19.03.2009. Вентиляция промышленного применения

К системам вентиляции промышленных и коммерческих объектов предъявляются более высокие требования, чем к обычным установкам кондиционирования воздуха. Прогрессивным техническим решением в области вентиляции крупных промышленных и общественных сооружений является использование систем промышленной вентиляции фирмы HOVAL (Швейцария, Лихтенштейн). Именно с их помощью удается в максимально полной степени обеспечить реализацию современных достижений в области прикладной аэродинамики и энергосберегающих технологий. Оборудование HOVAL незаменимо для вентиляции и обогрева высоких (до 18 м) промышленных и торговых помещений, спортивных сооружений, выставочных комплексов.

Вентиляционное оборудование HOVAL – это компактные автономные агрегаты, каждый из которых обеспечивает подачу и удаление воздуха с расходом до 8000 куб. м/час. А кроме этого: нагрев или охлаждение, рекуперацию тепла, эффективное распределение воздушного потока, поддержание необходимой температуры. В зависимости от возникающих потребностей применяются различные типы агрегатов.

Для обеспечения притока и вытяжки воздуха используются крышные вентиляционные агрегаты с рекуперацией тепла (модель LHW) и без рекуперации тепла (модель LH).

Рециркуляционные воздухонагревательные агрегаты для помещений с низкими потолками представлены моделью HV. В помещениях с высокими потолками могут применяться более мощные и сложные агрегаты модели DHV.

Как правило, подача воздуха осуществляется в верхнюю часть помещения через управляемые воздушные клапаны, и обычно для подачи и удаления воздуха не требуется изготовление и монтаж воздуховодов. Однако в некоторых специальных случаях их применение возможно.

Особенностью конструктивного решения предлагаемых вентиляционных агрегатов является эффективное совместное использование двух основных принципов энергосбережения, лежащих в основе современной концепции вентилирования производственных и общественных сооружений большого объема, а именно:

* рециркуляцивоздуха;

* рекуперация отводимого тепла.

Выполненный в виде моноблока агрегат закрепляется к потолку. Раздача воздуха производится сверху вниз через специальное устройство типа air-injector, снабжаемое электронной системой управления углом раскрытия воздушной струи. Вентиляция помещений осуществляется по принципу затопления рабочей зоны свежим приточным воздухом. Удаление отработанного воздуха осуществляется сверху, куда он вытесняется из рабочей зоны после того, как его энтальпия была использована по своему основному назначению.

Агрегаты могут обеспечивать как подогрев, так и охлаждение приточного воздуха в зависимости от конкретных особенностей проветриваемых объектов и/или времени года. Устройство вытяжки сверху в обоих случаях обеспечивает дополнительную экономию энергии, поскольку за счет соответствующей температурной стратификации потребное внутреннее теплосодержание, а также потери энергии, обусловленные теплопроводностью крыши, оказываются минимальными.

Воздухораспределительное устройство типа air-injector, создавая направленную сверху вниз закрученную струю, за счет регулирования ее аэродинамических параметров, обеспечивает возможность эффективного проветривания помещений высотой от 3,5 до 18 м.

При соблюдении необходимых условий размещения агрегатов в рабочей зоне обеспечивается равномерное распределение температур и подвижности воздуха в пределах гигиенических нормативов. Предусматриваются различные варианты дистанционного регулирования в ручном либо автоматическом режимах.

Являясь моноблоками, агрегаты HOVAL обеспечивают раздачу воздуха в помещении и организацию воздухообмена, используя закономерности аэродинамики затопленных струй. Это особенно важно при использовании указанных вентиляционных агрегатов в производственных и складских помещениях, оборудованных мостовыми кранами, тельферами, кран-балками и другими требующими свободного доступа по всей площади горизонтального сечения грузоподъемными механизмами.

Алгоритмы автоматического регулирования и управления режимами вентиляции, основанные на теоретических и полуэмпирических соотношениях, характеризующих развитие течений в ограниченном пространстве в условиях свободного тепло- и массообмена, реализованы с использованием программируемых постоянных запоминающих устройств.

Однако, при необходимости организации принудительной локальной вытяжки с механическим побуждением возможно использование специальных отводов, обеспечивающих подключение зонтов, аспирируемых укрытий и других устройств местной вентиляции.

Воздухораспределители поставляются в трех модификациях, обозначаемых как D3, D5 и D8, что соответствует расходам воздуха 3000, 5000 и 8000 куб. м/час.

Подбор агрегатов, обеспечивающих заданные параметры микроклимата в рабочей зоне, вообще говоря, требует довольно сложных расчетов, основанных на полуэмпирической теории закрученных струй. Эффективным является также компьютерное моделирование с использованием численных решений основных газодинамических уравнений на основе методов конечных элементов.

Однако в первом приближении оценка потребного количества агрегатов может быть произведена с использованием упрощенной методики. Ориентируясь на минимальное и максимальное значения достигаемой площади пола, следует оценить соответствующее минимальное и максимальное количество агрегатов каждого типа. С увеличением количества агрегатов растет качество воздухообмена с одновременным повышением общей цены. Задача заключается в нахождении соответствующего компромисса. При планировании размещения агрегатов во внимание должны приниматься следующие факторы:

* минимальное расстояние до стены;

* минимальное расстояние между агрегатами;

* минимально достигаемая площадь пола;

* максимально достигаемая площадь пола;

* наличие конструкций и оборудования, препятствующих формированию приточных струй.

Аэродинамика закрученной струи, создаваемой воздухораспределителями типов D3, D5 и D8, приближенно может характеризоваться с использованием представленной ниже номограммы. Для каждого типоразмера агрегатов в пределах создаваемых ими расходов воздуха при заданной разнице температур приточного воздуха и воздуха внутри помещения с использованием номограммы возможно решение как прямых, так и обратных задач определения потребных высоты установки и угла закрутки струи.

Рекуперационно-рециркуляционные вентиляционные агрегаты фирмы HOVAL, являясь моноблоками, комплектуются из серии модулей. Путем их комбинирования обеспечиваются широкие возможности конфигурирования агрегатов исходя из особенностей предъявляемых к ним требований. Тем не менее, достигаемое многообразие вариантов конструктивных решений достаточно условно подразделяется на 5 основных типов: HV, DHV, ZH, LH и LHW.

На объект заказчика агрегаты типов HV и DHV поставляются целиком в сборе, а агрегаты типов ZH, LH и LHW – состоящими из двух частей, одна из которых с помощью крана или вертолета завешивается через отверстие в кровле на специальной обечайке, являющейся элементом конструктивного оформления опорного узла, создаваемого в верхнем перекрытии. Вторая часть агрегата в этом случае крепится с помощью болтовых соединений поверх первой, образуя расположенный над кровлей наружный отсек.

Системы вентиляции HOVAL имеют многочисленные достоинства, которые доказаны их практическим применением.

Благодаря распределению теплого воздуха сверху вниз стратификация температуры в помещении значительно снижается. Равномерное распределение температур по всему объему помещения является значительным преимуществом для осуществления технологического процесса, например при изготовлении точного оборудования, а также с точки зрения потерь тепла и, следовательно, эксплуатационных расходов. Энергетические потери через крышу значительно снижаются.

Необходимое качество воздушной среды

В процессе воздухораспределения приточный воздух и воздух помещения тщательно смешиваются, обеспечивая тем самым подачу в рабочую зону потребного количества воздуха необходимого качества и гарантируя отсутствие повышенных концентраций вредных веществ в помещении.

Высокая надежность эксплуатации

Все вентиляционные агрегаты HOVAL оснащены вентиляторами с непосредственным приводом от электродвигателя и долговечными подшипниками, не требующими замены. Кроме того, при использовании нескольких децентрализованных вентиляционных агрегатов выход из строя одного из них только в исключительном случае может повлечь сбой всей системы.

Простота обслуживания

Поскольку в одном помещении обычно устанавливается несколько агрегатов, то их техническое обслуживание, например замену фильтров, можно легко выполнить вне зависимости от основного технологического процесса, при этом нет необходимости останавливать всю вентиляционную систему.

Экономия полезной площади

Вследствие того, что вентиляционные блоки монтируются под потолком или на крыше, они не требуют использования полезной площади и пространства.

Отсутствие воздуховодов

Как правило, вентиляционные установки HOVAL работают без приточных и вытяжных воздуховодов. Это не только упрощает проектные работы, но также позволяет свободно использовать в производственном помещении краны и другое подъемно-транспортное оборудование, осуществлять его модернизацию. В соответствии с исследованиями профессора Фангера, отсутствие воздуховодов дает еще и то преимущество, что чистый наружный воздух не загрязняется, проходя через воздуховоды, которые достаточно трудно чистить. Рекуперация тепла, реализуемая в приточно-вытяжных агрегатах LHW, позволяет значительно снизить эксплуатационные расходы и уменьшить отрицательное воздействие на окружающую среду.

Простота адаптации к существующим рабочим условиям

Так как каждый вентиляционный агрегат обслуживает определенную площадь в производственном цехе, можно удовлетворить различные требования, касающиеся специфики каждой конкретной зоны, рабочего режима (рециркуляция/подача свежего воздуха), температуры и производственного расписания (1, 2 или 3 смены). Кроме того, в отличие от централизованных систем, так называемый "принцип островных решений" позволяет избежать нежелательного влияния отдельных зон помещения друг на друга. При планировании установки вентиляционных агрегатов HOVAL на больших заводах инвестиции можно делать поэтапно в зависимости от имеющихся средств.

Высокоэффективная вентиляция

При использовании установок HOVAL, благодаря высокоэффективному воздухораспределению, при сравнительно невысокой кратности воздухообмена в помещении поддерживаются надлежащее качество воздуха и равномерная температура. На практике доказано, что расход воздуха около 10 куб. м/час в расчете на 1 кв. м площади является вполне достаточным. Если же выбросы вредных веществ достаточно высоки, величину воздушного потока можно увеличить.

Простота реконструкции

Поскольку вентиляционная система HOVAL состоит из отдельных блоков, ее легко монтировать в уже эксплуатируемых цехах, при этом помехи для основного технологического процесса будут весьма незначительными. После монтажа систему легко адаптировать к изменившимся по каким-либо причинам требованиям. Например, возможно переоборудование вытяжного воздуховода от производственного оборудования или дополнительная комплектация вентиляционных агрегатов воздухоохладительной секцией. Причем, это можно сделать для индивидуального агрегата, т. е. на той площади, где это необходимо.