МЕХАНІЧНА МІСЦЕВА ВЕНТИЛЯЦІЯ

Вентиляція, за допомогою якої повітря подається в приміщення чи видаляється з них з використанням механічних побудників руху повітря, називається механічною вентиляцією. Якщо система механічної вентиляції призначена для подачі повітря, то вона називається припливною, якщо ж вона призначена для видалення повітря – витяжною. Можлива організація повітрообміну з одночасною подачею і видаленням повітря – припливно-витяжна вентиляція. В окремих випадках для скорочення експлуатаційних витрат на нагрівання повітря застосовують системи вентиляції з частковою рециркуляцією (до свіжого повітря підмішується повітря, вилучене із приміщення). По місцю дії вентиляція буває загально обмінною і місцевою. Якщо робочі місця мають фіксоване розташування, то з економічних міркувань можна організувати оздоровлення повітряного середовища тільки в місцях перебування людей (наприклад, душировання робочих місць у гарячих цехах). Витрати на повітрообмін значно скорочуються, якщо уловлювати шкід. речовини в місцях їх виділення, не допускаючи поширення по приміщенню. З цієї метою поруч із зоною утворення шкідливості встановлюють пристрої забору повітря (витяжки, панелі, що всмоктують, всмоктувачі). Така вентиляція називається місцевою (рис. 2.10). У виробничих приміщеннях, у яких можливо раптове надходження великої кількості шкід. речовин, передбачається влаштування аварійної вентиляції.

У системах механічної вентиляції рух повітря здійснюється в основному вентиляторами – повітродувними машинами (осьового чи відцентрового типу) і, в деяких випадках, ежекторами. Осьовий вентилятор являє собою розташоване в циліндричному кожусі лопаткове колесо, при обертанні якого повітря, що надходить у вентилятор, під дією лопаток переміщається в осьовому напрямку. До переваг осьових вентиляторів відноситься простота конструкції, велика продуктивність, можливість економічного регулювання продуктивності, можливість реверсування потоку повітря. До їхніх недоліків відноситься мала величина тиску (30–300 Па) і підвищений шум. Відцентровий вентилятор складається зі спірального корпуса з розміщеним усередині лопатковим колесом, при обертанні якого повітря, що припливає через вхідний отвір, попадає в канали між лопатками колеса і під дією відцентрової сили переміщається по цих каналах, збирається корпусом і викидається через випускний отвір. Тиск вентиляторів такого типу може досягати більш 10000 Па. У залежності від складу переміщуваного повітря вентилятори можуть виготовлятися з різних матеріалів і різної конструкції (звичайного, пилового, антикорозійного, вибухобезпечного виконання). При підборі вентиляторів потрібно знати необхідну продуктивність, створюваний тиск і, в окремих випадках, конструктивне виконання. Повний тиск, що розвиває вентилятор, витрачається на подолання опорів на всмоктувальному і нагнітальному повітроводі при переміщенні повітря. Установка вентиляційної системи (припливна, витяжна, припливно-витяжна; мал. 2.4.1) складається з повітрозабірних і пристроїв для викиду повітря (розташованих зовні будинку), пристроїв для очищення повітря від пилу і газів, калориферів для підігріву повітря в холодний період, повітроводів, вентилятора, пристроїв подачі і видалення повітря в приміщенні, дроселів і засувок. Розрахунок вентиляційної мережі полягає у визначенні втрат тиску при рухові повітря, що складаються з втрат на тертя повітря (Ртр) (за рахунок шорсткості повітроводу) і в місцевих опорах (Рмо) (повороти, зміни площ, перетини, фільтри, калорифери й ін.). Повні втрати тиску РΣ(Па) визначають підсумовуванням втрат тиску на окремих розрахункових ділянках:

де l – довжина ділянки повітровода, характеризується сталістю витрати і швидкості повітря, м; λ – коефіцієнт опору тертя (орієнтовно λ = 0,0-); ξ – коефіцієнт місцевого опору (довідкові дані в залежності від фасонних змін повітроводів, x = 0…1000); ρ – густина повітря, кг/м³; vп – швидкість повітря, м/с; n – число ділянок магістралі; m – число елементів місцевих опорів.

Порядок розрахунку вентиляційної мережі такий:

1. Вибирають конфігурацію мережі в залежності від розміщення приміщень, установок, робочих місць, що повинна обслуговувати вентиляційна система.

2. Знаючи необхідну витрату повітря на окремих ділянках повітроводів, визначають площі їхніх поперечних перерізів, виходячи з допустимих швидкостей руху повітря (у звичайних вентиляційних системах швидкість приймають 6–12 м/с, а в аспіраційних установках для запобігання засмічення – 10–25 м/с).

3. За формулою (2.9) розраховують опір мережі, причому за розрахункову звичайно приймають найбільш протяжну магістраль.

4. По каталогах вибирають вентилятор і електродвигун.

Якщо опір мережі виявилося занадто великим, розміри повітроводів збільшують і роблять перерахунок мережі.

На підставі даних про необхідну продуктивність і тиск, роблять вибір вентилятора за його аеродинамічною характеристикою, що графічно виражає зв’язок між тиском, продуктивністю і к. к. д. при визначених швидкостях обертання (Р-L характеристика). При виборі вентилятора враховують, що його продуктивність пропорційна швидкості обертання робочого колеса, повний тиск – квадрату швидкості обертання, а споживана потужність – кубу швидкості обертання. Установочна потужність електродвигуна (N, кВт) для вентилятора розраховується за формулою:

N = k · L · P/(1000 · ηу · ηп), (2.10)

де k – коефіцієнт запасу (1,05 – 1,15); L – продуктивність вентилятора, м³/год; P – повний тиск вентилятора, Па;

ηу – к. к. д. вентилятора; ηп – к. к. д. передачі від вентилятора до двигуна (для клиновидних пасів ηп =

0,9 – 0,95, для плоских пасів 0,85–0,9).