Проектирование вентсистем для цехов различного назначения

Вентиляция промышленных цехов – это «лёгкие» производства, состоящие из сложной системы подачи, забора, охлаждения и нагрева воздуха внутри помещения. Основная задача состоит в создании и поддержании нормативных параметров воздухообмена. От этого зависит микроклимат, а, следовательно, и уровень комфортности среды для сотрудников предприятия. Проект вентиляции цеха содержит всю необходимую информацию в текстовом и графическом виде и должен выполняться только специализированными организациями, имеющими штат подготовленных инженеров. Только специалисты смогут рассчитать систему вентиляции под конкретное производство, учитывая специфику производимых в цеху работ.

Назначение вентиляционной системы

Подача чистого и удаление отработанного воздуха – основная задача вентиляционной системы, как на производстве, так и в любом другом помещении. Это общее понятие, содержащее несколько подзадач:

1. Удаление отработанного и подача свежего воздуха. Заключается в установке приточных и вытяжных вентиляторов.
2. Фильтрация вытяжки и приточки. Заключатся в установке фильтров первичной и глубокой очистки воздуха.
3. Рекуперация. Энергоэффективный процесс нагревания или охлаждения приточки за счёт вытяжки.
4. Отопление и кондиционирование. Заключается в установке калориферов и систем кондиционирования.
5. Осушение или увлажнение воздушных масс. Поддержание относительной влажности приточки на расчётном уровне.

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.

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 расчёта

Нормативные показатели температуры воздуха, кратности воздухообмена и многие другие параметры указаны в СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование». Так же существует множество методических пособий с примерами расчета конкретных производственных помещений.

Главная особенность в методике расчета вентиляционной системы цеха – это разделение факторов, воздействующих на параметры воздуха.

Например, определение переизбытка тепловой энергии:

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

Q_u (м³) — объем воздуха, отводимый местным отсосом
V (Ватт) — показатель тепловой отдачи единицы продукции или человека
с (кДж) – теплоёмкость
T_z (°С) — значение температуры отработанного воздуха
Т_р (°С) —значение температуры приточки
Т₁ — температура воздуха, удаляемого через общую вентсистему.

Производства взрывоопасных или токсичных веществ:

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

М (мг*час) — количество загрязнителя, выделяемого за один час
K_m (мг/м³) — уровень загрязненности воздушных масс, удаляемых местными отсосами
К_р (мг/м³) — уровень загрязненности отравляющими веществами приточных воздушных масс,
K_u (мг/м³) — уровень загрязненности воздушных масс, удаляемых посредством общеобменной вентиляции.

Кроме указанных выше расчетов выполняются расчеты по относительной влажности воздуха, тепловым выделениям от персонала и др. Соблюсти все нормы, правильно подобрать расчетные параметры и учесть все производственные мощности может только профессиональный проектировщик.

Особенности вентсистем в цехах с различной спецификой

В процессе работы над проектом специалисты сталкиваются с необходимостью учёта особенностей того или иного завода. Общие правила, описанные в СНиПах и ГОСТах, остаются неизменными. Цеха градируются согласно типу производимой продукции или технологическому процессу:

• Гальванический.
• Сварочный.
• Кузнечный.
• Литейный.
• Малярный.
• Металлургический.
• Мясной.
• Рыбный.
• Ремонтный.
• Механический.
• Окрасочный.
• Сборочный.
• Деревообрабатывающий.

Гальванический

Вентиляция направлена на удаление агрессивных химических веществ: кислоты, электролиты или щелочи, а также избытков тепла и влаги. Элементы вентиляции гальванического цеха изготавливаются из нержавеющей стали и должны отвечать самым высоким требованиям по пожарной безопасности.

Кратность смены воздуха для основных помещений принимается равной 3. Клапаны приточной вентиляции располагаются в потолке или верхней части стены. Общеобменная вытяжная вентиляция оборудуется системой фильтрации.

Местные вытяжки монтируются над чанами с кислотой и щелочью: это бортовые отсосы с взрывозащищенными вентиляторами. На них также устанавливаются фильтры.

Сварочный

Работа вентиляционной системы сварочного цеха направлена на удаление углерода, азота, фтористых соединений и нагретого воздуха. Для этого применяются местные вытяжки. При расчете вентиляции сварочного цеха учитывается норма расхода электродов за один час. Она может составлять 1500-5400 м³·ч/кг, все зависит от типа сварочного оборудования. Соотношение объёма приточки и вытяжки в нижней части цеха должно быть 2/3, а в верхней - 1/3.

Кузнечный

Функция системы вентиляции заключается в удалении лучистого когнитивного тепла, а также побочных продуктов от плавки металла. Используется местная вентиляция. Воздухозаборники устанавливаются над каждой печью и горном. Рабочие места оборудуются системой воздушного душирования: это защищает сотрудников от потоков горячего воздуха.

Предусматривается естественная приточно-вытяжная вентиляция, работающая в круглогодичном режиме. Отопление кузнечного цеха совмещено с вентсистемой.

Литейный

Внутренняя среда характеризуется избытком тепла от плавки металла. Выделяется большое количество аммиака, сернистого и углекислого газа. Для удаления загрязненного воздуха применяются принудительная общеобменная и местная вентиляция высокой интенсивности. Предусматривается защита от действия высоких температур.

Рабочие места оборудуются системами душирования. Общеобменная система работает по схеме подачи воздуха сверху-вниз.

Малярный

Используется приточно-вытяжная вентиляция с механическим побуждением. Главная проблема – большая концентрация в воздух взрывоопасных соединений. Для нивелирования ситуации устанавливается двойная система удаления отработанного воздуха. Первая часть - это мастные втяжки. Они устанавливаются непосредственно над окрасочными ваннами и отсеками пульверизации. Вторая часть системы – общеобменные вытяжки, забирающие оставшуюся часть загрязненного воздуха.

В помещение искусственно создается зона пониженного давления. Для этого интенсивность работы вытяжки на 20% больше, чем приточки. По аналогичной схеме работает вентиляция на ликероводочном производстве.

Металлургический

Вентиляция цехов в металлургической промышленности состоит из двух компонентов. Первый – общеобменная приточно-вытяжная вентиляция с механическим побуждением. Удаляет излишки тепла от доменных печей. Второй – система аспирации, для удаления пыли от твердого топлива, например каменного угля. Оснащается электронными фильтрами.

Отдельно проектируется система вентилирования и кондиционирования для участков подачи топлива к доменным печам.

Мясной

Проектируется для каждого производственного отсека отдельно. Например, колбасный цех оборудуется общей вентиляцией с механическим побуждением, дополнительно предусматриваются местные отсосы. В пельменном цехе применяются местные вытяжные системы и общецеховые приточные с минимальной скоростью движения воздушных масс.

Рыбный

Особенность цеха - интенсивное выделение влаги и неприятного запаха. Отработанный воздух скапливается в нижней части производственного помещения и удаляется с помощью общеобменной приточно-вытяжной вентиляции. Над участками термической обработки рыбного продукта устанавливаются местные вытяжки.

Ремонтный

Характерный признак - неравномерное распределение источников загрязнения. В таких случаях не всегда удается использовать местные вытяжки, поэтому проектировщики идут по пути создания локальных зон со своим микроклиматом. Для проветривания подобного производственного помещения применяется общеобменная вентсистема.

Механический

Вентиляция в механическом цехе общеобменная с искусственным побуждением. Над токарными, шлифовальными и обдирочными станками устанавливаются местные вытяжки. Проектируется исходя из нормы 30 м³/чел в час. Цех отапливается с помощью калориферов, включенных в общую сеть.

Окрасочный

В воздух выделяется много паров от красок и растворителей. Для удаления над каждым производственным участком устанавливаются местные вытяжки. Нормами предусматривается однократный воздухообмен в час на вытяжку и приточку. Аналогичная система устанавливается в цеха по производству пластмасс. Дополнительно каждое рабочее место оборудуется точками воздушного душирования.

Сборочный

Оборудуется общеобменной системой вентилирования с механическим побуждением. Приточный поток подается с верхней части цеха, а вытяжка располагается внизу или верху. Если сборка предусматривает много пыли, то внизу, а если большие тепловые выделения, то вверху.

Деревообрабатывающий

В воздухе постоянно находится мелкая древесная стружка, выделяется большое количество тепла, а также испарений от клея и растворителя. Вентиляционная система состоит из мощных установок – циклонов. В полу проложены воздуховоды и вытяжные вентиляторы для удаления стружки от обработки древесины. Над каждым станком предусматривается локальная вытяжка с фильтрами. Снаружи монтируется бак для сбора стружки. Таким образом, не засоряется территория вокруг деревообрабатывающего цеха.

Подведем итоги

Вентиляция на производстве выполняет много функций: от удаления опасных соединений до обогрева помещения. Поэтому к проектированию следует подходить со всей ответственностью.

Компания «Мега.ру» разрабатывает схемы воздушных систем для жилых, общественных и промышленных зданий. Наши специалисты работают в Москве, области и ближайших регионах. Так же мы сотрудничаем с клиентами удаленно. Вы можете обратиться к нам по всем интересующим вопросам. Способы связи указаны в разделе «Контакты».