и звукоизолирующие панели – тоже снижают уровень шума и повышают КПД
• система автоматики и регулировки – позволяет осуществлять гибкое эффективное управление системой

Принцип работы приточно-вытяжной вентиляции

В системе приточно-вытяжной вентиляции есть два потока воздуха: приток и отток.

Приток — это поступление свежего воздуха с улицы. Установка забирает свежий воздух, пропускает через воздушный фильтр, очищает, подогревает с помощью рекуператора и доставляет его в помещения дома.

Отток — это забор и отведение отработанного воздуха из помещений дома. Установка собирает влажный спертый воздух из всех помещений, пропускает его через систему рекуперации, где забирает необходимое для подогрева входящего воздуха количество тепла, а затем выбрасывает охлажденный отработанный воздух на улицу.

Оба потока воздуха циркулируют в системе одновременно, но при этом они нигде не смешиваются. Они подходят максимально близко друг к другу только в самой установке, где происходит теплообмен — горячий отработанный воздух, выходя из дома, отдает 90% своего тепла входящему потоку. Таким образом практически полностью отпадает необходимость в стандартном (батареи, теплые полы и т.п.) подогреве холодного воздуха. В традиционном же варианте вы нагреваете батареи (теплые полы), которые греют воздух, это на 90% дороже, чем принудительная вентиляция с рекуператором — деньги посчитайте сами.

Пример: В доме температура +27 ‘С, на улице -13 ‘С. Воздух из дома и с улицы поступает в установку, где происходит теплообмен. После процесса рекуперации тепла воздух с улицы поступает в помещения нагретым до +25 ‘С, в то время, как отработанный воздух выводится из помещения охлажденным до -11 ‘С. Энергозатраты на весь процесс практически нулевые!

Оборудование

• Приточно-вытяжная вентиляция Systemair
• Приточно-вытяжная вентиляция Ostberg
• Вентиляционные установки Daikin
• Приточно-вытяжная вентиляция VTS

Как оценить стоимость вентиляции?

Для оценки цены вентиляции воспользуйтесь калькулятором:

Проектирование и расчет вентиляционных систем

justify;text-indent:35.45pt;line-height:normal»> Для любого помещения нужна хорошая вентиляция. Но для этого мало просто купить первую понравившуюся систему вентиляции. Для того, чтобы система вентиляции полноценно функционировала, для любого помещения в первую очередь, необходимо выяснить, какой объем воздуха должен выводиться из помещения, сколько свежего воздуха нужно поставлять с улицы, и только после этого уже подбирать и комплектовать систему вентиляции вентиляторами определенной мощности, вентиляционными каналами требуемого сечения и т.д.

justify;text-indent:35.45pt;line-height:normal»> Профессионалами в данной сфере было разработано, и используются множество способов расчета вентиляции помещений, например, на удаление излишков теплого воздуха или испарений, разбавление загрязнений и прочее. Однако все они требуют профессиональных знаний и опыта. Но в этой статье не будет слишком заумных расчетов и формул. В этой статье представлен такой метод, которым может воспользоваться любой человек, не имеющий высшего технического образования, и не связанный с вентиляционными системами по долгу профессиональных обязанностей. Мы приведем пример подобного расчета вентиляции для жилого дома, пользуясь самыми простыми способами: по кратностям, санитарным нормам и общей площади. Однако если Вы хотите более глубоких знаний, можете начать с ознакомления со специальными нормативными документами (ГОСТ, СанПин, ДБН, СНиИ). В них вы найдете всю необходимую информацию о требованиях к вентиляционным системам для любых помещений, о необходимом оборудовании, его мощностях и правилах его размещения. Именно этими документами руководствуются архитекторы — проектировщики и инженеры, при составлении проекта вентиляции для определенных зданий.

Расчет по кратностям.

justify;text-indent:35.45pt;line-height:normal»> Кратность — это величина, показывающая, сколько раз за 1 час воздух в помещении должен заменится на свежий.

justify;text-indent:35.45pt;line-height:normal»> Это довольно сложный расчет, и при его произведении следует руководствоваться следующей таблицей:

justify;text-indent:35.45pt;line-height:normal»>Если в таблице отсутствует какое-либо помещение, то воздухообмен для него рассчитывается согласно норм, для жилых помещений 3 куб.м./час свежего воздуха на 1 куб.м. помещения, то есть по формуле: L=V*3, где V является объем помещения.

justify;text-indent:35.45pt;line-height:normal»>Когда считается воздухообмен для группы помещений (комнат) в пределах одной квартиры или частного дома, коттеджа, их следует рассматривать как единый воздушный объём. Который должен отвечать, выше упомянутому условию, сколько воздуха мы подаём, столько же должны и удалить. Если при подсчёте, значения притока и вытяжки не совпадают, то округление делается в сторону большего значения.

justify;text-indent:35.45pt;line-height:normal»>В качестве примера расчета, рассмотрим однократный воздухообмен (это значит, что за час из помещения было выведено и одновременно поступило количество воздуха, равное объему самого этого здания).

justify;text-indent:35.45pt;line-height:normal»>Расчет производится по формуле: L=n*V (кубометров/час), где n — это кратность (посмотреть в таблице), а V — объем комнаты.

justify;text-indent:35.45pt;line-height:normal»>Как упоминалось раньше, чтобы просчитать вентиляцию для всего дома, состоящего из нескольких помещений, рассматривайте его «без стен», то есть как одно помещение с общим воздушным объемом. Для этого узнайте объем каждой комнаты умножив длину, высоту и ширину стен, а затем воспользуйтесь вышеуказанной формулой.

justify;text-indent:35.45pt;line-height:normal»>Для большинства комнат можно делать только приток или вытяжку, но для пространств с повышенной влажностью (кухня, санузел) потребуется организовать рециркуляционную систему. В итоге у вас должно сойтись уравнение объема притока и объема вытяжки. Если этого не произошло, число воздухообмена в этих помещениях можно увеличить до необходимого показателя.

justify;text-indent:35.45pt;line-height:normal»>При расчетах, все значения L должны быть кратны числу 5, поэтому при необходимости округляйте их до пяти в большую сторону. Рассчитайте L для всех комнат по отдельности сначала для притока воздуха, затем — для вытяжки, сложите показатели и сравните общие L притока и L вытяжки — они должны быть равны. Если значением притока получилось больше вытяжки, то чтобы соблюсти баланс увеличьте воздухообмен для тех комнат, где воздухообмен был минимально допустимым.

justify;text-indent:35.45pt;line-height:normal»>Рассчитаем вентиляцию по кратностям для дома с квадратурой 135 кв.м. с такими комнатами:

• кухня площадью 25 кв.м.;
• спальня — 30 кв. м.;
• рабочий кабинет — 20 кв. м.;
• зал — 40 кв. м.;
• прихожая — 10 кв. м.;
• туалет — 5 кв. м.;
• ванная — 5 кв. м.;