Промышленная вентиляция

Промышленная вентиляция необходима на любом объекте, который производит вредные загрязняющие вещества в замкнутых пространствах. Данное оборудование очищает воздух внутри помещения, где работает персонал, контролирует температуру и снижает риск возгорания. Работа производственных предприятий обременена проблемой превышения допустимой концентрации загрязнителей в воздухе. Задача вентиляции промышленных помещений - оперативно удалять выбросы и поддерживать оптимальные параметры микроклимата.

Рисунок 1. Промышленная вентиляция

Составные элементы оборудования промышленной вентиляции

Существует несколько типов систем промышленной вентиляции. Рассмотрим основные компоненты самой востребованной - канальной приточно-вытяжной установки с механическим приводом:

• воздухозаборник, всасывающий свежий воздух снаружи. Включает наружную решетку, статическую камеру и фланец для присоединения воздуховода;
• пусковая установка с центральным вентилятором. Подключается к сети 230В через однофазную розетку с заземлением и к баку для слива конденсата;
• каналы вентсистемы с тепловой и шумовой изоляцией;
• фильтры для очистки свежего и отработанного воздуха.

Дополнительно оборудование может комплектоваться рекуператором, канальными нагревателями и охладителями.

Оборудование для систем вентиляции

• локальные вытяжки - применяются для улавливания загрязнителей;
• воздуховоды - отводят загрязненный воздух, распределяют очищенный воздух в приточной системе;
• очистители и фильтры - очищают воздух перед его циркуляцией;
• воздухозаборники - это точка притока, забора свежего воздуха;
• вытяжная труба - место выхода загрязненного воздуха.

При монтаже ключевую роль играет распределитель, благодаря которому воздух направляется в отдельные вентиляционные каналы, а также колена, патрубки, фланцы и тройники. Еще одним важным элементом являются вентиляторы, которые следует подбирать в соответствии с проектом. К наиболее часто используемым моделям относятся:

• осевые - имеют плавную регулировку производительности, могут применяться в системах вытяжной и приточно-вытяжной с малым сопротивлением воздушному потоку. Подходят для настенной вытяжки и могут монтироваться на наружные стены;
• канальные - используются в приточно-вытяжной установке. Работают тихо благодаря акустической изоляции;
• крышные - устанавливаются ​​на кровельных основаниях, выполняются из стали с полимерным покрытием. Часто используются в гипермаркетах.

Дополнительно системы оборудуются отопительным и охлаждающим оборудованием для контроля параметров микроклимата.

Требования к производственной вентиляции

Производственная вентиляция должна быть спроектирована в соответствии с действующими нормативными документами, регламентирующими вопрос качества воздуха на объекте. Необходимо учитывать вид и концентрацию загрязняющих веществ, возникающих на рабочем месте, а также объем загрязнения цеха и смежных помещений.

Промышленные объекты требуют одновременного выполнения нескольких важных моментов, а именно:

1. Обеспечение надлежащих условий труда для персонала.
2. Создание оптимальных параметров внешней среды для правильного протекания производственных процессов.
3. Обеспечение пожарной безопасности людей и зданий.

При этом характер производства не имеет значения — все эти факторы должны учитываться. Конечно, есть области промышленности, где параметры микроклимата не играют решающей роли для технологического процесса, но и в таких случаях существуют определенные ориентиры (например, в отношении влажности). 

Нормативные параметры указаны в СНиП 41-01-2003. Перечислим основные из них:

1. Шумовой эффект — не выше 110 дБА.
2. Отсутствие взрывоопасных факторов в работе системы.
3. Удаление загрязнителей без их проникновение в рабочую зону.
4. Ремонтопригодность.

Вентиляция на промышленных объектах должна быть сертифицирована.

Конструкция и принцип действия

Работа промышленной вентиляции основана на выводе загрязненного воздуха за пределы здания и подаче свежего воздуха внутрь. Данное оборудование используется на заводах или в цехах, где технологический процесс связан с большим объемом вредных выбросов для минимизации рисков вреда здоровью сотрудников. Также важно оптимизировать производительность при минимально возможном потреблении электроэнергии.

В профессиональных системах промышленной вентиляции используемые элементы должны иметь соответствующие допуски, чтобы не вредить здоровью людей. В зависимости от назначения применяются гибкие и негорючие вентиляционные трубы. Как правило, их устанавливают в местах с повышенной пожароопасностью.

В остальных случаях применяются традиционные гибкие трубы или оцинкованные квадратные швеллеры соответствующего сечения.

Ограничения вентсистем на производстве

Сложное промышленное оборудование требует регулярного техобслуживания и штатной замены фильтрующих элементов. Важно производить плановое и внеплановое тестирование работоспособности для диагностики возможных неисправностей. Доверять эти работы следует только высококвалифицированному персоналу.

Классификация системы промышленной вентиляции

Рассмотрим основные виды вентоборудования промышленного назначения.

Особенности приточной промышленной вентиляции

Приточный воздух нагнетается в цех с помощью механических вентиляторов. Отработанный удаляется естественным образом. Движущей силой является сила гравитации и разница температуры наружных и внутренних воздушных масс. Приточная установка оптимальна для производств, в которых технологических процесс не сопровождается выбросом токсичных компонентов.

Особенности вытяжной промышленной вентиляции

Загрязненный воздух удаляется из помещения принудительно, с помощью вытяжных вентиляторов. Приточный поступает в здание через фрамуги или воздухозаборные отверстия без механического побуждения. Этот тип оборудования позволяет быстро удалить загрязненный воздух, CO², избытки влаги, запахи. Недостаток: нет возможности контроля приточного воздуха: объем, скорость поступления, температуру, чистоту.

Вытяжная установка требует открытия окон или использования приточных форточек, что зимой может привести к большим потерям тепла. Его нельзя использовать в помещениях с устройствами с открытой камерой сгорания или с открытым очагом.

Особенности приточно-вытяжной промышленной вентиляции

Промышленная приточно-вытяжная установка организует полноценный цикл воздухообмена механическим способом. Воздух нагнетается и отводится из цеха с помощью электровентиляторов с регулируемой мощностью. Установка в зависимости от потребностей создает избыточное или пониженное давление и обеспечивает нужное количество приточного и вытяжного воздуха из помещений.

Дополнительно выполняется очистка, контроль температурных и влажностных параметров. На производстве реализуется 2 типа воздухообмена: вытеснение (приток поступает снизу и «вытесняет» отработанный воздух через вентрешетки) и перемешивание (уличный воздух поступает в цех сверху, смешивается с загрязненным и выводится через воздухораспределители).

Характерной чертой механической системы является рекуперация тепла, заключающаяся в предварительном подогреве холодного воздуха, поступающего извне. Рекуператор отвечает за утилизацию и возврат тепловой энергии в помещение. Теплообменники с высоким КПД позволяют рекуперировать более 90% тепла, которое ушло бы за пределы здания при естественной вентиляции.

Виды и типы промышленных систем воздухообмена

На рынке представлено большое количество конфигураций вентсистем промышленного назначения. По принципу работы вентиляция делится на естественную и механическую.

Установки с принудительным воздухообменом классифицируются на несколько дополнительных типов. На производственных предприятиях наиболее распространены канальные вентиляционные решения. В отдельных помещениях завода, где происходит неконтролируемый выброс загрязняющих веществ (например, сварочные цеха, покрасочные цеха, зоны упаковки и перевалки, зоны хранения токсичных веществ), применяется зональная вентиляция.

Альтернативное решение: воздушные завесы - устройства для местной вентиляции, разделяющие два помещения с разной температурой. Они могут быть установлены непосредственно над входными воротами в здание или отдельными зонами в производственном цехе с различными требованиями.

Естественная система вентиляции

Естественная промышленная вентиляция часто применяется на предприятиях, где концентрация загрязняющих веществ в воздухе минимальна. Данный тип вентсистем работает на разнице плотности наружного и внутреннего воздуха.

Ее эффективность зависит от конструкции здания, климатических условий и разнице температур на улице и в помещении. Естественной вентиляцией сложно управлять. В летний период она неэффективна. В зимний чрезмерно выстужает помещение.

Принудительная

Механическую вентиляцию также называют принудительной, так как воздухообмен в ней происходит в результате работы вентиляционного устройства, приводимого в действие электродвигателем. Использование вентилятора позволяет контролировать параметры приточного и вытяжного воздуха и управлять системой. 

Современные установки ориентированы на рекуперацию тепла, что позволяет снизить эксплуатационные расходы за счет снижения потребности в отоплении.

Особенности механической вентиляции

Механическая вентиляция является разновидностью принудительной системы. Воздухообмен происходит в результате работы электровентилятора. Благодаря использованию механического оборудования можно контролировать параметры микроклимата и ключевые процессы.

Местная

Позволяет ограничить или полностью устранить распространение загрязняющих веществ по производственному цеху. При использовании локальных вытяжек на рабочих местах снижается риск вдыхания токсинов и заражения респираторными заболеваниями.

Наиболее эффективным методом является герметизация технологического процесса с одновременным отсосом загрязненного воздуха из корпусов рабочих мест.

Общеобменная

Общеобменная вентиляция поддерживает микроклимат всей рабочей площадки. Ее эффективность будет выше, если промышленные вытяжные вентиляторы будут размещены вблизи рабочих мест, а приточный воздух будет подаваться из-за спины рабочих. Это удалит вредные частицы из зоны дыхания оператора.

Локальная

Локальная вентиляция - лучшее решение в производственных цехах, где вероятность превышения предельно допустимых концентраций (ПДК) очень высока. Хорошо работает, когда наибольшему загрязнению подвергаются лишь определенные участки: зоны сварки, покраски. Может сочетаться с местной вентиляцией, что обеспечивает повышенную эффективность при постоянном и избыточном выбросе загрязняющих веществ.

Аварийная вентиляция на производстве

Для некоторых производств требуется аварийная вентиляция (противопожарная). Работает только на вытяжку. Включается автоматически, когда концентрация загрязнителей превышает допустимый уровень. Аварийная вытяжная вент система работает автономно. Может использоваться для кратковременного проветривания производственного помещения.

Противопожарная система, входящая в систему промышленной, должна эффективно расчищать пути эвакуации людей из зоны возгорания. Для этого необходимо применять комплексные решения: противопожарную вентиляцию, противодымные заслонки и вентиляторы дымоудаления.

Противодымная

Противодымная вентиляция запускается при возгорании и обеспечивает безопасную эвакуацию персонала. Система запускается датчиком дыма, кнопкой дымоудаления или внешними пусковыми устройствами. Оборудование управляется центральной панелью.

Для улучшения естественной тяги в нижних частях здания используются дополнительные открывающиеся элементы для подачи свежего воздуха. Для повышения эффективности системы дымоудаления следует проектировать кратчайший путь между местом возникновения пожара и точкой удаления дыма за пределы здания. Благодаря установке завес, дым эффективно выводится через встроенные заслонки. Противодымная защита и снижение температуры в здании позволяют минимизировать потери.

Технологическая

Термин «технологическая вентиляция» используется в качестве синонима промышленной. Подразумевает комплекс оборудования для контроля параметров микроклимата на производстве: температуры, влажности, скорости и кратности воздухообмена. Компоненты технологической вентсистемы: воздухоочистители, вентиляторы, испарители, каплеуловители, насосы, датчики, дозирующие системы, защита от дождя.

Рисунок 2. Технологическая вентиляция

Для каких помещений нужна промышленная вентиляция

Вентиляция промышленных зданий должны быть установлены на всех видах производственных объектов, где высок риск образования токсичных паров и химикатов, загрязнителей воздуха, пыли: цеха, покрасочные камеры, склады и другие производственные помещения. Эти частицы представляют производственную опасность для самочувствия рабочих.

Превышение ПДК опасных веществ создает риски пожара или взрыва и негативно сказывается на оборудовании. Чтобы свести этот риск к минимуму, важно подобрать соответствующие системы вентиляции промышленных помещений, которые будут бороться с загрязнителями и повышать уровень безопасности рабочем месте.

Задачи вентиляционного оборудования

Система вентиляции промышленных зданий обеспечивает подачу чистого воздуха за счет удаления загрязнителей и обеспечения притока. Оборудование включает два основных механизма:

1. Первый - служит для удаления загрязнителей.
2. Второй - для притока свежего воздуха в помещение.

Система подачи включает воздухозаборники и фильтры, нагревательное и охлаждающее устройство. Происходит надлежащее удаление загрязненного воздуха из помещений и подача свежего воздуха снаружи. Эффективно работающая установка играет ключевую роль в помещениях с большой площадью и высокой плотностью людей.

На производстве происходят различные технологические процессы. Загрязняющие вещества, избыточные теплопритоки от оборудования, высокая влажность могут отрицательно сказаться на производительность труда, самочувствии и здоровье людей на промышленном предприятии, вызвать более быстрый износ и частые отказы оборудования.

Серьезное испытание для промышленных вентсистем - превышение предельно допустимых концентраций загрязнителей, высокая запыленность, выделение токсичных и химически агрессивных паров и газов. Эти факторы ухудшают микроклимат и увеличивают риск возгорания или взрыва. Для предотвращения этого следует использовать промвентиляцию, которая будет обеспечивать соответствующую температуру и свежесть воздуха, удалять пылевую взвесь и поддерживать концентрацию загрязняющих веществ на безопасном уровне.

Примеры систем и схем промышленной вентиляции для разных цехов

Рассмотрим основные схемы для различных рабочих площадок.

Сварочный цех

При выполнении сварочных работ выделяются канцерогенные пары и химические соединения. Для оптимизации микроклимата применяют местную и общеобменную вентсистему. Локальная вытяжка удаляет 80-90% загрязнителей, прежде, чем они распространяться по помещению.

Малярный цех

Организация промышленной вентиляции в покрасочном боксе преследует 2 цели: оперативное удаление паров лаков, краски, растворителей и обеспыливание помещения для улучшения качества покрытия. При проектировании учитывают направление движение воздушных масс, скорость и кратность воздухообмена.

Кондитерский цех

Технологический процесс кондитерских цехов связан с избыточным выделением тепла и пара от оборудования и избытка пыли от сыпучих продуктов. Вентсистема должна регулировать влажность, эффективно отводить теплопритоки и запахи. С этой целью используют комбинацию локальной и общеобменной установок, оснащенную фильтрами бактерицидной обработки воздуха.

Столярный цех

Вредные факторы производства столярной мастерской - пылевая взвесь, теплопритоки от станков, пары лако-красочного покрытия и клеевых составов. Для эффективного удаления загрязнителей используют локальные вытяжки и общеобменную вентсистему.

Медицинская лаборатория

В медлаборатории предъявляются повышенные требования к уровню влажности в кабинете, что продиктовано условиями хранения препаратов. Данный параметр должен находиться в диапазоне 50-60%. С этой целью вентиляцию оборудуют системой увлажнения воздуха. Вытяжка обеспечивает удаление специфических запахов и углекислого газа.

Рисунок 3. Промышленная вентиляция в медицинской лаборатории

Хранение на складах

В складских помещениях важно контролировать уровень температуры и влажности. Эти параметры для каждой категории товара устанавливаются отдельно. Организовать оптимальный микроклимат на всех участках больших складских помещений можно лишь с помощью промышленной вентсистемы.

Проектирование и монтаж

Промышленная вентиляция воздуха, в отличие от стандартной бытовой, требует индивидуального подхода в силу специфики места, где она используется. Высокая концентрация токсичных и химически агрессивных газов, паров, пыли, избыточные теплопритоки от машинного оборудования - задачи, которые должно решать профессиональное оборудование.

Профессионально реализованная система - гарантия оптимального микроклимата, корректного регулирования температуры и относительной влажности. Грамотный монтаж промышленной вентиляции и ее индивидуальное проектирование позволяют адаптировать работу вентсистемы к потребностям конкретного технологического процесса.

Как при монтаже, так и при обслуживании промышленной вентиляции на предприятиях важно не допустить простоя производства. Ответственные подрядчики при планировании работ подстраивают все мероприятия под возможности и режим работы компании заказчика.

Рисунок 4. Проектирование промышленной вентиляции

Автоматизация

Системы автоматики промышленной вентиляции и кондиционирования выполняют две функции: отвечают за управление всей установкой и защищают оборудование от сбоев. Автоматизация контролирует режим работы, благодаря доступу к данным, поступающим с датчиков. После их считывания сигнал передается механическим системам, которые настраивают работу отдельных компонентов таким образом, чтобы обеспечить ожидаемые параметры воздуха в отдельных помещениях. 

Оснащается интеллектуальной системой управления. Установка в автоматическом режиме проверяет условия внутри и снаружи помещения, а затем подстраивает под них режим работы. Интеллектуальная система связывается по беспроводной связи с датчиками и устройствами, контролируя их работу без необходимости дополнительного вмешательства. При этом лицо, ответственное за работу системы, может контролировать ее из любого места — в том числе, когда он не находится на территории предприятия.

Изготовление промышленной вентиляции

В инженерной отрасли, также, как и в других, есть ТОП производителей оборудования промышленной вентиляции. В вентиляции на российском рынке лидируют такие фирмы, как:

• «NED»,
• «System Air»,
• «Brizart»,
• «Aero Star»,
• «Roven»,
• «Неватом»,
• «Shavt»,
• «Vents»,
• «Корф»,
• «Вентмашин».

Среди них вы легко сможете найти для себя идеальный вариант: как по цене, так и по индивидуальному запросу.

В кондиционировании фирмами, с отмеченным знаком качества, считаются:

• «Daikin»,
• «Mitsubishi Electric»,
• «Mitsubishi Heavy»,
• «Energolux»,
• «Kentatsu»,
• «Midea»,
• «Royal Clima»,
• «Hisense»,
• «Haier»,
• «Dantex»,
• «Gree»
• «Toshiba».

Выбор не ограничивается бытовыми кондиционерами - вы можете заказать у них и промышленные установки, такие как центральные или прецизионные кондиционеры, руфтопы, чиллеры, фанкойлы и так далее.

Мы сотрудничаем с каждой из названных фирм, и готовы сформировать для вас оптимальное предложение: менеджер будет исходить из ваших пожеланий, возможностей и особенностей объекта. Также мы займемся для вас проектированием, покажем наглядно где будет установлено оборудование и как оно будет работать.

Промышленная вентиляция и кондиционирование

Промышленные производства были первыми объектами, на которых начали использовать кондиционеры. Позже климатическая техника стала активно применяться в коммерческих помещениях и в быту. Потребность промышленной отрасли в мощном и качественном охлаждении продиктована особенностями технологических процессов для разных видов продукции.

В ряде отраслей важна температура воздуха. В других - относительная влажность. Где-то ключевую роль играет чистота воздуха и скорость его движения. Создать эти условиях в масштабах производственных мощностей способны лишь промышленные модели.

Разновидности промышленных кондиционеров

Промышленные кондиционеры - надежные устройства, способные обеспечить технологический процесс с соответствующими условиями окружающей среды. В производственных приложениях обычно используются 3 типа кондиционеров:

1. Настенные - монтируются на стену в припотолочной зоне. Способны генерировать большой поток охлажденного воздуха. От бытовых моделей аналогичного типа отличаются мощностными характеристиками.
2. Канальные - распределяют воздух по системе воздуховодов. Пусковая установка (испаритель + центральный вентилятор) находится в отдельном помещении.
3. Кассетные - устанавливаются в потолочные системы и равномерно распределяют воздух по помещению.

Иногда встречаются мобильные решения, но они носят разовый характер и используются скорее для вновь создаваемых островков в производственных цехах.

Климатические системы классифицируют также с точки зрения функционального применения и конструктивных особенностей. В крупных торговых центрах, больницах, отелях применяют VRV/VRF-кондиционеры (от англ. Variable Refrigerant Volume/Variable Refrigerant Flow, что означает «изменяемый объем хладагента). 

Разница в названиях обусловлена следующим: в 1982 году компания Daikin изобрела и запатентовала VRF как усовершенствованную версию мульти сплит-системы. Другие производители стали именовать аналогичное оборудование как VRV.

Оборудование состоит из наружного блока, в котором расположены компрессор и конденсатор, медных труб, по которым циркулирует газообразный хладагент, и нескольких внутренних блоков (содержат расширительный клапан и испаритель). Особенность работы заключается в том, что количество подаваемого хладагента можно регулировать с помощью датчиков термостатов внутренних блоков. Приборы посылают сигналы на блок управления, который регулирует подачу хладагента, в зависимости от потребности в тепле или холоде.

Фанкойлы представляют собой агрегаты, работающие по принципу «вода/воздух», со встроенным теплообменником, вентилятором и фильтром. Горячая или холодная вода поступать к ним от генератора (газового котла или чиллера). Хладоноситель достигает принимающего устройства (фанкойла), через теплообменник передает холод воздуху и выбрасывает его в помещение через вентилятор.

Рисунок 5. Руфтоп - промышленный кондиционер

Руфтоп - это кондиционер с компактными размерами. Относится к классу оборудования прямого испарения. Используется для кондиционирования и вентиляции замкнутого внутреннего пространства. Отличительная особенность - выработка тепла или холода в одном блоке. Крышное кондиционирование обычно используется в спортивных залах, торговых центрах и промышленных зданиях.

Прецизионные кондиционеры - это холодильные установки, предназначенные для обеспечения точного контроля температуры и влажности в помещениях, где требуется высокая степень точности. Применяются в data-центрах, на майнинговых фермах, в помещениях с электронным оборудованием, диспетчерских. 

Центральный кондиционер - это устройство, в котором используется один блок кондиционирования воздуха (тепловой насос или чиллер) для распределения воздуха (горячего или холодного) по воздуховодам, обычно скрытым в подвесном потолке. Является более эстетичной формой традиционной климат-системы и хорошо интегрируется в дизайн-помещения. Позволяет зонировать температуру на объекте и оптимизирует энергопотребление.

Важные компоненты промышленной вентиляции и кондиционирования

Конструкция кондиционера для промышленных предприятий зависит от модели установки, но основные элементы и общий принцип работы этих устройств одинаковы. Кондиционер работает по принципам термодинамики, связанным с уменьшением давления газа и испарением жидкостей с последующим снижением температуры. Веществом с такими свойствами является циркулирующий в системе кондиционирования хладагент, который изменяет свое агрегатное состояние и позволяет охлаждать воздух в помещении.

Как работает промышленный кондиционер?

1. Нагретый воздух из помещения поступает к испарителю, расположенному во внутреннем блоке.
2. Поглощаемое тепло приводит к нагреву хладагента: жидкость начинает быстро испаряться.
3. Газ транспортируется по трубам к наружному блоку, где сжимается компрессором и поступает в конденсатор. В нем выделяется тепло, понижается температура и падает давление среды, которая конденсируется и транспортируется во внутренний модуль. Жидкий и холодный раствор после сжатия возвращается во внутренний блок, где декомпрессируется, чтобы иметь возможность снова извлекать тепло из воздуха в кондиционируемом помещении.

Важный элемент климатической техники - фильтры. В производственных решениях к ним предъявляются особые требования с точки зрения ресурса и степени очистки.

Задачи промышленного кондиционирования

Кондиционеры, применяемые в промышленности, существенно отличаются от других устройств, управляющих работой воздуха в помещении. Их возможности эксплуатационные характеристики намного больше. Такие устройства можно использовать в промышленных установках, работающих в непрерывном режиме. 

Приборы справляются со всеми факторами, которые могут возникнуть в производственных цехах. Ни высокие температуры окружающей среды, ни сильное загрязнение не представляют для них проблемы. Промышленные кондиционеры работают в действительно тяжелых условиях, влияя на температуру, влажность и скорость движения воздуха. Некоторые модели могут работать даже в потенциально взрывоопасных средах.

Использование

Повышенная мощность и высокая холодопроизводительность позволяют использовать промышленные кондиционеры на сталелитейных и металлургических заводах, в производстве мостовых и подъемных кранов, в пищепроме и на бумажных мануфактурах. Современные разработки повышают экономичность использования таких моделей. Пример: естественное охлаждение - технология, которая использует внешние погодные условия для снижения температуры воздуха в помещении. 

Благодаря этой опции промышленные кондиционеры могут использовать холодный наружный воздух всякий раз, когда его температура ниже той, которая должна быть в обслуживаемых ими помещениях.

Чтобы правильно выбрать систему промышленной вентиляции и кондиционирования воздуха, необходимо учитывать параметры наружного и внутреннего воздуха. Важнейшими параметрами внешних климатических условий являются температура, влажность, ветер и солнечный свет. Их изменения и колебания способны повлиять на эффективность работы климатической техники.

Источники

1. https://docs.cntd.ru/document/1200035579 - строительные нормы и правила Российской Федерации (отопление, вентиляция и кондиционирование).
2. https://docs.cntd.ru/document/456054205 - свод правил (отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха).
3. https://www.abok.ru/articleLibrary/ - библиотека научных статей (АВОК).