Естественные и искусственные вентиляционные системы

По способу создания движения воздушных масс виды систем вентиляции делятся на естественные и с механическим побуждением.

Встроенная кухонная вытяжка из нержавеющей стали

Долгое время процесс вентилирования сводился к простому проветриванию помещений, когда воздух удалялся за счет естественного перепада давлений, а подача свежих воздушных масс производилась за счет инфильтрации. Такое устройство естественной вентиляции еще носит название неорганизованной. Определяющими характеристиками вентиляции и является кратность воздухообмена, то есть величина, показывающая, сколько раз сменился воздух в помещении за один час. Неорганизованная воздушная вентиляция, к сожалению, не дает возможности контролировать данный параметр, вследствие чего является низкоэффективной и не может применяться на таких ответственных объектах как производственные площади и общественные здания. Кроме того, неорганизованное устройство системы вентиляции сопровождается значительными потерями тепла. Несовершенство такого воздухообмена привело к появлению теории вентиляции с механическим побуждением движения воздушных масс.

Системы вентиляции воздуха с механическим побуждением движения воздуха (посредством вентиляторов), впервые были применены в первой половине XIX века на горнорудном предприятии. А к концу столетия получили широчайшее распространение во всех областях, в том числе и в быту. Неорганизованная вентиляция основывается на перепадах давления воздуха и его естественном движении.

Такая реализация воздухообмена не требует значительных затрат ни при устройстве системы, ни в дальнейшей эксплуатации. Кондиционирование и вентиляция с механическим побуждением движения воздуха хоть и является намного эффективней, тем не менее, требует установки массы дополнительного оборудования и последующего его обслуживания.

Из каких элементов состоят системы промышленной вентиляции

Для устройства систем промышленной вентиляции используют 10 основных элементов.

Воздухозаборная решетка. Устанавливают на внешней стороне здания. Она выполняет декоративные и защитные функции: не дает попасть в систему вентиляции мелкому мусору, влаге, снегу или тополиному пуху.

Воздушный клапан. Не дает холодному уличному воздуху попадать в систему вентиляции, когда она выключена. Чаще всего воздушный клапан комплектуется электроприводом для синхронизации его закрытия/открытия с выключением/включением системы вентиляции.

Фильтры очистки воздуха. Предотвращают попадание мелких твердых частиц и пыли в механизмы системы вентиляции и увеличивают ее срок службы. Фильтры делятся на три класса:

1. Грубой очистки. Задерживают частицы размером более 10 мкм и подходят для обслуживания бытовых помещений. Представляют собой синтетическую ткань или металлизированную сетку.
2. Тонкой очистки. Задерживают частицы до 1 мкм. Устанавливают в помещениях с высокими требованиями к чистоте: в пищевых цехах, лабораториях, больницах или музеях. Фильтры изготавливают с применением активированного угля или стеклоткани.
3. Особо тонкой очистки. Задерживают частицы размером до 0,1 мкм. Устанавливают на оптических и электронных предприятиях, в фармакологической, химической и атомной промышленности, в операционных. При изготовлении используют клееную бумагу из субмикронных волокон или клееное стекловолокно.

Воздухонагреватель (по-другому калорифер). Подогревает холодный воздух, поступающий с улицы. По способу нагревания делятся на электрические и водяные. Иногда в системах вентиляции дополнительно используют рекуператоры. Они нагревают поступающий холодный воздух, передавая ему тепло от загрязненного теплого воздуха из помещений, без смешения потоков. Основная ценность рекуператоров – невысокое энергопотребление.

Вентилятор. Подает воздух в производственные помещения. У вентилятора 5 основных характеристик:

1. Полное давление – на какое расстояние вентилятор может переместить воздух.
2. Производительность – количество воздуха, которое вентилятор может прокачать за час.
3. Уровень шума во время работы.
4. Габаритные размеры.
5. Тип – осевой или радиальный. У осевого высокая производительность, но низкое полное давление, поэтому он не подходит для систем с разветвленной сетью воздуховодов.

Шумоглушитель. Не дает шуму от работающего вентилятора распространиться по воздуховодам. При изготовлении используют звукоизолирующие материалы: минеральную вату или стекловолокно, которые помещают в металлическую коробку или цилиндр.

Воздуховод. Доставляет воздушный поток. Различается тремя параметрами:

1. Площадью сечения.
2. Формой: круглой или прямоугольной.
3. Типом.

По типу воздуховоды делят на гибкие, полугибкие и жесткие. Гибкие и полугибкие представляют собой многослойную алюминиевую фольгу, одетую на каркас из стальной проволоки. У них только круглое сечение. Воздуховоды легко гнутся, но отличаются высоким аэродинамическим сопротивлением и поэтому подходят только для небольших по длине участков системы вентиляции.

Жесткие воздуховоды изготавливают из нержавеющей или оцинкованной стали. Могут иметь круглое или прямоугольное сечение. Круглые воздуховоды проще в изготовлении и создают меньшее аэродинамическое сопротивление потоку воздуха, а прямоугольные прочнее, их легче укладывать, они лучше вписываются в интерьер.

Фасонные изделия. Разветвители, повороты и переходники, с помощью которых собирают воздуховод.

Воздухораспределительные устройства. Нужны для равномерного распределения воздуха в производственных помещениях. Воздухораспределительные устройства бывают металлические или пластиковые, круглой или прямоугольной формы, различаются расцветкой и размерами. Чаще всего это решетки или плафоны.

https://www.youtube.com/watch?v=Zt8pGfgArLg

Система управления. Простая или сложная. Простая – кнопка включения/выключения. Сложная – самостоятельно контролирует состояние фильтров, включает или отключает калорифер, управляет воздушным клапаном и прочее.

Все перечисленные выше элементы можно заменить готовой вентиляционной установкой – это гарантирует совместимость компонентов, исключает возможные ошибки во время сборки и не требует настройки автоматики.

Канальные и бесканальные системы

Схематичное определение необходимого количества вентиляционных отводов из разных помещений

Все системы вентиляции и кондиционирования в зависимости от конструктивного исполнения можно разделить на канальные и бесканальные. Бесканальные системы вентиляции являются более простыми, но и менее эффективными. Наиболее простой пример такой вентиляции – установленный в фрамугу окна обычный вентилятор.

Предлагаем ознакомиться Фасадное освещение частного дома требования и типы

Такие помещения можно разделить на три категории:

1. Холодные: металло- и деревообрабатывающие производства, сварочные цеха. Их особенность – большое количество твердых или газообразных вредных веществ в воздухе.
2. Горячие: сталеплавильные предприятия или цеха для изготовления кулинарной продукции.
3. Пропарочные: связанные с влажно-тепловой обработкой изделий, например в швейном производстве.

Из каких элементов состоят системы промышленной вентиляции

Приложение С(справочное)

a) согласование с инженером по вентиляции и кондиционированию на ранних стадиях;

b) оптимизацию формы и ориентации здания, а также размеров окон;

c) хорошую теплоизоляцию для летнего и зимнего периодов;

d) герметичность здания с учетом его назначения и системы вентиляции;

e) оптимизацию энергосбережения здания;

f) использование материалов и мебели с низкими выделениями загрязнений;

g) эффективную защиту от солнца;

h) разделение зон с различным назначением и различными требованиями;

i) четкие требования пожаробезопасности;

j) помещения для вентиляционных камер и пространства для воздуховодов;

k) концепцию освещения;

l) использование дневного света.

a) ясные и документально оформленные требования;

b) требования к управлению приточным воздухом при изменении характера использования помещения;

c) расчет нагрузки по теплу и холоду;

d) учет реальной внутренней нагрузки;

e) непосредственное удаление тепла, загрязнений или влаги от источника их образования;

f) обеспечение высокой эффективности вентиляции в помещении за счет вытесняющих потоков воздуха или эффективного смешения потоков;

g) использование естественного охлаждения;

h) рекуперацию тепла;

i) учет особенностей индивидуального характера (если это требуется);

j) применение альтернативных методов, например заземление воздуховодов наружного воздуха, применение вертикальных каналов, адиабатического охлаждения вытяжного воздуха;

k) применение водяного охлаждения при наличии значительных избытков теплоты;

l) контроль параметров для управления системой и потреблением энергии;

m) принципы проверки и очистки системы.

a) низкое потребление энергии для транспортирования воздуха (низкие скорости, короткие воздуховоды, хорошую аэродинамическую характеристику);

b) оптимизированную рекуперацию тепла;

c) управление увлажнением или отсутствие увлажнения;

d) управление охлаждением или отсутствие охлаждения;

e) использование холодной воды с максимально высокой температурой;

f) изоляцию холодных трубопроводов с целью защиты от образования конденсата и потерь энергии;

g) возможность проверки и очистки системы воздуховодов и ее элементов.

a) соответствие температуры установленным значениям;

b) соответствие влажности установленным значениям;

c) соответствие порядка использования системы установленным значениям;

d) использование системы в соответствии с заданными требованиями;

e) минимизирование внутренних нагрузок в летний период;

f) периодическая проверка состояния элементов (фильтров, приводов, сенсоров), включая их чистоту;

g) периодический контроль потребления энергии;

h) периодическая проверка гигиенического состояния системы;

i) оптимизация порядка эксплуатации с учетом реальных условий.

Общий вид вентиляции многоэтажного жилого дома

Все типы вентиляции по назначению делятся на приточные и вытяжные.

Более простая вентиляция – вытяжная. Назначение системы вентиляции вытяжного типа – только лишь удаление отработанного воздуха. Поэтому такая система гораздо проще в конструктивном отношении и дешева в реализации. Для реализации воздухообмена по такой схеме достаточно сети воздуховодов и вытяжного вентилятора. Однако такая вентиляция микроклимат в помещении позволяет менять несущественно, поскольку только лишь утилизирует воздух.

Принцип действия вентиляции приточной несколько сложнее. Поскольку основным назначением приточной системы является подача свежего воздуха внутрь помещения, появляется ряд дополнительных требований к его качеству, что влечет за собой усложнение и удорожание системы. Для того чтобы повысить качество вентиляции приточного типа, устанавливают системы предварительной подготовки воздуха: фильтры, калориферы, охладители, осушители и увлажнители воздуха, и прочее оборудование для создания микроклимата.

Сварочный цех

В сварочном цехе выделяются соединения фтора (при сварке под флюсом), озона и окиси углерода (при сварке в защитном газе), окиси и двуокиси азота (при плазменной и газовой сварке). В этом случае используется местная и общеобменная системы вентиляции.

С помощью местной удаляется до 85 % вредных выбросов до их распространения за пределы рабочих мест. Общеобменная вентиляция может быть естественной, но предпочтительнее использовать принудительную приточно-вытяжную. Она гарантированно снизит концентрацию вредных веществ.

Малярный цех

В малярном цехе важно не только удалить вредные для здоровья пары краски и растворителя, но также убрать пыль и мусор, которые могут заметно ухудшить качество покрытия. Важно принимать во внимание направление движения, скорость воздуха и его кратность (сколько раз за час меняется воздух).

При окрашивании небольших деталей кратность должна быть не меньше 5, а, например, для автомобилей она может доходить до 300. Во всех случаях используется приточно-вытяжная вентиляция. При этом через верх удаляется 2/3 отработанного воздуха, через низ – 1/3.

Кондитерский цех

В кондитерском цехе несколько вредных факторов:

1. повышенное содержание пыли (муки, сахарной пудры, крахмала, сухого молока, какао-порошка и прочего);
2. тепловыделение;
3. повышенное содержание пара.

Система вентиляции должна отводить избыток влаги, обеспечивать комфортную температуру и очищать воздух от примесей. Для этого используют комбинацию местных вытяжных устройств и общеобменной приточно-вытяжной вентиляции. При этом обязательно надо использовать бактерицидные фильтры.

Столярный цех

К вредным факторам относится повышенное тепловыделение от используемого оборудования, испарение лаков и клеев, а также взвесь древесной пыли. Для организации комфортных условий труда необходимо сочетание местной вытяжки и общеобменной приточно-вытяжной вентиляции. При этом важно обеспечить качественную очистку отработанного воздуха.

Промышленная вентиляция – необходимый элемент организации современного производства. Она не только исключает воздействие вредных факторов на персонал, но и создает условия для повышения производительности труда.

Введение

Настоящий стандарт содержит требования к системам вентиляции и кондиционирования воздуха с целью обеспечения комфортных условий для находящихся в здании людей и соблюдения условий гигиены в помещениях во все времена года при оправданных капитальных и текущих расходах. В стандарте приведены:- параметры воздуха внутри помещений;- исходные данные и требования к проектированию;- порядок регулирования отношений между различными сторонами, работающими в данной области.

Предлагаем ознакомиться Установка вентиляции в натяжном потолке

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает технические требования к проектированию систем вентиляции и кондиционирования воздуха в нежилых зданиях, в которых могут находиться люди. Стандарт также устанавливает термины и определения для различных параметров этих систем. Здания с естественной вентиляцией не рассматриваются.

Системы вентиляции и кондиционирования классифицируются по различным признакам. В стандарте приведены примеры для некоторых параметров, а также требования к их значениям с указанием пределов изменения. Приведенные номинальные и предельные значения следует использовать, если не установлены иные требования.

При выборе системы следует учитывать тип здания и его назначение. Если используется другая классификация, то этому должно быть дано соответствующее обоснование. Следует выполнять также требования других нормативных документов, относящихся к вентиляции и кондиционированию воздуха, выходящих за рамки настоящего стандарта.

2 Нормативные ссылки

2003 Свет и освещение. Освещение рабочих мест. Часть 1. Рабочие места в помещенияхЕН 12599:2000 Вентиляция в зданиях. Методы испытаний и контроля при сдаче готовых систем вентиляции и кондиционирования воздухаЕН 12792:2004 Вентиляция в зданиях. Обозначения и терминыЕН ИСО 7730:2006 Эргономика окружающих тепловых условий.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины и определения, приведенные в ЕН 12792.

Типы потоков воздуха приведены в 5.1.

Эксплуатируемая зона определяется с учетом размеров и назначения помещения. Как правило, термин “эксплуатируемая зона” используется только для случая нахождения в ней людей и задается объемом воздуха, ограниченным определенными вертикальными и горизонтальными плоскостями. Вертикальные плоскости параллельны стенам помещения.

Эффективность вентиляции характеризует связь между концентрацией загрязнений в приточном воздухе, вытяжном воздухе и в зоне дыхания (внутри эксплуатируемой зоны).Эффективность вентиляции вычисляется по формуле

где – концентрация загрязнений в вытяжном воздухе; – концентрация загрязнений внутри помещения (в зоне дыхания в пределах эксплуатируемой зоны); – концентрация загрязнений в приточном воздухе.Эффективность вентиляции зависит от распределения воздуха, а также от вида и места нахождения источников загрязнения воздуха.

Она может быть разной для различных видов загрязнений. Если происходит полное удаление загрязнений, то эффективность вентиляции равна единице. Более подробно понятие “эффективность вентиляции” рассмотрено в CR 1752 [13].Примечание – Для обозначения данного понятия также широко используется термин “эффективность удаления загрязнений”.

Удельная мощность вентилятора , Вт·с/м, вычисляется по формуле

где – потребляемая мощность электродвигателя вентилятора, Вт; – номинальный расход воздуха через вентилятор, м/с; – перепад давления воздуха на вентиляторе; – общий КПД вентилятора, электродвигателя и тракта прохождения воздуха.Удельная мощность вентилятора определяется для номинального расхода воздуха при чистых фильтрах и при отсутствии обходных путей. Плотность воздуха принята равной 1,2 кг/м.

4 Обозначения и единицы измерения

В настоящем стандарте применяют обозначения и единицы измерения, приведенные в таблице 1, включая единицы, данные в скобках.Таблица 1 – Обозначения и единицы измерения

5 Классификация

Типы потоков воздуха в здании и системе вентиляции и кондиционирования приведены в таблице 2 и показаны на рисунке 1. В чертежах систем вентиляции и кондиционирования для указания типа потока воздуха следует применять сокращения и условные цветовые обозначения. Сокращения также можно использовать для маркировки элементов системы с указанием в скобках обозначений на английском языке (если допустимо). Цветовые обозначения потоков приточного воздуха выбираются с учетом функций системы (см. таблицу 15).Таблица 2 – Типы потоков воздуха