Проектирование вентиляции цеха

Проектирование вентиляции цеха  - сложная инженерная задача, для решения которой необходимо выполнить тщательные расчеты, которые в значительной степени зависят от его назначения. Производственная вентиляция должна удалять все вредности, включая горячий воздух, взрывоопасные примеси и ядовитые выделения, пары воды — все, что выделяется в процессе производства продукцией, оборудованием и персоналом. 

Цель использования систем вентиляции в цехах промышленных предприятий – поддержание основных параметров воздушной среды (подвижности, влажности, температуры и чистоты) такими, которые способствуют решению нескольких задач. Одной из основных задач вентиляции производственных цехов является соответствие параметров воздуха действующим санитарно-гигиенических нормам и обеспечение условий для нормального самочувствия и минимального вреда здоровью работающих в нем людей. При этом очень важно то, что содержание посторонних примесей в воздухе не должно превышать законодательно установленные предельно допустимые нормы концентрации (ПДК). Кроме этого, не менее важно обеспечить соответствие параметров воздуха для правильного проведения технологических процессов, а также создания условий для длительной безаварийной эксплуатации оборудования и строительных конструкций здания.

Классификация промышленной вентиляции

По способу подачи воздушных масс вентиляция в цеху подразделяется на естественную и искусственную:

• Естественная. Воздухообмен осуществляется по законам физики и аэродинамики: движение воздуха побуждается за счет разницы температуры или давления внутри и снаружи помещения. Через приточные решетки в цех засасывается уличный воздух. Он «выдавливает» отработанный воздух через вытяжные отверстия.
• Искусственная. Воздухообмен осуществляется благодаря механическому побуждению с помощью вентиляторов. Основной тип вентилирование производственных помещений. Позволяет проводить предварительную подготовку входящего воздуха, а также фильтрацию выходящего.

По направлению движения воздуха вентсистема подразделяется на приточную и вытяжную:

• Приточная. Основная задача – подача свежего воздуха внутрь цеха. Может быть с искусственным и естественным побуждением. Она представлена канальными вентиляторами, засасывающими воздух снаружи. Часто оборудуется калориферами.
• Вытяжная. Основная задача – удаление отработанного воздуха через вытяжные отверстия. Часто оборудуется фильтрами для предотвращения попадания в атмосферу отработанных продуктов производства.

Вместе они составляют приточно-вытяжную систему вентилирования. Это основа качественного микроклимат любого помещения.

По области действия подразделяется на общеобменную и местную:

• Общеобменная. Основная задача – вентилирование всего цеха. В чистом виде применяется, когда на производстве не выделяются вредные химические соединения. Чаще комбинируется с местной.
• Местная. Точечная система удаления загрязненного воздуха из определенной области производственного помещения. Классический вариант - это местные вытяжки, установленные над конкретным рабочим местом или станком. Приточная система вентилирования может быть выполнена в виде воздушного душа, завесы или отдельной зоны с контролируемым составом воздуха.

Любая вентсистема на производстве работает по двум основным принципам:

• Перемешивание. Воздух подаётся через потолочные или стеновые приточные отверстия, смешивается с отработанным и удаляется посредством вытяжек.
• Вытеснение. Система механической приточной вентиляции монтируется уровне пола. Подаётся более холодный уличный воздух, вытесняющий отработанный теплый к верху, где установлены вытяжки.

Особенности проектирования

Из-за особенностей проводимых технологических процессов состав вредных веществ, воздействующих на людей, оборудование и производственные процессы может сильно различаться в различных цехах.

В механических цехах предприятий, где производится обработка разнообразных материалов на станочном оборудовании – шлифовальном, токарном, фрезерном, строгальном и другом. Перед системой вентиляции ставится задача - удалить пыль (металлическую, пластмассовую, наждачную), аэрозоли масел и охлаждающих жидкостей, пары воды, избытки теплоты от агрегатов, людей.

Гальванический цех проводит операции по очистке, обезжириванию и нанесению различных покрытий с помощью жидких растворов, помещенных в специальные ванны. Побочный эффект функционирования – выделение вредных, а порой и ядовитых паров и капель растворителей и химических соединений. 

В литейном цехе идет производство заготовок и полуфабрикатов посредством литья металла и прочих материалов. При этом высвобождается большое количество тепла, вредных газов (окись углерода, сернистый и другие) и пыли с избыточным содержанием кварцевых соединений.

Сварочный цех характеризуется производством резки и сварки металлов, сопровождающихся испарением материалов, образованием их аэрозолей, выделением газов (окислы азота, углерода, фтора) и выделение теплоты.

Атмосфера покрасочного цеха во время его функционирования перенасыщена парами растворителей и разбавителей, частицами грунтовочных, шпаклевочных и лакокрасочных материалов. 

В воздух деревообрабатывающего цеха интенсивно выделяется древесная пыль, стружки и опилки, испарения клеев, растворителей, лаков, тепло от работающего оборудования.

Особое внимание при проектировании и реализации систем вентиляции гальванических, горячих, покрасочных и деревообрабатывающих цехов следует уделить вопросам пожарной и взрывобезопасности.

Горячими обычно называют цеха предприятий общественного питания (бары, кафе, рестораны и столовые), где идут процессы приготовления пищи и продуктов питания путем их термической обработки – жарки, варки, запекания и т.д. При этом появляются посторонние неприятные запахи, водяные и масляные пары, угарный и углекислый газ, избытки теплоты.

На первом этапе проектирования систем вентиляции цехов промышленных предприятий необходимо получить от Заказчика подробным образом составленное техническое задание (ТЗ), либо разработать ТЗ самостоятельно с учетом требований и пожеланий Заказчика. ТЗ обязательно должно содержать следующие сведения об объекте:

• климатическая зона и географическое месторасположение;
• планы: помещений поэтажные, междуэтажных перекрытий, кровель, дверных и оконных проемов со спецификациями;
• количество и потребляемая мощность осветительных приборов, агрегатов, станков и другого технологического оборудования, схема их расположения;
• исчерпывающие и полные сведения о характере выполняемых работ и технологических процессов;
• необходимость в нагреве воздуха зимой и охлаждении его летом, возможность применения рекуперации теплоты;
• требования по осушению, либо увлажнению приточного воздуха;
• расчетное количество работников, постоянно либо периодически находящихся в помещении, режим работы цеха;
• действующие технические условия (ТУ) подключения здания к внешним инженерным сетям (газоснабжение, водопровод и канализация, электроснабжение и теплоснабжение);
• предпочтительный тип воздухонагревателя/воздухоохладителя и вид тепло/хладоносителя;
• предложения по размещению оборудования систем вентиляции, месту забора приточного и выбросу вытяжного воздуха, возможности использования для этого элементов кровли;
• категории помещений по пожарной и взрывобезопасности.

Только после получения этих данных можно начинать процесс расчета, подбора основного оборудования и разработку проектной документации производственного цеха.

При проектировании систем вентиляции цехов производственных предприятий необходимо учитывать следующие нюансы:

1. Применять только принудительную циркуляцию воздуха, максимально избегать аэрации.
2. Если в помещении имеют место только процесс тепловыделения, то вполне достаточным будет использование общеобменной приточно-вытяжной вентиляции.
3. В дополнение к значительным тепловыделениям в воздух попадают газы, пыль и пары, в результате возникает необходимость в комбинированном использовании местной и общеобменной систем.
4. Если к перечисленным в 3 вредным веществам добавится стружка и тяжелая минеральная пыль, то необходимо предусмотреть специальную обеспыливающую вентиляцию или аспирацию. 

 

Вытяжная вентиляция должна удалять максимально возможное количество загрязненного воздуха, а приточная – разбавлять остатки вредных веществ в атмосфере помещения до предельно допустимых концентраций (ПДК). Для организации правильного воздухообмена следует руководствоваться правилом – «Удаление (вытяжку) воздуха делать из зоны загрязнения, а подачу (приток) - в чистую зону».

Местную вытяжную вентиляцию проектируют и монтируют так, чтобы удаляемый загрязненный воздух не проходил через область дыхания работающих людей. Перед удалением в атмосферу воздух от систем вытяжной вентиляции и аспирации должен обязательно пройти очистку в фильтрах и циклонах.

Что включает в себя проект вентиляции цеха

После всех проектных работ, заказчик получает полный комплект всех предусмотренных нормами чертежей, а также пояснительную записку. На чертежах указывается вся необходимая информация, диаметры воздуховодов, расположение оборудования, расположение регулирующих и огнезадерживающих клапанов, привязки местных отсосов к оборудованию и множество другой информации необходимой для монтажа. Также проектирование вентиляции производственных помещений включает выполнение схемы системы, где также указывается вся необходимая информация, включая отметки прокладки воздуховодов, а главное отметки расположения местных отсосов и оборудования.

Одним из обязательных листов проекта является лист с краткими общими сведениями о системе, в котором есть ведомость и основные характеристики всего установленного вентиляционного оборудования. Еще одним обязательным документом является спецификация основного оборудования и материалов. Ну и конечно же пояснительная записка к проекту, в которой подробно описана схема работы системы и множество другой необходимой информации, именно поэтому проект системы вентиляции цеха является надежным документом, гарантирующим, что при правильном монтаже система будет работать надежно и безопасно.

Расчет системы вентиляции цеха

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

По излишкам тепла:

                Q = Qu + (3,6V - cQu * (Tz - Tp) / c * (T1 - Tp), где

Qu (м3) — объем, который отводится местным отсосом,

V (Ватт) — кол-во теплоты, которое выделяет продукция или оборудование,

с (кДж)-показатель теплоемкости = 1,2 кДж (справочные данные),

Tz (°С) — t загрязненного воздуха, отводимого от рабочего места,

Тр (°С) — t приточных воздушных масс,

Т1 — 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.

                Q = Qu + (M - Qu(Km - Kp)/(Ku - Kp), где

М (мг*час) — масса токсичных веществ, выделяемых за один час,

Km (мг/м3) — содержание токсичных вещ-в в воздухе, отводимых местными системами,

Кр (мг/м3) — кол-во отравляющих вещ-в в приточных воздушных массах,

Ku (мг/м3) — содержание токсичных вещ-в в воздухе, отводимое общеобменными системами.   

По излишкам влаги:

Q = Qu + (W - 1,2 (Om-Op) / (O1-Op)), где

W (мг*час) – кол-во влаги, которое попадает в помещение цеха за 1 час,

Om (грамм*кг) — объем пара, отводимый локальными системами,

Ор (грамм*кг) — показатель влажности приточного воздуха.,

О1 (грамм*кг) — кол-во пара, отводимое общеобменной системой.
 

 По выделениям от персонала:

Q = N * m, где

N – число работников,

m — расход воздуха из расчета на 1 чел*час (согласно СНиП составляет 30 м3 на человека в проветриваемом помещении, 60 м3 — в непроветриваемом).
 

Расчет вытяжной вентиляции цеха

Определить кол-во вытяжного воздуха можно по следующей формуле:

L=3600*V *S, где

 L (м3) — расход воздуха,

V — скорость воздушного потока в вытяжном устройстве,

S — площадь проема установки вытяжного типа.

Мы - профессиональная инжиниринговая проектно-монтажная компания. На нашем сайте Вы можете получить коммерческое предложение и найти необходимую информацию.

Получить коммерческое предложение

Получите коммерческое предложение по вашему объекту, отправив сейчас быструю заявку.

Опишите кратко суть задачи: