Кондиционирование воздуха

6.2.2 Кондиционирование воздуха

Кондиционирование — это процесс поддержания температуры, влажности и чистоты воздуха в соответствии с санитарно-гигиеническими требованиями, предъявляемыми к производственным помещениям. Одно из основных требований к системе кондиционирования воздуха — регулирование определенных соотношений между четырьмя переменными величинами: температурой воздуха; средневзвешенным значением температуры внутренних поверхностей ограждений (стены, пол, потолок); влажностью воздуха; средней скоростью и равномерностью движения воздуха внутри помещения.

Кроме того, системой кондиционирования воздуха должна регулироваться концентрация газов, паров и пыли в помещении. Если система предназначена для создания комфортных условий людям, то она должна также уменьшать запахи, выделяемые человеческим телом.

Кондиционером называют техническое устройство (рис.10), которое с помощью приборов автоматического регулирования поддерживает в помещении заданные параметры воздушной среды. В зависимости от предъявляемых требований по обеспечению необходимого состояния воздуха помещений кондиционеры бывают двух типов: полного кондиционирования (обеспечивают постоянными температуру, относительную влажность, скорость движения и чистоту воздуха) и неполного кондиционирования (поддерживают постоянными только часть параметров или один из них - чаще всего температуру).

По способу холодоснабжения различают автономные и неавтономные кондиционеры. В автономные кондиционеры для охлаждения воздуха встроены холодильные агрегаты, а неавтономные снабжают холодоносителем централизованно.

По способу подготовки и распределения воздуха кондиционеры делят на центральные и местные.

Конструкция центральных кондиционеров предполагает приготовление воздуха вне пределов обслуживаемых помещений и распределение его по системам воздуховодов. Их применяют в помещениях большого объема, так как производительность таких кондиционеров по воздуху сравнительно высока и составляет 30...250 тыс. м³/ч.

Местные кондиционеры подготавливают воздух непосредственно в обслуживаемых помещениях и подают его сосредоточенно в определенную зону. Их применяют в сравнительно небольших помещениях (объемом до 500 м³). Производительность таких кондиционеров по воздуху 1,5...20 тыс. м³/ч.

Кондиционирование воздуха по сравнению с вентиляцией требует больших капитальных вложений и эксплуатационных затрат, но вложенные денежные средства окупаются за счет повышения производительности труда и качества выпускаемой продукции, снижения заболеваемости работающих и процента бракованных изделий.

Рис. 10. Схема кондиционера:

1- заборный воздуховод; 2- фильтр; 3- соединительный воздуховод; 4- калорифер; 5- форсунки увлажнителя воздуха; 6- каплеуловитель; 7- калорифер второй ступени; 8- вентилятор; 9- отводной воздуховод.

6.2.3 Отопление производственных помещений

Отопление предназначено для поддержания нормируемой температуры воздуха в производственных помещениях в холодное время года. Кроме того, оно способствует лучшей сохранности зданий и оборудования, так как одновременно позволяет регулировать и влажность воздуха. С этой целью сооружают различные системы отопления.

В холодный и переходный периоды года следует отапливать все здания и сооружения, в которых время пребывания людей превышает 2 ч, а также помещения, в которых поддержание температуры необходимо по технологическим условиям. Это требование не распространяется на помещения, где работа по условиям труда приравнивается к работе вне зданий или постоянное пребывание людей необязательно (например, склады, кладовые и т. п.). В последней ситуации следует предусмотреть специальные устройства на рабочих местах или дополнительные помещения для обогревания работающих.

В нерабочее время в отапливаемых помещениях зданий и сооружений различного назначения в холодный и переходный периоды года должна поддерживаться температура 5 °С, если это необходимо и допустимо по условиям производства. В данном случае мощность системы отопления должна быть достаточной для восстановления нормального температурного режима в помещениях к началу рабочего времени.

К системам Отопления предъявляют следующие санитарно-гигиенические требования: равномерный прогрев воздуха помещений; возможность регулирования количества выделяемой теплоты и совмещения процессов отопления и вентиляции; отсутствие загрязнения воздуха помещений вредными выделениями и неприятными запахами; пожаро- и взрывобезопасность; удобство в эксплуатации и ремонте.

Отопление производственных помещений по радиусу действия бывает местное и центральное.

Местное отопление устраивают в одном или нескольких смежных помещениях площадью менее 500 м². В системах такого отопления генератор теплоты, нагревательные приборы и теплоотдающие поверхности конструктивно объединены в одном устройстве. Воздух в этих системах чаще всего нагревается за счет использования теплоты сгорающего в печах топлива (дров, угля, торфа и т. д.). Значительно реже в качестве своеобразных отопительных приборов применяются полы или стеновые панели со встроенными электронагревательными элементами, а иногда — электрорадиаторы. Существуют также воздушные (основной элемент — калорифер) и газовые (при сжигании газа в отопительных приборах) системы местного отопления.

Центральное отопление по виду используемого теплоносителя может быть водяное (рис. 11), паровое (рис. 12), воздушное и комбинированное. Системы центрального отопления включают в себя генератор теплоты, нагревательные приборы, средства передачи теплоносителя (трубопроводы) и средства обеспечения работоспособности (запорная арматура, предохранительные клапаны, манометры и пр.). Как правило, в таких системах теплота вырабатывается за пределами отапливаемых помещений.

Системы отопления должны компенсировать теплопотери через строительные ограждения, расход теплоты на нагрев нагнетаемого холодного воздуха, поступающих извне сырья, машин, оборудования и на технологические нужды.

При отсутствии точных данных о строительном материале ограждений, толщине слоев материалов ограждающих конструкций и вследствие этого невозможности определения термического сопротивления стен, потолков, полов, окон и прочих элементов расход теплоты приближенно определяют с помощью удельных характеристик.(5)

Расход теплоты через наружные ограждения зданий, кВт,

где q₀ — удельная отопительная характеристика здания, представляющая собой поток теплоты, теряемой 1 м³ объема здания по наружному обмеру в единицу времени при разности температур внутреннего и наружного воздуха в 1 К, Вт/(м³ • К): в зависимости от объема и назначения здания q₀ = 0,105...0,7 Вт/(м³ • К); V_н — объем здания без подвальной части по наружному обмеру, м³; Т_в — средняя расчетная температура внутреннего воздуха основных помещений здания, К; Т_н — расчетная зимняя температура наружного воздуха для проектирования систем отопления, К: для Волгограда 248 К, Кирова 242 К, Москвы 247 К, Санкт-Петербурга 249 К, Ульяновска 244 К, Челябинска 241 К.

Q₀=10^-3*0,5*500*(295-248)=11,75 кВт

Расход теплоты на вентиляцию производственных зданий, кВт,

где q_в — удельная вентиляционная характеристика, т. е. расход теплоты на вентиляцию 1 м³ здания при разности внутренней и наружной температур в 1 К, Вт/ (м³ • К): в зависимости от объема и назначения здания q_в = 0,17...1,396 Вт/(м³ * К); Тн.в — расчетное значение температуры наружного воздуха для проектирования систем вентиляции, К: для Волгограда 259 К, Вятки 254 К, Москвы 258 К, Санкт-Петербурга 261 К, Ульяновска 255 К, Челябинска 252 К.

Q_в=10^-3*1,2*500*(295-260)=21 кВт

Количество теплоты, поглощаемое ввозимыми в помещения материалами, машинами и оборудованием, кВт,

где с_м — массовая теплоемкость материалов или оборудования, кДж/(кг-К): для воды 4,19, зерна 2,1...2,5, железа 0,48, кирпича 0,92, соломы 2,3; m — масса ввозимых в помещения сырья или оборудования, кг; Т_м — температура ввозимых в помещение материалов, сырья или оборудования, К: для металлов Т_м = Т_н, для несыпучих материалов Т_и = Т_и + 10, сыпучих материалов Т_м = Т_н + 20; τ — время нагрева материалов, машин или оборудования до температуры помещения, ч.

Q_м=0,48*500*(295-282)/3600*1,5=0,58 кВт

Количество теплоты, потребляемой на технологические нужды, кВт,

определяют через расход горячей воды или пара:

где G_r — расход на технологические нужды воды или пара, кг/ч: для ремонтных мастерских 100...120, на одну корову 0,625, на теленка 0,083 и т. д.; i — теплосодержание воды или пара на выходе из котла, кДж/кг; k_в — коэффициент возврата конденсата или горячей воды, изменяющийся в пределах 0...0,7: в расчетах обычно принимают k_в = 0,7; i_B — теплосодержание возвращаемых в котел конденсата или воды, кДж/кг: в расчетах можно принять равным 270...295 кДж/кг.

Q_т=100*(270-0,7*280)/3600=5,45 кВт

Тепловая мощность котельной установки Р_К с учетом расхода теплоты на собственные нужды котельной и потерь в теплосетях принимается на 10...15 % больше суммарного расхода теплоты:

Р_к=(1,1...1,15)( Q₀+ Q_B+ Q_M+ Q_T).

Р_к=1,12*(11,75 +21+0,58 +5,45)=43,5 кВт

По полученному значению Р_к подбирают тип и марку котла. Рекомендуется устанавливать однотипные котельные агрегаты с одинаковой тепловой мощностью. Число стальных агрегатов должно быть не менее двух и не более четырех, чугунных — не более шести. Следует учитывать, что при выходе из строя одного котла оставшиеся должны обеспечить не менее 75...80 % расчетной тепловой мощности котельной установки.

Для непосредственного обогрева помещений применяют нагревательные приборы различных видов и конструкций: радиаторы, чугунные ребристые трубы, конвекторы и пр.

Общую площадь поверхности нагревательных приборов, м², определяют по формуле

 '

где k — коэффициент теплопередачи стенок нагревательных приборов, Вт/(м² • К): для чугуна 7,4, для стали 8,3; Т_r — температура воды или пара на входе в нагревательный прибор, К: для водяных радиаторов низкого давления 338...348, высокого давления 393...398; для паровых радиаторов 383...388; T_х — температура воды на выходе из нагревательного прибора, К: для водяных радиаторов низкого давления 338...348, для паровых и водяных радиаторов высокого давления 368.

F=1000*(11,75 +21+0,58 +5,45)/7.4*(0.5*(345+339)-295)=30 м²

По известному значению F находят требуемое число секций нагревательных приборов:

где f— площадь одной секции нагревательного прибора, м², зависящая от его типа: 0,254 у радиаторов М-140; 0,299 у М-140-АО; 0,64 у МЗ-500-1; 0,73 у конвектора плинтусного типа 15КП-1; 1 у чугунной ребристой трубы диаметром 500 мм.

При использовании радиаторов МЗ-500-1 необходимо:

n=30/0,64=47 секций

Микроклимат производственных помещений определяется сочетанием температуры, влажности, подвижности воздуха, температуры окружающих поверхностей и их тепловым излучением, а также атмосферного давления. Параметры микроклимата определяют теплообмен организма человека и оказывают существенное влияние на функциональное состояние различных систем организма, самочувствие, работоспособность и здоровье. Параметры микроклимата производственных помещений зависят от теплофизических особенностей технологического процесса, климата, сезона года, условий отопления и вентиляции.

Борьба с неблагоприятным влиянием производственного микроклимата осуществляется с использованием архитектурно-планировочных, инженерно-технологических, санитарно-технических, медико-профилактических и организационных мероприятий.

В профилактике вредного влияния высоких температур инфракрасного излучения ведущая роль принадлежит технологическим мероприятиям: замена старых и внедрение новых технологических процессов и оборудования, автоматизация и механизация процессов, дистанционное управление, использование систем вентиляции и кондиционирования.

Для предупреждения попадания в производственные помещения холодного воздуха необходимо оборудовать у входных ворот воздушные завесы, тамбуры-шлюзы.

При невозможности обогрева всего здания применяется воздушное и лучистое отопление. При работе на открытом воздухе в холодных климатических зонах страны устраиваются перерывы на обогрев в специально оборудованных тепловых помещениях.

В профилактике переохлаждения важную роль играет спецодежда, обувь, рукавицы (из шерсти, меха, искусственных тканей с теплозащитными свойствами, обогревающая одежда).

Способами улучшения метеорологических условий на рабочем месте является устройство систем искусственной вентиляции, кондиционирования и отопления производственных помещений.

1.  Безопасность жизнедеятельности (медико-биологические основы) /Феоктистова О.Г., Феоктистова Т.Г, Экзерцева Е.В., М.:Феникс, 2006.

2.  Безопасность жизнедеятельности. Учебник для студентов средних проф. учеб. Заведений // Под ред. С.В. Белова.—М.: Высш. шк., 2000.—343с.: ил.

3.  Гигиенические требования к организации технологических процессов, производственному оборудованию и рабочему инструменту. СП 2.2.2.1327-03

4.  ГОСТ 12.1.005-88 "Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны".

5.  Б.И. Зотов, В.И. Курдюмов Безопасность жизнедеятельности на производстве. – М.: КолосС, 2004.

6.  Методические рекомендации "Оценка теплового состояния человека с целью обоснования гигиенических требований к микроклимату рабочих мест и мерам профилактики охлаждения и перегревания" N 5168-90 от 05.03.90.

7.  Мучин П.В. Безопасность жизнедеятельности: Учебное пособие для вузов. Новосибирск: СГГА, 2003.

8.  Охрана окружающей среды: учеб. для техн. спец. вузов/ С. В. Белов, Ф.А. Барбинов, А.Ф. Козьяков и др./ под ред. С.В.Белова.- М.: Высшая школа, 1991.

9.  Руководство Р 2.2.013-94. Гигиена труда. Гигиенические критерии оценки условий труда по показателям вредности и опасности факторов производственной среды, тяжести и напряженности трудового процесса. Госкомсанэпиднадзор России, М, 1994.

9. Руководство Р 2.2.4/2.1.8. Гигиеническая оценка и контроль физических факторов производственной и окружающей среды

10. Санитарные правила и нормы СанПиН 2.2.4.548-96 "Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений"

11. Седельников Ф.И. Безопасность жизнедеятельности (охрана труда)/ Учебное пособие (электронная версия). – Вологда, 2001.

12. Строительные нормы и правила. СНиП 2.01.01. "Строительная климатология и геофизика".

13. Строительные нормы и правила. СНиП 41.01-2003 "Отопление, вентиляция и кондиционирование".

14.Титов И.К. Основы безопасности жизнедеятельности. - М., 1996

15. http://truddoc.narod.ru

Приложение

Таблица 1

Время пребывания на рабочих местах при температуре воздуха выше допустимых величин

Таблица 2

Время пребывания на рабочих местах при температуре воздуха ниже допустимых величин

Таблица 3

Требования к измерительным приборам

Похожие работы

Метеорологические условия на промышленных предприятиях

Скачать

14675

2

3

... 0,3—0,7 Не более 1, но не менее 0,5 Не более чем на 3" С выше средней температуры наружного воздуха в 13 ч самого жаркого месяца То же 3. Защита от ненормальных метеорологических условий Оптимальный микроклимат в помещении обеспечивает поддержание теплового равновесия между организмом и окружающей средой. Поддержание на заданном уровне параметров, определяющих микроклимат ...

Сравнительная оценка эффективности возделывания смешанных посевов овса с зернобобовыми в условиях Приобской зоны

Скачать

82936

11

1

... слое. Длительное отсутствие осадков, суховейные явления обусловили значительную потерю влаги из верхних слоев почвы. 2.   Литературный обзор по вопросам сравнительная оценка эффективности возделывания смешанных посевов овса с зернобобовыми в условиях Приобской зоны   2.1 Виды смешанных посевов и принцип подбора культур   Совместные посевы – это посевы двух или более видов растений на одном ...

Агробиологическое обоснование технологии возделывания кукурузы в условиях степной зоны

Скачать

64039

7

0

... , ккал/га Qфар – приход ФАР за период вегетации, ккал/га 100 – для перевода в относительные величины. 2624х104 КФАР= ________ х 100 = 0,9% 26,3х108 5.   Обоснование технологии возделывания кукурузы 5.1 Место в севообороте Кукурузу выращивают в севооборотах как бессменную культуру. Почвы должны быть чистыми от сорняков, вредителей и болезней. Место в севообороте определяется, прежде ...

Оценка эффективности различных норм внесения десикантов в посевах кормовых бобов в условиях лесостепной зоны Челябинской области

Скачать

100728

10

0

... все исследования и анализы проводились над растениями и зерновой массой кормовых бобов сорта Мария. Этот сорт является наиболее перспективным для возделывания кормовых бобов в условиях лесостепной зоны Челябинской области. Включен в Госреестр по 9 Уральскому региону Российской Федерации. Растение средней высоты, полудетерминантного типа развития. Цветок длинный. Парус цветка имеет меланиновое ...