Что такое воздушное душирование
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Воздушное душирование
Воздушное душирование необходимо применять в условиях воздействия лучистого тепла интенсивностью теплового облучения 300 ккал / мгч и более. [19]
Воздушное душирование применяют при следующих условиях: а) когда на рабочего воздействует лучистая теплота с интенсивностью 350 Вт / м2 и более; б) при открытых технологических процессах, при которых выделяются в рабочую среду вредные пары; в) в том случае, когда невозможно или нецелесообразно использование общеобмеиной вентиляции для этих целей. [22]
Воздушное душирование применяют при следующих условиях: а) когда на рабочего воздействует лучистая теплота с интенсивностью 350 Вт / м3 и более; б) при открытых технологических процессах, при которых выделяются в рабочую среду вредные пары; в) в том случае, когда невозможно или нецелесообразно использование общеобменной вентиляции для этих целей. [23]
Воздушное душирование мест постоянного пребывания рабочих в цехах обязательно при интенсивности теплового облучения рабочих мест превышающей 1 кал / см. мин. [25]
Для воздушного душирования применяют патрубки типов ПД и ППД. В зависимости от условий подвода воздуха используют патрубок ПД с верхним ( рис. 1.19, а) или нижним ( рис. 1.19 6) подводом воздуха. [27]
Системы воздушного душирования для подачи воздуха на рабочие места следует проектировать отдельными от систем другого назначения. [28]
Установка воздушного душирования характеризуется площадью Fq выходного сечения патрубка душирующей установки и скоростью Vq воздуха на выходе из патрубка. [29]
Воздушные души их назначение и области применения
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:
на рис. 1 в качестве примера показана принципиальная схема устройства воздушного душа у нагревательной печи, когда для воздушного душирования подается наружный воздух.
Рис.1
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:
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:
– 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,
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.
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 УДВУВ.
Рис.2
1- корпус воздухораспределителя
2- направляющие лопатки
3- направляющая решетка
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.
В качестве воздухораспределителя в установках воздушного душирования может выполняться поворотный душирующий воздухораспределитель (ППД – патрубок поворотный душирующий) см. рис. 3.
Рис.3
Воздухораспределитель ППД состоит из 3 х звеньев:
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.
Рис.4
1 – воздуховод от системы вентиляции
3 – направляющая решетка
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.
Рис.5
1 – неподвижная часть вентилятора
2 – поворотная часть вентилятора
3 – металлический гибкий лист
5 – веерная решетка РВ, устанавливаемая в выходном сечении вентилятора
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.
Рис.6
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.
Воздушное душирование.
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
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.
3 направляющая решетка
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:
(1)
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
Количество воздуха выходящего из патрубка:
(м3/ч)
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:
(5)
Так как на начальном участке υх=υ0, а υрм=0,7υ0, то скорость выхода воздуха из ВР:
(6)
3 0.6≤Pt≤1 рабочее место рекомендуется душировать основным участком струи и расчетные формулы имеют эмпирическую зависимость:
(8)
(9)
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:
(10)
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.
6 регулирующий вентиль
7 насос для перекачки смеси
Как правило, в качестве абсорбера применяется вод, а в качестве ХА аммиак или бромистый литий.
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:
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.
 |
Если dпр = dко, при Wп = const и G = const, то
Процесс термовлажностной обработки воздуха в оросительных камерах кондиционеров водой с постоянной температурой изображается на I-d диаграмме лучами, лежащими в пределах криволинейного треугольника АНВ, у которого одной стороной является кривая насыщения j = 100 %, а двумя другими – касательные к этой кривой, проведённые из точки Н. Точка Н характеризует параметры наружного воздуха. Обработка воздуха может осуществляться по политропным и адиабатным процессам.
Схема системы автоматического регулирования
1 – узел воздухозабора;
2 – утепленный клапан;
4 – воздухонагреватель первого подогрева;
5 – оросительная камера;
7 – водонагреватель второго подогрева
К (4), (7) подводится подающий и обратный трубопровод. Т-1 – терморегулятор, который связан с исполнительным механизмом ИМ1 и клапаном К1.
Для поддержания заданных параметров воздуха в помещении при изменении tн.в., т.е. в промежуточных значениях Iн.в., кондиционер оборудуется системой автоматизации. Схема имеет два узла регулирования и узел защиты калориферов от замораживания.
Первый узел регулирования работает от терморегулятора Т-1 и обеспечивает поддержание температуры за камерой орошения (КО). Это достигается в теплый период за счет изменения холодопроизводительности КО, в холодный период – за счет изменения теплоотдачи калориферов первого подогрева.
Второй узел регулирования работает от терморегулятора Т-2 и поддерживает в помещении заданную температуру за счет изменения теплоотдачи калорифера второго подогрева.
Проанализируем работу первого узла регулирования при изменении Iн.в. при переходе от теплого к холодному периоду. Терморегулятор Т-1 устанавливается за вентилятором и настраивается на температуру за КО, и связан с исполнительными механизмами ИМ1 и ИМ2. Исполнительный механизм ИМ2 воздействует на трехходовой клапан, меняя соотношение количества рециркуляционной воды и холодной воды в КО. ИМ1 воздействует на исполнительный механизм клапана К1, установленного на трубопроводе обратной воды калорифера первого подогрева. В теплый период года при уменьшении Iн.в. терморегулятор Т1 воздействует на ИМ2, постепенно уменьшая количество холодной воды, поступающей из холодильной установки. Когда Iн.в. достигнет значения Iк.о., поступление холодной воды полностью прекратится. ИМ2 достигнет своего крайнего положения и замкнет контакты ИМ1. Поэтому при дальнейшем уменьшении Iн.в. в работу включается ИМ1, постепенно увеличивая количество горячей воды, проходящей через калорифер первого подогрева. Переход с холодного периода на теплый период осуществляется в обратной последовательности.
2-й узел регулирования.
При понижении температуры воздуха в помещении Т-2 дает сигнал на ИМ3, и клапан, установленный на трубопроводе обратной воды калорифера второго подогрева приоткрывается. И чем ниже теплоизбытки в помещении, тем больше горячей воды проходит через калорифер второго подогрева.
7,8. 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.
 |
Если dпр = dко, при Wп = const и G = const, то
Процесс термовлажностной обработки воздуха в оросительных камерах кондиционеров водой с постоянной температурой изображается на I-d диаграмме лучами, лежащими в пределах криволинейного треугольника АНВ, у которого одной стороной является кривая насыщения j = 100 %, а двумя другими – касательные к этой кривой, проведённые из точки Н. Точка Н характеризует параметры наружного воздуха. Обработка воздуха может осуществляться по политропным и адиабатным процессам.
Рассмотрим наиболее характерные случаи изменения состояния воздуха при обработке его водой.
 |
Осушение воздуха сорбентами:
Абсорбцией называется процесс поглощения веществ ила газов
твердыми или жидкими телами (абсорбентами), протекающий во всем объеме поглотителя. В качестве абсорбентов для установок кондиционирования воздуха используют жидкие поглотители: растворы хлористого кальция и лития, бромистого лития, этиленгликоль. В технике кондиционирования воздуха применяют обычно первые два вида абсорбента. Остальные растворы применяют редко из-за их токсичности и коррозионного воздействия на металлы.
Адсорбцией называется процесс поглощения веществ или газов поверхностью жидкости или твердого тела. Адсорбентами являются силикагель, алюмогель, бокситы, активированный древесный уголь. Воздух осушается при непосредственном взаимодействии с водяными растворами солей (абсорбентами) за счет разности парциальных давлении водяного пара
при одинаковых температурах над поверхностями воды и раствора.
9. Во многих случаях для охлаждения воздуха в центральном кондиционере применяются поверхностные «сухие» воздухоохладители. Конструкция этого воздухоохладителя зависит от используемого хладоносителя.
Либо это водяные теплообменники, если в качестве хладоносителя используется вода или гликолевые смеси.
Такие воздухоохладители характеризуются следующими параметрами:
1) минимальная температура рабочей среды
2) максимальное рабочее давление рабочей среды
3) гидравлическое сопротивление
4) Все водяные воздухоохладители проходят испытание на заводах-изготовителях при нагрузке
Либо это фреоновые теплообменники прямого испарения, где в качестве хладоносителя используется фреон (хладон). Фреоновые воздухоохладители характеризуются следующими параметрами:
1) минимальная температура кипения фреона
2) Максимальное рабочее давление рабочей среды
3) Фреоновые воздухоохладители испытываются на прочность с нагрузкой
Конструкция фреоновых теплообменников охладительных секций центр кондиционеров отличается от калориферов наличием распределения жидкого фреона по трубкам теплообменника и сборными коллекторами газовой фазы фреона, для возврата в холодильную машину.
Способ охлаждения поверхностными воздухоохладителями оказывается весьма эффективным и менее дорогим.
Применение этой схемы позволяет осуществить плавное регулирование температуры подаваемого воздуха, практически не лимитировать расстояние от холодильной машины до секции охлаждения центр конд-ра, обеспечить хладоснабжение нескольких конд-ов различной мощности от одной холодильной машины и создать наиболее мягкие условия ее работы при переменных нагрузках. Для обеспечения циркуляции хладоносителя устанавливается насос или насосная станция.
В тех случаях, когда нет необходимости плавного регулирования холодильной мощности, схема охлаждения воздуха может быть еще более упрощена путем использования в воздухоохладителях непосредственно фреона, а в качестве холодильной машины- компрессорно-конденсаторного блока. На соединительном жидкостном трубопроводе необходимо установить перед входом в теплообменник соединительный комплект, состоящий из следующих элементов: фильтр-осушитель, смотровое стекло, электромагнитный клапан, терморегулирующий вентиль.
Процесс обработки воздуха в «сухом» поверхностном воздухоохладителе происходит за счет контакта потока воздуха с поверхностью, имеющей более низкую температур