Вентиляционная душирующая установка для работы внутри горячего производственного оборудования. Проектирование воздушных душей Поток воздуха направленный непосредственно на рабочее место

Интенсивность теплового облучения человека регламентируется, исходя из субъективного ощущения человеком энергии облучения. Согласно требованиям нормативных документов интенсивность теплового облучения работающих от нагретых поверхностей технологического оборудования, осветительных приборов не должна превышать :

− 35 Вт/м 2 при облучении более 50% поверхности тела;

− 70 Вт/м 2 при облучении от 25 до 50% поверхности тела;

− 100 Вт/м 2 при облучении не более 25% поверхности тела.

От открытых источников (нагретые металл и стекло, открытое пламя) интенсивность теплового облучения не должна превышать 140 Вт/м 2 при облучении не более 25% поверхности тела и обязательном использовании средств индивидуальной защиты, в том числе средств защиты лица и глаз.

Санитарные нормы ограничивают также температуру нагретых поверхностей оборудования в рабочей зоне, которая не должна превышать 45°С, а для оборудования, внутри которого температура близка к 100°С, температура на его поверхности должна быть не выше 35°С .

В производственных условиях не всегда возможно выполнить нормативные требования. В этом случае должны быть предусмотрены мероприятия по защите рабочих от возможного перегрева :

− дистанционное управление ходом технологического процесса;

− воздушное или водо-воздушное душирование рабочих мест;

− устройство специально оборудованных комнат, кабин или рабочих мест для кратковременного отдыха с подачей в них кондиционированного воздуха;

− использование защитных экранов, водяных и воздушных завес;

− применение средств индивидуальной защиты, спецодежды, спецобуви и др.

Одним из самых распространенных способов борьбы с тепловым излучением является экранирование излучающих поверхностей. Различают экраны трех типов :

1. Непрозрачные – к таким экранам относятся, например, металлические (в т.ч. алюминиевые), альфолевые (алюминиевая фольга), футерованные (пенобетон, пеностекло, керамзит, пемза), асбестовые и др. В непрозрачных экранах энергия электромагнитных колебаний взаимодействует с веществом экрана и превращается в тепловую энергию. Поглощая излучение, экран нагревается и, как всякое нагретое тело, становится источником теплового излучения. При этом излучение поверхностью экрана, противолежащей экранируемому источнику, условно рассматривается как пропущенное излучение источника.

2. Прозрачные – это экраны, выполненные из различных стекол: силикатного, кварцевого, органического, металлизированного, а также пленочные водяные завесы (свободные и стекающие по стеклу), вододисперсные завесы. В прозрачных экранах излучение, взаимодействуя с веществом экрана, минует стадию превращения в тепловую энергию и распространяется внутри экрана по законам геометрической оптики, что и обеспечивает видимость через экран.

3. Полупрозрачные – к ним относятся металлические сетки, цепные завесы, экраны из стекла, армированного металлической сеткой. Полупрозрачные экраны объединяют в себе свойства прозрачных и непрозрачных экранов.

По принципу действия экраны подразделяются на :

− теплоотражающие;

− теплопоглощающие;

− теплоотводящие.

Однако это деление достаточно условно, так как каждый экран обладает одновременно способностью отражать, поглощать и отводить тепло. Отнесение экрана к той или иной группе производится в зависимости от того, какая его способность выражена сильнее.

Теплоотражающие экраны имеют низкую степень черноты поверхностей, вследствие чего они значительную часть падающей на них лучистой энергии отражают в обратном направлении. В качестве теплоотражающих материалов в конструкции экранов широко используют альфоль, листовой алюминий, оцинкованную сталь, алюминиевую краску.

Теплопоглощающими называют экраны, выполненные из материалов с высоким термическим сопротивлением (малым коэффициентом теплопроводности). В качестве теплопоглощающих материалов применяют огнеупорный и теплоизоляционный кирпич, асбест, шлаковату.

В качестве теплоотводящих экранов наиболее широко используются водяные завесы, свободно падающие в виде пленки, орошающие другую экранирующую поверхность (например, металлическую), либо заключенные в специальный кожух из стекла (акварильные экраны), металла (змеевики) и др. .

Эффективность защиты от теплового излучения с помощью экранов оценивается по формуле :

где Q бз – интенсивность теплового излучения без применения защиты, Вт/м 2 , Q з – интенсивность теплового излучения с применением защиты, Вт/м 2 .

Кратность ослабления теплового потока, т, защитным экраном определяется по формуле:

где Q бз − интенсивность потока излучателя (без использования защитного экрана), Вт/м 2 , Q з − интенсивность потока теплового излучения экрана, Вт/м 2 .

Коэффициент пропускания экраном теплового потока, τ, равен:

τ = 1/m . (2.8)

Местную приточную вентиляцию широко используют для создания требуемых параметров микроклимата в ограниченном объеме, в частности, непосредственно на рабочем месте. Это достигается созданием воздушных оазисов, воздушных завес и воздушных душей.

Поток воздуха, направленный непосредственно на рабочего, позволяет увеличить отвод тепла от его тела в окружающую среду. Выбор скорости потока воздуха зависит от тяжести выполняемой работы, а также от интенсивности облучения, но она не должна, как правило, превышать 5 м/с, так как в этом случае у рабочего возникают неприятные ощущения (например, шум в ушах). Эффективность воздушных душей возрастает при охлаждении направляемого на рабочее место воздуха или же при подмешивании к нему мелко распыленной воды (водо-воздушный душ) .

Воздушный оазиссоздают в отдельных зонах рабочих помещений с высокой температурой. Для этого небольшую рабочую площадь закрывают легкими переносными перегородками высотой 2 м и в огороженное пространство подают прохладный воздух со скоростью 0,2 – 0,4 м/с .

Воздушные завесысоздают для предупреждения проникновения в помещение наружного холодного воздуха путем подачи более теплого воздуха с большой скоростью (10 – 15 м/с) под некоторым углом навстречу холодному потоку .

Воздушные душиприменяют в горячих цехах на рабочих местах, находящихся под воздействием лучистого потока теплоты большой интенсивности (более 350 Вт/ м 2) .

Поток воздуха, направленный непосредственно на рабочего, позволяет увеличить отвод тепла от его тела в окружающую среду. Выбор скорости потока воздуха зависит от тяжести выполняемой работы, а также от интенсивности облучения, но она не должна, как правило, превышать 5 м/с, так как в этом случае, у рабочего возникают неприятные ощущения (например, шум в ушах).

Эффективность воздушных душей возрастает при охлаждении направляемого на рабочее место воздуха или же при подмешивании к нему мелко распыленной воды (водо-воздушный душ) .

Сущность изобретения: в корпусе расположен вентилятор, связанный с ним выходной напорный штуцер с соплом, имеющим продольный участок и выходной конец. На корпусе установлены откидные лапы с фиксаторами их положения. Короб образован двумя П-образными частями, шарнирно закрепленными на выходном конце сопла, расположенными на сопле и связанными с каждой из частей короба механизмом синхронного их перемещения. Продольный участок сопла имеет постоянное поперечное сечение, прямоугольную форму и длину, составляющую 0,3-0,7 ширины продольного участка. Штуцер подвода воды установлен на выходном конце сопла. Корпус выполнен круглым. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к вентиляционным системам, а именно к передвижным установкам местного водо-воздушного душирования. Известны установки местной вентиляции, содержащие неподвижный корпус, расположенные в нем вентилятор и выходной патрубок с соплом. Недостатком данного устройства является то, что оно стационарно и не может применяться при ремонтных и пусконаладочных работах для местной временной вентиляции рабочих мест. Известна установка водо-воздушного душирования, содержащая передвижной корпус, расположенный в нем вентилятор, связанный с ним выходной напорный патрубок с соплом и штуцер подвода воды к соплу. Недостатком данного устройства является невозможность регулирования размера вентилируемого места и интенсивности, так как выходной конец сопла имеет круглое постоянное сечение и трудность транспортировки корпуса к вентилируемому месту. Целью изобретения является повышение производительности и эффективности труда за счет облегчения транспортировки, обеспечения регулирования размера выходящего из сопла охлаждающе-вентилирующего потока и приближения вентилятора к зоне охлаждения. Для достижения указанной цели в установке сопло выполнено с участком постоянного сечения прямоугольной формы, длина l которого выбрана из условия l = (0,3...0,7)h, где h - ширина сечения, штуцер подвода воды установлен около выходного конца участка постоянного сечения, корпус выполнен круглым и устройство снабжено установленными на корпусе откидными лапами с фиксаторами их положения, двумя образующими короб частями П-образной формы, шарнирно закрепленными около выходного участка постоянного сечения сопла так, что ось шарниров параллельна основанию частей короба и перпендикулярна оси сопла, расположенным на сопле и связанным с каждой из частей короба механизмом синхронного их перемещения. Кроме того, длина l частей короба выбрана из условия l = (2,5...4)h, а каждая из частей выполнена клиновой расширяющейся по длине, при этом угол раскрытия выбран не более 15 о, а стенки частей короба выполнены переменной высоты, увеличивающейся от выходного конца участка постоянного сечения сопла, при этом максимальная высота стенки выбрана в пределах (0,55...0,65)h. Выполнение корпуса круглым с откидными лапами позволяет осуществлять транспортировку в любую зону производства ремонтных работ, а за счет максимального приближения установки к охлаждаемой зоне повысить эффективность охлаждения. Штуцер расположен в зоне максимального скоростного потока, что позволяет эффективно распылять воду и равномерно распределять ее в потоке. Выполнение сопла прямоугольной формы и снабжение его коробом с указанными размерами и регулируемой шириной обеспечивает эффективную подачу охлаждающего потока к заданному месту, создание плоской завесы и регулирование потока в зависимости от требований к охлаждению зоны работы. На фиг.1 показана предлагаемая установка, вид сбоку, в состоянии транспортировки; на фиг.2 - то же, в рабочем состоянии; на фиг.3 - сопло при минимальном раскрытии частей короба, вид сбоку; на фиг.4 - то же, при максимальном раскрытии; на фиг.5 - то же, вид сверху. Установка содержит круглый корпус 1, расположенный в нем вентилятор 2 с выходным напорным патрубком 3 с соплом 4 и установленные на корпусе 1 откидные лапы 5 с фиксаторами 6 их положения. Сопло 4 выполнено с участком 7 постоянного сечения прямоугольной формы высотой b, шириной h и длиной l, причем длина l = (0,3...0,7)h. Установка содержит штуцер 8 подвода воды к соплу 4, установленный около выходного конца 9, и две образующие короб части 10 П-образной формы, закрепленные около выходного конца 9 участка 7 с помощью шарниров 11, ось а-а которых параллельна основанию 12 частей 10 и перпендикулярна оси б-б сопла 4. Длина L частей 10 короба выбрана из условия L = (2,5...4)h. Каждая из частей 10 выбрана клиновой расширяющейся по длине с углом раскрытия не более 15 о. Высота b стенок частей 10 выполнена переменной с максимальной высотой 0,55...0,65 высоты b. Кроме того, установка содержит механизм синхронного перемещения частей 10, выполненный, например, в виде закрепленной на участке 7 стойки 13, связанного с ней винта 14, установленной на винте 14 гайки 15 и двух тяг 16, один конец каждой из которых шарнирно связан с гайкой 15, а другой - с соответствующей частью 10. Установка работает следующим образом. При убранных в корпус 1 лапах 5 и отсоединенном сопле 4 установку переносят или перекатывают в заданное место, как можно ближе к охлаждаемой зоне, в которой производится работа. После этого откидываются лапы 5 и они закрепляются фиксаторами 6. Корпус 1 закрепляется при этом в устойчивом положении. На вентиляторе 2 закрепляют выходной напорный патрубок 3 с соплом 4, а на штуцере 8 - трубопровод системы подвода воды. Затем в зависимости от расстояния от сопла 4 до охлаждаемой зоны, ее размера и условий вокруг охлаждаемой зоны и требований и интенсивности охлаждения устанавливают положение частей 10. Чем дальше от сопла 4 до зоны охлаждения, чем больше требование к интенсивности, тем меньше размер выходного сечения короба, т.е. тем ближе части 10 поворачиваются друг к другу механизмом синхронного перемещения частей 10. При этом винт 14, поворачиваясь, перемещает гайку 15 и тяги 16 или сводят или разводят части 10, поворачивая их вокруг оси а-а шарниров 11. Включают вентилятор 2 и подают воду через штуцер 8. Вода, попадая в сопло 4 в зоне максимальной скорости движения воздуха, перемешивается с ним и выходит из короба. Попадая в зону охлаждения и испаряясь там, она вместе с вентилирующим потоком воздуха охлаждает пространство, включающим и зону работы. Правильный выбор угла раскрытия в зависимости от ожидаемых условий и размеров зоны охлаждения в пределах 15 о позволяет подобрать условия подачи потока воздуха с необходимыми параметрами движения и в необходимых количествах.

Формула изобретения

1. УСТАНОВКА ВОДОВОЗДУШНОГО ДУШИРОВАНИЯ, содержащая корпус, расположенный в нем вентилятор, связанный с ним выходной напорный штуцер с соплом, имеющим продольный участок и выходной конец, штуцер подвода воды к соплу, отличающаяся тем, что установка снабжена установленными на корпусе откидными лапами с фиксаторами их положения, коробом, образованным двумя П-образными частями, шарнирно закрепленными на выходном конце сопла, расположенными на сопле и связанными с каждой из частей короба механизмом синхронного их перемещения, при этом продольный участок сопла имеет постоянное поперечное сечение, прямоугольную форму и длину, составляющую (0,3 ... 0,7)h, где h - ширина продольного участка, причем штуцер подвода воды установлен на выходном конце сопла, а корпус выполнен круглым. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что П-образные части короба имеют длину, составляющую (2,5 ... 4)h, где h - ширина участка сопла, а каждая из частей короба выполнена клиновидной формы с углом раскрытия клина не более 15 o . 3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что стенки П-образных частей короба выполнены переменной высоты, увеличивающейся от выходного конца сопла, при этом максимальная высота стенок составляет (0,55 ... 0,65)b, где b - высота продольного участка сопла.

ВД наиболее эффективное мероприятие для создания на постоянных рабочих местах или участках, на которых параметры воздуха отличаются от средних в рабочей зоне, требуемых по санитарно-гигиеническим нормам метеорологических условий температуры, влажности и скорости движения воздуха. ВД используется в следующих случаях:

Для борьбы с лучистой теплотой

Для борьбы с конвективной теплотой при невозможности обеспечения нормативных параметров общеобменной вентиляции

Для борьбы с газовыми выбросами при невозможности устройства локализующей вентиляции

Наиболее распространенно ВД в литейных, кузнечных и термических цехах, там где тепловой поток составляет 175-350 Вт/м2 и более.

Душирование рабочих мест осуществляется в зависимости от поверхностной плотности лучистого теплового потока внутренним и наружным воздухом. Если плотность лучистого теплового потока находится в пределах 175-380 Вт/м 2 в пределах рабочего места площадью более 0,2 м2 применяется внутренний воздух. При этом температура и скорость воздуха на рабочем месте должны соответствовать СНиПу.

ВД работающие на внутреннем воздухе называются аэраторами. Их основными элементами являются:

1 осевой вентилятор с электродвигателем на одном валу

2 автоматическое поворотное устройство до 600

3 пневматическая форсунка с подводом воды

Это ВД используется для обслуживания площадок, на которых находится несколько человек. Поворотные аэраторы обеспечивают относительно равномерные скорости в потоке воздуха и более широкую зону обслуживания. Однако при температуре больше 280 их охлаждающий эффект значительно снижается. При тепловом потоке 1800 Вт/м2 применяется ВД с использованием экранов.

В состав ВД работающего на наружном воздухе входят:

1 Приточная камера или центральный кондиционер с камерой орошения(может работать в любом режиме)

2 Сети воздуховодов, которые могут быть в подпольных каналах и по цеху

3 Душирующие патрубки, которые устанавливаются от пола на расстоянии 1,8 м до нижней кромки патрубка. Систему ВД нельзя совмещать с системой приточной общеобменной вентиляции. Душирующие патрубки могут быть разной конструкции. Сам патрубок поворотный.

1 воздуховод

Особенности расчета:

Расчет ВД сводится к:

1 выбору режима обработки воздуха

2 определению параметров подаваемого воздуха- скорости и температуры.

3 определению размеров душирующего патрубка F0

4 подбору технологического оборудования

Существующий метод расчета основывается на решении задачи оптимизации работы ВД по расходу энергоресурсов и закономерностей приточной струи. При выходе их воздухораспределителя душирующего патрубка создается компактная струя. Зоной действия струи считается зона шириной более 1 метра, а скоростной границей считается зона 50% от значения скорости υх.

методика расчета проф. ПВ Участкина- первоначально определяется температурный критерий:

tрз- температура воздуха в рабочей зоне

tрм- нормируемая температура на рабочем месте

t0- температура воздуха, которая получается при адиабатном охлаждении наружного воздуха, то есть минимальная температура потока, которая может быть получена без использования искусственного холода

tад- температура адиабатной обработки воздуха

Δt-нагрев воздуха вентилятором=0,5-1,50С

При Pt<1 принимается адиабатное охлаждение

1 Pt≤0,6 в этом случае температура воздуха на рабочем месте больше температуры t0. В этом режиме установка душирования будет работать без искусственного холода, используя адиабатное охлаждение. Для вентиляции рабочего места используется основной участок рабочей струи и тогда:

n- коэффициент характеризующий изменение температуры по оси струи

х- расстояние от выпуска до рабочего места, это расстояние не должно быть меньше 1м.

F0- площадь сечения душирующего патрубка

Скорость движения воздуха на выходе из патрубка определятся как:

m- коэффициент характеризующий изменение скорости по оси струи

Для скорости на рабочем месте с учетом зоны струи:

Температура приточного воздуха определяется из критерия Рt:

0,6- учитывает среднее значение параметров температуры в струе

Количество воздуха выходящего из патрубка:

2 Pt≥1 достижение требуемой температуры притока возможно только с искусственным охлаждением. Для экономии энергоресурсов рабочее место следует душировать начальным участком приточной струи. На начальном участке параметры скорости и температуры неизменны и равны начальным. В этом случае рекомендуется относительное расстояние :

Размеры душирующего патрубка определяются по зависимости:

Так как на начальном участке υх=υ0, а υрм=0,7υ0, то скорость выхода воздуха из ВР:

t0= tрм/0.6 (7)

При значении Pt=1 патрубки рассчитанные по вышеизложенным формулам получаются очень большими. В этих случаях необходимо искусственное охлаждение воздуха и вести расчет по формулам, когда Pt>1

Температуру воздуха выходящего из приточного патрубка необходимо определить по формуле:

5. Абсорбционная холодильная машина:

Рабочий цикл в этих машинах осуществляется за счет тепловой энергии. Работает на смеси двух веществ, из которых одно является хладагентом (ХА), а второе абсорбентом, то есть веществом, поглощающим или растворяющим пары ХА.

Принципиальная схема:

1 кипятильник

2 конденсатор

3регулирующий вентиль

4 испаритель

5 адсорбер

6 регулирующий вентиль

7 насос для перекачки смеси

Как правило, в качестве абсорбера применяется вод, а в качестве ХА аммиак или бромистый литий.

Принцип работы:

В кипятильнике богатая ХА смесь, подогревается либо паром, либо эл. энергией. при подогреве пары аммиака выделяются из смеси, причем давление в кипятильнике растет до величины давления конденсации. Далее пары аммиака проходят цепь превращений:

Конденсируется в жидкое состояние

Дросселируется в регулирующем вентиле 3 с падением давления до начальной величины и температуры

Затем жидкий аммиак поступает в испаритель 4, из него пары аммиака поступают в 5. Абсорбер, как и конденсат, охлаждается водой, и в нем водоаммиачная смесь интенсивно поглощает пары аммиака, обогащаясь дополнительным количеством газа.

Эта смесь насосом 7 перекачивается в кипятильник 1, в тоже время обедненная водоаммиачная смесь через 2-ой регулирующий вентиль перетекает из кипятильника в абсорбер. Таким образом, в абсорбционной машине можно различить 2 контура движения:

Для аммиака: кипятильник – КД - регулирующий вентиль 3-испаритель-абсорбер

Для водоаммиачной смеси: кипятильник – регулирующий клапан 6 – абсорбер – насос - кипятильник

6. Наружный воздух независимо от нагрузки в помещении обрабатывается так, чтобы значения параметров температуры и влажности были постоянными в любой период года, то есть фиксируется точка за камерой орошения. Для обработки воздуха используется “мокрый аппарат”. Это аппарат, в котором производится термовлажностная обработка воздуха. Это может быть камера орошения или поверхностный орошаемый воздухоохладитель. При подаче достаточного количества воды процесс заканчивается при j = 85 ¸90 %, то есть при реальных процессах обработки воздуха в оросительных камерах конечная влажность его не достигает значения j = 100 %. Причиной этого является изменение температуры воды и кратковременный контакт воздуха с водой.

Первый узел регулирования фиксирует параметры наружного воздуха после “ мокрого аппарата”. Условно это является точкой камеры орошения и косвенно поддерживает влажность помещения.

Воздушный душ представляет собой местный, направленный на человека поток воздуха. В зоне действия воздушного душа создаются условия, отличные от условий во всем объеме помещения. С помощью воздушного душа могут быть изменены следующие параметры воздуха в месте нахождения человека: подвижность, температура, влажность и концентрация той или иной вредности. Обычно зоной действия воздушного душа являются: фиксированные рабочие места, места наиболее длительного пребывания рабочих и места отдыха. На рис. 3.19 схематически изображен воздушный душ, используемый для создания необходимых условий на рабочем месте.

Наиболее часто воздушные души применяются в горячих цехах на рабочих местах, подверженных влиянию теплового излучения.

Рис. 3.18. Бортовой отсос: а - простой; б - опрокинутый; в - спередувкой

Рис. 3.19. Воздушный душ: а - вертикальный; б - наклонный; в - групповой

3,0 м/сек, температура может изменяться от 16 до 24 °С. Если воздушный душ используется для борьбы с пылью, скорость воздуха не должна быть выше 0,5-1,5 м/сек, чтобы не допускать поднятия пыли, осевшей на пол.

Большое влияние на эффективность работы воздушного душа оказывает конструкция воздуховыпускного патрубка (приточная насадка). Целесообразно иметь это устройство поворотным и при этом предусмотреть возможность изменять угол наклона оси потока введением поворотных лопаток. На рис. 3.20 изображены приточные насадки конструкции В. В. Батурина, выполненные с учетом этих двух требований.

Классификация систем вентиляции и кондиционирования воздуха

Рис. 3.20. Приточные насадки конструкции В. В. Батурина: а - при верхнем подводе; б - при нижнем подводе воздуха

Для воздушного душа может использоваться наружный воздух или воздух, забираемый из помещения. Последний, как правило, проходит соответствующую обработку (чаще всего охлаждение). Наружный воздух также может быть обработан для придания ему необходимых параметров.

Душирующие установки могут быть стационарными или передвижными .

В передвижных установках используется воздух из помещения, обрабатываемый нередко с помощью распыливания воды в потоке выходящего воздуха.

Испаряющаяся адиабатно вода позволяет снижать температуру воздуха. На рис. 3.21 и 3.22 показаны во- довоздушные души этого типа конструкции Московского и Свердловского институтов охраны труда.

В воздушных завесах, так же как и в воздушных душах, используется основное свойство приточного факела - его относительная дальнобойность. Воздушные завесы устраиваются с целью предотвратить поступление воздуха через технологические проемы или ворота из одной части здания в другую или наружного воздуха в производственные помещения. На рис. 3.23 изображены схемы воздушных завес, предназначенные для предотвращения или резкого уменьшения проникания через ворота холодного наружного воздуха в цех. Воздух, подаваемый для завесы, может предварительно подогреваться, и тогда завесы называются воздушно-тепловыми.

Воздушные завесы, рассчитанные на предотвращение проникания холодного воздуха, следует предусматривать у ворот, которые открываются чаще пяти раз или не менее чем на 40 минут в смену, а также у технологических проемов отапливаемых зданий, расположенных в районах с расчетной температурой наружного воздуха для проектирования системы отопления - 15 °С и ниже , когда исключена возможность устройства шлюзов . Если снижение температуры воздуха в помещениях (по технологическим или санитарно - гигиеническим соображениям ) недопустимо , завесы могут быть запроектированы при любой продолжительности открывания и любой расчетной температуре наружного воздуха . При этом необходимо технико - экономическое обоснование данного решения .

Рис. 3.21. Водовоздушный душ типа МИОТ малой модели:

Рис. 3.22. Передвижной веерный агрегат СИОТ-3:

Рис . 3.23. Воздушные завесы : а - принцип действия ; б - различные способы подачи воздуха :

I - подача воздуха снизу ; II - боковая подача воздуха с одной стороны ; III - то же с двух сторон

1 - трубопровод для подачи воды

от водопровода; 2 - кожух; 3 - электродвигатель; 4 - осевой вентилятор; 5 - сливная труба; 6 - подставка 1 - осевой вентилятор; 2 - электродвигатель; 3 - форсунки; 4 - металлический обтекатель; 5 - подставка на колесах; 6 - трубопровод для подачи воды из водопровода

В случае кратковременного (до 10 минут) открытия ворот, как правило, допускается снижение температуры воздуха на рабочих местах, защищенных от обдувания воздухом, врывающимся через ворота, ширмами или перегородками. Степень снижения зависит от характера выполняемой работы: при легкой физической работе - до 14 °С, работе средней тяжести - до 12°, тяжелой работе - до 8°. Если постоянных рабочих мест в районе ворот нет, допускается снижение температуры в рабочей зоне этого района до +5°.

Очень близкими к воздушно-тепловым завесам по своему назначению являются так называемые воздушные буфера, создаваемые путем подачи теплого воздуха в тамбуры зданий общественного назначения (магазины, клубы, театры и т. д.).

В настоящее время необходимые условия воздушной среды на рабочем месте довольно часто создаются с помощью устройства специальных вентилируемых кабин. В таких кабинах поддерживаются условия, отличные от условий во всем объеме производственного помещения. Это достигается чаще всего подачей в кабины специальным образом приготовленного воздуха: в горячих цехах - охлажденного, в холодных, неотапливаемых помещениях - подогретого. Вентилируемые кабины могут быть отнесены к местным системам вентиляции. Естественно, что их применение возможно, когда рабочее место строго фиксировано, например у пульта управления. На рис. 3.24 изображена вентилируемая кабина для поста управления краном, разработанная Ленинградским институтом охраны труда.

Общеобменные системы вентиляции могут быть приточными и вытяжными (рис. 3.5, 3.6, 3.9). При использовании общеобменных систем ставится задача создать необходимые условия воздушной среды во всем объеме помещения или в объеме рабочей зоны. В отличие от местных систем, в данном случае все выделяющиеся в помещении вредности распространяются во всем объеме. Следовательно, основная задача, которая должна быть решена при проектировании рассматриваемых систем, заключается в том, чтобы содержание в воздухе помещения той или иной вредности не превосходило величины предельно допустимой концентрации, а значения метеорологических параметров отвечали соответствующим требованиям.

Нередко помещение оборудуется приточной и вытяжной общеобменными системами вентиляции (рис. 3.10).

Общеобменный метод создания заданных условий воздушной среды имеет широкое распространение и в сочетании с системами кондиционирования воздуха.

Рис. 3.24. Вентилируемая кабина

В настоящем курсе этому методу уделено весьма большое внимание, так как он является основным для объектов МО

Местная механическая приточная вентиляция.

Воздушные души их назначение и области применения

Воздушным душем называют местный направленный на человека поток воздуха. С помощью такого потока, т.е. струи воздуха, можно создавать местные наиболее благоприятные для работы человека условия воздушной среды на ограниченном участке или участках производства. Такими участками, где необходимо устройство воздушных душей является в первую очередь:

1. фиксированные рабочие места
2. места длительного пребывания в помещение работающих
3. места отдыха работающих

на рис. 1 в качестве примера показана принципиальная схема устройства воздушного душа у нагревательной печи, когда для воздушного душирования подается наружный воздух.

1 – нагревательная печь с открытым или открывающимся проемом 2

3 – фиксированное рабочее место у проема 2

4 – душирующий воздухораспределитель для подачи на рабочее место струи воздуха 6

5 – подпольный канал для подачи приточного наружного воздуха на воздухораспределитель.

Условие воздушной струи 6 на фиксированном рабочем месте 3, которое создает воздушный душ должны соответствовать определенным гигиеническим и физиологическим требованиям. Воздушные души должны выполняться в следующих случаях:

1. в тех случая, когда средствами общей обменной вентиляции невозможно получить нормируемых параметров воздуха в помещении.
2. когда достижение определенных параметров внутреннего воздуха в помещении за счет обще обменной вентиляции является хотя и возможным, но требует при этом огромных объемов воздуха.

Во многих случаях, когда работа производится в обстановке ощутимого теплового излучения, а средства общеобменной вентиляции окажутся недостаточными, для того, чтобы поддерживать требуемую температуру и относительную влажность на рабочих местах и устранить нарушение терморегуляции между телом человека и окружающей средой воздушные души должны корректировать условия воздушной сред. К производственным помещениям, в которых в первую очередь необходимо устройство воздушного душирования можно отнести:

– металлургические и машиностроительные заводы, где воздушные души необходимы у промышленных печей, прокатных станов, прессов и молотов и других технологических агрегатов.

– стекольные

– хлебозаводы и другие предприятия.

С помощью воздушного душирования можно корректировать следующие параметры воздушной среды на фиксированных рабочих местах помещениях:

1. температуру воздуха,

2. скорость движения воздуха,

3. влажность,

4. концентрацию вредностей на рабочем месте.

За счет движения воздуха выходящего из душируюшего воздухораспределителя увеличивается теплоотдача от тела человека и это обстоятельство является очень важным особенно в случаях когда работа человека происходит в обстановке ощутимого теплового излучения.

Струю приточного воздуха из душирующего воздухораспределителя необходимо отправлять на встречу работающим и обдувать при этом в первую очередь открытые части тела подверженные облучению. В случае если необходимо увеличить теплоотдачу от тела человека в воздушных душах применяется воздух с более низкой температурой по сравнению с температурой воздуха в помещении. Кроме того, иногда для увеличения теплоотдачи от тела человека струю выдаваемого воздуха распыляют в лаву.

В этом случае капельки воды попадают на открытые части тела человека, на его одежду, испаряются и вызывают при этом дополнительное охлаждение человека.

В случае если воздушный душ используется в помещении для локализации выделяющейся пыли или для борьбы с повышенной загазованностью то скорость выхода воздуха из душирующеного воздухораспределителя не должна быть значительной для того чтобы пыль, лежащаяся на поверхности строительной конструкции, не взмучивалась.

Практически эта скорость должна составлять 1-1,5 м/с. Ширина душирующей струи S должна быть примерно 1,2-1,5 м. За исключением случая, когда воздушные души обслуживают большие по площади площадки. Согласно СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование, воздушное душирование постоянных рабочих мест наружным воздухом необходимо предусматривать в следующих случаях:

1. при облучении человека на фиксированном рабочем месте лучистым тепловым потоком с поверхностной плотностью ≥140 Вт/м 2 и более.

2. при открытых технологических процессах сопровождающихся выделением вредных веществ и невозможностью устройства укрытий или местной вытяжной вентиляции, предусматривая при этом меры предотвращающие распространение вредных выделений на постоянные рабочие места.

При душирование наружным воздухом производственных помещениях расчетные температуры и скорости движения воздуха должны предусматриваться:

1. при облучении работающего лучистым тепловым потоком с поверхностной плотностью 140 Вт/м 2 и более по приложению Е СНиП 41-01-2003, в зависимости от категории выполняемых работ и поверхностной плотности теплового потока.

2. При открытых технологических процессов связанных с выделением вредных веществ по приложению В СНиП 41-01-2003.

В таблице 6. 2 справочника проектировщика под редакцией Павлова и Шиллера приведены данные института ЛИОТ по численным значениям интенсивности теплового облучения работающих на рабочих местах отдельных видов производств, для цехов машиностроительных заводов (кузнечных, литейных, термических и других) при проектирование и расчете воздушного душирования интенсивность облучения работающих может приниматься по указаниям на проектирование отопления и вентиляции соответствующих перечисленных цехов. Разработанных институтом «СантехНИИПроект».

Подробные данные по интенсивности облучения работающих цехах машиностроительных заводов приведены в справочнике Торговников Б.М. «Проектирование промышленной вентиляции».

Согласно СНиП 41.01-2003 при душирование рабочих мест наружным воздухом расчетные параметры наружного воздуха должны приниматься следующими по СНиП 23.01-99*.

1. параметры А для теплого периода года,

2.параметры Б для холодного периода года.

Подачу воздуха системами воздушного душирования рабочих мест следует предусматривать через поворотные горизонтальные плоскости воздухораспределителей обеспечивающих минимальную турбулентность выходящей струи и возможность изменения и направления струи вертикальной плоскости на угол не менее 30 0 .

Установки воздушного душирования рабочих мест могут быть:

1. стационарными см. рис.1

2. передвижными или переносными.

Душирущие установки подающие наружный воздух выполняют стационарными и по типу относят к приточным установкам от которых они отлучаются только устройствами для подачи приточного воздуха.

Душирующий воздух в стационарных установках подается на определенные рабочие места с помощью воздухораспределителей, которые дают при выходе сосредоточенную струю выходящую с заданной сравнительно большой скоростью (до 3,5 м/с).

В настоящее время к предпочтительному применению в стационарных установках воздушного душирования рекомендуются унифицированные душирующие воздухораспределители (УДВ). Они разработаны и могут применяться в следующих исполнениях:

1. с нижним подводом воздуха и без увлажнения, и с увлажнением.

2. с верхним подводом воздуха без увлажнения и с увлажнением

На рисунке 2 показана конструктивное выполнение унифицированного душирующего воздухораспределителя с верхним подводом воздуха и увлажнением УДВ УВ.

1- корпус воздухораспределителя

4- шарнирное соединение

5- пневматическая форсунка

Воздухораспределитель состоит из корпуса 1 в котором расположены направляющие лопатки 2 и устройства 6 обеспечивающие кинематическую связь блока направляющих лопаток 2 с направляющей решеткой 3.

Изменение направления душирующей струи в горизонтальной плоскости осуществляется путем поворота душирущего воздухораспределителя вокруг оси для чего он имеет шарнир 4. В вертикальной плоскости направление струи за счет поворота направляющей решетки 3 может изменяться от горизонтального положения на угол до 45 0 . Для увлажнения воздуха на направляющей решетке устанавливают форсунки 5 с пневматическим распылением воды. Форсунки могут перемещаться и по горизонтали и по вертикали направляющей решетки и тем самым могут создаваться оптимальные условия для увлажнения.

В качестве воздухораспределителя в установках воздушного душирования может выполняться поворотный душирующий воздухораспределитель (ППД – патрубок поворотный душирующий) см. рис. 3.

Воздухораспределитель ППД состоит из 3 х звеньев:

– верхнего звена

–среднего звена

–нижнего звена

2- опорные ролики

4 – шарнир

Нижнее звено 5 имеет поджатое прямоугольное выходное сечение и соединяется со средним звеном осью 4, вокруг которой оно может быть повернуто вниз на угол до 25 0 .

В заданном положение нижнее звено 5 фиксируется двумя зажимами находящихся на боковых поверхностях среднего звена, вокруг вертикальной оси среднее звено поворачивается на трех роликах 2, которые опираются на неподвижный фланец верхнего звена.

К воздуховоду душирующий воздухораспределитель крепится на фланцевом соединение и с этой целью воздуховод должен надежно крепиться к наружным конструкциям.

Воздухораспределители ПД (патрубок душирующий) были разработаны профессором В. В. Батулиным с верхним подводом воздуха и с нижним подводом воздуха. Соответственно рисунки 4 а и 4 б.

1 – воздуховод от системы вентиляции

4- поворотный шарнир

5- ручка для изменения положений направляющей решетки

Вокруг вертикальной оси воздухораспределитель поворачивается с помощью шарнира 4. Для охлаждения и увлажнения подаваемого приточного воздуха могут применяться форсунки ФП-1 и ФП-2 с пневматическим распылением воды см. рис.2. НПО (научно производственное подразделение) «Проектпромвентиляция» разработала поворотный регулируемы воздухораспределитель ВП с присоединительным патрубком круглого или прямоугольного сечения конструкция которого показана на рисунке 5.

1 – неподвижная часть вентилятора

2 – поворотная часть вентилятора

3 – металлический гибкий лист

4 – рассекатели

5 – веерная решетка РВ, устанавливаемая в выходном сечении вентилятора

6 – шарнир.

Вентиляторы ВП могут устанавливаться вертикально при верхнем подводе воздуха, или горизонтально при боковом подводе.

Второй тип душирующих установок – это передвижные (переносные) установки. Обработка воздуха в них заключается обычно в подмешивании к потоку воздуха, выходящего из имеющегося в конструкции осевого вентилятора распыленной воды.

На рис.6 показана принципиальная схема передвижной душирующей установки.

1 – осевой вентилятор (обычно серии МЦ) с электродвигателем 2;

3 – опорная конструкция:

4 – пневматическая форсунка.

Из веерных душирующих агрегатов, называемых водовоздушными душами, в наибольшей степени распространены агрегаты конструкции ВА, ПАМ, разработанные соответственно Свердловским (СНОТ) и Московским (МИОТ) институтом охраны труда.

Работая на рециркулируемом воздухе помещения эти агрегаты характеризуются простой конструкцией, дают значительное охлаждение подаваемого душирующего воздуха, и кроме того обеспечивают его частичную промывку от пыли.

Расчет ВД основан на закономерностях движения свободной струи приточного воздуха и завл-ся в определении следующих параметров:

1. расхода подаваемого приточного воздуха;

2. скорость выхода воздуха из душирующего воздухораспределителя

3. конструктивных размеров и типоразмера, принятого к установке воздухораспределителя.