Вредных веществ и избыточного тепла

Вентиляция как средство защиты воздушной среды

Производственных помещений

 

Задачей вентиляции является обеспечение чистоты воздуха и заданных микроклиматических условий в производственных помещениях. Вентиляция достигается удалением загрязненного или нагретого воздуха из помещения и подачей в него свежего [4].

По способу перемещения воздуха вентиляция бывает с естественным побуждением (естественной) и с механическим (механической). Возможно также сочетание естественной и механической вентиляции (смешанная).

Вентиляция бывает приточной, вытяжной или приточно-вытяжной в зависимости от того, для чего служит система вентиляции, - для подачи (притока) или удаления воздуха из помещения или (и) для того и другого одновременно.

По месту действия вентиляция бывает общеобменной и местной.

Действие общеобменной вентиляции основано на разбавлении загрязненного, нагретого, влажного воздуха помещения свежим воздухом до предельно допустимых норм. Эту систему вентиляции наиболее часто применяют в случаях, когда вредные вещества, теплота, влага выделяются равномерно по всему помещению. При такой вентиляции обеспечивается поддержание необходимых параметров воздушной среды во всем объеме помещения.

Воздухообмен в помещении можно значительно сократить, если улавливать вредные вещества в местах их выделения. С этой целью технологическое оборудование, являющееся источником выделения вредных веществ, снабжают специальными устройствами, от которых производится отсос загрязненного воздуха. Такая вентиляция называется местной вытяжкой.

Местная вентиляция по сравнению с общеобменной требует значительно меньших затрат на устройство и эксплуатацию.

В производственных помещениях, в которых возможно внезапное поступление в воздух рабочей зоны больших количеств вредных паров и газов, наряду с рабочей предусматривается устройство аварийной вентиляции.

На производстве часто устраивают комбинированные системы вентиляции (общеобменную с местной, общеобменную с аварийной и т.п.).

Определение потребного воздухообмена

При общеобменной вентиляции

 

При нормальном микроклимате (отсутствие избыточного тепла, влажности) в случае, когда нет выделений вредных веществ в результате технологических процессов или из материалов, хранящихся в помещении (или их содержание находится в пределах санитарных норм, воздухообмен можно определить по формуле

L = N× l [м³/ч],

где N - число работающих, l -расход воздуха на одного работающего.

При отсутствии естественной вентиляции l = 60 м³/чел.

Расчет общеобменной вентиляции при выделении

вредных веществ и избыточного тепла

 

Выделение вредных веществ. Пусть G - количество выделяемого вредного вещества мг/ч, q_прит - концентрация этого же вредного вещества в приточном воздухе, q_выт - концентрация вещества в вытяжном воздухе, L₁ - количество воздуха, поступающего в помещение, L₂ - количество воздуха, удаляемого из помещения. Тогда, по закону сохранения вещества, имеем:

G + L₁×q_прит = L₂×q_выт. Но, поскольку одним из требований, предъявляемых к вентиляции является L₁» L₂ = L_в, получим

(1.2)

Воздух, поступающий извне как бы разбавляет воздух в помещении до концентрации q_выт. Но по санитарным требованиям должно выполняться условие q_выт £ ПДК. Следовательно, потребный воздухообмен

(1.3)

Требование к концентрации вещества в приточном воздухе:

 

q_прит £ 0,3 ПДК. (1.4)

 

В случае выделения нескольких веществ, не обладающих эффектом суммации потребный воздухообмен рассчитывается по каждому из них, а затем выбирается максимальное значение.

В случае n суммирующихся веществ окончательная величина потребного воздухообмена рассчитывается как .

Выделение избыточного тепла. При вентиляции избыточное тепло Q расходуется на нагрев поступающего воздуха (изменение температуры с t = t_прит до t = t _выт:

 

Q = c×m×(t_выт - t_прит), (1.5)

 

где m = L×r - масса воздуха.

 

Отсюда получим:

 

(1.6)

 

Обычно бывает известна температура в рабочей зоне t_рз, т.е. в объеме пространства, высотой 2 м над полом или рабочей площадкой.

Температура вытяжного воздуха определяется по формуле

t_выт = t_рз +Dt×(Н-2), где Н - высота вытяжных отверстий над уровнем рабочей площадки, Dt = 0,5...1 ⁰С/м - температурный градиент по высоте (в задачах принимать Dt = 1⁰С/м).