Системы вентиляции и кондиционирования

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 28 Марта 2012 в 21:07, курс лекций

Описание

Кондиционирование воздуха – это создание и автоматическое поддержание (регулирование) в закрытых помещениях всех или отдельных его параметров (температуры, влажности, чистоты, скорости движения воздуха) на определенном уровне с целью обеспечения оптимальных метеорологических условий, для самочувствия людей или ведения технологического процесса.

Работа состоит из  1 файл

СИСТЕМЫ ВЕНТИЛЯЦИИ И КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ.doc

— 478.50 Кб (Скачать документ)

 

КЛАССИФИКАЦИЯ СИСТЕМ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ

 

Кондиционирование воздуха – это создание и автоматическое поддержание (регулирование) в закрытых помещениях всех или отдельных его параметров (температуры, влажности, чистоты, скорости движения воздуха) на определенном уровне с целью обеспечения оптимальных метеорологических условий, для самочувствия людей или ведения технологического процесса.

Кондиционирование воздуха осуществляется комплексом технологических средств, называемых системой кондиционирования воздуха (СКВ). В состав СКВ входят технологические средства забора воздуха, подготовки, то есть придания необходимых кондиций (фильтры, теплообменники, увлажнители или осушители воздуха), перемещения (вентиляторы) и его распределения, а также средства хладо- и теплоснабжения, автоматики, дистанционного управления и контроля. СКВ больших общественных, административных и производственных зданий обслуживаются, как правило, комплексными автоматизированными системами управления.

Автоматизированная система кондиционирования поддерживает заданное состояние воздуха в помещении независимо от колебаний параметров окружающей среды (атмосферных условий).

Основное оборудование системы кондиционирования для подготовки и перемещения воздуха агрегатируется (компонуется в едином корпусе) в аппарат, называемый кондиционером. Во многих случаях все технические средства для кондиционирования воздуха скомпонованы в одном блоке или в двух блоках, и тогда понятия «СКВ» и «кондиционер» однозначны.

Прежде чем перейти к классификации систем кондиционирования, следует отметить, что общепринятой классификации СКВ до сих пор не существует и связано это с многовариантностью принципиальных схем, технических и функциональных характеристик, зависящих не только от технических возможностей самих систем, но и от объектов применения (кондиционируемых помещений).

Современные системы кондиционирования могут быть классифицированы по следующим признакам:

      по основному назначению (объекту применения): комфортные и технологические;

      по принципу расположения кондиционера по отношению к обслуживаемому помещению: центральные и местные;

      по наличию собственного (входящего в конструкцию кондиционера) источника тепла и холода: автономные и неавтономные;

      по принципу действия: прямоточные, рециркуляционные и комбинированные;

      по способу регулирования выходных параметров кондиционированного воздуха: с качественным (однотрубным) и количественным (двухтрубным) регулированием;

      по степени обеспечения метеорологических условий в обслуживаемом помещении: первого, второго и третьего класса;

      по количеству обслуживаемых помещений (локальных зон): однозональные и многозональные;

      по давлению, развиваемому вентиляторами кондиционеров: низкого, среднего и высокого давления.

Кроме приведенных классификаций, существуют разнообразные системы кондиционирования, обслуживающие специальные технологические процессы, включая системы с изменяющимися во времени (по определенной программе) метеорологическими параметрами.

Комфортные СКВ предназначены для создания и автоматического поддержания температуры, относительной влажности, чистоты и скорости движения воздуха, отвечающих оптимальным санитарно-гигиеническим требованиям для жилых и административно-бытовых зданий или помещений.

Технологические СКВ предназначены для обеспечения параметров воздуха, в максимальной степени отвечающих требованиям производства. Технологическое кондиционирование в помещениях, где находятся люди, осуществляется с учетом санитарно-гигиенических требований к состоянию воздушной среды.

Центральные СКВ снабжаются извне холодом (доставляемым холодной водой или хладагентом), теплом (доставляемым горячей водой, паром или электричеством) и электрической энергией для привода электродвигателей вентиляторов, насосов и пр.

Центральные СКВ расположены вне обслуживаемых помещений и кондиционируют одно большое помещение, несколько зон такого помещения или много отдельных помещений. Иногда несколько центральных кондиционеров обслуживают одно помещение больших размеров (производственный цех, театральный зал, закрытый стадион или каток).

Центральные СКВ оборудуют центральными неавтономными кондиционерами, которые изготавливаются по базовым (типовым) схемам компоновки оборудования или их модификациям.

Центральные СКВ обладают следующими преимуществами:

      возможностью эффективного поддержания заданной температуры и относительной влажности воздуха в помещениях;

      сосредоточением оборудования и ремонта, как правило, в одном месте (подсобном помещении, техническом этаже и т.п.);

      возможностями обеспечения эффективного шумо - и виброгашения.

С помощью центральных СКВ при надлежащей акустической обработке воздуховодов, устройстве глушителей шума и гасителей вибрации можно достигнуть наиболее низких уровней шума в помещениях и обслуживать такие помещения, как радио- и телевизионные студии и т.п.

Несмотря на ряд достоинств центральных СКВ, надо отметить, что крупные габариты и проведение сложных монтажно-строительных работ по установке кондиционеров, прокладке воздуховодов и трубопроводов часто приводят к невозможности применения этих систем в существующих реконструируемых зданиях.

Местные СКВ разрабатывают на базе автономных и неавтономных кондиционеров, которые устанавливают непосредственно в обслуживаемых помещениях. Достоинством местных СКВ является простота установки и монтажа.

Такая система может применяться в большом ряде случаев:

      в существующих жилых и административных зданиях для поддержания теплового микроклимата в отдельных офисных помещениях или в жилых комнатах;

      во вновь строящихся зданиях для отдельных комнат, режим потребления холода в которых резко отличается от такого режима в большинстве других помещений, например, в сервисных и других насыщенных тепловыделяющей техникой комнат административных зданий. Подача свежего воздуха и удаление вытяжного воздуха при этом выполняется, как правило, центральными системами приточно-вытяжной вентиляции;

      во вновь стоящихся зданиях, если поддержание оптимальных тепловых условий требуется в небольшом числе помещений, например, в ограниченном числе номеров - люкс небольшой гостиницы;

      в больших помещениях как существующих, так и вновь строящихся зданий: кафе и ресторанах, магазинах, проектных залах, аудиториях и т.д.

Автономные СКВ снабжаются извне только электрической энергией, например, кондиционеры сплит - систем, шкафные кондиционеры и т.п. Такие кондиционеры имеют встроенные компрессионные холодильные машины, работающие, как правило, на фреоне-22.

Автономные системы охлаждают и осушают воздух, для чего вентилятор продувает рециркуляционный воздух через поверхностные воздухоохладители, которыми являются испарители холодильных машин. В переходное и зимнее время они могут производить подогрев воздуха с помощью электрических подогревателей или путем реверсирования работы холодильной машины, по циклу так называемого «теплового насоса».

Наиболее простым вариантом, представляющим децентрализованное обеспечение в помещениях температурных условий, можно считать применение кондиционеров сплит - систем.

Неавтономные СКВ подразделяются на:

      воздушные, при использовании которых в обслуживаемое помещение подается только воздух. (Мини - центральные кондиционеры, центральные кондиционеры);

      водовоздушные, при использовании которых в кондиционируемые помещения подается воздух и вода, несущие тепло и холод, либо то и другое вместе (системы чиллеров - фанкойлов, центральные кондиционеры с местными доводчиками и т.п.).

Однозональные центральные СКВ применяются для обслуживания больших помещений с относительно равномерным распределением тепла, влаговыделений, например, больших залов кинотеатров, аудиторий и т.п. Такие СКВ, как правило, комплектуются устройствами для утилизации тепла (теплоутилизаторами) или смесительными камерами для использования в обслуживаемых помещениях рециркуляции воздуха.

Многозональные центральные СКВ применяют для обслуживания больших помещений, в которых оборудование размещено неравномерно, а также для обслуживания ряда сравнительно небольших помещений. Такие системы более экономичны, чем отдельные системы для каждой зоны или каждого помещения. Однако с их помощью не может быть достигнута такая же степень точности поддержания одного или двух заданных параметров (влажности и температуры), как автономными СКВ (кондиционерами и сплит - системами и т.п.).

Прямоточные СКВ полностью работают на наружном воздухе, который обрабатывается в кондиционере, а затем подается в помещение.

Рециркуляционные СКВ, наоборот, работают без притока или с частичной подачей (до 40 %) свежего наружного воздуха или на рециркуляционном воздухе (от 60 до 100 %), обработки в кондиционере вновь подается в это же помещение.

Классификация кондиционирования воздуха по принципу действия на прямоточные и рециркуляционные обусловливается, главным образом, требованиями к комфортности, условиями технологического процесса производства либо технико-экономическими соображениями.

Центральные СКВ с качественным регулированием метеорологических параметров представляют собой широкий ряд наиболее распространенных, так называемых одноканальных систем, в которых весь обработанный воздух при заданных кондициях выходит из кондиционера по одному каналу и поступает далее в одно или несколько помещений.

При этом регулирующий сигнал от терморегулятора, установленного в обслуживаемом помещении, поступает непосредственно на центральный кондиционер.

СКВ с качественным регулированием подают в одно или несколько помещений холодный или подогретый воздух по двум параллельным каналам. Температура в каждом помещении регулируется комнатным терморегулятором, воздействующим на местные смесители (воздушные клапаны), которые изменяют соотношение расходов холодного и подогретого воздуха в подаваемой смеси.

Двухканальные системы используются очень редко из-за сложности регулирования, хотя и обладают некоторыми преимуществами, в частности, отсутствием в обслуживаемых помещениях теплообменников, трубопроводов тепло - холодоносителя; возможностью совместной работы с системой отопления, что особенно важно для существующих зданий, системы отопления которых при устройстве двухканальных систем могут быть сохранены.

Недостатком таких систем являются повышенные затраты на тепловую изоляцию параллельных воздуховодов, подводимых к каждому обслуживаемому помещению.

Двухканальные системы, так же как и одноканальные, могут быть прямоточными и рециркуляционными.

Кондиционирование воздуха, согласно СНиП 2.04.05-91*, по степени обеспечения метеорологических условий подразделяются на три класса:

Первый класс – обеспечивает требуемые для технологического процесса параметры в соответствии с нормативными документами.

Второй класс – обеспечивает оптимальные санитарно-гигиенические нормы или требуемые технологические нормы.

Третий класс – обеспечивает допустимые нормы, если они не могут быть обеспечены вентиляцией в теплый период года без применения искусственного охлаждения воздуха.

По давлению, создаваемому вентиляторами центральных кондиционеров, СКВ подразделяются на системы низкого давления (до 100 кг/м2), среднего давления (от 100 до 300 кг/м2) и высокого давления (выше 300 кг/м2).

 

КЛАССИФИКАЦИЯ СИСТЕМ ВЕНТИЛЯЦИИ

 

Вентиляцией называется совокупность мероприятий и устройств, используемых при организации воздухообмена для обеспечения заданного состояния воздушной среды в помещениях и на рабочих местах в соответствии со СНиП (Строительными нормами).

Системы вентиляции обеспечивают поддержание допустимых метеорологических параметров в помещениях различного назначения.

При всем многообразии систем вентиляции, обусловленном назначении помещений, характером технологического процесса, видом вредных выделений и т.п., их можно классифицировать по следующим характерным признакам:

      по способу создания давления для перемещения воздуха: с естественным и искусственным (механическим) побуждением;

      по назначению: приточные и вытяжные;

      по зоне обслуживания: местные и общеобменные;

      по конструктивному исполнению: канальные и бесканальные.

 

ЕСТЕСТВЕННАЯ ВЕНТИЛЯЦИЯ

 

Перемещение воздуха в системах естественной вентиляции происходит:

      вследствие разности температур наружного (атмосферного) воздуха и воздуха в помещении, так называемой аэрации;

      вследствие разности давлений «воздушного столба» между нижним уровнем (обслуживаемым помещением) и верхним уровнем – вытяжным устройством (дефлектором), установленным на кровле здания; в результате воздействия, так называемого ветрового давления.

Аэрацию применяют в цехах со значительными тепловыделениями, если концентрация пыли и вредных газов в приточном воздухе не превышает 30% предельно допустимой в рабочей зоне. Аэрацию не применяют, если по условиям технологии производства требуется предварительная обработка приточного воздуха или, приток наружного воздуха вызывает образование тумана или конденсата.

В помещениях с большими избытками тепла воздух всегда теплее наружного. Более тяжелый наружный воздух, поступая в здание, вытесняет из него менее плотный теплый воздух. При этом в замкнутом пространстве помещения возникает циркуляция воздуха, вызываемая источником тепла, подобная той, которую вызывает вентилятор.

В системах естественной вентиляции, в которых перемещение воздуха создается за счет разности движений воздушного столба, минимальный перепад по высоте между уровнем забора воздуха из помещения и его выбросом через дефлектор должен быть не менее 3 м. При этом рекомендуемая длина горизонтальных участков воздуховодов не должна быть более 3 м, а скорость воздуха в воздуховодах – не превышать 1 м/с.

Воздействие ветрового давления выражается в том, что на наветренных (обращенных к ветру) сторонах здания образуется повышенное, а на подветренных сторонах, а иногда и на кровле, - пониженное давление (разрежение).

Если в ограждениях здания имеются проемы, то с наветренной стороны атмосферный воздух поступает в помещение, а с заветренной – выходит из него, причем скорость движения воздуха в проемах зависит от скорости ветра, обдувающего здание, и, соответственно, от величин возникающих разностей давлений.

Системы естественной вентиляции просты и не требуют сложного дорогостоящего оборудования и расхода электрической энергии. Однако зависимость эффективности этих систем от переменных факторов (температуры воздуха, направления и скорости ветра), а также небольшое располагаемое давление не позволяют решать с их помощью все сложные и многообразные задачи в области вентиляции.

 

МЕХАНИЧЕСКАЯ ВЕНТИЛЯЦИЯ

 

В механических системах вентиляции используются оборудование и приборы (вентиляторы, электродвигатели, воздухонагреватели, пылеуловители, автоматика и др.), позволяющие перемещать воздух на значительные расстояния. Затраты электроэнергии на их работу могут быть довольно большими. Такие системы могут подавать и удалять воздух из локальных зон помещения в требуемом количестве, независимо от изменяющихся условий окружающей воздушной среды. При необходимости воздух подвергают различным видам обработки (очистке, нагреванию, увлажнению и т.д.), что практически невозможно в системах с естественным побуждение.

Следует отметить, что в практике часто предусматривают так называемую смешанную вентиляцию, то есть одновременно естественную и механическую вентиляцию.

В каждом конкретном проекте определяется, какой тип вентиляции является наилучшим в санитарно-гигиеническом отношении, а также экономически и технически более рациональным.

 

КЛАССИФИКАЦИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПЫЛЕУЛОВИТЕЛЕЙ

 

В технике пылеулавливания применяется большое число аппаратов, отличающихся друг от друга, как по конструкции, так и по принципу осаждения взвешенных частиц. По способу улавливания пыли их обычно подразделяют на аппараты сухой, мокрой и электрической очистки газов.

В основе работы сухих пылеуловителей лежат гравитационные, инерционные и центробежные механизмы осаждения. Самостоятельную группу аппаратов сухой очистки пылеуловители фильтрационного действия. В основе работы мокрых пылеуловителей лежит контакт запыленных газов с промывной жидкостью, при этом осаждение частиц происходит на капли, поверхность газовых пузырей или пленку жидкости. В электрофильтрах осаждение частиц пыли происходит за счет сообщения им электрического заряда.

 

 

 

ОСНОВНЫЕ МЕХАНИЗМЫ ОСАЖДЕНИЯ ЧАСТИЦ

 

Работа любого пылеулавливающего аппарата основана на использовании одного или нескольких механизмов осаждения взвешенных в газах частиц.

Гравитационное осаждение (седиментация) происходит в результате вертикального оседания частиц под действием силы тяжести при прохождении их через газоочистной аппарат.

Осаждение под действием центробежной силы отмечается при криволинейном движении аэродисперсного потока, когда развиваются центробежные силы, под действием которых частицы отбрасываются на поверхность осаждения.

Инерционное осаждение происходит в том случае, когда масса частицы или скорость ее движения настолько значительны, что она не может следовать вместе с газом по линии тока, огибающей препятствие, а стремясь по инерции продолжить свое движение, сталкивается с препятствием и осаждается на нем.

Зацепление (эффект касания) наблюдается, когда расстояние частицы, движущейся с газовым потоком от обтекаемого тела равно или меньше ее радиуса.

Диффузионное осаждение. Мелкие частицы испытывают непрерывное воздействие молекул газа, находящихся в броуновском движении, в результате которого возможно осаждение этих частиц на поверхности обтекаемых тел или стенок аппарата.

Электрическое осаждение. В процессе ионизации газовых молекул электрическим зарядом происходит заряд частиц, содержащихся в газах, а затем под действием электрического поля они осаждаются на электродах. Электрическое осаждение возможно и при взаимодействии частиц с каплями (или пузырями), причем электрические заряды могут быть подведены к частицам, к орошающей жидкости, или одновременно и к частицам, и к жидкости. Электрическое осаждение частиц может происходить и при прохождении аэрозоля через фильтрующие перегородки.

 

СУХИЕ МЕХАНИЧЕСКИЕ ПЫЛЕУЛОВИТЕЛИ

 

К сухим механическим пылеуловителям относятся аппараты, использующие различные механизмы осаждения: гравитационный (пылеосадительные камеры), инерционный (осаждение пыли за счет изменения направления движения газового пока или на препятствие) и центробежные (одиночные, групповые и батарейные циклоны, вихревые и динамические пылеуловители).

В таблице 1 приведены некоторые характерные параметры сухих механических пылеуловителей.

В настоящее время пылеосадительные камеры (рис. 1) применяются только в качестве аппаратов предварительной очистки, особенно при высокой начальной концентрации пыли.

В осадительных камерах достаточно эффективно улавливаются частицы пыли размером 30 – 50 мкм.

Основные достоинства осадительных камер заключаются в простоте конструкции, низкой стоимости, в небольших расходах энергии и в возможности улавливания абразивной пыли. Кроме того, работа камер не подвержена влиянию температуры и обеспечивает улавливание пыли в сухом виде. Однако для достижения высокой эффективности при улавливании относительно мелкой пыли необходимы очень громоздкие камеры.

 

 

 

 

 

 

Таблица 1

Характерные параметры сухих механических пылеуловителей

Тип

пылеуловителя

Максимальная производительность

м3

Эффективность

пылеулавливания

частиц различных размеров

Гидравлическое сопротивление Па

Верхний предел температуры газов, оС

Осадительная камера

Определяется возможной площадью для размещения

> 50 мкм

50 - 130

350 - 550

Циклон

85000

10 мкм (50 - 80%)

250 - 1500

350 - 550

Вихревой

пылеуловитель

30000

2 мкм (90%)

до 2000

до 250

Батарейный циклон

170000

5 мкм (90%)

750 - 1500

350 - 550

Инерционный пылеуловитель

127500

2 мкм (90%)

750 - 1500

до 400

Динамический пылеуловитель

42500

То же

-

до 400

 

 

 

 

 

 

Рис. 1. Пылеосадительная камера: 1 – корпус; 2 – пылеотводящие бункера

 

ИНЕРЦИОННЫЕ ПЫЛЕУЛОВИТЕЛИ

 

При резком изменении направления движения газового потока частицы пыли под действием инерционной силы будут стремиться двигаться в прежнем направлении и в дальнейшем могут быть выделены из этого потока. На этом принципе работает целый ряд пылеуловителей.

Камера с перегородкой по эффективности не на много отличается от обычной осадительной горизонтальной камеры, но имеет более высокое гидравлическое сопротивление. Плавный поворот в камере позволяет снизить гидравлическое сопротивление.

В осадителе запыленный газовый поток направляется сначала вниз по расширяющемуся конусу, а затем поворачивает на 180о и выводится сверху. В результате этого частицы пыли подвергаются дополнительному усилию, направляющему их в сторону бункера камеры. Это усилие обеспечивает дополнительное ускорение порядка g/3. Расширяющийся конус позволяет постепенно снизить скорость газового потока и препятствует вторичному уносу частиц.

В подобных пылеуловителях, устанавливаемых непосредственно за доменными печами, скорость газов в свободном сечении камеры составляет примерно 1,0 м/с, а во входной цилиндрической трубе – около 10 м/с. При этом частицы пыли крупнее 25-30 мкм улавливаются на 65-85%. Гидравлическое сопротивление подобного пылеуловителя с диаметром камеры 10 м и приблизительно такой же высотой цилиндрической части составляет от 150 до 390 Па.

Эффективность пылеуловителя с заглубленным бункером, в зависимости от скорости газов на входе, приведена ниже:

Пыль

Скорость газов на входе, м/с

Концентрация пыли, г/м3

Эффективность, %

Распыливаемый уголь (содержание частиц размером менее 60 мкм – 75,4%)

7,3

9,9

12,2

34,9

91,0

23,4

74,3

63,0

47,0

Зола (содержание частиц размером менее 60 мкм – 60,6 %)

5,3

8,6

13,5

19,8

21,1

10,3

79,7

70,5

55,5

Решающее влияние на вторичный унос частиц пыли из подобного пылеуловителя оказывает глубина цилиндрической части камеры, где гасится турбулентный поток газа. Наличие же вторичного уноса подтверждается снижением эффективности с ростом скорости газов.

 

ЦИКЛОНЫ

 

Циклонные аппараты благодаря дешевизне и простоте устройства и обслуживания, сравнительно небольшому сопротивлению и высокой производительности являются наиболее распространенным типом сухого механического пылеуловителя.

Циклонные аппараты имеют следующие преимущества:

      отсутствие движущихся частей в аппарате;

      надежное функционирование при температурах газов вплоть до 500оС без каких-либо конструктивных изменений (если предусматривается применение более высоких температур, то аппараты можно изготовлять из специальных материалов);

      возможность улавливания абразивных материалов при защите внутренних поверхностей циклонов специальными покрытиями;

      пыль улавливается в сухом виде;

      гидравлическое сопротивление аппаратов почти постоянно;

      аппараты успешно работают при высоких давлениях газов;

      пылеуловители весьма просты в изготовлении;

      рост запыленности газов не приводит к снижению фракционной эффективности очистки.

Правильно спроектированные циклоны могут эксплуатироваться надежно в течение многих лет.

Вместе с тем необходимо иметь в виду, что гидравлическое сопротивление высокоэффективных циклонов достигает 1250 – 1500 Па, и частицы размером меньше 5 мкм улавливаются циклонами плохо.

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2. Основные виды конструкций циклонов (по подводу газов): а – спиральный; б – тангенциальный; в – винтообразный; г – розеточный (циклон с возвратом газов); д – розеточный (прямоточный циклон).

На рисунке 2 схематично представлены основные виды конструкций циклонных пылеуловителей. Циклоны различаются по способу подвода газа в аппарат, который может быть спиральным (рис. 2, а), тангенциальным, обычным (рис. 2, б) и винтообразным (рис. 2, в), а также осевым (рис. 2, г, д). Циклоны с осевым (розеточным) подводом газов работают как с возвратом газов в верхнюю часть аппарата, та и без него (рис. 2, д). Последний тип аппаратов («прямоточные циклоны») отличается низким гидравлическим сопротивлением и меньшей по сравнению с циклонами других типов эффективностью пылеулавливания. Недостатком прямоточных циклонов является необходимость отсоса части газов через бункер для отвода пыли, что способствует их абразивному износу.

Удаление пыли из газов в циклоне протекает в две стадии. На первой стадии частицы переносятся в зону осаждения. Этот процесс осуществляется за счет центробежной силы. Вторая стадия – отделение частиц – начинается, когда концентрация частиц в газовом потоке превышает предельную нагрузку, то есть, то количество пыли, которое в состоянии переносить газовый поток в данных условиях с учетом пристенного эффекта.

Принципиально циклон работает последующей схеме (рис. 3). Газы, направляющиеся в аппарат, поступают в цилиндрическую часть циклона и совершают движение по спирали с возрастающей скоростью от периферии к центру, спускаются по наружной спирали, затем поднимаются по внутренней спирали и выходят через выхлопную трубу. Обычно в циклонах центробежное ускорение в несколько сот, а то и тысячу раз больше ускорения силы тяжести. Поэтому, даже весьма маленькие частицы пыли не в состоянии следовать за линиями тока газов и под влиянием центробежной силы выносятся из кривой движения газов по направлению к стенке.

В цилиндрической камере циклона статическое давление, как и в каждом искривленном течении, сильно падает в направлении от периферии к центру. В основном потоке направленные во внутреннюю сторону сжимающие усилия приходят в равновесное состояние с центробежными силами газов. Более медленно текущий у стенки циклона пограничный слой соответственно испытывает меньшие центробежные силы.

Однако у конической стенки циклона и у его крышки начинает уже сказываться перепад давления, сжимающее поток усилие становится значительно больше центробежной силы, и поток в виде сильного вторичного вихря направляется внутрь, захватывая с собой много частиц пыли. Но так как затем поток еще несколько раз по пути вниз обернется вокруг выхлопной трубы, частицы могут быть, вновь отброшены к стенке аппарата.

Вторичный поток, искривленный вдоль конической стенки, захватывает отброшенную к стенке пыль и направляет ее вниз к пылеосадительной камере (бункеру). Без этого потока отдельные частицы, находящиеся у стенки, не смогли бы попасть вниз, поскольку направленная вверх составляющая центробежной силы является большей по сравнению с силой тяжести.

 

 

 

 

Рис. 3. Схема работы циклона: 1 – входной патрубок; 2 – выхлопная труба; 3 – цилиндрическая камера; 5 – пылеосадительная камера

О большом влиянии вторичного потока свидетельствует тот факт, что пыль выносится из лежащих и даже из перевернутых циклонов.

В пылеосадительной камере вследствие сужения в месте соединения газовый поток циркулирует слабее, чем в цилиндрической камере. Однако и в этом случае на оси вихрь имеет пониженное давление. Часть вторичного потока цилиндрической камеры в пылеосадительной камере перемещается вниз и вновь возвращается в ядро вихря. Благодаря этому же отсепарированная пыль может быть вновь захвачена и вынесена в район оси вихря.

 

ВИХРЕВЫЕ ПЫЛЕУЛОВИТЕЛИ

 

Основным отличием вихревых пылеуловителей от циклонов является наличие вспомогательного закручивающего газового потока.

На рисунке 4 показаны две основные разновидности вихревых пылеуловителей. В вихревом аппарате соплового типа (рис. 4, а) запыленный газовый поток закручивается лопаточным завихрителем и двигается вверх, подвергаясь при этом воздействию вытекающих из тангенциально расположенных сопел 3 струй вторичного газа (воздуха). Под действием центробежных сил взвешенные в потоке частицы отбрасываются к периферии, а оттуда – в возбуждаемый струями спиральный поток вторичного газа, направляющий их вниз в кольцевое межтрубное пространство. Вторичный газ в ходе спирального обтекания потока очищаемого газа постепенно полностью проникает в него. Кольцевое пространство вокруг входного патрубка оснащено подпорной шайбой 6, обеспечивающей безвозвратный спуск пыли в бункер 7.

Наилучшие результаты по эффективности улавливания достигается при установке сопел, распыливающих вторичный газ, не менее чем в четыре ряда и под углом 30о. В качестве оптимальной рекомендуется установка лопаток завихрителя по углом 30-40о при отношении диаметра завихрителя к диаметру аппарата, равном 0,8-0,9.

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 4. Конструкция вихревых пылеуловителей: а – соплового типа; б – лопаточного типа; 1 – камера; 2 – выходной патрубок; 3 – сопла; 4 – лопаточный завихритель типа «розетка»; 5 – входной патрубок; 6 – подпорная шайба; 7 – пылевой бункер; 8 – кольцевой лопаточный завихритель

Вихревой пылеуловитель лопаточного типа (рис. 4, б) отличается тем, что вторичный газ отбирается с периферии очищенного газа и подается кольцевым направляющим аппаратом с наклонными лопатками 8.

Как и у циклонов, эффективность вихревых аппаратов с увеличением диаметра падает.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ДИНАМИЧЕСКИЕ ПЫЛЕУЛОВИТЕЛИ

 

В динамических пылеуловителях очистка газов от пыли осуществляется за счет центробежных сил и силы Кориолиса, возникающих при вращении рабочего колеса (рис. 5).

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 5. Динамический пылеуловитель: 1 корпус вентилятора; 2 – патрубок для отвода пыли; 3 – патрубок для отвода части газового потока на рециркуляцию; 4 – колесо вентилятора

 

Динамические пылеуловители помимо осаждения частиц пыли из газового потока выполняют еще роль тягодутьевого устройства.

Динамический пылеуловитель потребляет больше энергии, чем обычный вентилятор с идентичными параметрами по производительности и напору. Но это расход энергии меньше, чем требуется при раздельном функционировании центробежного сепаратора и вентилятора.

Наибольшее распространение в отечественной промышленности из динамических аппаратов получил дымосос-пылеуловитель (рис. 6). Аппарат предназначен для улавливания частиц пыли со средним диаметром крупнее 15 мкм. Дымосос-пылеуловитель применяется для очистки дымовых газов малых котелен, в литейных производствах для очистки аспирационных выбросов и на асфальтобетонных заводах для очистки сушильных барабанов.

 

 

 

 

Рис. 6. Дымосос-пылеуловитель.

 

Работа дымососа-пылеуловителя основана на следующем принципе. За счет разности давлений, создаваемых рабочим колесом 2 на валу 1, запыленный поток поступает в улитку 5 и приобретает криволинейное движение. Под действием центробежных сил частицы пыли отбрасываются к периферии и вместе с небольшим количеством газов (8-10 %) отводятся для окончательного отделения через патрубок 9 в выносной малогабаритный циклон 8, соединенный с улиткой газоходами. Разгрузка циклона производится через спускной стояк с затвором-мигалкой 10. Очищенный газовый поток из циклона возвращается в центральную часть улитки.

Аэрозоль протягивается через циклон под действием перепада давлений между центром улитки и ее периферией, который повышается за счет работы вспомогательной крыльчатка 6. Из центральной зоны улитки очищенные газы через направляющий аппарат 4 поступают в рабочее колесо дымососа, а затем через кожух 3 выбрасываются в дымовую трубу 11.

Регулировка производительности дымососа осуществляется шибером 7. При закрывании шибера газовый поток отжимается к периферии улитки, и соответственно эффективность аппарата возрастает.

Для предотвращения обратного выброса отсепарированной пыли с периферии улиточного пылеуловителя и защиты его стенок от абразивного износа предусмотрены защитные козырьки из полосовой стали, которые располагаются на боковинах улитки в периферийной зоне.

 

 

МОКРЫЕ ПЫЛЕУЛОВИТЕЛИ

 

Процесс мокрого пылеулавливания основан на контакте запыленного газового потока с жидкостью, которая захватывает взвешенные частицы и уносит их из аппарата в виде шлама. Метод мокрой очистки газов от пыли считается достаточно простым и в то же время весьма эффективным способом обеспыливания.

Мокрые пылеуловители имеют ряд преимуществ перед аппаратами других типов.

      Аппараты мокрого типа отличаются сравнительно небольшой стоимостью и более высокой эффективностью улавливания взвешенных частиц по сравнению с сухими механическими пылеуловителями.

      Мокрые пылеуловители (например, скрубберы Вентури) могут быть применены для очистки газов от частиц размером до 0,1 мкм.

      Мокрые пылеуловители не только могут успешно с такими высокоэффективными пылеуловителями, как рукавные фильтры или электрофильтры, но и использоваться в тех случаях, когда эти аппараты обычно не применяются, например, при высокой температуре и повышенной влажности газов, при опасности возгораний и взрывов очищенных газов или улавливаемой пыли.

      Аппараты мокрого типа могут одновременно с очисткой газов от взвешенных частиц улавливать парообразные и газообразные компоненты, то есть их можно использовать в качестве абсорбентов, а также для охлаждения и увлажнения газов качестве теплообменников смешения.

Однако метод мокрого обеспыливания имеет и ряд недостатков.

      Улавливаемый мокрыми пылеуловителями продукт выделяется в виде шлама, что связано с необходимостью обработки сточных вод и, следовательно, с удорожанием процесса очистки.

      При охлаждении очищаемых газов до температуры, близкой к точке росы, а также при механическом уносе из газоочистного аппарата газовым потоком капель жидкости пыль может осаждаться в газопроводах, дымососах и дымовых трубах. Кроме того, брызгоунос приводит к безвозвратным потерям орошающей жидкости.

      В случае очистки агрессивных газов аппаратуру и коммуникации необходимо защищать антикоррозионными материалами.

В качестве орошающей жидкости в мокрых пылеуловителях чаще всего применяется вода; при совместном решении вопросов пылеулавливания и химической очистки газов выбор орошающей жидкости (абсорбента) обусловливается процессом абсорбции.

Общепринятой классификации мокрых пылеуловителей до настоящего времени не имеется. Обычно они подразделяются на группы в зависимости от поверхности контакта или по способу действия:

      полые газопромыватели (оросительные устройства; промывные камеры; полые форсуночные скрубберы);

      насадочные скрубберы;

      тарельчатые газопромыватели (барботажные и пенные аппараты);

      газопромыватели с подвижной насадкой;

      мокрые аппараты ударно-инерционного действия (ротоклоны);

      мокрые аппараты центробежного действия;

      механические газопромыватели (механические скрубберы, динамические скрубберы);

      скоростные газопромыватели (скрубберы Вентури, эжекторные скрубберы).

Помимо перечисленных групп к мокрым пылеуловителям в какой-то степени могут быть отнесены также мокрые электрофильтры, орошаемые волокнистые фильтры и аппараты конденсационного действия. Что касается аппаратов конденсационного действия, то они до настоящего времени не получили какого-либо широкого применения в промышленности.

Иногда мокрые пылеуловители подразделяют по затратам энергии на низконапорные, средненапорные и высоконапорные. К низконапорным аппаратам относятся пылеуловители, гидравлическое сопротивление которых не превышает 1500 Па. В эту группу входят форсуночные скрубберы, барботеры, мокрые центробежные аппараты и др. К средненапорным мокрым пылеуловителям с гидравлическим сопротивлением от 1500 до 3000 Па относятся некоторые динамические скрубберы, газопромыватели ударно-инерционного действия, эжекторные скрубберы. Группа высоконапорных газопромывателей с гидравлическим сопротивлением больше 3000 Па включает в основном скруббера Вентури и дезинтеграторы.

 

ФИЛЬТРЫ

 

В основе работы пористых фильтров всех типов лежит процесс фильтрации газов через пористую перегородку – фильтрующую среду, в ходе, которого твердые или жидкие частицы, взвешенные в газе, задерживаются в ней, и газ полностью проходит сквозь нее.

Применяемые фильтрующие пористые перегородки по своей структуре весьма разнообразны, но в большинстве своем они состоят из волокнистых или зернистых элементов, которые условно могут быть разделены на следующие типы.

Гибкие пористые перегородки:

      тканевые материалы из природных, синтетических и минеральных волокон;

      не тканевые волокнистые материалы (войлоки, клееные и иглопробивные материалы, бумага, картон, волокнистые маты);

      ячеистые листы (губчатая резина, пенополиуретан, мембранные фильтры).

Полужесткие пористые перегородки – слои волокон, стружка, вязаные сетки, расположенные на опорных устройствах или зажатые между ними.

Жесткие пористые перегородки:

      зернистые материалы – пористая керамика и пластмасса, спеченные или спрессованные порошки металлов (металлокерамика), пористые стекла, углеграфитовые материалы и др.;

      волокнистые материалы – сформированные слои из стеклянных металлических волокон;

      металлические сетки и перфорированные листы.

Зернистые слои:

      неподвижные, свободно насыпанные материалы;

      периодически или непрерывно перемещающиеся материалы.

Поток аэрозоля в объеме фильтрующего материала многократно дробится на мелкие струйки, которые непрерывно сливаются, обтекая отдельные элементы (волокна или зерна), что способствует приближению взвешенных частиц к поверхности элементов или пор, их осаждению на них и удержанию силами адгезии.

В фильтрах уловленные сухие частицы накапливаются в порах или образуют пылевой слой на поверхности перегородки, и таким образом сами становятся для вновь поступающих частиц частью фильтрующей среды. Однако по мере накопления частиц размер пор и общая пористость перегородки неизбежно уменьшается, а сопротивление движению газов возрастает; поэтому в определенный момент возникает необходимость разрушения и удаления пылевого осадка (для снижения перепада давления и сохранения начальной скорости фильтрации). В ряде случаев требуется замена забитого пылью фильтра или переснаряжение его новыми фильтрующими материалами. Таким образом, процесс фильтрации в большинстве случаев предусматривает периодическую регенерацию фильтров. При улавливании жидких частиц накапливающаяся жидкость может удаляться из пористой перегородки самопроизвольно, то есть фильтр подвергается саморегенерации.

Современные фильтры в зависимости от назначения и величин входной и выходной концентраций улавливаемой дисперсной фазы условно разделяют на три класса.

Фильтры тонкой очистки (высокоэффективные или абсолютные фильтры) – предназначены для улавливания с очень высокой эффективностью (обычно выше 90%) в основном субмикробных частиц из промышленных газов и воздуха при низкой входной концентрации (менее 1 мг/м3) и малой скорости фильтрации (менее 10 м/с). Такие фильтры применяют для улавливания особо токсичных частиц, а также для ультратонкой очистки воздуха при проведении некоторых технологических процессов или в особо чистых помещениях, в которых воздух служит рабочей средой; обычно эти фильтры не подвергаются регенерации.

Фильтры для очистки атмосферного воздуха (воздушные фильтры) – используются в системах приточной вентиляции и кондиционирования воздуха. Они рассчитаны на работу при концентрации пыли менее 50 мг/м3, часто при высокой скорости фильтрации (до 2,5-3 м/с). Фильтры этого класса бывают нерегулируемые, а также периодически или непрерывно регулируемые.

Промышленные (тканевые, зернистые, грубоволокнистые) фильтры применяются для очистки промышленных газов в основном с высокой концентрацией дисперсной фазы (до 60 г/м3). Для периодического или непрерывного удаления накапливающейся в фильтрующей перегородке пыли фильтры этого класса имеют устройства для регенерации, позволяющие поддерживать производительность на заданном уровне и возвращать ценные продукты в производство; фильтры этого класса нередко являются составной частью технологического оборудования.

 

 

ВОЛОКНИСТЫЕ ФИЛЬТРЫ

 

Волокнистые фильтры (набивные, маты, из картона, бумаги и др.) представляют собой различные толщины, в которых более или менее однородно распределены волокна. Это фильтры объемного действия, так как они рассчитаны на улавливание и накапливание частиц преимущественно по всей глубине слоя. Сплошной слой пыли образуется только на поверхности наиболее плотных материалов, обычно при фильтрации относительно крупных частиц и к концу срока службы фильтра.

Волокнистые фильтры используют при концентрации дисперсной твердой фазы 0,5-5 мг/м3. При таких концентрациях основная доля частиц обычно имеет размеры менее 5-10 мкм, значительную долю составляют субмикронные частицы.

Для фильтров используют естественные или специально получаемые волокна толщиной от 0,01 до 100 мкм, а также их смеси. Толщина фильтрующих сред составляет от десятков долей миллиметра (бумага) до двух метров (многослойные глубокие насадочные фильтры долговременного использования).

Волокнистые фильтры, применяемые для улавливания твердых или жидких частиц из газов и воздуха во время проведения технологических процессов или выбрасываемых в атмосферу, называются промышленными, в отличие от воздушных, предназначены для очистки атмосферного воздуха от пыли в системах приточной вентиляции.

Различают следующие виды промышленных волокнистых фильтров:

      сухие – тонковолокнистые, электростатические, глубокие фильтры предварительной очистки (предфильтры);

      мокрые – сеточные, самоочищающиеся, с периодическим или непрерывным орошением.

 

 

ЭЛЕКТРОФИЛЬТРЫ

 

Коронный разряд и принцип действия электрофильтров. Электрофильтры – устройства, в которых очистка газов от взвешенных в них частиц происходит под действием электрических сил. Для этого частицам сообщается электрический заряд. В результате действия электрического поля на заряженные частицы они выводятся из очищаемого газового потока и осаждаются на осадительных электродах.

Зарядка частиц в электрофильтрах происходит в поле коронного заряда.

Коронный заряд представляет собой специфическую форму незавершенного электрического заряда, характерного для систем электродов с резко неоднородным полем. В качестве примера на рисунке 7 представлено распределение напряженности электростатического поля в промежутке между коаксиальными цилиндрами. Напряженность поля существенно возрастает по направлению к проводу (внутреннему цилиндру) и достигает максимального значения у его поверхности.

 

 

 

 

 

Рис. 7. распределение напряженности электростатического поля в промежутке между коаксиальными цилиндрами

 

Ионизационные процессы при коронном заряде сосредоточены в узкой области, где напряженность поля наибольшая, то есть вблизи коронирующего электрода.

В зоне ионизации присутствуют положительные ионы и электроны, которые при выходе из зоны ионизации превращаются отрицательные ионы. При отрицательной полярности коронирующего электрода положительные ионы быстро достигают его. Во внешней области коронного заряда присутствуют только отрицательные ионы, которые создают в межэлектродном пространстве униполярный объемный заряд.

Во внешней области коронного заряда ионизационные процессы отсутствуют, так как напряженность поля там для ионизации недостаточна. Ток коронного разряда обеспечивается за счет движущегося в промежутке между электродами униполярного объемного заряда. Если во внешней области коронного разряда, занимающей преобладающую часть межэлектродного пространства, находятся твердые или жидкие частицы, то ионы из объемного заряда, осаждаясь на поверхности этих частиц, сообщают им электрический заряд.

В преобладающем большинстве случаев в одном и том же поле коронного разряда происходит и зарядка частиц и их выделение из газового потока за счет движения их под действием поля в направлении, перпендикулярном потоку газа. Это позволяет упростить конструкцию аппаратов, сделать их более компактными. Кроме того, при униполярном коронном разряде удается получить распределение поля, способствующее степени очистки газов в электрофильтрах.

Конструктивная схема электрофильтра представлена на рисунке 8. Между двумя осадительными плоскостями натянут ряд проводов. В пространство между каждой из плоскостей и проводами поступает запыленный газ. В поле коронного разряда, возникающего при подаче высокого напряжения на проводе, частицы заряжаются и под действием поля движутся к осадительным плоскостям, с которых они периодически удаляются. Таким образом, концентрация пыли в газе при прохождении его через электрофильтр значительно уменьшается.

Электрофильтры рассмотренного вида носят название пластинчатых. Второй тип электрофильтров – трубчатые (рис. 9), в которых используется система электродов «коаксиальные цилиндры».

В трубчатых электрофильтрах удается получить более высокие значения рабочего напряжения, чем в пластинчатых. Вместе с тем, в пластинчатых электрофильтрах более просто решаются проблемы очистки очень больших объемов газов и удаления пыли с осадительных электродов.

 

 

 

 

 

 

Рис. 8. Принципиальная схема электрофильтра: 1 – осадительные электроды; 2 – коронирующие электроды; 3 – источник высокого напряжения

Рис. 9. Трубчатый электрофильтр: 1 – цилиндрический осадительный электрод; 2 – коронирующий электрод; 3 – узел подвода газа и сбора пыли

 

Осаждение частиц на электроды происходит под действием электрического поля из области газа, непосредственно примыкающей к электродам. Убыль частиц из этой области восполняется в результате перемещения частиц из остального межэлектродного пространства под действием поля и за счет увлечения частиц турбулентными пульсациями газа.

 

ПРИТОЧНАЯ ВЕНТИЛЯЦИЯ

 

Приточные системы служат для подачи в вентилируемые помещения чистого воздуха взамен удаленного. Приточный воздух в необходимых случаях подвергается специальной обработке (очистке, нагреванию, увлажнению и т.д.).

 

ВЫТЯЖНАЯ ВЕНТИЛЯЦИЯ

 

Вытяжная вентиляция удаляет из помещения (цеха, корпуса) загрязненный или нагретый обработанный воздух.

В общем случае в помещении предусматриваются как приточные, так и вытяжные системы. Их производительность должна быть сбалансирована с учетом возможности поступления воздуха в смежные помещения или их смежных помещений. В помещениях может быть также предусмотрена только вытяжная или только приточная система. В этом случае воздух поступает в данное помещение снаружи или из смежных помещений через специальные проемы или удаляется из данного помещения наружу, или перетекает в смежные помещения.

Как приточная, так и вытяжная вентиляция может устраиваться на рабочем месте (местная) или для всего помещения (общеобменная).

 

МЕСТНАЯ ВЕНТИЛЯЦИЯ

 

Местной вентиляцией называется такая, при которой воздух подают на определенные места (местная приточная вентиляция) и загрязненный воздух удаляют только от мест образования вредных выделений (местная вытяжная вентиляция).

 

МЕСТНАЯ ПРИТОЧНАЯ ВЕНТИЛЯЦИЯ

 

К местной приточной вентиляции относятся воздушные души (сосредоточенный приток воздуха с повышенной скоростью). Они должны подавать чистый воздух к постоянным рабочим местам, снижать в их зоне температуру окружающего воздуха и обдувать рабочих, подвергающихся интенсивному тепловому облучению.

Метеорологические условия и скорость движения воздуха на рабочем месте должны соответствовать характеру работы и особенностям вредных выделений. Так, при воздействии на рабочего теплового облучения интенсивностью более 300 ккал/м2ч, температура воздуха на рабочем месте и подвижность воздуха должны удовлетворять требованиям санитарных норм промышленного проектирования, приведенным в таблице 2.

К местной приточной вентиляции относятся и воздушные оазисы – участки помещений, отгороженные от остального помещения передвижными перегородками высотой 2-2,5 м, которых нагнетается воздух с пониженной температурой.

Местную приточную вентиляцию применяют также в виде воздушных завес (у ворот, печей и пр.), которые создают как бы воздушные перегородки или изменяют направление потоков воздуха. Местная вентиляция требует меньших затрат, чем общеобменная.

Таблица 2.

Температура Т (оС) и скорость движения воздуха V (м/с) при воздушном душировании

 

 

 

Период года

 

 

Категория работы

При тепловом облучении интенсивностью

от 300 до

600 ккал/м3ч

от 600 до

1200 ккал/м3ч

от 1200 до

1800 ккал/м3ч

t (оС)

V (м/с)

t (оС)

V (м/с)

t (оС)

V (м/с)

Теплый (температура наружного воздуха +10оС и выше)

Легкая

22-24

0,5-1

21-23

1-2

19-20

2-3

Средней тяжести

21-23

1-2

20-22

2-3

19-21

3

Тяжелая

20-22

2-3

19-21

3

18-20

3

Холодный (температура наружного воздуха ниже +10оС)

Легкая

19-21

0,1-1

18-20

1-2

17-18

2-2,5

Средней тяжести

17-19

0,5-1

16-18

1-2

16-17

2-3

Тяжелая

16-18

1-2

16-17

2-3

16

3

 

В производственных помещениях при выделении вредностей (газов, влаги, теплоты и т.д.) обычно применяют смешанную систему вентиляции – общую для устранения вредностей во всем объеме помещения и местную (местные отсосы и приток) для обслуживания рабочих мест.

 

МЕСТНАЯ ВЫТЯЖНАЯ ВЕНТИЛЯЦИЯ

 

Местную вытяжную вентиляцию применяют, когда места выделений вредностей в помещении локализованы и можно не допустить их растворение по всему помещению.

Местная вытяжная вентиляция в производственных помещениях обеспечивает улавливание и отвод вредных выделений: газов, дыма, пыли и частично выделяющегося из оборудования тепла.

Для удаления вредностей применяют местные отсосы (укрытия в виде шкафов, зонты, бортовые отсосы, завесы, укрытия в виде кожухов у станков и др.).

Основные требования, которыми они должны удовлетворять:

      Место образования вредных выделений должно быть полностью укрыто.

      Конструкция местного отсоса должна быть такой, чтобы отсос не мешал нормальной работе и не снижал производительность труда.

      Вредные выделения необходимо удалять от места их образования в направлении их естественного движения (горячие газы и пары надо удалять вверх, холодные и тяжелые газы и пыль - вниз).

Конструкции местных отсосов условно делят на три группы:

      Полуоткрытые отсосы (вытяжные шкафы, зонты, смотри рис. 10). Объемы воздуха определяются расчетом.

      Открытого типа (бортовые отсосы). Отвод вредных выделений достигается лишь при больших объемах отсасываемого воздуха (рис. 11).

Система с местными отсосами изображена на рисунке 12.

Основными элементами такой системы являются местные отсосы-укрытия (МО), всасывающая сеть воздуховодов (ВС), вентилятор (В) центробежного или осевого типа, ВШ – вытяжная шахта.

 

 

 

 

 

Рис. 10. Зонты-козырьки у нагревательных печей: а – у щелевого отверстия при выпуске через него продуктов горения; б – у отверстии, снабженного дверкой при выпуске продуктов горения через газовые окна

 

 

 

рис. 11. Бортовые отсосы

 

При устройстве местной вытяжной вентиляции для улавливания пылевыделений удаляемый из цеха воздух, перед выбросом его в атмосферу, должен быть предварительно очищен от пыли. Наиболее сложными вытяжными системами являются такие, в которых предусматривают очень высокую степень очистки воздуха от пыли с установкой последовательно двух или даже трех пылеуловителей (фильтров).

 

 

Рис. 12. Схема местной вытяжной вентиляции

 

Местные вытяжные системы, весьма эффективны, так как позволяют удалять вредные вещества непосредственно от места их образования или выделения, не давая им распространиться в помещении. Благодаря значительной концентрации вредных веществ (паров, газов, пыли), обычно удается при небольшом объеме удаляемого воздуха достичь хорошего санитарно-гигиенического эффекта. Однако местные системы не могут решить всех задач, стоящих перед вентиляцией: не все вредные выделения могут быть локализованы этими системами, например, вредные выделения, рассредоточенные на значительной площади или в объеме; подача воздуха в отдельные зоны помещения не может обеспечить необходимые условия воздушной среды, если работа производится на всей площади помещения или ее характер связан с перемещением и т.д.

 

ОБЩЕОБМЕННЫЕ СИСТЕМЫ ВЕНТИЛЯЦИИ

 

Как приточные, так и вытяжные, предназначены для осуществления вентиляции в помещении в целом или в значительной его части.

Общеобменные вытяжные системы относительно равномерно удаляют воздух из всего обслуживаемого помещения, а общеобменные приточные системы подают воздух и распределяют его по всему объему вентилируемого помещения.

 

 

 

 

ОБЩЕОБМЕННАЯ ПРИТОЧНАЯ ВЕНТИЛЯЦИЯ

 

Общеобменная приточная вентиляция устраивается для ассимиляции избыточного тепла и влаги, разбавления вредных концентраций паров и газов, не удаленных местной и общеобменной вытяжной вентиляцией, а также для обеспечения расчетных санитарно-гигиенических норм и свободного дыхания человека в рабочей зоне.

При отрицательном тепловом балансе, то есть при недостатке тепла, общеобменную приточную вентиляцию устраивают с механическим побуждением и с подогревом всего объема приточного воздуха. Как правило, перед подачей воздух очищают от пыли.

При поступлении вредных выделений в воздух цеха количество приточного воздуха должно полностью компенсировать общеобменную и местную вытяжную вентиляцию.

 

ОБЩЕОБМЕННАЯ ВЫТЯЖНАЯ ВЕНТИЛЯЦИЯ

 

Простейшим типом общеобменной вытяжной вентиляции является отдельный вентилятор (обычно осевого типа) с электродвигателем на одной оси (рис. 13), расположенный в окне или в отверстии стены. Такая установка удаляет воздух из ближайшей к вентилятору зоны помещения, осуществляя лишь общий воздухообмен.

 

 

 

 

Рис. 13. Простейшие схемы вытяжной вентиляции: 1 – утепленный клапан; 2 – вентилятор; 3 – лопасти вентилятора; 4 – вытяжная шахта; 5 – шибер; 6 – электродвигатель; 7 – вытяжная сеть


В некоторых случаях установка имеет протяженный вытяжной воздуховод. Если длина вытяжного воздуховода превышает 30-40 м и, соответственно, потери давления в сети составляют более 30-40 кг/м2, то вместо осевого вентилятора устанавливается вентилятор центробежного типа.

Когда вредными выделениями в цехе являются тяжелые газы или пыль и нет тепловыделений от оборудования, вытяжные воздуховоды прокладывают по полу цеха или выполняют в виде подпольных каналов.

В промышленных зданиях, где имеются разнородные вредные выделения (теплота, влага, газы, пыль и т.п.) и их поступление в помещение происходит в различных условиях (сосредоточено, рассредоточено, на различных уровнях и т.п.), часто невозможно обойтись какой-либо одной системой, например, местной или общеобменной.

В таких помещениях для удаления вредных выделений, которые не могут быть локализованы и поступают в воздух помещения, применяют общеобменные вытяжные системы.

В определенных случаях в производственных помещениях, наряду с механическими системами вентиляции, используют системы с естественным побуждением, например, системы аэрации.

 

КАНАЛЬНАЯ И БЕСКАНАЛЬНАЯ ВЕНТИЛЯЦИЯ

 

Системы вентиляции имеют либо разветвленную сеть воздуховодов для перемещения воздуха (канальные системы), либо каналы (воздуховоды) могут отсутствовать, например, при установке вентиляторов в стене, в перекрытии, при естественной вентиляции и т.д. (бесканальные системы).

Таким образом, любая система вентиляции может быть охарактеризована по указанным выше четырем признакам: по назначению, зоне обслуживания, способу перемещения воздуха и конструктивному исполнению.

 

2

 

Информация о работе Системы вентиляции и кондиционирования