Вентиляционные системы

Министерство образования  и науки Украины 
Харьковский национальный университет имени В.Н. Каразина

 

 

 

 

 

 

Реферативная работа

                     по дисциплине: охрана труда 
                      на тему: «Вентиляционные системы»

 

 

 

 

 

 

                                                       Выполнила:     студентка V курса                                   механико-математического

факультета

группы М-152

Бондаренко Альбина

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Харьков-2013

Содержание

1. Что такое вентиляция, характеристики воздухообмена.
2. Эффективность вентиляции.
3. Вентиляция вытеснением.
4. Вентиляция перемешиванием.
5. Скорость воздуха и температура.
6. Вентиляция аудиторий.
7. Естественная вентиляция.
8. Механическая вентиляция.
9. Вентиляторы.
10. Приточно-вытяжная вентиляция.
11. Местная вентиляция.
12. Общеобменная вентиляция.
13. Канальная и бесканальная вентиляция.
14. Подготовка воздуха.
15. Требования безопасности труда при эксплуатации отопления и вентиляции. Общие требования.
16.   Аварийная вентиляция.
17. Эксплуатация вентиляционных систем.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Слово «вентиляция» происходит от латинского «ventilatio», что в переводе означает проветривание. Под ней понимают регулируемый с помощью технических средств воздухообмен с целью создания наиболее благоприятных и комфортных условий для человека в жилых, производственных и других помещениях.

Обычно в любых помещениях за счет неплотности окон, дверей и прочих ограждений всегда происходит инфильтрация наружного воздуха, то есть происходит естественный воздухообмен, который принято называть неорганизованным. Вентиляция представляет собой организованный воздухообмен с применением различных технических средств — приточно-вытяжных установок, вентиляторов, систем чиллер-фанкойл и так далее.

К основным характеристикам  воздухообмена можно отнести  такие параметры как объем  и кратность воздухообмена. Под  объемом понимают количество воздуха  в кубических метрах, поступаемого в помещение в течение часа. Минимальной нормой воздухообмена на одного взрослого человека считается 30 м³/час, на ребенка — 20 м³/час.

Кратность воздухообмена  — это сколько раз меняется воздух в замкнутом помещении  в течение часа. В зависимости  от типа и назначения помещения устанавливаются  нормы кратности воздухообмена. Так, например, для жилых комнат рекомендована  кратность 0,5-1,0, а в кухнях воздух должен меняться более интенсивно и  рекомендованная кратность составляет 3,0. Для производственных помещений  данный показатель может сильно отличаться в зависимости от типа производства или деятельности, осуществляемых в  данных помещениях.

При кратности воздухообмена  менее 0,5 в час, человек начинает чувствовать себя некомфортно, появляется ощущение духоты, снижение работоспособности  и т.д.

Эффективность вентиляции

Эффективность вентиляции показывает, насколько быстро происходит удаление отработанного воздуха из помещения и определяется процентным отношением концентрации вредных примесей в вытяжном воздухе к концентрации вредных примесей в помещении.

Где - эффективность вентиляции;

- концентрация вредных примесей в вытяжном воздухе;

- концентрация вредных примесей в воздухе помещения;

Эффективность определяет качество воздухообмена и показывает, насколько  вентиляционная система способна обеспечивать комфортные условия по чистоте воздуха. Данный показатель воздухообмена напрямую зависит от геометрии помещения, взаимного расположения приточных  и вытяжных каналов, плотности и  распределения источников вредных  примесей и т. д.

Еще одним параметром определяющим качество является коэффициент воздухообмена.

Коэффициент воздухообмена  — это процентный показатель скорости замещения воздуха в помещении, который можно определить по формуле:

Где  - эффективность воздухообмена;

- поступающий свежий воздух/объем  помещения;

- средний «возраст» (время  прибывания) воздуха в помещении;

Данный параметр зависит  от условий раздачи воздуха в  помещении, расположения и геометрических параметров диффузоров, расположения источников тепла и т.д. На сегодняшний  день различают два типа воздухообмена  в закрытом помещении — вентиляция перемешиванием и вытеснением.

Вентиляция вытеснением  позволяет получить значение эффективности  свыше 100%, тогда как, перемешиванием — не более 100%. Коэффициент воздухообмена может достигать значения от 50 до 100% при использовании вытеснения, и не превышает 50% при перемешивании.

Вентиляция вытеснением

Является наиболее эффективным  методом воздухообмена на промышленных объектах. Помимо промышленных объектов данный тип весьма популярен в  устройстве, так называемых, систем комфортной вентиляции. При правильно  рассчитанной схеме данный метод  воздухообмена позволяет достигать  наиболее высоких показателей качества воздуха.

Данный вид воздухообмена  работает по следующему принципу: воздух подается на нижний уровень и течет  в рабочую зону с минимальной  скоростью. Под рабочей зоной  подразумевают часть комнаты или помещения занимаемую или используемую людьми. Как правило, рабочей зоной считают пространство, отстоящее на 50 см от стен и оконных проемов и от 10 до 180 см над полом.

Помимо рабочей зоны различают  прилегающую зону. Прилегающая зона — это пространство вокруг приточного диффузора, где воздух имеет свою локальную скорость. Комфортная вентиляция подразумевает, что скорость воздуха  около диффузора не должна превышать 0,2м/с.

Для работы принципа вытеснения приточный воздух, подаваемый в рабочую  зону, должен иметь немного меньшую  температуру, чем воздух помещения. Для комфортных систем температура  подаваемого воздуха должна быть на 1-3°С ниже комнатной температуры, а для промышленных зданий или специальных систем на 1-5°С. Если же температура приточного воздуха будет слишком низкой относительно температуры основного воздуха помещения, то возникает риск возникновения конвекционных потоков.

Вентиляция вытеснением  имеет ряд преимуществ и недостатков.

Преимущества:

• удобна в эксплуатации в промышленных зданиях и объектах, при значительных выделениях вредных примесей и тепловой энергии;
• имеет высокий коэффициент полезного действия и обеспечивает высокое качество воздуха.

Недостатки:

• приточные диффузоры такой вентиляционной системы требуют более широких площадей для размещения;
• приточные диффузоры могут быть случайно загромождены и эффективность значительно снизится;
• прилегающая зона значительно расширяется;
• вертикальный температурный градиент вырастает.

Под вертикальным температурным  градиентом понимают разницу температур приточного воздуха и воздуха  под потолком. Оптимальная разница  температур для жилых помещений  должна находиться в пределах 2-3°С.

При проектировании вентиляции по принципу вытеснения важно учитывать  взаимное расположение отопительных устройств, а также их мощность. От этого  зависит динамика воздушных потоков  внутри помещения. Приточный воздух, подаваемый из диффузоров в рабочую  зону снизу, может смешиваться с  посторонними течениями воздуха, в  связи с чем происходит неравномерный нагрев воздушных слоев по высоте и в некоторых случаях смещение теплого воздуха вниз. На практике это означает, что воздухообмен вытеснением сменился на перемешивание.

Вентиляция перемешиванием

При смешивании приточный  воздух подается одним или несколькими  потоками в рабочую зону и вовлекает  в движение большие объемы воздуха  внутри помещения. Рабочая зона находится в зоне возвратного потока, где скорость воздуха составляет примерно 70% от скорости приточного потока.

Эжекция — это процесс смешения двух каких-либо сред, в котором одна среда, находясь под давлением, оказывает воздействие на другую и увлекает ее в требуемом направлении. В нашем же вопросе под эжекцией понимают способность диффузоров подмешивать в струю приточного воздуха прилегающий воздух помещения.

Схема эжекции.

К одним из приточных устройств  с высокой степенью эжекции можно отнести диффузоры струйного типа, где воздух, проходя на большой скорости сквозь сопла, закручивается. Такие диффузоры применяются для устройств перемешивания, тогда как вытеснение использует приточные устройства с низкой степенью эжекции.

Для того, чтобы снизить  эффект сквозняков при температуре приточного воздуха ниже температуры воздуха помещения, диффузоры должны иметь как можно большую степень эжекции.

Настилающий эффект. В случае если приточное отверстие вентиляции находится слишком близко от плоской  поверхности, струя приточного воздуха  стремится отклониться в сторону  этой поверхности и течь непосредственно  по ее плоскости. Данный эффект достигается  благодаря разряжению атмосферы  между приточной струей и ограничивающей плоской поверхностью, а так как  нет возможности подмеса воздуха  в приточную струю, то она отклоняется  в сторону этой поверхности.

Если воздухообмен требует  создания настилающего эффекта, то приточное  отверстие должно располагаться  на расстоянии не более 30 см от ограничивающей поверхности.

Скорость воздуха  и температура. Одним из немаловажных факторов ощущения комфорта в помещении является отсутствие сквозняков. Данный эффект достигается при скорости движения воздуха менее 0,18 м/с и его температуре в пределах 20…22°С. При этом скорость движения воздуха в помещении зависит от таких факторов как геометрия помещения, температура воздуха в рабочей зоне, назначение помещения, интерьер и т. д.

Скорость и  температура воздуха в рабочей  зоне.

Препятствия. При проектировании вентиляции необходимо учитывать наличие  физических препятствий. К физическим препятствиям можно отнести потолочные светильники, перекрытия, ярусы (если потолок  многоярусный) и др. Струя приточного воздуха с большой долей вероятности  способна обогнуть препятствие, если оно  не превышает 2% от высоты потолка.

Вентиляция аудиторий

Аудитории и учебные классы являются специфическими помещениями  — большая рабочая зона, высокие  потолки, значительное количество людей. Обновление воздушных масс подобных помещений требует особого подхода. Одним из наиболее распространенных способов воздухообмена таких помещений является организация подвода приточного воздуха под сидячие места. Делается это с расчетом на то, что приточный воздух будет нагреваться и под воздействием тепла подниматься вверх. Однако на практике это не всегда срабатывает.

Воздух склонен вести  себя как жидкость, и перед тем  как устремиться вверх, стекает  вниз и накапливается, а уже потом  поднимается вверх и устремляется к вытяжным отверстиям. В связи с этим, иногда, целесообразно размещать диффузоры во фронтальной части аудиторий и учебных классов. Проиллюстрировать это можно следующим образом:

                 

Приточный воздух подаётся под сидячие места.

Приточный диффузор размещен во фронтальной части помещения.

 

Несмотря на теоретические  расчеты и компьютерное моделирование  поведения потоков воздуха, на практике добиться реальной вентиляции вытеснением  довольно трудно, необходимо учитывать  ряд таких факторов, как количество и взаимное расположение диффузоров, наличие и место положения  источников тепла, интерьер комнаты  и прочие факторы. На практике это  означает, что замещение воздуха  вытеснением фактически является перемешиванием.

Некоторые эксперименты с  размещением и геометрией диффузоров показали, что вентиляция перемешиванием может быть весьма удовлетворительной. Так, например, перемешивание воздуха  показало хорошие результаты, когда  вытяжные отверстия располагаются  в задней части помещения (непосредственно  над дверью). Однако при расположении вытяжных отверстий в других частях помещения приводило к образованию  короткозамкнутых потоков.