Меню

Кондиционирование как средства нормализации воздушной среды

Вопрос 1. Методы и средства нормализации производственного микроклимата

Выбор технических средств нормализации микроклиматических параметров воздуха рабочей зоны обусловливается особенностями технологического процесса. Для создания требуемых параметров микроклимата в произ­водственном помещении применяют системы вентиляции и кондиционирования воздуха, а также различные отопительные устройства (рис. 3.1.1.).

Вентиляциейназывается комплекс взаимосвязанных устройств и процессов для создания требуемого воздухообмена в производственных помещениях. В зависимости от способа перемещения воздуха в производственных помещениях вентиляция делится на естественную и искусственную (механическую). Применение вентиляции обосновывается расчетами в которых учитываются: температура, влажность воздуха, концентрации выделяемых вредных веществ, величина избытка тепла. Если в помещении нет вредных выделений, то вентиляция должна обеспечивать воздухообмен не менее 30м 3 /час на каждого работающего (для помещений с объёмом до 20м 3 на одного работающего). Рассмотрим основные виды вентиляции, применяемые для нормализации основных микроклиматических параметров.

По способу перемещения воздуха вентиля­ция может быть как естественной, так и с механическим побуж­дением, возможно также сочетание этих двух способов. Естественная вентиляция производственных помещений самый дешевый вид вентиляции, поскольку осуществляется за счет:

— разности температур в помещении и наружного воздуха (тепловой напор);

— действия ветра (ветровой напор).

Основной её недостаток заключается в том, что и приточный и удаляемый из помещения воздух не проходит предварительной очистки, что может стать источником загрязнения воздуха как внутри помещения, ток и вне его. Естественная вентиляция может быть организованной и неорганизованной (рис.3.1.2). В помещениях небольшого объема и в помещениях, расположенных в многоэтажных производственных зданиях применяют канальную аэрацию, при которой загрязненный воздух удаляется через вентиляционные каналы в стенах. Для усиления вытяжки на выходе из каналов на крыше здания устанавливают дефлекторы – устройства, создающие тягу при обдувании их ветром. При этом поток воздуха, ударяясь о дефлектор и обтекая его, создает вокруг него разрежение, обеспечивающее подсос воздуха из канала. Бесканальная аэрация используется в помещениях большого объема со значительными избытками теплоты. Расчет аэрации обычно выполняется по одному из трёх вариантов:

1) при действии разности плотности воздуха внутри помещения и вне его (теплового давления);

2) при действии ветра (ветрового давления);

3) при совместном действии теплового и ветрового давлений.

мостигается удалениемнностями технологического процесса.и набочей зоны зависит от

Рисунок 4.1. – Методы нормализации микроклиматических параметров в производственном помещении

Рисунок 4.2 – Виды естественной вентиляции в помещениях

При механической вентиляции воздух перемещается с помо­щью специальных воздуходувных машин-вентиляторов, создаю­щих определенное давление и служащих для перемещения воз­духа в вентиляционной сети. Чаще всего на практике использу­ют осевые и радиальные вентиляторы.

Воздух, всасываемый вентиляторами из атмосферы, после очистки и подогрева поступает в специальные каналы, называе­мые воздуховодами, и разводится по производственному поме­щению. Такая вентиляция называется приточной. Нагретый воз­дух из помещения, содержащий водяные пары, химические вещества или избытки тепла отводится из по­мещения с помощью системы вытяжной вентиляции. При вытяжной системе вентиляции загрязненный и перегретый воздух удаляется из помещения через сеть воздуховодов с помощью вентилятора. Загрязненный воздух перед выбросом в атмосферу очищается. Чистый воздух подсасывается через окна, двери, неплотности конструкций.

Приточная и вытяжная ветвь вентиляции могут быть объе­динены, в этом случае система вентиляции называется приточно-вытяжной. Большое распространение на практике получила приточно-вытяжная вентиляция с рециркуляцией воздуха. Для нее характерно использование части воздуха, удаляемого из по­мещения и прошедшего очистку в системе приточной вентиля­ции. При этом рециркулирующий воздух разбавляется частью свежего воздуха, поступающего из атмосферы. Использование такой системы вентиляции позволяет снизить расходы на очист­ку воздуха, поступающего из атмосферы, и на его нагрев в хо­лодное время года.

По месту действия вентиляция бывает общеобмен­ной и местной. Общеобменная вентиляция обеспечивает поддер­жание требуемых параметров воздушной среды во всем объеме помещения, а местная — в определенной его части. В отличие отобщеобменной приточной вентиляции она подает воздух не во все помещения, а лишь в ограниченную часть. Различают сле­дующие устройства местной приточной вентиляции: воздушные души и оазисы, а также воздушно-тепловые завесы.

Читайте также:  Архивация средствами windows что такое

Воздушные души применяются для защиты работающих от воздействия теплового излучения интенсивностью 350 Вт/м 2 и более. Принцип действия этого устройства основан на обдуве работающего струей увлажненного воздушного потока, скорость которого составляет 1—3,5 м/с. При этом увеличивается тепло­отдача от организма человека в окружающую среду.

В воздушных оазисах, представляющих собой часть производ­ственного помещения, ограниченного со всех сторон перенос­ными перегородками, создаются требуемые параметры микро­климата. Указанные источники используются в горячих цехах.

Для защиты людей от переохлаждения в холодное время года в дверных проемах и воротах устраивают воздушные и воздушно-тепловые завесы. Принцип их работы основан на том, что под уг­лом к холодному воздушному потоку, поступающему в помеще­ние, направлен воздушный поток (комнатной температуры или подогретый), который либо снижает скорость и изменяет направ­ление холодного воздушного потока, уменьшая вероятность воз­никновения сквозняков в производственном помещении, либо подогревает холодный поток (в случае воздушно-тепловой заве­сы). Такие воздушно-тепловые завесы установлены на входах на станции метрополитена, а также в дверях крупных магазинов.

Если загрязнения необходимо уловить непосредственно у мест возникновения, то устраивают вытяжную местную вентиляцию, которая реализуется в вытяжных шкафах, зонтах, бортовых отсосах и т.д. (табл.4.1).

Таблица 4.1 – Виды местной вытяжной вентиляции

Вид устройства Краткая характеристика устройства
Защитно-пылевой кожух Служит для удаления пыли при обработке материалов на шлифовальных, обдирочных, полировальных, заточных и т.д. станках
Вытяжной шкаф Обеспечивает укрытие источников вредных выделений со всех сторон и применяется при термической и гальванической обработке металлов, окраске, развеске, расфасовке сыпучих материалов, при различных операциях, связанных с выделением вредных газов и паров
Всасывающие панели Применяются в качестве местных отсосов на производстве при ручных операциях (сварка, пайка, резка металлов). В быту используются на кухне – кухонные вытяжки.
Вытяжные зонты Применяются для локализации вредных веществ с тепловыделениями, создающими устойчивый восходящий поток.
Пылегазоприёмники сварочных автоматов и полуавтоматов Служат для приемки пыли и газов при выполнении сварочных работ, монтируются непосредственно на сварочной головке.
Бортовые отсосы Представляет собой щелевидные воздуховоды, устанавливаемые у промышленных ванн, с открытой поверхности которых выделяются вредные вещества. Затягиваемый в щель воздух, двигаясь над открытой поверхностью ванны, увлекает с собой вредные выделения, не давая им распространиться по помещению.

В настоящее время для поддержания требуемых параметров микроклимата широко применяются установки для кондицио­нирования воздуха (кондиционеры). Кондиционированием воздуха называется создание и автоматическое поддержание в производ­ственных или бытовых помещениях независимо от внешних ме­теорологических условий постоянных или изменяющихся по оп­ределенной программе температуры, влажности, чистоты и ско­рости движения воздуха, сочетание которых создает комфортные условия труда или требуется для нормального протекания техно­логического процесса. Кондиционер — это автоматизированная вентиляционная установка, которая поддерживает в помещении заданные параметры микроклимата. Эксплуатация установок для кондиционирования воздуха обычно дороже, чем вентиляцион­ных систем.

Расход приточного воздуха L м 3 /ч, для системы вентиляции и кондиционирования следует определять расчетом и принимать больший из расходов, требуемых для обеспечения:

а) санитарно-гигиенических норм;

б) норм взрывопожарной безопасности.

Для поддержания заданной температуры воздуха в помещении в холодное время года используют различные системы отопления: водяная, паровая, воздушная, комбинированная. В системах водяного отопления в качестве теплоносителя используется вода, нагретая либо до 100ºC либо перегретая выше этой температуры. Эти системы отопления наиболее эффективны в санитарно-гигиеническом отношении. Системы парового отопления, чаще всего, используются в промышленных помещениях. Теплоносителем является водяной пар высокого или низкого давления. В воздушных системах для отопления используют нагретый в специальных устройствах (колориферах) воздух. Комбинированные системы отопления используют в качестве элементов описанные выше системы отопления.

Читайте также:  Средства для ухода за обувью из велюра

Мероприятия по борьбе с теплоизбытками направляются на максимальное сокращение их выделения, так как легче предупредить избытки тепла, чем удалить их из цеха. Наиболее эффективным способом борьбы с ними является изоляция источников тепловыделений. Санитарными нормами установлено, что температура наружных поверхностей источников тепловыделений в зоне расположения рабочих мест не должна превышать 45 o С, а при температуре внутри них менее 100 o С — не более 35 o С. Учитывая, что инфракрасная радиация действует не только на рабочих, а нагревает все окружающие предметы и ограждения и создает тем самым весьма значительные источники вторичного выделения тепла. Промышленная теплозащита достигается:

— максимальной механизацией и автоматизацией технологических процессов с применением дистанционного управления производственным процессом;

— оптимальным размещением оборудования и рабочих мест;

— автоматическим контролем и сигнализацией;

— применением средств коллективной и индивидуальной защиты.

На рисунке 4.3 представлены виды средств коллективной защиты от избыточного инфракрасного излучения.

Дистанционное управление процессом увеличивает расстояние между работником и источником тепла и излучения, что снижает интенсивность влияющей на человека радиации.

Для изоляции источников тепла применяются обычные термоизоляционные материалы, обладающие низкой теплопроводностью. К ним относятся пористый кирпич, асбест, специальные глины с примесью, асбеста и т. д. Теплоизоляция горячих поверхностей снижает температуру излучающей поверхности и уменьшает и общее выделение теплоты и его лучистой части. Достоинством теплоизоляции является возможность снижения топлива и повышения производительности агрегатов, однако при этом резко сокращается срок службы изолированных элементов оборудования.

Лучший гигиенический эффект дает водяное охлаждение наружных поверхностей горячего оборудования (радиационное охлаждение). Оно применяется в виде водяных рубашек или системы труб, покрывающих снаружи горячие поверхности. Вода, циркулирующая по системе труб, отбирает тепло с горячей поверхности и не допускает выделения его в помещение цеха. Для экранирования примеряются щиты высотой не менее 2 м, поставленные параллельно горячей поверхности на небольшом расстоянии от нее (5 — 10 см). Подобные щиты препятствуют распространению конвекционных токов нагретого воздуха от горячей поверхности в окружающее пространство.

Рисунок 4.3 – Виды средств производственной теплозащиты

Наиболее распространенный и эффективный способ защиты от излучений — экранирование источников излучений и экранирование рабочих мест. Экраны могут быть стационарными и переносными. По принципу действия экраны подразделяются на теплоотражающие, теплопоглощающие, теплоотводящие. Это деление условно, т.к. любой экран обладает способностью отражать, поглощать или отводить тепло. Принадлежность экрана к той или иной группе зависит от того, какое свойство отражено в нем наиболее сильно.

В зависимости от возможности наблюдения за производственным процессом экраны можно разделить на 3 типа: непрозрачные, прозрачные и полупрозрачные. (подробнее на лабораторных занятиях)

Для снятия тепла и конвекционного и лучистого, воздействующего на рабочего, в горячих цехах широко применяется воздушное душирование, начиная от настольного вентилятора и кончая мощными промышленными аэраторами и приточными вентиляционными системами с подачей воздуха непосредственно на рабочее место. Для этой цели используются как простые, так и аэраторы с распылением воды, повышающей охлаждающий эффект за счет ее испарения.

В целом, выбор средств защиты от избытков тепла обусловливается значениями максимальных и требуемых уровней теплового излучения.

К системам отопления, вентиляции и кондиционирования предъявляются ряд общих требований. Они должны обеспечивать:

а) нормируемые метеорологические условия и чистоту воздуха в обслуживаемой зоне помещений жилых, общественных, а также административно-бытовых зданий предприятий;

б) нормируемые метеорологические условия и чистоту воздуха в рабочей зоне производственных, лабораторных и складских помещений в зданиях любого назначения;

в) нормируемые уровни шума и вибраций от работы оборудования и систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, кроме систем аварийной вентиляции и систем противодымной защиты, для которых при работе или опробовании согласно ГОСТ 12.1.003-83* в помещениях, где установлено это оборудование, допустим шум не более 110 дБА, а при импульсном шуме не более 125 дБА;

Читайте также:  Нормы средств индивидуальной защиты для маляра

г) ремонтопригодность систем отопления, вентиляции и кондиционирования;

д) взрывопожаробезопасность систем отопления, вентиляции и кондиционирования.

Источник



Средства нормализации воздуха

Системы вентиляции, отопления и кондиционирования воз­духа в сочетании с технологическими мероприятиями по умень­шению вредных производственных выделений, с архитектурно-планировочными и конструктивными решениями зданий и поме­щений обеспечивают параметры микроклимата и содержание вред­ных веществ в воздухе рабочей зоны производственных помеще­ний, соответствующие нормативным требованиям. Рациональное (целесообразное) архитектурно-планировочное решение, т.е. объ­единение зданий и сооружений в отдельные комплексы, позволя­ет снизить загрязнение воздушной среды.

Оборудование, при работе которого возможно выделение пыли, газов и паров, герметизируют. Оно, как правило, поставляется со всеми необходимыми укрытиями и устройствами, обеспечиваю­щими надежную герметизацию источников вредных выделений.

Стены, потолки, полы производственных помещений, в кото­рых выделяется пыль, выполняют, как правило, с гладкой поверх­ностью. Уборка ныли в помещениях и на рабочих местах произво­дится в установленные сроки централизованно или с использова­нием передвижных пылеуборочных машин.

Эффективным средством нормализации состояния воздушной среды в производственных помещениях является вентиляция, пред­ставляющая собой комплекс устройств, обеспечивающих возду­хообмен, т.е. удаление загрязненного (запыленного) нагретого влажного воздуха и подачу свежего, чистого воздуха, отвечающе­го нормативным требованиям.

По зоне действия вентиляция может быть общеобменной (ох­ватывающей все помещение) и местной (в его ограниченной ча­сти), а в зависимости от способа перемещения воздуха — есте­ственной и механической.

Аэрация — это естественная вентиляция, при которой воздух поступает и удаляется через регулируемые проемы в стенах, пере­крытиях, фонарях зданий (рис. 4.3).

При естественной вентиляции воздухообмен происходит вслед­ствие разной плотности неодинаково нагретого воздуха снаружи и внутри помещения и благодаря давлению ветра.

Створки окон снабжают приспособлениями, позволяющими открывать, устанавливать в требуемом положении и закрывать их с поверхности пола или рабочих площадок помещения. При ис­пользовании давления ветра эффективность аэрации возрастает. Для этого возводимое здание соответствующим образом ориенти­руют относительно преимущественного направления ветра в дан­ной местности.

При механической вентиляции воздухообмен осуществляется с помощью вентиляторов. По направлению действия механиче­ская вентиляция может быть приточной (воздух нагнетается в по­мещение), вытяжной (воздух удаляется из него) и приточно-вытяжной, обеспечивающей одновременно подачу воздуха в поме­щение и его удаление (рис. 4.4).

Забор наружного воздуха приточными системами вентиляции производится на высоте не менее 2 м от земли в местах, не за­грязненных вредными веществами. Вентиляция применяется в со­четании с технологическими мероприятиями по снижению за­грязнения воздуха. Источники пылеобразования герметизируют и подключают к системе вытяжной вентиляции. Для предупрежде­ния проникновения холодного воздуха, в помещение открываю­щиеся ворота, двери или технологические проемы оборудуют воз­душными или воздушно-тепловыми завесами (рис. 4.5).

Автоматическое поддержание заданных параметров воздушной среды — температуры и влажности — обеспечивают системы кон­диционирования воздуха. Они содержат оборудование для соот­ветствующей обработки воздуха: очистки (фильтры), подогрева (калориферы), охлаждения (холодильные машины), увлажнения (форсуночные камеры) и др.

Для поддержания заданно­го температурного режима в помещениях в холодный пери­од года применяют отопитель­ные устройства. В этом случае системы, приборы и теплоно­сители не должны создавать дополнительные вредные про­изводственные факторы.

Температура нагретых по­верхностей оборудования и ог­раждений на рабочих местах не должна превышать 45 0 С, при­чем у оборудования, внутри которого температура равна или ниже 100 0 С, температура поверх­ности не должна быть выше 35 0 С.

При невозможности по техническим причинам вблизи мощ­ных источников тепла достигнуть указанных температур должны быть предусмотрены мероприятия по защите работающих от пе­регревания: водовоздушное душирование, экранирование, вы­сокодисперсное распыление воды на облучаемые поверхности и кабины в помещениях для отдыха и др. Воздушное душирование следует применять на постоянных рабочих местах, характеризу­емых воздействием на работающих теплового потока поверхно­стной плотностью 349 Вт/м 2 , или 300 ккал/(м 2 -ч), и более.

Источник