Расчет приточно вытяжной вентиляции цеха

Расчет системы вентиляции производственного помещения

Качество воздушной среды в цехах регламентируется законодательством, нормативы установлены в СНиП и ТБ. На большинстве объектов эффективный воздухообмен невозможно сформировать посредством естественной системы, и необходимо устанавливать оборудование. Важно добиться нормативных показателей. Для этого выполняется расчет приточно-вытяжной вентиляции производственного помещения.

В нормативах предусмотрены различные виды загрязнений:

• избыточное тепло от работы машин и механизмов;
• испарения, в которых содержатся вредные вещества;
• избыточная влажность;
• различные газы;
• человеческие выделения.

Методика расчета вентиляции производственных помещений предлагает анализ по каждому из виду загрязнений. Результаты не суммируются, а в работу принимается наибольшее значение. Так, если на производстве максимальный объем нужен для удаления излишков тепла, именно этот показатель принимается для вычислений технических параметров структуры. Приведем пример расчета вентиляции производственного помещения, площадью 100 м 2 .

1. Воздухообмен на промышленной площадке, площадью 100 м2
2. Местная вытяжка
3. Общеобъемная вентиляция
4. Приточная вентиляция
5. Приточно-вытяжная вентиляция
6. Резюмируем

Расчёт вентиляции

Вентиляция служит для поддержания достаточного количества свежего чистого воздуха в помещении и для удаления отработанного загрязненного воздуха из помещения. Кроме того, вентиляция обеспечивает движение воздуха в помещении, что способствует устранению лишней влаги, сырости, застойного воздуха и накопившихся запахов. Для того, чтобы подобрать все необходимые комплектующие, требуется произвести расчёт системы вентиляции.

Расчёт приточной вентиляции

Расчёт приточной вентиляции выполняется для каждого из помещений в отдельности. Алгоритм расчёта зависит от назначения помещения. Так, для офисных помещений, фойе и переговорных будут применены различные зависимости.

В первую очередь, выполняя расчёт приточной вентиляции, следует обратиться к нормативным документам — сводам правил (СП) для рассматриваемого типа объекта:

• СП 44.13330.2011 — Административные и бытовые здания
• СП 54.13330.2016 — Здания жилые многоквартирные
• СП 56.13330.2011 — Производственные здания
• СП 57.13330.2011 — Складские здания
• СП 113.13330.2016 — Стоянки автомобилей
• СП 118.13330.2012* — Общественные здания и сооружения
• СП 278.1325800.2016 — Здания образовательных организаций высшего образования

В сводах правил приведены таблицы кратностей воздухообмена для различных помещений. Например, согласно п. 7.31 СП 118.13330.2012 кратность воздухообмена в магазине должна быть не менее 1. Напомним, что кратность воздухообмена показывает, сколько раз воздух в помещении должен смениться за один час. Следовательно, чтобы провести расчёт приточной вентиляции нужно определить объём помещения магазина.

Предположим, площадь магазина составляет 50 м 2 , высота потолков 3 метра. Тогда объем помещения составит 150 м 3 , а требуемый расход приточного воздуха будет равен 150·1=150 м 3 /ч.

Для других типов объектов в нормах может быть указана не кратность воздухообмена, а расход воздуха, приходящийся на одного человека. Так, согласно таблице 7.3 СП 118.13330.2012 в зрительных залах кинотеатров расход воздуха на одного зрителя должен быть не менее 20 м 3 /ч. В этом случае расчёт приточной вентиляции будет заключаться в подсчёте числа зрителей и умножении полученного значения на 20 м 3 /ч. Для зрительного зала вместимостью 300 человек получим: 300·20 = 6000 м 3 /ч.

Расчёт вытяжной вентиляции

Расчёт вытяжной вентиляции также ведётся с учетом требований сводов правил, список которых приведён выше. Например, однократный воздухообмен в магазине будет означать, что производительность вытяжной системы также должна составлять 1 объём помещения в час (150 м 3 /ч для рассмотренного магазина).

Однако при расчёте вытяжной вентиляции есть одна особенность. В «чистых» помещениях (офисы, кабинеты, переговорные, жилые комнаты и другие помещения с постоянным пребыванием человека) рекомендуется, чтобы расход вытяжного воздуха был на меньше расхода приточного воздуха. Это делается для того, чтобы «лишний» воздух уходил в смежные помещения — в коридоры и технические помещения. Тем самым обеспечивается защита от перетекания запахов из смежных помещений и жилые и офисные зоны.

Кроме того, на любом объекте есть помещения, где предусматривается только вытяжка — санузлы, душевые, технические помещения, гардеробы и другие. Как правило, нормы предписывают устраивать для них отдельные вытяжные системы. При этом расчёт вытяжных систем ведётся исходя из следующих цифр:

• Вытяжка от одного унитаза: 50 м 3 /ч
• Вытяжка от одной раковины: 25 м 3 /ч
• Вытяжка от одной душевой кабинки: 75 м 3 /ч
• Вытяжка из технических помещений: 1 крат.

Расчёт приточно-вытяжной вентиляции

Расчёт приточно-вытяжной вентиляции сводится к расчёту приточной и вытяжной систем вентиляции по отдельности. Далее, функцию двух систем может выполнять один агрегат — приточно-вытяжная установка.

Приточно-вытяжные установки обычно применяют для общеобменных систем вентиляции. Учитывая преобладание притока над вытяжкой, о котором говорилось выше, в таких установках расход приточного воздуха больше, чем вытяжного. Кроме того, аэродинамическое сопротивление приточной системы всегда выше, чем вытяжной ввиду наличия секций фильтрации, нагрева, а иногда и охлаждения. Поэтому вытяжные вентиляторы, как правило, предусматриваются меньшей мощности, нежели приточные.

Наконец, выполняя расчёт приточно-вытяжной вентиляции, можно сэкономить, предусмотрев рекуператор тепла. Это устройство, которое передаёт тепло от вытяжного воздуха приточному. В зимнее время рекуператор способен достаточно сильно прогреть приточный воздух за счёт вытяжного и, как следствие, существенно снизить мощность нагревателя.

Например, в приточной системе вентиляции требуется нагреть 1000 м 3 /ч воздуха с ‑26°С до +20°С. Мощность нагревателя составит 0,335·1000·(20-(-26)) = 15,3 кВт.

Предположим, в рекуператоре удалось нагреть приточный воздух до температуры +7°С. Тогда нагревателю останется лишь догреть его до искомых +20°С. Мощность такого нагревателя составит 0,335·1000·(20-7)=4,3 кВт. Таким образом, применение рекуператора позволило понизить энергозатраты системы на 11 кВт или на 72%.

Расчёт естественной вентиляции

Суть естественной вентиляции — обеспечение естественного воздухообмена в помещении. Приточная естественная вентиляция обычно представляет собой открытые окна. Естественная вытяжная вентиляция — это шахта, которая поднимается на определенную высоту. Чем выше — тем сильнее тяга, и тем интенсивнее будет работать естественная вентиляция в целом.

Естественная вентиляция. 1 — вытяжная решетка, 2 — открытое окно, 3 — вытяжная шахта.

Расчёт естественной вентиляции позволяет определить сечение вытяжной шахты и, при необходимости, высоту подъёма этой шахты. В ходе расчёта определяется располагаемое гравитационное давление (тяга), подбирается сечение, рассчитываются аэродинамические потери и проверяется условие, чтобы потери не превышали тягу.

Располагаемое гравитационное давление определяется по формуле:

где g — ускорение свободного падения (g=9,81 м/с 2 ); h — высота шахты (м); ρ_Н — плотность наружного воздуха (принимается для +5°С равной 1,27 кг/м 3 ); ρ_В — плотность внутреннего воздуха (принимается для +18°С равной 1,21 кг/м 3 ).

Площадь сечения шахты рассчитывается исходя требуемого расхода и скорости воздуха. Скорость воздуха задаётся самостоятельно, рекомендуется принимать не более 1,5 м/с, желательно — 1 м/с.

где L — расход воздуха (м 3 /ч), v — скорость воздуха (м/с).

По полученной площади сечения шахты определяется длина А и ширина В сечения (так, чтобы A·B ≈S) для прямоугольных шахт или диаметр круглых шахт (D=корень(4·S/p)).

Далее определяется аэродинамическое сопротивление шахты ΔР_Ш, включая сопротивление вытяжной решетки в помещении и дефлектора на улице. Оно должно быть как минимум на 10% меньше располагаемого гравитационного давления ΔР_Г:

Если это условие не выполняется, следует принять меньшую скорость движения воздуха в шахте (это позволит снизить ΔР_Ш) или увеличить высоту шахты (это позволит увеличить ΔР_Г).

Расчёт воздуховодов вентиляции

Расчёт воздуховодов вентиляции сводится к определению сечения воздуховодов — сторон прямоугольных воздуховодов или диаметра круглых. Расчёт сечения вентиляции ведётся по формуле:

где L — расход воздуха (м 3 /ч), v — скорость воздуха (м/с). Скорость воздуха в системах принудительной вентиляции принимается:

• До 15 м/с в системах противодымной вентиляции
• До 6 м/с в магистральных воздуховодах общеобменной вентиляции
• До 4 м/с в ответвлениях от магистральных воздуховодов общеобменной вентиляции.

Далее для прямоугольных воздуховодов подбираются такие размеры проходного сечения А и В, чтобы А·В≈S. Кроме того, А и В должны быть кратны 50 миллиметрам. Например, для S=0,07 м 2 можно предложить А=350мм и В=200 мм или А=300 мм и В=250 мм.

Для круглых воздуховодов выполняется расчёт диаметра вентиляции D: D=корень(4·S/p).

Далее принимается ближайший больший диаметр воздуховода из ряда стандартных диаметров: 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 650, 800, 1000 миллиметров. Более подробно о стандартных диаметрах круглых воздуховодов читайте в отдельном материале.

Например, для той же площади сечения S = 0,07 м 2 получим D ≈ 300 мм. Ближайший больший круглый воздуховод имеет диаметр 315 миллиметров — именно его и следует принять.

Более подробно о видах воздуховодов и их классификации читайте в отдельной статье.

Пример расчёта вентиляции

В качестве примера рассмотрим небольшой офис компании, включающий ресепшен (2 рабочих места) и три кабинета (4, 6 и 8 рабочих мест и по 2 места для посетителей в каждом из них). Напомним, что на каждое постоянное рабочее место требуется 60 м 3 / ч, на каждого посетителя — 20 м 3 /ч. Расход приточного воздуха для такого объекта составит:

• Для ресепшена — 2·60 = 120 м 3 /ч
• Для кабинета 1 — 4·60+2·20 = 280 м 3 /ч
• Для кабинета 2 — 6·60+2·20 = 400 м 3 /ч
• Для кабинета 3 — 8·60+2·20 = 520 м 3 /ч

Общий расход приточного воздуха составит 120+280+400+520 = 1320 м 3 /ч.

Примем скорость воздуха v = 4 м/с. Получим площадь сечения S = 1320/(3600·4) = 0,092 м 2 . Примерно такую площадь сечения имеет круглый воздуховод диаметром 400 мм. Но такой диаметр считается слишком большим, рекомендуется применять прямоугольные воздуховоды.

Среди прямоугольных воздуховодов можно предложить, например, 400×250 мм — именно такого типоразмера далее следует подбирать вентилятор, шумоглушители, воздухонагреватель, фильтр и другие элементы приточной системы вентиляции.

Кстати, рассчитаем мощность воздухонагревателя для данной системы (нагрев с −26°С до +18°С):

Заключение

Расчёт вентиляции следует выполнять в соответствии с требованиями Сводов Правил и иных нормативных документов РФ. В ходе расчёта определяется производительность систем, сечение воздуховодов, подбираются все элементы, входящие в состав той или иной системы.

Юрий Хомутский, технический редактор журнала «Мир климата»

Вентиляция сварочного цеха

Вентиляция сварочных цехов направлена на удаление воздухопотока с содержанием окиси азота, углерода, озона, фтористых соединений. Для этого предусматриваются локальные вытяжки.

Нормы вентиляции определяют соотношение притока-вытяжки 2/3 в нижнем ярусе, 1/3 – в верхнем. Расчет вентиляции сварочного производства осуществляется с учетом веса использованных за 1 час электродов:

• ручная сварка – 1500-4500 м³·ч/кг;
• полуавтоматическая на углекислом газе – 1700-2000 м³·ч/кг;
• сварка с порошковой проволокой – 2500-5400 м³·ч/кг.

Расчет вентиляции сварочного производства производится до допустимого показателя.

Типы оборудования для вентиляции цеха

При проектировании промышленной вентиляции, как и при проектировании промышленного кондиционирования учитываются особенности цеха и выбирается место расположения наружных и внутренних агрегатов. Для вентиляции цеха применяются оба типа вентиляции, местная и общеобменная, центральное кондиционирование предусматривается в приточных установках или в приточно-вытяжных системах с секцией охлаждения воздуха. Для тех помещений, где в процессе производства не вырабатываются вредные вещества, и задача вентиляции цеха состоит лишь в борьбе с тепловыми выделениями, достаточно общеобменной системы.

Если же процесс связан с выбросом в помещение газов, пыли, испарений, то имеет смысл прибегнуть к вентиляции цеха смешанного типа – деятельность общеобменной дополняется отсосами местной системы. В исключительных случаях ограничиваются установкой лишь местной вентиляции, поскольку общеобменная вариация может разносить вредные выделения по всему помещению.

Местные отсосы располагаются над местом, где идет интенсивное выделение дыма, испарений, пыли. Тем самым система препятствует их разнесению по всему помещению. Важный нюанс: каналы местной вентиляции цеха должны располагаться таким образом, чтобы вредные выделения не попадали в дыхательные пути человека. Важно знать, что при проектировании промышленной вентиляции для расчета притока воздуха берется сумма производительности всех вытяжных систем и местных вытяжных систем.

Под потолком скапливаются все наиболее «грязные» выделения. Поэтому там и располагается вытяжка общеобменной вентиляции цеха. Приток воздуха же осуществляется в нижнюю часть помещения, в рабочую зону, где он наиболее необходим.

Профессиональное проектирование, подбор оборудования и монтаж вентиляции цеха от компании «ВеерВент» — гарантия приобретения эффективной и экономичной системы.

125476, г. Москва,
ул.Василия Петушкова, 3

Вопросы поддержания комфортных условий микроклимата в современных кафе и ресторанах

Вентиляция ресторана, вентиляция кафе

В статье рассматриваются вопросы вентиляции торговых залов и горячих цехов современных ресторанов и кафе. Выданы рекомендации по обеспечению условий работы в горячих цехах и по реализации курения в торговых залах (во всех или частично). В рекомендациях учтены требования нормативных документов и условия комфорта для посетителей и сотрудников ресторана.

Наиболее актуальной и требующей наибольших инженерных усилий и финансовых затрат для современных кафе и ресторанов является проблема обеспечения требуемого воздухообмена и поддержания комфортной температуры, особенно в летнее время. Никакое искусство шеф-повара и мастерство танцовщицы не поможет, если в зале не работает вентиляция, дым висит коромыслом, а через 5 минут танцев рубашка прилипла к спине и попросту нечем дышать.

Что говорят нормы, насколько они выполнимы, комфортны.

Требования к вентиляции ресторанов, кафе описаны в нормативной документации и, в общем-то, они несложны.

В предприятиях питания на 50 и менее мест приточную вентиляцию обеденного зала и горячего цеха допускается проектировать как единую систему.

Системы вытяжной вентиляции должны проектироваться самостоятельными для следующих групп помещений:

• помещения для посетителей;
• горячих цехов и моечных;
• производственных и административных помещений;
• уборных, умывальных и душевых;
• охлаждаемых камер для хранения овощей и фруктов, мяса и рыбы;
• охлаждаемых камер для хранения пищевых отходов.

Выполнение требований по вентиляции в технологической зоне, как правило, не вызывает трудностей, за исключением вентиляции горячих цехов.

Проблемы горячих цехов. Приток с охлаждением.

Основная трудность здесь заключена в том, что экономия рабочих площадей в горячих цехах приводит к повышенной теплонапряжённости до 800 – 2000 Вт на м2. В то время, как существующие нормативы требуют, что бы теплонапряженность не превышала 210 Вт на 1 м2 производственной площади. [2].

Приведу пример из своей практики. В одном из ресторанов делали расчет ситем вентиляции: на 100 посетителей сети «Шале-фондю» расположенном в г. Зеленограде, при расчёте вентиляции ресторана оказалось 7756 Вт теплоизбытков (с учётом одновременности работы и коэффициента загрузки) на горячий цех площадью 14м2. Указанные значения соответствовали теплонапряжённости 540 Вт на м2. При этом минимально допустимые значения воздухообмена для теплового модульного оборудования и из под потолка составили 2600м3/час, что соответствует 61 кратному воздухообмену. Опыт показывает, что предельная кратность воздухообмена в горячих цехах составляет 50-80. Температура воздуха в этом случае приближается к максимально допустимой для горячих цехов +26°С.

Обращаю внимание на два обстоятельства:

Первое. Указанные условия достигаются при расчётной температуре наружного воздуха +22,3°С

Второе. Согласно [2], около 60% воздуха, подаваемого в горячий цех, следует подавать из обеденных залов для поддержания требуемого разрежения.

Что из этого следует в практическом плане:

Первое обстоятельство. В действительности температура +22,3°С часто превышается в летнее время, (напомню, что параметр Б для Москвы +28,5°С) и условия труда в цеху становятся невыносимыми (и не соответствующими нормативам). Просто повышать воздухообмен нецелесообразно, т.к. во-первых, люди будут чувствовать себя как в аэродинамической трубе, во- вторых, при высокой температуре наружного воздуха это не даст никакого эффекта, в-третьих – может негативно сказаться на процессе приготовления пищи, и, наконец, потребует больших сечений воздуховодов и вентустановок повышенной производительности.

Наиболее эффективным выходом в данном случае, представляется мне ставить индивидуальную приточную установку на технологическую зону с охлаждением приточного воздуха. Это позволит удержать воздухообмен в допустимых пределах, и обеспечить приемлемые условия труда. Понятно, что указанная мера потребует от инвестора дополнительных расходов, но они несравнимо меньше стоимости снижения теплонапряжённости за счёт дополнительной площади, выделяемой под горячий цех. При этом нельзя забывать и о снижении производительности труда людей, вынужденных трудиться в экстремальных условиях.

Второе обстоятельство. То, что часть приточного воздуха (что для нашего ресторана составило 1600 м3/час), поступающего в горячий цех, может идти перетоком из торговой зоны, существенно уменьшает общий воздухообмен, экономически выгодно. Но дело в том, что не всегда воздух из торговых залов может подаваться в цеха, где приготавливается пища, и об этом мы сейчас поговорим более подробно.

От чего зависит выбор той или иной системы. Когда эффективна рекуперация.

Здесь всё зависит от очень важного, на мой взгляд, обстоятельства: курят ли в торговых залах или нет. В зависимости от этого применяемые технические решения могут очень сильно различаться. На сегодняшний день приняты следующие нормативы по воздухообмену вентиляции кафе и ресторанов:

для обеденных залов без курения 40 м3/ч•чел

для обеденных залов с курением 100 м3/ч•чел. [3].

Рассмотрим уже упоминавшийся нами ресторан «Шале-фондю» (См. рис.1). Для большей наглядности будем рассматривать только три торговых зала и горячий цех, как наиболее влияющие на воздухообмен.

Как происходит работа камеры

Для равномерности покрытия и отсутствия дефектов в пространстве камеры необходимо создавать грамотно предусмотренные воздушные потоки. Соответственно, вентиляция и фильтрация лакокрасочных отходов являются важными опорными элементами для устройства бокса. Базовый принцип работы состоит в том, что в одно и то же время выполнялись такие процедуры, как подача воздуха, удаление его, поступление чистого воздуха извне, а также выброс отработанной и очищенной атмосферы камеры вовне.

Воздушные массы, поступающие снаружи, проходят пылеочистку, а атмосферная струя, выходящая из камеры во внешнюю среду, очищается от окрасочного тумана, и для этого также используется особый фильтр. Воздух внутри помещения может циркулировать, выходить наружу или же подаваться прямым током.

Проверка вентиляции

Если вентиляция в доме уже стоит, но вызывает сомнения эффективность ее работы, то стоит проверить ее. Делается это довольно легко: можно взять лист бумаги и поднести к решетке вентиляции. Если лист начнет затягивать в решетку, значит вентиляция работает исправно. Если нет, значит она перекрыта или забита. Так бывает, когда соседи делают ремонт и перекрывают общую вентиляцию для защиты от пыли и грязи. Если же причина иная, стоит обратиться в специальные службы.

Что способно изменять стоимость

• Мощность вентиляторов — она устанавливается в зависимости от потребностей;
• Тип вентиляторов — бывают обычные модели и снабженные калориферами для отопления;
• Изоляция — от шума, тепла;
• Размеры труб — индивидуальные параметры

Дополнительные элементы всегда повышают стоимость сети.

Полезно знать: проектные работы выполняют от 6 до 12 дней. Все зависит от сложности и размеров обслуживаемого здания.

Вентиляция малярных цехов

Вентиляция малярного цеха должна быть ориентирована на удаление паров растворителей и воздушной взвеси частиц краски, концентрация которых в воздухе при лакокрасочных работах достаточно велика. Эти вещества создают серьезную угрозу здоровью человека, так как являются канцерогенами. Кроме того, они являются взрыво- и пожароопасными веществами.

Вентиляция окрасочных цехов, как в принципе и любого другого производства, определяется расходом воздуха. Но необходимый расход воздуха при окраске изделий различных габаритов отличается даже не в разы, а в сотни раз. Так, вентиляция окрасочных камер для деталей небольших габаритов без использования пульверизаторов и распылителей должна обеспечивать кратность воздухообмена в пределах 5-6 раз в час. В то время как при окрашивании крупных деталей из пульверизатора, для уменьшения концентрации вредных веществ в воздухе до допустимых значений необходимо обеспечить воздухообмен кратностью от 20 до 100 раз в час, что в больших цехах экономически невыгодно. Поэтому для таких цехов вентиляция при окраске должна снижать концентрацию примесей в воздухе только до той степени, чтобы гарантировать полную взрыво- пожаробезопасность. При этом рабочие снабжаются индивидуальными средствами защиты – респираторами и защитной одеждой.

Вентиляция покрасочной камеры осуществляется при помощи общеобменной приточно-вытяжной системы и местными вытяжками. Расчет приточной системы вентиляции производится таким образом, чтобы объемами подаваемых воздушных масс превысить количество удаляемого из помещения воздуха. Система вентиляции покрасочной камеры оснащается взрывозащищенными обратными клапанами на воздуховодах.

Вытяжная вентиляция в малярке зависит от вида выделяемых примесей: если пары газа легче воздуха, то общеобменные устройства должны удалять 2/3 части отработанного воздуха из верхней части цеха и 1/3 из нижней, если тяжелее — воздухообмен организуется в обратном порядке.

Окрасочные стенды, столы, камеры, ванны для окунания изделий, установки струйной окраски, сушилки и агрегаты для обезжиривания оснащаются мощными местными вытяжными устройствами. При этом запрещено объединять вытяжки в единую систему воздуховодов. Вытяжные системы используются взрывобезопасного исполнения с искрозащищенными вентиляторами.

Организация промышленной вентиляции и кондиционирования — задача, решение которой можно доверить только профессиональному проектировщику, специализирующемуся именно на производственной сфере. От правильно спроектированного и рассчитанного воздухообмена зависит эффективная эксплуатация промышленной вентиляции, ее долговечность, а также здоровье и даже жизнь работающего персонала.