5.3.3. Оборудование систем механической вентиляции

Для перемещения воздуха в процессе механической вентиляции используются центробежные и осевые вентиляторы. Центробежный вентилятор состоит из рабочего колеса с лопатками, улиткообразного кожуха и станины (рис. 5.5а). При вращении рабочего колеса воздух поступает в вентилятор через центральное отверстие в кожухе и выходит из него через отверстие, расположенное в направлении разворота улитки кожуха. При изменении вращения колеса вентилятора (против разворота улитки кожуха) направление перемещения воздуха не меняется (вентилятор нереверсивный), но производительность вентилятора резко падает (в тричетыре раза). По создаваемому давлению центробежные вентиляторы подразделяются на вентиляторы низкого давления (до 1000 Па), среднего давления (от 1000 до 3000 Па) и высокого давления (от 3000 до 15000 Па).

Осевой вентилятор (рис. 5.5б) состоит из рабочего колеса и цилиндрического корпуса (обечайки). При вращении колеса вентилятора воздух перемещается вдоль его оси. Изменение направления вращения колеса осевого вентилятора влечет за собой и изменение направления перемещаемого воздуха (вентилятор реверсивный); производительность при этом несколько снижается. Давление, развиваемое осевыми вентиляторами, значительно меньше, чем центробежными (при одинаковых диаметрах рабочего колеса и числах оборотов), поэтому осевые вентиляторы применяются в вентиляционных системах со сравнительно малым сопротивлением проходу воздуха.

Рис. 5.5. Вентиляторы основных типов:

а – центробежный; б  осевой

В зависимости от условий эксплуатации вентиляторы изготавливаются в обычном исполнении (для перемещения чистого или малозапыленного воздуха с температурой до 150 С) и из антикоррозионных материалов (из винипласта, нержавеющей стали и др.), когда необходимо перемещать воздух с примесями, разрушающими обычную сталь. Для перемещения горючих и взрывоопасных воздушных смесей используются вентиляторы во взрывобезопасном исполнении. Для перемещения запыленных воздушных потоков применяют так называемые пылевые вентиляторы, имеющие сравнительно малое число лопаток и обладающие повышенной износоустойчивостью.

Размеры вентилятора характеризуются его номером, соответствующим диаметру рабочего колеса в дециметрах (например, вентилятор № 4 имеет колесо диаметром 400 мм).

В производственных помещениях применяются воздуховоды, изготовленные, как правило, из кровельной стали. При перемещении воздуха, содержащего агрессивные примеси, воздуховоды изготавливаются из нержавеющей стали, винипласта, керамики и др. Воздуховоды могут быть круглого или прямоугольного сечения и обеспечиваются устройствами, позволяющими регулировать объем перемещаемого воздуха (задвижки, клапана, вентили).

Нагревание приточного воздуха осуществляется при помощи калориферов. Наиболее широко используются пластинчатые калориферы, состоящие из нескольких рядов трубок с наса-женными на них пластинами. Находят применение и гладкотрубные калориферы. В качестве теплоносителей в калориферах, как правило, используют пар или горячую воду. Для регулирования температуры подаваемого в помещение воздуха предусматриваются специальные обводные каналы, снабженные клапанами.

Охлаждение воздуха осуществляется в воздухоохладителях, которые бывают двух типов: поверхностные и контактные.

В поверхностных воздухоохладителях, по устройству подобных калориферам, воздух отдает свое тепло поверхности труб (и пластин), по которым пропускают холодную воду или другие хладагенты (рассолы, аммиак, фреоны и др.).

В контактных охладителях воздух охлаждается в результате непосредственного контакта с охлаждающей водой. Наиболее простой и распространенной конструкцией является оросительная камера, в которой воздух проходит через дождевое пространство, создаваемое с помощью форсунок, разбрызгивающих охлаждающую воду.

При этом происходит и увлажнение воздуха.

Для осушки воздуха также используются аппараты поверхностного и контактного типа. В поверхностных конструкциях рабочая поверхность аппарата должна иметь температуру ниже точки росы воздуха. В этом случае из воздуха будет выпадать конденсат, освобождая его от влаги.

Для осушки воздуха в контактных аппаратах применяют твердые (силикагель, алюмогель) или жидкие (растворы солей) влагопоглощающие вещества.

Очистке от пыли подвергаются как приточный воздух при содержании в нем пыли, превышающей санитарный норматив, так и отработанный воздух, удаляемый из помещения.

В зависимости от назначения обеспыливающее оборудование подразделяется на:

- воздушные фильтры, применяемые для очистки от пыли наружного и рециркуляционного воздуха;

- пылеуловители, применяемые для улавливания пыли из воздушных выбросов вытяжных вентиляционных систем.

Воздушные фильтры имеют ограниченную пылеемкость и сравнительно небольшое сопротивление проходу воздуха. В настоящее время применяются масляные воздушные фильтры (самоочищающиеся и ячейковые), волокнистые, губчатые и электрические.

Пылеуловители отличаются большой пылеемкостью и имеют большее, чем у фильтров, гидравлическое сопротивление.

В вентиляционной практике используют инерционные пылеуловители сухого и мокрого типов, пенные промыватели, тканевые и электрические пылеуловители.

Подачу приточного воздуха следует предусматривать непосредственно в помещения постоянного пребывания людей.

В помещениях с избытками явного тепла и выделением вредных веществ выпуск приточного воздуха должен осуществляться непосредственно в рабочую зону (на высоте до 2 м от пола). В случае, если такую подачу трудно осуществить, приточные отверстия могут располагаться на высоте до 4 м от уровня пола, если струи подаваемого воздуха направлены горизонтально или под углом в направлении рабочей зоны, и на высоте до 6м, если струи направлены вертикально вниз.

Выпуск приточного воздуха в верхнюю зону (то есть выше рабочей зоны) рекомендуется производить в тех случаях, когда улавливание выделяемых вредностей осуществляется преимущественно местными отсосами или в цехах с выделением паров и газов тяжелее воздуха, если выделения не сопровождаются значительными выделениями тепла.

Подачу приточного воздуха следует осуществлять так, чтобы воздух не поступал через зоны с большим загрязнением вредностями в зоны с меньшим загрязнением.

Интенсивность перемешивания подаваемого воздуха с воздухом помещения, а отсюда и темпы падения скорости и перепада температур (между подаваемым и окружающим воздухом) в струе, зависят от вида выпускного устройства. Образующаяся при выпуске воздуха из круглого открытого отверстия приточная струя дальнобойна, то есть скорости (и перепады температуры) в ней сохраняются на большом расстоянии от выпускного отверстия. Угол расширения струи составляет 22─24. Для обеспечения более быстрого выравнивания скоростей и температур в струе применяются специальные воздухораспределительные устройства в виде плафонов, перфорированных панелей, решеток и т.п. Воздушные потоки, образующиеся при поступлении воздуха через различные выпускные устройства, как правило, могут быть отнесены к одному из следующих видов струй: осесимметричным (компактным), плоским или веерным. Осесимметричные струи образуются при выпуске из цилиндрических труб, душирующих патрубков, круглых и прямоугольных отверстий в стенах помещений (или воздуховодов), как открытых, так и закрытых решетками с различным живым сечением. Плоские струи формируются при выпуске воздуха из вытянутых прямоугольных отверстий (щелей), открытых и закрытых решетками (воздушные завесы, прямоугольные перфорированные панели и т.п.).

Веерные струи образуются при раздаче воздуха через насадки со щитом поперек потока и плафоны различных конструкций.

Воздухораспределители, как правило, снабжаются приспособлениями, позволяющими (при необходимости) изменять направление струй приточного воздуха.

Скорость воздуха V_o и его температура t_o на выходе из выпускного отверстия должны определяться расчетом с тем, чтобы на рабочем месте скорость воздуха V_в и температура t_в соответствовали санитарным нормам.

Удаление воздуха из помещения следует предусматривать непосредственно от мест выделения вредностей или из тех зон помещения, в которых наблюдается наибольшая концентрация вредных веществ или наиболее высокая температура. Выбор места расположения вытяжных устройств следует производить, исходя из характера вредных выделений и руководствуясь табл. 5.1.

Потоки воздуха, образующиеся в помещении вблизи всасывающих отверстий, существенно отличаются от струйных течений. К всасывающему отверстию подтекание воздуха происходит со всех сторон, и это одна из главных причин значительно более быстрого падения скоростей в потоке воздуха у всасывающего отверстия по сравнению с приточной струей. Если в приточной струе на расстоянии 10d_о осевая скорость составляет 50─60 % V_o, то во всасывающем спектре на расстоянии от всасывающего отверстия, равном d_o, скорость составляет всего лишь 5─6 % V_o .

Устройство для забора наружного воздуха оформляется обычно в виде отверстия в наружной стене здания, воздухозаборной шахты на крыше здания, приставной шахты, расположенной непосредственно у стены или воздухозаборной колонки, отнесенной на некоторое расстояние от здания. Воздухозаборные отверстия следует располагать на высоте не менее 2 м от земли и снабжать жалюзийными решетками.

Для выброса отработанного воздуха в атмосферу применяются вытяжные шахты или трубы, обычно снабженные защитными колпаками. При необходимости более интенсивного рассеяния вредных выбросов применяются трубы без колпаков (факельный выброс). Выброс воздуха, как правило, осуществляется над крышей здания.

Взаимное расположение устройств для забора наружного (приточного) воздуха и выброса удаляемого из помещения (отработанного) воздуха должно быть таким, чтобы в приточном воздухе содержание вредных веществ не превышало 30 % от предельно допустимой концентрации в рабочей зоне производственного помещения.