Grundlagen der industriellen Lüftung: Alles über Berechnungen und Anlagenarten

Das Belüftungssystem der Industriegebäude erstellt und unterhält Klimaindikatoren, deren Normen durch die Anweisungen der sanitären und epidemiologischen Aufsicht geregelt werden.

Luftfeuchtigkeit, Temperatur und Luftstrom sind wichtig für die Gesundheit der Mitarbeiter des Werks und die Einhaltung von Prozessen. Im Gegensatz zu Haushaltsanlagen werden in Produktionsanlagen auch Indikatoren wie die Menge mechanischer und chemischer Verunreinigungen in der Luft überwacht.

In manchen Fällen muss das Mikroklima im Raum optimale Bedingungen für die Aufbewahrung bieten (zum Beispiel in Depots von Museen oder Bibliotheken), dann tritt der Komfort des Personals in den Hintergrund.

Klassifizierung von Lüftungsanlagen in der Produktion

Industrielle Lüftungsanlagen und -anlagen lassen sich nach folgenden Eigenschaften klassifizieren:

• Methode der Luftmassenbewegung: frei und erzwungen;
• Art der Aktion: Auspuff oder Versorgung;
• Servicebereich: lokale oder allgemeine Vermittlungsstelle;
• Designmerkmale: kanallos oder Kanal.

Natürliche Motivation

Natural Flow Ventilation hat folgende Eigenschaften:

• die Luftstrombewegung wird durch das Belüftungsverfahren bereitgestellt;
• aufgrund der Druckdifferenz zwischen der Werkstatt und dem Ende des Abluftkanals über dem Dach des Gebäudes;
• aufgrund des Winddrucks.

Gemäß den Grundlagen der Belüftung von Industrieräumen wird die natürliche Motivation in Industrien mit einer starken Wärmeabgabe und einem Gehalt an mechanischen Verunreinigungen von nicht mehr als 30% des PDN an den Arbeitsplätzen des Personals umgesetzt.

Wenn es vor der Luftzufuhr behandelt werden muss, ist die Belüftungsmethode nicht geeignet.

Für eine stabile Bewegung der Luftmassen aufgrund der Druckdifferenz sollte der Höhenunterschied zwischen den Ein- und Austrittspunkten 3 Meter betragen. Bei Lüftungsberechnungen für Räume dieser Art beträgt die maximale Dauer horizontaler Lüftungskanäle 3 Meter. Die Luft im System bewegt sich mit einer Geschwindigkeit von nicht mehr als einem Meter pro Sekunde.

Das nach diesem Prinzip gebaute Belüftungssystem der Räumlichkeiten ist billig, es ist einfach zu installieren und zu bedienen. Seine Wirksamkeit ist jedoch instabil und hängt von vielen externen Faktoren ab.

Mechanischer Antrieb

In Lüftungssystemen von Räumen, die mit mechanischer Zugkraft betrieben werden, werden Geräte verwendet, die Luftmassen auf die erforderlichen Entfernungen transportieren.

Luft wird unter allen Umgebungsbedingungen in den erforderlichen Mengen dem Arbeitsbereich zugeführt und abgeführt. Bei Bedarf kann die Zuluft gefiltert, gekühlt, erwärmt, getrocknet oder befeuchtet werden. Natürliche Belüftung ermöglicht keine optimale Luftleistung. Die Einströmparameter sind denen der atmosphärischen Luft ähnlich.

Die gängigsten Lüftungssysteme sind mit gemischter Motivation.

Versorgungseinrichtungen versorgen das bemannte Gebäude mit Frischluft.Gleichzeitig saugen die Absaugmechanismen schmutzige, heiße oder feuchte Dämpfe ab.

Bei der Berechnung der Belüftung von Räumen ist es wichtig, das Volumen der zugeführten und abgeführten verbrauchten Luft richtig auszugleichen.

Lokale Belüftung

Der grundlegende Unterschied zwischen dem lokalen Luftaustauschschema besteht darin, dass die Luft punktuell einem bestimmten Ort zugeführt wird (örtliche Versorgung) und auf dieselbe Weise abgeführt wird (örtliche Absaugung).

Hier ist eine Liste lokaler Lüftungskomponenten, die in Industriegebäuden verwendet werden:

• Luftduschen (Luftströme, die mit hoher Geschwindigkeit an einen bestimmten Ort gelangen);
• von der Gesamtfläche abgegrenzte Bereiche, in denen eine besondere Atmosphäre geschaffen wird;
• Luftschleier.

Aufgrund der hohen Effizienz und Wirtschaftlichkeit der lokalen Belüftung wird sie in verschiedenen Branchen sehr häufig eingesetzt.

Eine örtliche Absaugung ist erforderlich, wenn giftige Stoffe oder Wärme punktuell freigesetzt werden und deren Ausbreitung verhindert werden soll.

Lokale Absaugelemente:

• Auspuffschirme;
• seitliche Hauben;
• Abdeckungen über Ausrüstung;
• Luftschleier.

Bei der Berechnung der Raumlüftung werden folgende Anforderungen berücksichtigt:

• lokale Absaugung sollte den Ablauf des technologischen Prozesses nicht beeinträchtigen;
• die gesamte Fläche der Gefahrenabstrahlung muss abgedeckt werden;
• Entladungen werden im Zuge ihrer körperlichen Bewegung abgegeben (kalte werden nach unten und heiße nach den Gesetzen der Physik nach oben gerichtet).

Die Abluft muss gereinigt werden, bevor sie in die Umwelt abgegeben wird. Manchmal reicht nur ein Grobfilter, bei Bedarf wird eine Kaskade von Filtern unterschiedlicher Reinigungsgrade installiert. Trotz der Leistungsfähigkeit lokaler Systeme schaffen sie es nicht immer, das erforderliche Mikroklima aufrechtzuerhalten.

Allgemeine Belüftung

Ein allgemeines Belüftungssystem wird benötigt, wenn schädliche Verunreinigungen, Feuchtigkeit und Wärme im gesamten Raumvolumen verteilt werden.

Das Hauptaustauschsystem der Versorgung reduziert die Schadstoffkonzentration und verdrängt belastete Luftmassen.

Die allgemeine Abluftbelüftung ist ein Kanalsystem und ein Ventilator. Wenn die Länge des Lüftungskanals nicht mehr als 40 m beträgt, wird ein Axialventilator installiert, ansonsten ein Radialventilator, als leistungsstärkerer.

Merkmale der Berechnungen von Lüftungssystemen

Die Berechnungen und die Art der Belüftung des Raumes hängen von seinem Zweck ab. Die Belüftung des Produktionsbereichs sollte die folgenden Arten von Verunreinigungen entfernen, die während des Betriebs von Geräten und Personen freigesetzt werden:

• heiße Luft;
• explosive und giftige Verunreinigungen in der Luft;
• Wasserdampf.

Die Raumlüftung wird für jede Art der Luftverschmutzung berechnet.

Die Berechnung basiert auf der für normale Betriebsbedingungen erforderlichen Zuluftmenge.

Berechnung der Lüftung für überschüssige Wärme:

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

WoQu - die durch lokale Absaugung entfernte Luftmenge in Kubikmeter \ h,V - die von Geräten und Produkten erzeugte Wärmemenge in Watt,c - Wärmekapazität, entnommen aus Nachschlagewerken, beträgt 1,2 kJ,Tz - die Temperatur der vom Arbeitsplatz abgeführten Abluft in Grad Celsius,Tp - Zulufttemperatur in Grad Celsius,T1 - Temperatur der durch allgemeine Belüftung entfernten Luft.

Berechnung für explosive und toxische Industrien

Bei der Berechnung der Belüftung für Industrien mit explosiven oder giftigen Emissionen besteht die Aufgabe darin, diese auf das maximal zulässige Niveau zu verdünnen.

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

WoM - die Masse der in 1 Stunde in die Luft freigesetzten Giftstoffe in mg,km - der Gehalt an giftigen Substanzen in der Luft, die von lokalen Systemen abgegeben wird, in mg / m3,Kp - der Gehalt an giftigen Stoffen in der Zuluft, mg / Kubikmeter,Ku - der Gehalt an giftigen Substanzen in der Luft, die durch das allgemeine Austauschsystem entfernt werden, mg / Kubikmeter.

Berechnung mit erhöhtem Feuchtigkeitsgehalt

Q = Qu + (W - 1,2 (Oich - ÜBERp) / (О1 -p)),

HierW - die Feuchtigkeitsmenge, die 1 Stunde lang in die Luft der Werkstatt gelangt, in mg / h,ich bin - die vom lokalen System abgegebene Dampfmenge in g / kg,Op - Zuluftfeuchte, g / kg,О1 - die Dampfmenge in der Luft, die durch das allgemeine Austauschsystem entfernt wird, g / kg.

Berechnung der Personalemissionen

Bei der Berechnung der Belüftung einiger Räume ist es wichtig, jedes Gramm Feuchtigkeit zu berücksichtigen, das in die Luft gelangt. Dann erfolgt die Berechnung nach der Anzahl der Mitarbeiter:

Q = N * m,

HierNein - die Anzahl der Mitarbeiter,ich - Verbrauch atmosphärischer Luft pro Person und Stunde.

Kategorien von Räumlichkeiten für den Brandschutz

Räumlichkeiten für jeden Zweck: Industrie, Lager, Wohnen oder öffentlich sind in Kategorien für Belüftung und Brandschutz unterteilt:

• ABER - erhöhte Explosions-, Brandgefahr. Gebäude, die brennbare Gase und Stoffe verwenden oder abgeben oder Stoffe, die sich bei Kontakt mit Luft (Wasser) mit einem Flammpunkt von bis zu 28 Grad entzünden oder explodieren können;
• B - Brand- oder Explosionsgefahr. Gebäude mit Staub oder Dampf in der Atmosphäre, die brennbar sind und einen Flammpunkt über 28 Grad haben;
• B1 - B4 - Brandgefahr. Gebäude, in denen Flüssigkeiten, Feststoffe oder flüchtige Stoffe emittiert oder vorhanden sind, die bei Kontakt mit Luft, Wasser oder anderen Stoffen schwer entzündlich sind;
• D - mäßige Brandgefahr. Räume, in denen Stoffe in erhitzter oder geschmolzener Form vorliegen, werden viel Wärme und Flammen abgegeben. Sowie Stoffe, die in Form von Brennstoffen verwendet oder durch das Verbrennungsverfahren verwendet werden;
• D - geringe Brandgefahr. Gebäude, die bei Umgebungstemperaturen nicht brennbare Stoffe enthalten.

Bei der Schaffung einer Belüftung für Lager- oder Industrieräume wird in folgenden Fällen ein einziges System bereitgestellt:

• für Wohngebäude;
• für Bürogebäude, Wohn-, öffentliche oder Industrieräume mit Lüftungskategorie D;
• industriell mit Lüftungskategorie B oder A, bis zu 3 Etagen einnehmend;
• industriell mit einer einzigen Kategorie D, D oder V;
• Lager mit bis zu 3 Etagen, Kategorie B, A oder B.

Merkmale der Lagerbelüftung

Bei der Auswahl der Belüftung des Lagers ist es erforderlich, sich am SNiP "Allgemeine sanitäre und hygienische Anforderungen an die Luft des Arbeitsbereichs", "Lagergebäude", "Brandschutz von Gebäuden und Bauwerken" zu orientieren.

Wenn eine typische Raumlüftung mit natürlichem Zug das erforderliche Mikroklima nicht schaffen kann, kommt mechanische Induktion zum Einsatz. Es wird beispielsweise nicht empfohlen, die Belüftung für die Belüftung von Lagerhallen mit Lebensmittellagerung zu verwenden. Die Außenluft ist verschmutzt und oft nicht zu reinigen.

In einigen Fällen ist es aufgrund der Architektur des Gebäudes oder seiner Lage unmöglich, eine Belüftung zu organisieren. Dann greifen sie auf die mechanische Art der Belüftung des Lagers zurück.

Lagern im Lager Stoffe, die gesundheitsschädliche oder explosive Gase (Dämpfe) abgeben, ist eine mechanische Belüftung vorgesehen.

Dennoch ist in den allermeisten Lagern ein allgemeines Austauschsystem mit natürlichem Zug und einem einzigen Luftaustausch organisiert.

Vor der Berechnung der Belüftung des Lagers muss die Art der gelagerten Materialien bestimmt werden. Bei der Berechnung des Luftaustausches werden also Art und Menge der Schadstoffemissionen berücksichtigt.

Infiltration

Lagerhallen werden in der Regel nicht versiegelt. Der Luftaustausch zwischen Lagerhalle und Straße wird als Infiltration bezeichnet. Bei einem großen Temperaturunterschied kann die Infiltration 1,5 - 2 Luftwechsel betragen. Dieser Parameter wird bei der Auslegung der Grundlagen der Lagerlüftung sicherlich berücksichtigt.

Reicht ein 1-facher Luftwechsel für das Lager aus, kann nur die Abluft ausgeblasen werden. Der Zufluss wird durch Infiltration wieder aufgefüllt.

Häufig werden kanallose Systeme in Lagerhallen installiert. Es ist ratsam, in kleinen Nebengebäuden mit einem geschätzten Luftaustausch von nicht mehr als 1 Kanäle mit natürlichem Zug zu verwenden.

Während der Belüftung wird der Luftstrom durch offene Belüftungsöffnungen gewährleistet. Wenn die Konzentration an Verunreinigungen in der Luft mehr als ein Drittel des MPC beträgt, wird keine Belüftung angewendet.

In der warmen Jahreszeit wird das Lager durch Öffnungen in den Wänden in einer Höhe von nicht mehr als 1,5 Metern über dem Boden mit Luft versorgt. Dies können Tore, Fenster, Schiebewände sein.

Im Winter werden die Öffnungen für den Zulauf in einer Höhe von 3-4 Metern über dem Boden angebracht. Sie müssen mit Regen- und Schneedächern bedeckt sein.

Die Abluft wird durch Abluftschächte oder Lüftungsöffnungen abgeführt. Der Schub im System wird durch den Einbau eines Deflektors am Auslass des Auspuffschachts erhöht. Und die Intensität der Traktion wird durch verschiedene Dämpfer, Tore, Jalousien reguliert.

Die Höhe des Abgasschachtkopfes muss die Höhe des Dachfirstes um 50 cm oder mehr überschreiten. Andernfalls wird bei starkem Wind eine Schubumkehr beobachtet.

Berechnung der Zuluftmenge:

Def = 3600 *S*ich*nein,

WoS - die Fläche der Lüftungsöffnungen in m2,ich - Luftgeschwindigkeit in m / s, beträgt 1 - 1,5 mit natürlichem Zug,nein - Durchflusskoeffizient, abhängig vom Öffnungswinkel des Fensters: bei 90 Grad 0,65, bei 45 - 0,44, bei 30 Grad - 0,32.

Tabelle 1. Das Luftvolumen, das durch 1 m² Lüftungsöffnungen eindringt

Merkmale der Belüftung von Geschäftsräumen

Alle Einzelhandelsflächen lassen sich grob in 2 Typen unterteilen:

• Lagerhäuser (große Hypermärkte wie Metro);
• In Zonen aufgeteilte Einkaufszentren (Mega-Typ-Malls).

Lagerhallen

Im ersten Fall ist es nicht erforderlich, separate Räume mit Luft zu versorgen. Daher ist die Belüftung eines Verkaufsraums des ersten Typs meistens eine leistungsstarke Zu- und Ablufteinheit ohne Zoneneinteilung von Klimaindikatoren.

Dachklimaanlagen sind die Standardlösung für Lagerhallen. Dabei handelt es sich um ein einteiliges Gerät, das auf dem Dach des Gebäudes installiert und durch Luftkanäle mit der Halle verbunden ist. Die Luftkanäle werden unter der Zwischendecke verteilt. Neben der Belüftung übernimmt das Dach auch die Funktion der Heizung und Klimatisierung.

Manchmal werden mehrere Dächer mit geringerer Leistung anstelle eines großen installiert.

Dachklimaanlagen sind zuverlässig, langlebig, leise und sparsam genug. Der einzige Nachteil bei der Verwendung dieser Art der Belüftung von Verkaufsräumen ist die Unmöglichkeit, Luftindikatoren in Zonen einzuteilen.

Einkaufszentren

In Einkaufszentren gibt es Zonen für verschiedene Zwecke: Boutiquen, Schönheitssalons, Cafés, Lagerhallen. Welche müssen ein anderes Mikroklima schaffen. Daher wird für jede Art von Räumlichkeiten eine Berechnung in Abhängigkeit von der Anzahl der Besucher, der Wärmeabgabe, der Feuchtigkeit (Spas), dem Rauch (Raucherzimmer) durchgeführt.

Eine zusätzliche Komplikation ist die Platzierung von Einkaufskomplexen auf mehreren Ebenen sowie die architektonischen Merkmale jedes Raums.

Zentrale Klimaanlagen sind die Standardwahl für die Belüftung dieser Art von Verkaufsflächen. Dies ist eine Sektionsausrüstung mit Sektionen:

• Heizung;
• Lärmminderung;
• Ventilatoren;
• Befeuchtung;
• Filtrieren.

Die Module sind in einem gemeinsamen Gebäude untergebracht, das sich in einem speziellen Abteil des Gebäudes befindet. Da die zentrale Klimaanlage keine Kälte- und Wärmequellen enthält, muss sie mit einem Kaltwassersatz-Gebläsekonvektor kombiniert werden. Diese Gerätekombination ermöglicht es Ihnen, individuelle Luftparameter für jeden Raum einzustellen und Gebäude jeder Größe zu bedienen.Darüber hinaus kann diese Art von Ausrüstung zur Belüftung von Räumen gleichzeitig zum Erhitzen von Wasser in einem Pool und zum Einfrieren von Eis auf einer Eisbahn verwendet werden.

Die Steuerung solch ausgeklügelter Klimageräte erfolgt nur automatisch über ein zentrales Bedienfeld.

Merkmale der Belüftung von Reinräumen

Die Hauptaufgabe der Belüftung in einem Reinraum besteht darin, folgende Indikatoren sicherzustellen:

• Konzentration von Staubpartikeln in 1 cu. m Luft. Dazu wird Luft durch Absolutfilter geleitet, wobei die angegebene Reinheitsklasse eingehalten wird. Die Zuluft wird mit vierstufigen Filtern gereinigt, die Einschlüsse bis zu 0,01 Mikrometer zurückhalten;
• Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Luftgeschwindigkeit. Das Mikroklima ist weniger für die Arbeit des Personals als für den technologischen Prozess wichtig. Wenn die Luft zu trocken ist, erzeugt sie statische Elektrizität. Bei zu hoher Luftfeuchtigkeit kann sich Kondenswasser absetzen;
• Der Druckunterschied zwischen dem Reinraum und dem angrenzenden Raum. Um zu verhindern, dass Staub und Feuchtigkeit aus benachbarten Räumen in den Reinraum gelangen, wird im Inneren ein leicht erhöhter Druck aufrechterhalten. Die Belüftung des Reinraums sichert das Überwiegen der Luftzufuhr gegenüber der Abluft;
• Verfügbarkeit von Frischluft. Die Menschen arbeiten im Raum, daher müssen sie mit sauberer Luft in Mengen versorgt werden, die durch Hygienestandards geregelt sind.

Schaffung von „sauberen Zonen“

Mit gerichtetem oder laminarem Luftstrom können Sie einen sauberen Bereich im Raum schaffen. Luft, die sich ohne Turbulenzen in eine Richtung bewegt, verdrängt Staubpartikel aus der gewünschten Zone. Dann werden sie entlang des Kanalsystems aus den Begrenzungen herausgezogen. Durch die besondere Richtwirkung der Strömung werden Partikel sofort entfernt. Der Effekt wird durch den Einsatz spezieller laminarer Luftverteiler erreicht.

Grundlage der Lüftung in einem Reinraum ist in der Regel eine speziell modifizierte Zentralklimaanlage.

Es wird automatisch gesteuert. Und die notwendigen Luftparameter werden über ein ganzes Netzwerk von Sensoren und eine vollautomatische Dispatching-Einheit gehalten.

Die Auslegung und Installation von Industrielüftungen ist ein komplexer mehrstufiger Prozess. Viele Firmen bieten umfassende Dienstleistungen an: vom Design bis zur Wartung. Eine solche Lösung nimmt dem Kunden alle Probleme mit dem Mikroklima des Unternehmens ab.

Video zur Automatisierung der Lüftungssteuerung in Reinräumen: