Промислова вентиляція: типи систем, нормативи та сучасні технології

 Промисловість є однією з ключових компонентів економіки країни та є рушійною силою для розвитку та впровадження новітніх технологій. Окрім цього, вона створює робочі місця, сплачує податки, забезпечує виробництво товарів та послуг та багато іншого. Усе все це сприяє економічному зростанню та посиленню позицій України на міжнародній арені. 

 Ефективність виробництва в промисловому секторі залежить від багатьох факторів, таких як технологічний рівень обладнання, кваліфікація персоналу, організація виробничих процесів, якість матеріалів, системи управління та інших. Одним із важливих факторів, який безпосередньо впливає на якість продукції та умови праці є промислова вентиляційна система. 

Промислова вентиляція, якщо вона якісно спроєктована та правильно працює, виконує такі завдання:

• підтримує оптимальні робочі температури повітря та вологість, що може впливати на виробничі процеси
• видаляє шкідливі гази, пил та інші забруднення, що може впливати на безпеку персоналу, пошкодження обладнання
• раціонально використовує енергоресурси

 Невідповідність вентиляційних систем нормативам може призвести до зниження продуктивності праці, підвищення рівня захворюваності серед персоналу та навіть до аварійних ситуацій. Наприклад, в хімічній промисловості накопичення токсичних випарів без належної вентиляції може стати причиною отруєнь або вибухів.

 Тому дотримання нормативів та стандартів у сфері вентиляції є обов’язковою умовою для успішного функціонування будь-якого промислового підприємства. Метою цієї статті є аналіз технологій та підходів до проектування, монтажу та експлуатації вентиляційних систем для промислового підприємства.

Нормативно-правова база вентиляції в промислових приміщеннях

Для детального проектування, будівництва та експлуатації систем вентиляції в промислових приміщеннях в Україні необхідно керуватися низкою нормативно-правових документів. Ось деякі з найважливіших:

Державні будівельні норми (ДБН)

• ДБН В.2.5-67:2013 «Опалення, вентиляція та кондиціонування»: Цей документ є одним з основних і містить детальні вимоги до проектування, монтажу та експлуатації систем опалення, вентиляції та кондиціонування. Він визначає загальні принципи проектування, розрахунок параметрів систем, вибір обладнання, а також вимоги до якості повітря в приміщеннях.
• Інші ДБН: Залежно від специфіки виробництва можуть застосовуватися й інші ДБН. Кожна галузь може мати свої будівельні норми.

Санітарні норми та правила (СанПіН)

• Державні санітарні норми та правила «Гігієнічні вимоги до мікроклімату виробничих приміщень»: Цей документ встановлює гранично допустимі норми мікрокліматичних параметрів (температура, відносна вологість, швидкість руху повітря) залежно від характеру роботи та категорії виробництва. Можуть бути додаткові СанПіН, що регулюють допустимі концентрації шкідливих речовин у повітрі робочої зони для конкретних виробництв.

Інші нормативні документи

• Правила технічної експлуатації електроустановок споживачів: Цей документ містить вимоги до електробезпеки при експлуатації вентиляційних систем.
• Правила пожежної безпеки в Україні: Ці правила визначають вимоги до пожежної безпеки вентиляційних систем, зокрема до матеріалів, з яких вони виготовлені, та до систем протидимного захисту.

Міжнародні стандарти

Хоча основні вимоги до вентиляції в Україні регулюються національними документами, міжнародні стандарти (ISO, EN) часто використовуються як довідкові матеріали та можуть впливати на вибір обладнання та технологій. Деякі підприємства, які працюють на експорт, зобов'язані дотримуватися таких стандартів.

Важливо зазначити

Типи промислових вентиляційних систем

Ефективність повітрообміну в промислових приміщеннях залежить від правильного вибору типу вентиляційної системи та її максимальної відповідності виробничим процесам. Системи вентиляції промислового призначення можуть бути такими:

Природна вентиляція

Базується на використанні природних сил та є самими простим варіантом. Не потребує додаткових витрат енергії та може використовувати конструкційні елементи будівлі або витяжні та припливні пасивні пристрої. Природний тип вентиляції дуже залежить від кліматичних умов та не може забезпечити регульований постійний повітрообмін.

Такий варіант доцільно використовувати в приміщеннях з невеликими виділеннями шкідливих речовин та тепла, де немає високих вимог до стабільності параметрів мікроклімату. Це може бути, наприклад, складське приміщення або ангар, в якому зберігаються матеріали, що не виділяють шкідливі речовини або тепло. У такому приміщенні виконуються вентиляційні отвори в стінах та встановлюються витяжні дефлектори. Це забезпечує необхідний повітрообмін у ньому без необхідності застосування енергії для вентиляції.

Механічна вентиляція

Це інженерна система, де повітря переміщується через систему повітроводів або без них за допомогою вентилятора. Вона поділяється за своїм призначенням на такі системи:

• Припливна вентиляція для постачання свіжого повітря
• Витяжна вентиляція для видалення відпрацьовуваного повітря
• Припливно-витяжна вентиляція з рекуперацією тепла, яка об'єднує дві системи та зберігає енергію на підігрів зовнішнього повітря.

Системи можуть бути локальними та загальнообмінними. Локальна або місцева вентиляція призначена для видалення шкідливих речовин безпосередньо в місцях їх утворення. До неї відносяться:

• Місцеві відсмоктувачі: встановлюються над обладнанням, яке виділяє шкідливі речовини.
• Витяжні шафи та кабіни: ізолюють процеси, що супроводжуються виділенням небезпечних речовин.

Загальнообмінна вентиляційна система забезпечує оновлення повітря в усьому приміщенні. Поєднання локальної та загальнообмінної вентиляції дозволяє максимально ефективно забезпечити повітрообмін зі зменшенням витрат на енергію. Локальна витяжка для виробничих приміщень мінімізує розповсюдження шкідливих речовин, тоді як загальнообмінна підтримує загальний мікроклімат приміщення.

Комбінована вентиляція

Поєднує елементи природної та механічної вентиляції для досягнення максимальної ефективності та енергоощадності. Наприклад, витяжка промислова може здійснюватися за допомогою осьових вентиляторів, встановлених у стінах, тоді як свіже повітря надходить через припливні пасивні клапани в нижній частині будівлі.

Вибір типу вентиляційної системи залежить від специфіки виробництва, видів та кількості шкідливих виділень, технологічних процесів та вимог нормативних документів. Тип необхідної системи для кожного окремого випадку визначається проектом, де враховуються вимоги до вентиляції та обирається найбільш підходящий варіант.

Проектування вентиляційних систем

Це один з ключових та важливих етапів створення вентиляції для промислових приміщень. Від якості проектування залежить майже все: ефективність, надійність, енергозбереження та відповідність нормативним вимогам. Без цього етапу створити якісну вентиляційну систему неможливо. Це інженерно складна система, над якою потрібно ретельно працювати, залучаючи команду кваліфікованих спеціалістів з різних галузей. Інженери-проектувальники, технологи з вашого виробництва, енергетики повинні співпрацювати для детального аналізу всіх аспектів майбутньої системи. Комплексний підхід та глибоке опрацювання допоможе отримати очікуване.

Основні принципи та підходи у проектуванні

Коли проектується нова система вентиляції, необхідно дотримуватися таких принципів:

• Аналіз всіх технологічних процесів. Необхідно враховувати специфіку підприємства, види та кількість шкідливих виділень, теплові навантаження, вологість, температуру та інші фактори. Такі дані надаються технологами та інженерами цього виробництва. Вони або здійснюють необхідні вимірювання або використовують інформацію з технічної документації виробничих процесів.
• Енергоефективність. Проект повинен обрати найбільш енергозбережне рішення для системи, оскільки витрати енергії для системи, яка переміщає велику кількість повітря, можуть бути дуже високими. Слід передбачити використання сучасних рішень, таких як ЕС-двигуни та рекуперацію тепла. 
• Інтеграція з іншими інженерними системами. Вентиляційна система має бути інтегрована з опаленням, кондиціонуванням, системами пожежної безпеки.
• Відповідність нормативним документам. Проект повинен відповідати діючим державним будівельним нормам (ДБН), санітарним нормам та правилам (СНіП), а також міжнародним стандартам, якщо це передбачено.

 При виконанні проекту спершу визначаються джерела шкідливих виділень, встановлюються об'єми шкідливих речовин, таких як пил, гази, пари або тепло. Після цього розраховується необхідний повітрообмін за допомогою відповідних формул, що враховують кратність повітрообміну, концентрації шкідливих речовин або теплові надлишки.

 Важливим етапом є також порівняння отриманих значень з вимогами ДБН та СНіП, щоб переконатися, що вони відповідають встановленим нормативам.

Після проведення розрахунку повітрообміну здійснюється розрахунок системи повітроводів та визначається втрата тиску. Після цього відбувається вибір основного обладнання та комплектуючих, які будуть використовуватися у вентиляційній системі.

 Енергоефективність вентиляційної системи є важливим аспектом, що допомагає знизити витрати та вплив на довкілля. Для цього використовуються рекуператори тепла, які передають тепло від витяжного повітря до припливного, що знижує енерговитрати на нагрівання або охолодження. Автоматизація та управління за допомогою систем автоматичного регулювання дозволяють адаптувати продуктивність вентиляції залежно від фактичних потреб, використовуючи датчики температури, вологості та інші.

Монтаж та експлуатація

Якісний монтаж вентиляційної системи є запорукою її безперебійної та ефективної роботи. Основні вимоги до монтажних робіт включають:

• Дотримання проектної документації. Всі монтажні роботи повинні бути виконані строго за затвердженим проектом.
• Використання якісних матеріалів та обладнання. Компоненти системи вентиляції повинні відповідати стандартам якості.
• Тестування системи після монтажу. Після виконання монтажних робіт проводяться пусконалагоджувальні роботи, перевіряється працездатність всіх компонентів системи, вимірюються основні параметри.
• Професійний підхід. Такі роботи можуть виконувати тільки організації, які мають відповідний досвід у сфері монтажу вентиляційних систем.

Для того, щоб ваша система працювала довго та безперебійно необхідно регулярно проводити технічне обслуговування. Для таких робіт рекомендується залучити професійну сервісну службу.

Сервісні роботи охоплюють:

• Плановий огляд. Перевіряється стан обладнання, повітроводів, регулюючих пристроїв, ізоляції й так далі.
• Чищення та заміна фільтрів. Фільтрувальні елементи припливної системи необхідно періодично чистити або замінювати. Це впливає на ефективність повітрообміну системи вентиляції.
• Перевірка електрообладнання. Виконується огляд електричних з'єднань, перевірка роботи двигунів вентиляторів, датчиків та систем автоматики.

Важливо вести технічну документацію після таких оглядів, де фіксуються всі проведені роботи, записуються замінені компоненти та результати перевірок. Періодичність визначається рекомендаціями виробників обладнання та специфікою експлуатації системи. Регулярне обслуговування дозволяє не тільки підтримувати ефективність припливних та витяжних систем на потрібному рівні, а й знижує ризик аварій та збільшує термін служби всієї системи.

Сучасні технології в вентиляції промислових приміщень

Сучасні технології у сфері вентиляції дозволяють заощадити значні кошти на енергію, експлуатацію, ремонт та обслуговування. Інноваційні вентиляційні рішення забезпечують високий рівень ефективності та автоматизації. Розглянемо основні останні досягнення у цій сфері.

Рекуперація тепла

Системи рекуперації енергії дозволяють значно знизити енергоспоживання вентиляційних систем, використовуючи тепло або холод витяжного повітря для нагрівання або охолодження свіжого повітря. Використання рекуперації тепла дозволяє зберегти до 90% тепла, яке витрачається на підігрів повітря, якщо порівнювати з системою без неї. 

При вентиляції промислових об'єктів обсяг повітря, яке постачається для припливу, достатньо високий. Використовувати вентиляційне обладнання без рекуперації тепла для підігріву такої кількості повітря нераціонально, це призведе до значних енергетичних втрат.

ЕС-двигуни

Електронно-комутовані двигуни є високоефективним рішенням для вентиляторів. Вони становлять собою безщіткові двигуни постійного струму з вбудованою електронною системою управління. 

 Основні переваги у порівнянні з асинхронними двигунами — коефіцієнт корисної дії до 90%, знижене споживання енергії (до 40 %) та можливість дуже точного регулювання продуктивності.

Окрім цього, безщіткова конструкція зменшує втрати на тертя та зменшує рівень шуму. Такі вентилятори мають тривалий термін служби та кращу надійність. Вентилятори з ЕС-двигунами можуть керуватися як окремими регуляторами продуктивності, так й автоматичною системою управління. 

Якщо на вашому підприємстві промвентиляція складається з десятків витяжних систем, то використання вентиляторів з ЕС-двигунами та автоматична система керування їх продуктивності може принести багато переваг.

Сучасні системи автоматизації

 Автоматизація вентиляційних систем дозволяє оптимізувати їх роботу, забезпечуючи необхідний повітрообмін тільки там і тоді, де це потрібно.

 Сучасні системи автоматизації включають датчики та сенсори, які вимірюють параметри повітря (температура, вологість, концентрація CO₂, наявність шкідливих речовин) в режимі реального часу та програмовані контролери, які обробляють дані з датчиків та керують роботою обладнання відповідно до заданих алгоритмів. 

 Системи дистанційного управління дозволяють контролювати та налаштовувати вентиляцію за допомогою комп'ютерів або мобільних пристроїв, а також можуть інтегруватися з системами BMS для комплексного управління всіма інженерними системами будівлі.

 Використання автоматизованих систем управління не тільки підвищує енергозбереження, а й збільшує термін служби системи. Наприклад, система автоматизації може автоматично зменшувати продуктивність вентиляції у не пікові години, що значно скорочує споживання енергії для підігріву повітря та на двигуни вентиляторів. Це дозволяє підприємствам додактово заощаджувати на рахунках за електроенергію та знижувати витрати на експлуатацію обладнання.

 Крім того, такі системи дають змогу постійно відстежувати стан компонентів вентиляції. Персонал може заздалегідь виявити несправність та виявити причину, що допоможе уникнути складного ремонту. У довгостроковій перспективі це призводить до зниження зносу обладнання та, відповідно, до більш тривалого терміну його служби.

Рекомендації для промислових підприємств

 Системи вентиляції для підприємства є такими ж важливими, як електрика, освітлення, пожежна безпека, транспорт, опалення та менеджмент. Вони безпосередньо впливають на якість продукції, швидкість виробничих процесів, здоров'я персоналу та багато інших критичних факторів. Якщо вентиляція погано спроєктована та виконана, це може стати джерелом значних енергетичних витрат і негативно позначитися на ефективності всього підприємства.

 У сучасну епоху комп'ютерів та технологічних інновацій, вентиляційні системи зазнали суттєвих змін. Рекуперація тепла, ЕС-двигуни та автоматизовані системи керування в комплексі дозволяють значно знизити експлуатаційні витрати промислового об'єкту. Інтеграція цих сучасних технологій не лише підвищує енергоефективність, але й сприяє створенню комфортних та безпечних умов праці.

 Отже, для успішного функціонування підприємства необхідно приділяти особливу увагу якісному проектуванню, монтажу та експлуатації систем вентиляції, враховуючи останні технологічні досягнення та дотримуючись нормативно-правових вимог. Інвестиції в сучасні вентиляційні рішення окупляться через підвищення продуктивності, зниження витрат та покращення умов праці, що в кінцевому результаті сприятиме економічному зміцненню позицій підприємства на ринку.