Fonaments de la ventilació industrial: tot sobre càlculs i tipus de sistemes

El sistema de ventilació dels locals industrials crea i manté indicadors climàtics, les normes dels quals estan regulades per les instruccions de la supervisió sanitària i epidemiològica.

La humitat, la temperatura i el cabal d’aire són importants per a la salut dels empleats de la planta i per al compliment del procés. A diferència de les instal·lacions domèstiques, a les instal·lacions de producció també es controlen indicadors com la quantitat d’impureses mecàniques i químiques a l’aire.

En alguns casos, el microclima de la sala ha de proporcionar unes condicions òptimes per emmagatzemar-se (per exemple, als dipòsits de museus o biblioteques), i la comoditat del personal desapareix en un segon pla.

Classificació dels sistemes de ventilació en producció

Els sistemes i instal·lacions de ventilació industrial es poden classificar segons les propietats següents:

• Mètode de moviment de masses d’aire: lliure i forçat;
• La naturalesa de l'acció: esgotament o subministrament;
• Àrea de serveis: central o local;
• Característiques del disseny: sense canals o canals.

Motivació natural

La ventilació de flux natural té les següents propietats:

• el moviment del flux d’aire es proporciona mitjançant el mètode d’aireig;
• a causa de la diferència de pressió entre el taller i l'extrem del conducte d'escapament situat a sobre del sostre de l'edifici;
• a causa de la pressió del vent.

Segons els fonaments bàsics de la ventilació de locals de tipus industrial, la motivació natural s’implementa en indústries amb un poderós alliberament de calor i un contingut d’impureses mecàniques que no superin el 30% del PDN als llocs de treball del personal.

Si s’ha de tractar abans de subministrar aire, el mètode d’aireig no és adequat.

Per a un moviment estable de les masses d’aire a causa de la diferència de pressió, la diferència d’altura entre els punts d’entrada i descàrrega hauria de ser de 3 metres. En els càlculs de ventilació per a habitacions d’aquest tipus, la durada màxima dels conductes de ventilació horitzontals és de 3 metres. L’aire del sistema es mou a una velocitat que no supera el metre per segon.

El sistema de ventilació del local, construït segons aquest principi, és econòmic, és fàcil d’instal·lar i operar. Tot i això, la seva efectivitat és inestable i varia de molts factors externs.

Impulsió mecànica

En els sistemes de ventilació de les habitacions que funcionen amb tracció mecànica, s’utilitzen dispositius que transporten masses d’aire a les distàncies requerides.

L’aire es subministra i s’elimina de la zona de treball en els volums necessaris en qualsevol condició ambiental. Si cal, l’aire de subministrament es pot filtrar, refredar, escalfar, assecar o humidar. La ventilació natural no permet un rendiment d’aire òptim. Els paràmetres d’entrada són similars als de l’aire atmosfèric.

Els sistemes de ventilació més habituals són amb motivació mixta.

L’equip de subministrament subministra aire fresc a l’edifici tripulat.Al mateix temps, els mecanismes d’escapament extreuen vapors bruts, calents o humits.

A l’hora de calcular la ventilació dels locals, és important equilibrar correctament el volum d’aire subministrat i eliminat.

Ventilació local

La diferència fonamental entre l’esquema local d’intercanvi d’aire és que l’aire es subministra en sentit puntual a un lloc específic (subministrament local) i es descarrega de la mateixa manera (escapament local).

A continuació es mostra una llista de components de ventilació local utilitzats en locals industrials:

• dutxes d’aire (corrents d’aire que van a un determinat lloc a gran velocitat);
• zones tancades de la superfície total, on es crea una atmosfera especial;
• cortines d’aire.

A causa de l’alta eficiència i rendibilitat de la ventilació local, s’utilitza molt àmpliament en diversos tipus d’indústries.

La ventilació local d’escapament és necessària quan s’alliberen substàncies tòxiques o calor en sentit puntual i és necessari evitar la seva propagació.

Elements locals de ventilació d’escapament:

• paraigües d’escapament;
• caputxes laterals;
• cobertes sobre equips;
• cortines d’aire.

Quan es calcula la ventilació de l’habitació, es tenen en compte els requisits següents:

• l’escapament local no ha d’interferir amb el curs del procés tecnològic;
• s'ha de cobrir tota la superfície de l'emissió de perills;
• la descàrrega es descarrega en el curs del seu moviment físic (els freds es dirigeixen cap avall i calents, segons les lleis de la física, cap amunt).

L’aire d’escapament s’ha de netejar abans d’alliberar-se al medi ambient. De vegades només n'hi ha prou amb un filtre gruixut; si cal, s'instal·la una cascada de filtres de diferents graus de purificació. Tot i l’eficiència dels sistemes locals, no sempre fan front al manteniment del microclima requerit.

Ventilació general

Es necessita un sistema de ventilació general quan es distribueixen impureses nocives, humitat i calor per tot el volum de l’habitació.

El sistema d’intercanvi general de subministrament redueix la concentració de substàncies nocives i desplaça les masses d’aire contaminades.

La ventilació general d’escapament és un sistema de conductes i un ventilador. Si la longitud del conducte de ventilació no supera els 40 m, s’instal·larà un ventilador axial, en cas contrari, un ventilador centrífug com a més potent.

Característiques dels càlculs dels sistemes de ventilació

Els càlculs i el tipus de ventilació de l'habitació depenen de la seva finalitat. La ventilació de la zona de producció hauria d’eliminar els següents tipus de contaminants emesos durant el funcionament de l’equip i les persones:

• aire calent;
• impureses explosives i tòxiques a l'aire;
• vapor d'aigua.

La ventilació de l'habitació es calcula per a cada tipus de contaminació atmosfèrica.

El càlcul es basa en la quantitat d'aire de subministrament necessària per a les condicions normals de funcionament.

Càlcul de ventilació per excés de calor:

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

OnQu - el volum d’aire eliminat per aspiració local, en metres cúbics \ h,V - la quantitat de calor generada per equips i productes, en watts,c - la capacitat tèrmica, extreta de llibres de consulta, és igual a 1,2 kJ,Tz - la temperatura de l'aire d'escapament retirat del lloc de treball, en graus centígrads,Tp - temperatura de l'aire de subministrament, en graus Celsius,T1 - temperatura de l’aire eliminada per ventilació general.

Càlcul per a indústries explosives i tòxiques

Quan es calcula la ventilació per a indústries amb emissions explosives o tòxiques, la tasca consisteix a diluir-les fins al nivell màxim permès.

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

OnM - la massa de substàncies tòxiques alliberades a l’aire en 1 hora, en mg,Km - el contingut de substàncies tòxiques a l'aire que aboquen els sistemes locals, en mg / m3,Kp - el contingut de substàncies tòxiques a l’aire de subministrament, mg / metre cúbic,Ku - el contingut de substàncies tòxiques a l’aire eliminades pel sistema d’intercanvi general, mg / metre cúbic.

Càlcul amb major contingut d'humitat

Q = Qu + (W - 1,2 (Om - SOBREpàg) / (О1 - Оpàg)),

aquíW - la quantitat d'humitat que entra a l'aire del taller durant 1 hora, en mg / h,Оm - la quantitat de vapor que aboca el sistema local, en g / kg,Op - humitat de l'aire de subministrament, g / kg,О1 - la quantitat de vapor a l'aire eliminat pel sistema d'intercanvi general, g / kg.

Càlcul d’emissions de personal

A l’hora de calcular la ventilació d’algunes habitacions, és important tenir en compte cada gram d’humitat que entra a l’aire. A continuació, el càlcul es realitza segons el nombre d'empleats:

Q = N * m,

aquíN - el nombre d'empleats,m - el consum d'aire atmosfèric per persona i hora.

Categories de locals de seguretat contra incendis

Els locals per a qualsevol propòsit: industrial, magatzem, residencial o públic es divideixen en categories de ventilació i seguretat contra incendis:

• PERUT - augment del perill d'explosions, incendis. Edificis que utilitzen o emeten gasos inflamables i substàncies o substàncies que, en contacte amb l’aire (aigua), poden inflamar-se o explotar amb un punt d’inflamació de fins a 28 graus;
• B - perill d'incendis o explosions. Edificis amb pols o vapor a l’atmosfera inflamables i amb un punt d’inflamació superior als 28 graus;
• B1 - B4 - risc d'incendi. Edificis en els quals s’emeten o es presenten líquids, sòlids o substàncies volàtils, difícils d’encendre en contacte amb l’aire, l’aigua o altres substàncies;
• D - perill d’incendi moderat. Sales en les quals hi ha substàncies presents en forma calenta o fosa, s’emet una abundància de calor i flama. Així com les substàncies utilitzades en forma de combustible o utilitzades pel mètode de combustió;
• D - baix risc d'incendi. Edificis que contenen substàncies no inflamables a temperatura ambient.

Quan es crea ventilació per a magatzems o locals industrials, es proporciona un sistema únic en els casos següents:

• per a edificis residencials;
• per a edificis d'oficines, locals domèstics, públics o industrials amb ventilació categoria D;
• industrial amb ventilació categoria B o A, que ocupa fins a 3 plantes;
• industrials amb una única categoria D, D o V;
• magatzem, que ocupa fins a 3 plantes, amb categoria B, A o B.

Característiques de la ventilació del magatzem

Seleccionant la ventilació del magatzem, cal guiar-se pel SNiP "Requisits sanitaris i higiènics generals per a l'aire de la zona de treball", "Edificis de magatzem", "Seguretat contra incendis d'edificis i estructures".

Si la ventilació típica de l’habitació amb corrent natural no és capaç de crear el microclima requerit, s’utilitza la inducció mecànica. Per exemple, no es recomana utilitzar la ventilació per a la ventilació de magatzems amb emmagatzematge d'aliments. L’aire exterior està contaminat i sovint és impossible netejar-lo.

En alguns casos, és impossible organitzar la ventilació a causa de l'arquitectura de l'edifici o la seva ubicació. Després recorren al tipus mecànic de ventilació del magatzem.

Si el magatzem emmagatzema substàncies que emeten gasos nocius o explosius (vapors), es disposa una ventilació mecànica.

No obstant això, en la immensa majoria dels emmagatzematges, s’organitza un sistema d’intercanvi general amb tiratge natural i un únic intercanvi d’aire.

Abans de calcular la ventilació del magatzem, cal determinar la naturalesa dels materials emmagatzemats. Per tant, a l’hora de calcular l’intercanvi d’aire, es té en compte el tipus i la quantitat d’emissions nocives.

Infiltració

Com a regla general, els magatzems no estan segellats. El procés d’intercanvi d’aire entre el magatzem i el carrer s’anomena infiltració. Amb una gran diferència de temperatura, la infiltració pot variar entre 1,5 i 2 canvis d’aire. Certament, aquest paràmetre es té en compte a l’hora de dissenyar els fonaments bàsics de la ventilació d’emmagatzematge.

Si per al magatzem hi ha prou intercanvi d’aire un sol cop, només es pot expulsar l’aire d’escapament. L’entrada es reposarà per infiltració.

Més sovint, els sistemes sense canals s’instal·len als magatzems. Es recomana utilitzar canals amb corrent natural en edificis auxiliars petits amb un intercanvi d’aire estimat no superior a 1.

Durant la ventilació, el flux d’aire està assegurat per unes obertures de ventilació obertes. Si la concentració d'impureses a l'aire supera el terç de la MPC, no s'aplica la ventilació.

A la temporada càlida, l’aire es subministra al magatzem mitjançant obertures a les parets situades a una alçada no superior a 1,5 metres del terra. Es poden tractar de portes, finestres, envans lliscants.

A l’hivern, les obertures de l’entrada s’equipen a una alçada de 3-4 metres del terra. S’han de cobrir amb marquesines de pluja i neu.

L’aire d’escapament s’elimina a través d’eixos d’escapament o de ventilació. L'empenta al sistema s'incrementa instal·lant un deflector a la sortida de l'eix d'escapament. I la intensitat de tracció està regulada per diversos amortidors, portes i persianes.

L'alçada del capçal de l'eix d'escapament ha de superar l'alçada de la carena del sostre en 50 cm o més. En cas contrari, en vents forts s’observa empenta inversa.

Càlcul del volum d'aire de subministrament:

Def = 3600 *S*m*n,

OnS - la superfície dels respiradors en m2,m - la velocitat de l’aire en m / s és d’1 - 1,5 amb corrent natural,n - coeficient de cabal, depèn de l’angle d’obertura de la finestra: a 90 graus 0,65, a 45 - 0,44, a 30 graus - 0,32.

Taula 1. El volum d'aire que penetra a través d'1 M quadrats de ventilacions

Característiques de ventilació de locals comercials

Tots els locals comercials es poden dividir aproximadament en 2 tipus:

• Magatzems de magatzems (grans hipermercats com Metro);
• Centres comercials zonificats (centres comercials de tipus mega).

Magatzems de magatzem

En el primer cas, no és necessari subministrar aire a habitacions separades. Per tant, la ventilació d’un espai comercial del primer tipus sol ser una potent unitat de subministrament i d’escapament sense zonificació d’indicadors climàtics.

Els aparells d’aire condicionat al terrat són la solució estàndard per a magatzems de magatzem. Es tracta d’un equip d’una sola peça que s’instal·la al terrat de l’edifici i es connecta al vestíbul per conductes d’aire. Els conductes d’aire es distribueixen sota el fals sostre. A més de la ventilació, el terrat compleix la funció de calefacció i aire condicionat.

De vegades, s’instal·len diversos terrats de menor consum en lloc d’un de gran.

Els aparells d’aire condicionat al terrat són fiables, duradors, silenciosos i prou econòmics. L’únic desavantatge d’utilitzar aquest tipus de ventilació de l’espai comercial és la impossibilitat de zonificar els indicadors d’aire.

Centres comercials

Als centres comercials hi ha zones per a diversos usos: botigues, salons de bellesa, cafeteries, magatzems. Cal crear un microclima diferent. Per tant, per a cada tipus de local, es fa un càlcul en funció del nombre de visitants, de la calor, de la humitat (balnearis), del fum (fumadors).

Una complicació addicional és la col·locació de complexos comercials a diversos nivells, així com les característiques arquitectòniques de cada habitació.

Els condicionadors d’aire central són l’elecció estàndard per a la ventilació d’aquest tipus d’espai comercial. Es tracta d’un equip seccional que inclou seccions:

• calefacció;
• reducció de soroll;
• ventiladors;
• humidificació;
• filtració.

Els mòduls estan tancats en un edifici comú, situat en un compartiment especial de l'edifici. Com que l’aire condicionat central no inclou fonts de fred i calor, s’ha de combinar amb un refrigerador-ventiloconvector. Aquesta combinació d’equips permet establir paràmetres d’aire individuals per a cada habitació, serveix a edificis de qualsevol mida.A més, aquest tipus d’equips de ventilació de locals es poden utilitzar simultàniament per escalfar aigua en una piscina i congelar gel sobre una pista de patinatge.

Aquests equips climàtics tan sofisticats només es controlen automàticament a través d’un tauler de control central.

Característiques de la ventilació de les habitacions netes

La principal tasca de ventilació en una sala neta és garantir els indicadors següents:

• Concentració de partícules de pols en 1 m3. m d'aire. Per fer-ho, l'aire es passa a través de filtres absoluts, mantenint la classe de neteja especificada. L’aire de subministrament es neteja mitjançant filtres de quatre etapes que capturen inclusions fins a 0,01 micres;
• Temperatura, humitat i velocitat de l’aire. El microclima és important no tant per al treball del personal com per al procés tecnològic. Si l’aire és massa sec, generarà electricitat estàtica. Si és massa humit, es pot formar condensació;
• La diferència de pressió entre la sala neta i la sala adjacent. Per evitar que la pols i la humitat entrin a la sala blanca des de les habitacions veïnes, es manté una pressió lleugerament augmentada a l'interior. La ventilació de la sala blanca garanteix el predomini del subministrament d’aire sobre l’aire d’escapament;
• Disponibilitat d’aire fresc. Les persones treballen a l'habitació, per la qual cosa se'ls ha de proporcionar aire net en volums regulats per les normes sanitàries.

Creació de "zones netes"

Mitjançant el flux d’aire direccional o laminar, podeu crear una zona neta a l’habitació. L’aire que es mou en una direcció sense turbulències desplaça les partícules de pols de la zona requerida. Després es treuen dels límits al llarg del sistema de conductes. A causa de l’especial direccionalitat del flux, les partícules s’eliminen a l’instant. L’efecte s’aconsegueix mitjançant l’ús de distribuïdors especials d’aire laminar.

Com a norma general, la base de la ventilació en una habitació neta és un condicionador d’aire central especialment modificat.

Es controla automàticament. I es mantenen els paràmetres d’aire necessaris mitjançant tota una xarxa de sensors i una unitat de despatx totalment automatitzada.

El disseny i la instal·lació de ventilació industrial és un procés complex en diverses etapes. Moltes empreses ofereixen serveis integrals: des del disseny fins al manteniment. Aquesta solució elimina del client tots els problemes relacionats amb el microclima de l’empresa.

Vídeo sobre l'automatització del control de la ventilació en sales blanques: