МЕСТНАЯ ВЕНТИЛЯЦИЯ

Местная вентиляция предназначена для улавливания вредностей у мест их выделения и предотвращения их перемешивания с воздухом помещения. Гигиеническое значение местной вентиляции заключается в том, что она полностью исключает или сокращает поступление вредных выделений в зону дыхания работающих. Экономическое ее значение состоит в том, что вредности отводятся в больших концентрациях, чем при общеобменной вентиляции, а следовательно, сокращаются воздухообмен и затраты на подготовку и очистку воздуха.

Различают местную приточную, местную вытяжную и в отдельных случаях местную приточно-вытяжную вентиляцию.

К системам местной приточной вентиляции относятся воздушные души, воздушные завесы и воздушные оазисы.

Воздушное душирование применяется при воздействии на работающего потока радиационной теплоты с интенсивностью 350 Вт/м² и более и в том случае, если вентиляция не обеспечивает на рабочем месте заданных параметров воздушной среды. Воздушные души выполняются в форме направленных на рабочих воздушных потоков с определенными параметрами. Скорость обдува составляет 1–3,5 м/с в зависимости от интенсивности облучения. Действие воздушного потока основано на увеличении отдачи теплоты человеком при возрастании скорости движения обдувающего воздуха.

Установки воздушного душирования могут быть стационарными (рис. 5.6, а), когда воздух на фиксированное рабочее место подается по системе воздуховодов с приточными насадками, и передвижными (рис. 5.6, б), в которых используется осевой вентилятор. Эффективность таких душирующих агрегатов повышается при распылении воды в струе воздуха.

Воздушные и воздушно-тепловые завесы устраивают для защиты работающих от охлаждения холодным воздухом, проникающим в помещение через различные проемы (ворота, двери, люки и т.д.). Завесы бывают двух типов: воздушные с подачей воздуха без подогрева и воздушно-тепловые с подогревом воздуха в калориферах.

Работа завес основана на том, что подаваемый к проемам воздух через специальный воздуховод со щелью выходит с большой скоростью (до 10–15 м/с) под определенным углом навстречу холодному потоку, выполняя роль воздушного шибера.

Воздушные завесы могут быть с нижней подачей воздуха (рис. 5.6, в) и боковой подачей (рис. 5.6, г) по высоте проема, причем последние наиболее распространены.

Воздушные оазисы позволяют улучшить метеорологические условия воздушной среды на ограниченной площади помещения, которая, как правило, используется для отдыха работающих. Эта площадь отделяется со всех сторон передвижными перегородками и заполняется воздухом с комфортными микроклиматическими параметрами.

Рис. 5.6. Местная приточная вентиляция: а, б — установки воздушного душирования; в, г — воздушные завесы

Система местной вытяжной локализующей вентиляции применяется для предотвращения распространения выделений, образующихся на отдельных участках технологического процесса. Основной метод борьбы с вредными выделениями заключается в устройстве и организации отсосов от укрытий. Конструкции местных отсосов могут быть полностью закрытыми, полуоткрытыми или открытыми. Наиболее эффективными являются закрытые отсосы. К ним относятся кожухи, камеры, герметично или плотно укрывающие технологическое оборудование.

Если по условиям технологии такие укрытия устроить невозможно, применяют отсосы с частичным укрытием или открытые: вытяжные шкафы, вытяжные зонты, отсасывающие панели, бортовые отсосы и др.

Вытяжной шкаф (рис. 5.7, а) — наиболее эффективное устройство по сравнению с другими отсосами, так как почти полностью укрывает источник выделения вредностей. Он представвляет собой колпак большой емкости с открытыми проемами, через которые внутрь шкафа поступает воздух из помещения и проводят работы с источниками выделения вредностей.

Рис. 5.7. Местная вытяжная вентиляция: а — вытяжной шкаф; б — вытяжной зонт; в — бортовые отсосы (7 — односторонний; 2 — двусторонний); г — активированный бортовой отсос (передув)

Объемный расход воздуха, удаляемого из вытяжного шкафа при механической вытяжке, определяют по формуле

где V_n — средняя скорость воздуха в открытом (рабочем) проеме шкафа, м/с; F_n — площадь рабочего проема, м².

Величина средней скорости движения воздуха в рабочем проеме вытяжного шкафа принимается в зависимости от вида выделяющихся вредностей (м/с):

• 0,15–0,35 — при выделении нетоксичных вредностей (тепло, влага);
• 0,35–0,50 — при выделении токсичных веществ с ПДК 100— 1000 мг/м³;
• 0,50–0,75 — при выделении токсичных веществ с ПДК 10— 100 мг/м³;
• 0,75–1,0 — при выделении токсичных веществ с ПДК 1 — 10 мг/м³;
• 1,0–2,0 — при выделении токсичных веществ с ПДК менее 1 мг/м³.

Вытяжной зонт (рис. 5.7, б) используется для удаления вредных выделений, поднимающихся вверх, таких как тепло- и влаговыде- ления или вредные вещества, имеющие плотность меньшую, чем окружающий воздух. Зонты делают открытыми со всех сторон или частично открытыми, а по форме сечения — круглыми или прямоугольными (рис. 5.8). Приемное отверстие зонта должно располагаться непосредственно над источником выделения вредностей на расстоянии И, а его размеры должны быть несколько большими, чем размеры источника в плане:

где с, d — соответственно длина и ширина источника выделений вредностей, м: И — расстояние по нормали от перекрываемого источника до рабочего проема зонта, м.

Угол раскрытия зонта ф принимают, как правило, не более 60°, а высоту бортика /?_б — в пределах 0,1–0,3 м.

Рис. 5.8. Вытяжной зонт

В тех случаях, когда соосный отсос нельзя расположить достаточно низко над источником или когда необходимо отклонить поток поднимающихся вредных выделений так, чтобы он не проходил через зону дыхания работающего человека, применяют вытяжные (iвсасывающие) панели (рис. 5.9). Такие панели широко применяются на участках сварки и пайки.

Рис. 5.9. Вытяжная панель

Объем воздуха, удаляемого вытяжным зонтом или вытяжной панелью при механической вытяжке, составляет

где V — средняя скорость движения воздуха в приемном отверстии зонта (панели), м/с; F = ab — площадь приемного отверстия зонта (панели), м².

При удалении теплоты, влаги скорость воздуха в приемном отверстии принимается равной V- 0,15–0,25 м/с, а при удалении токсичных веществ — V- 0,5–1,25 м/с.

Бортовые отсосы (рис. 5.7, в) применяют, когда пространство над поверхностью выделения вредностей должно оставаться совершенно свободным, а выделения не нагреваются до такой степени, чтобы создавать устойчивый восходящий поток.

Принцип действия бортовых отсосов, представляющих собой щелевидные воздуховоды с высотой щели 40–100 мм, состоит в том, что затягиваемый в щель воздух, двигаясь над поверхностью ванны, увлекает за собой вредные выделения, не давая им распространяться по производственному помещению. Бортовые отсосы могут быть односторонние, когда щель отсоса расположена вдоль одной из длинных сторон ванны, и двухсторонними — при расположении щелей отсоса с противоположных сторон ванны (рис. 5.10).

Рис. 5.10. Схема отсоса воздуха от гальванических ванн: о — двухбортового; б — однобортового

Односторонний отсос используют при ширине ванны не более 0,7 м; двухсторонний — 0,7-1,0 м. Эти отсосы не применяются при высоких температурах выделяемых веществ и значительной летучести жидкости, так как скорость движения этих веществ вверх будет выше скорости отсоса.

На практике нашли применение и активированные бортовые отсосы (передувы). Передув представляет собой односторонний отсос, активированный плоской струей, направленной из приточного воздуховода, расположенного с противоположной стороны от отсоса (рис. 5.7, г). Под действием струи поток из ванны направляется к вытяжной щели с большой скоростью, что позволяет интенсифицировать отсос. На рис. 5.11 изображен многосекционный активированный боковой отсос.

Объемный расход воздуха, отсасываемого от горячих ванн одно- и двухсторонними бортовыми отсосами, находят по формуле

где К_з — коэффициент запаса, равный 1,5–1,75 (для ванн с особо вредными растворами К_з = 1,75–2); К_т — коэффициент, учитывающий подсос воздуха с торцов ванны и зависящий от отношения ширины ванны В (м) к ее длине / (м) (для одностороннего отсоса

; для двустороннего — ); С — безраз-

Рис. 5.11. Многосекционный активированный боковой отсос:

7 — корпус ванны; 2 — секция отсоса; 3 — воздуховод вытяжной вентиляции;
4 — воздуховод сдува

мерная характеристика, равная для одностороннего отсоса 0,35; для двустороннего 0,5; ос — угол между границами всасывающего факела (в расчетах принимается ос = 3,14); Т и Т_в — абсолютные температуры соответственно раствора в ванне и воздуха в помещении, К; g = 9,81 м/с².

Эффективность работы бортовых отсосов в значительной степени зависит от равномерности скорости движения воздуха по всей длине всасывающей щели. Неравномерность скорости допускается не более 10%. Для обеспечения равномерной скорости движения воздуха во всасывающей щели используют следующие меры:

• длина всасывающей щели в кожухе отсоса делается не более 1200 мм;
• на ваннах большой длины устанавливаются несколько секций отсоса;
• сужение кожуха в основании делается не более 60°;
• на каждой секции отсоса предусматривается самостоятельное регулировочное устройство.
5.5. АВАРИЙНАЯ ВЕНТИЛЯЦИЯ

Аварийная вентиляция предназначена для интенсивного проветривания помещения в случае внезапного поступления в него больших количеств взрывопожароопасных или токсичных выделений в резуль- 7 56

тате аварии или нарушения технологического процесса, а также для предотвращения перетока вредных выделений в соседние помещения. Аварийная вентиляция представляет собой самостоятельную вентиляционную установку и делается только вытяжной, чтобы создать в помещении отрицательный воздушный баланс.

Система аварийной вентиляции должна включаться в действие автоматически: посредством сигнализатора-датчика, действие которого начинается при концентрации взрывопожароопасного вещества в воздухе на 20% меньшей нижнего концентрационного предела распространения пламени или от срабатывания газоанализатора-датчика при достижении в воздухе помещения предельно допустимой концентрации вредного вещества. Кроме автоматического включения предусматривается местное ручное включение, а иногда и дистанционное включение, вынесенное на пульт в операторной.

Производительность систем аварийной вентиляции принимается из расчета по полному внутреннему объему помещения. Для помещений насосных и компрессорных она равна 8-кратному воздухообмену, а для остальных производственных помещений принимается не менее 8-кратного воздухообмена, создаваемого совместным действием аварийной и основной вытяжной вентиляции.

Воздухозаборные отверстия аварийной вентиляции располагают в зонах возможных поступлений взрывопожароопасных и токсичных газов и паров, около технологического оборудования и у глухих стен помещения; располагать их у открываемых окон и дверей не следует. Для легких газов со значительными избытками тепла и для водорода все воздухозаборные отверстия располагают в верхней части помещения, для легких газов с незначительными избытками тепла и для аммиака — 40% в нижней зоне и 60% в верхней; для тяжелых газов при любых теплоизбытках — только в нижней зоне.

Для аварийной вентиляции используют центробежные вентиляторы, расположенные снаружи здания на фундаментах, площадках, перекрытиях наружных установок и на покрытиях зданий; аварийная вытяжка из верхней зоны может осуществляться осевыми вентиляторами, встроенными в крышу или стены здания. Должна быть обеспечена возможность удобного обслуживания этих вентиляционных систем.

5.6. КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ ВОЗДУХА

Для создания оптимальных метеорологических условий в производственных помещениях применяется наиболее современный вид промышленной вентиляции — кондиционирование воздуха. При кондиционировании автоматически регулируются температура воздуха, его относительная влажность и скорость подачи в помещение в зависимости от времени года, наружных метеоусловий и характера технологического процесса в помещении.

В ряде случаев помимо обеспечения санитарных норм микроклимата воздух в кондиционерах проходит специальную обработку: ионизацию, дезодорацию, озонирование и т.п.

Принципиальная схема кондиционера представлена на рис. 5.12. Кондиционер работает по схеме частичной рециркуляции воздуха. Наружный воздух и воздух, забираемый из помещения (в кондиционере существует разрежение, возникающее при работе вентилятора

8), поступает в камеру смешения /. Далее воздушная смесь проходит через фильтр 2. При низкой наружной температуре она подогревается в калориферах первой ступени 4. Количество воздуха, проходящего через калориферы, регулируется задвижками 3. В камере орошения IIвоздух очищается и увлажняется, что достигается распылением воды форсунками 5. На входе и выходе камеры орошения установлены каплеотделители 7, пройдя которые, воздух поступает в камеру температурной обработки III, где он дополнительно подогревается или охлаждается с помощью калорифера или холодильной машины 6, после чего вентилятором 8 по выходному каналу 9 подается в помещение.

Рис. 5.12. Схема кондиционера воздуха:

/ — камера смешения; II — камера орошения; III — камера температурной обработки; 1,3 — задвижки регулирования подачи воздуха; 2 — фильтр; 4 — калорифер; 5 — форсунки; б — калорифер или холодильная машина; 7 — каплеуловители; 8 — вентилятор; 9 — выходной канал

При температурной обработке зимой воздух подогревается частично за счет температуры воды, поступающей в форсунки 5, и частично при прохождении через калориферы 3 и 6. Летом воздух охлаждается частично подачей в камеру II охлажденной (артезианской) воды, а главным образом за счет работы холодильной машины 6.

Работа кондиционера автоматизирована. Приборы-автоматы (термо- и влагорегуляторы) при изменении заданных параметров воздуха в помещении (температуры и влажности) приводят в действие задвижки, регулирующие смешение наружного и рециркуляционного воздуха, нагрев или охлаждение воздуха, подачу холодной воды к форсункам.

Кондиционирование воздуха требует по сравнению с вентиляцией больших единовременных и эксплуатационных затрат, но эти затраты быстро окупаются за счет повышения производительности труда, снижения заболеваемости, уменьшения брака, улучшения качества продукции и т.п. Следует также отметить, что кондиционирование воздуха играет существенную роль не только при обеспечении оптимальных условий микроклимата в производственных помещениях, но и при проведении ряда технологических процессов, когда не допускаются колебания температуры и влажности воздуха (например, в радиоэлектронике, производстве высокочистых материалов и т.п.).