WENTYLACJA LOKALIZUJĄCA

WENTYLACJA LOKALIZUJĄCA

Odciągi miejscowe

1

WENTYLACJA LOKALIZUJĄCA

1 2

3 4

5 6 7

Schemat urządzenia odciągu miejscowego. 1. - miejsce powstawania zanieczyszczeń, 2 - urządzenie do chwytania zanieczyszczeń, 3.- przewód

ssawny, 4. - urządzenie oczyszczające (może być zainstalowane po stronie tłocznej wentylatora lub może go nie być), 5. - wentylator, 6. -

przewód tłoczny, 7. - wyrzutnia.

2

Cel stosowania wentylacji lokalizującej

Podstawowe zasady lokalizacji ssawek (odciągów)

Zadaniem odciągu miejscowego jest wychwycenie zanieczyszczeń w możliwie największym stężeniu i usunięcie ich poza pomieszczenie z ewentualnym oczyszczeniem przed

wprowadzeniem strumienia wywiewanego do atmosfery.

• ssawka powinna być możliwie jak najmniejsza (wartość strumienia powietrza!),

• znajdować się możliwie jak najbliżej źródła zanieczyszczeń (prędkość porywania/

strumień powietrza),

• wlot do ssawki powinien znajdować się na drodze naturalnego ruchu zanieczyszczeń,

• jeśli zachodzi potrzeba ssawka powinna być ruchoma,

• konstrukcja ssawki (wytrzymałość, opory, hałas),

•podłączenie przewodu odprowadzającego takie, aby strata ciśnienia była jak najmniejsza.

KOSZTY

Im mniejszy jest konieczny strumień powietrza wywiewanego, tym mniejszy jest wentylator i silnik, mniejsze przewody, mniej powietrza kompensującego. ³

Urządzenia do chwytania zanieczyszczeń

• Obudowy całkowite (hermetyzacja procesu).

• Obudowy częściowe.

• Ssawki osiowo-symetryczne (okrągłe, prostokątne).

• Ssawki szczelinowe.

• Ssawki z osłonami.

• Okapy

4

Przykłady odciągów miejscowych

5

Obudowy

6

HERMETYZACJA

Strumień powietrza wentylującego oblicza się na podstawie wartości podciśnienia, jakie

powinno panować wewnątrz obudowy:

s / p m

A 2 K

V ³

 p

 

 =

 - współczynnik wydatku (zazwyczaj ~ 0,75);

A – łączna powierzchnia wszystkich otworów w obudowie, m

;

p – wymagane podciśnienie w obudowie, Pa;



- gęstość powietrza, = 1,2 kg/m

;

K – współczynnik poprawkowy, uwzględniający istnienie przypadkowych nieszczelności,

nie ujętych w powierzchni A. K = 1,2...1,4.

Nazwa urządzenia Podciśnienie p, Pa

Gniotowniki 2,5

Kruszarki 1,0...30,0

Młyny udarowe, kulowe, bębnowe

70,0 10,0 2,0

mieszalniki 1,0

przesiewacze 1,0...2,0

sita wibracyjne 1,5

zasilacze 1,0

przesypy i zsypy (obudowa w miejscu spadania) 2,5

podnośniki czerpakowe i inne 6,0...16,0

przenośniki ślimakowe 1,0

Wymagane podciśnienie wewnątrz obudowy (procesy bez wydzielania ciepła)

8

Obliczanie strumienia powietrza odciąganego z obudowy

napełnianie worków, przesypywanie materiałów sypkich i t p.

V

= K

(V

+ V

+ V

+ V

+ V

– V

– V

) m

/s V

- strumień napływający wraz z materiałem,

V

– strumień wypierany przez dostarczony materiał,

V

– strumień wtłoczony do obudowy przez urządzenie znajdujące się przed obudową w ciągu technologicznym i wytwarzające nadciśnienie w stosunku do otoczenia,

V

– strumień wytłaczany z obudowy w wyniku działania ruchomych części urządzenia,

V

– strumień zasysany przez nieszczelności w obudowie,

V

– strumień unoszony z obudowy przez materiał wychodzący z urządzenia,

V

– strumień usuwany przez pneumatyczne urządzenia technologiczne.

K

– wsp. zwiększający objętość powietrza usuwanego w wyniku podgrzania ciepłem oddawanym przez materiał.

o t i

t 273

t K 273

+

= +

9

Obliczanie strumienia powietrza odciąganego z obudowy

3. procesy gorące wewnątrz obudowy (prędkość wlotowa m/s):

m – współczynnik zależny od różnicy temperatur powietrza w obudowie i na zewnątrz obudowy;

h – odległość w pionie między górną krawędzią źródła ciepła i wlotem do otworu ssawnego, m;

Q – strumień ciepła wydzielany wewnątrz obudowy, kW;

A – powierzchnia otworu ssawnego, m

A , Q m h

w

s

= 

10

Wartości współczynnika „m”

Różnica temperatur t, K współczynnik „m”

50 0,2576

100 0,2462

150 0,2366

200 0,2283

250 0,2211

300 0,2147

350 0,2090

400 0,2038

450 0,1992

500 0,1949

550 0,1910

600 0,1873

Obudowy częściowe

Strumień powietrza usuwanego oblicza się z zależności:





= w A V

w - prędkość powietrza w otworze roboczym i nieszczelnościach obudowy, m/s

SA – łączna powierzchnia otworów w obudowie (otwór roboczy + nieszczelności), m

12

SSAWKI

zasięg ssawki ‘x’

prędkość porywania w

• Ssawki mają jedną wspólną cechę: źródło zanieczyszczeń znajduje się poza ssawką.

• Działanie ssawki - wytworzenie pola prędkości w okolicach otworu ssawnego. Ruch powietrza skierowany w kierunku ssawki.

• Zasięg tego pola powinien obejmować całe pole pracy.

• O skuteczności ssawki decyduje możliwość wytworzenia prędkości porywania w miejscu powstawania zanieczyszczeń.

• Nie jest możliwe uzyskanie 100 % skuteczności działania ssawek.

13

Teoretyczne ujęcie punktowe.

x = r

V = A _x ^. w _x

14

Zasada podobieństwa widm rozkładu prędkości

(zasada Dalla Valle)

Ukształtowanie powierzchni równych prędkości, wyrażonych w odniesieniu

do prędkości średniej w płaszczyźnie otworu wlotowego ssawki, zależy tylko

od kształtu ssawki.

15

Ssawki okrągłe i prostokątne

(osiowo-symetryczne)

Strumień powietrza

usuwanego przez ssawkę:

• Ssawki osiowo-symetryczne bose

A

A x

10 w

w ²

x

+

= 

( x A ) w x

V  = 10  ² + 

16

Ssawki osiowo-symetryczne

- widma zasysania

SSAWKA

KWADRATOWA, BOSA

SSAWKA KWADRATOWA, KOŁNIERZOWA

17

Strumienie powietrza usuwanego przez ssawkę osiowo-symetryczną

• ssawka kołnierzowa,

• ssawka bosa oparta jedną krawędzią na płaskiej

powierzchni,

• ssawka oparta jedną krawędzią na płaskiej

powierzchni, z kołnierzem na pozostałych krawędziach ^.

( x A ) w

V  = 0 , 75  10 

+ 

( x A ) w

V  = 5 

+ 

( x A ) w

V  = 0 , 75  5 

+  (

)

V = 10 ²+ 

ssawka bosa:

18

Ssawki szczelinowe

• ssawki o kształcie wydłużonego prostokąta, o stosunku boków d/h > 10

d h

19

Ssawki szczelinowe

- strumień powietrza usuwanego

• ssawka szczelinowa bosa,

• ssawka szczelinowa

oparta o powierzchnię płaską lub z kołnierzem na dłuższej krawędzi,

• ssawka szczelinowa z

kołnierzem (o wysokości min. 150 mm) wokół

otworu ssawki.

w x

x h 4

V  =   

w x

x h

3

V  =   

w x

x h

2

V  =   

20

Minimalne prędkości porywania w _x

Warunki wytwarzania, rozprzestrzeniania lub

wydobywania się zanieczyszczeń

w

m/s

Przykładowe procesy lub operacje technologiczne

Emisja zanieczyszczeń z małą prędkością w

spokojnym powietrzu

0,2 do 0,5

Parowanie lub uchodzenie gazów z otwartych naczyń, procesy galwanizacyjne i tp.

Emisja zanieczyszczeń z umiarkowaną prędkością w spokojnym powietrzu

0,5 do 1,0

Malowanie natryskowe, spawanie, lutowanie, okresowe zasypywanie sypkich materiałów do

pojemników.

Emisja zanieczyszczeń ze znaczną prędkością lub w powietrzu poruszającym się ze znaczną prędkością

1,0 do 2,5

Malowanie natryskowe pod dużym ciśnieniem,

ciągłe napełnianie pojemników sypkim materiałem, ładowanie

na przenośniki Emisja zanieczyszczeń z

dużą prędkością lub w powietrzu poruszającym

się z bardzo dużą prędkością

2,5 do 10,0

Szlifowanie, piaskowanie, śrutowanie, obróbka

powierzchniowa kamienia

Minimalne prędkości porywania w _x c.d.

22

•Warto obejrzeć:

•https://www.youtube.com/watch?v=Ky8y2jDk6i8 – objaśnia po co stosować odciągi miejscowe

• https://www.youtube.com/watch?v=Vzpaz0j5GcI – ilustracja strefy skutecznego porywania zanieczyszczeń. Wyraźnie widać, że ze wzrostem

odległości od otworu wlotowego ssawki, prędkość ruchu powietrza gwałtownie maleje

23

Ssawki z osłonami

Ssawka osiowo-symetryczna osłonięta dwiema prostopadłymi

ścianami.

x

2 w

x 14

, 3

V  =  

24

Ssawki z osłonami c.d.

Ssawka osiowo-symetryczna umieszczona w rogu trójścianu

x

2 w

x 57

, 1

V  =  

25

Ssawki z osłonami c.d.

Ssawka szczelinowa umocowana do ściany, umieszczonej między dwiema płaskimi

osłonami wzajemnie równoległymi i prostopadłymi do tej ściany

w x

h x

14 , 3

V  =   

26

Ssawki z osłonami c.d.

Ssawka szczelinowa zainstalowana w narożu między dwiema prostopadłymi ścianami i osłonięta dwiema

płaszczyznami prostopadłymi do tych ścian.

w x

h x

57 , 1

V  =   

27

Zakres stosowania ssawek

Przyjmując najczęściej występujące w praktyce prędkości porywania w _x =0,3...0,8 m/s i

prędkość przepływu powietrza w otworze ssawki w _o =12 m/s można wyznaczyć

graniczne wartości zasięgu x ssawki zależnie od wymiaru charakterystycznego ssawki

(średnica, krótszy bok lub wysokość szczeliny d).

28

Zakres stosowania ssawek

Ssawka osiowo symetryczna ^Kształt _widma w

=0,3 m/s

w

=0,8 m/s

bosa sfera 1,75 d 1,05 d

z kołnierzem 2,0 d 1,2 d

oparta na stole pół sfery 2,5 d 1,5 d oparta na stole z kołnierzem 2,9 d 1,7 d osłonięta dwiema ścianami

prostopadłymi

ćwierć

sfery 3,2 d 1,9 d osłonięta trzema ścianami

prostopadłymi (naroże trójścianu)

1/8 sfery 4,6 d 2,8 d

29

Zakres stosowania ssawek

Ssawka szczelinowa ^kształt _widma w

=0,3 m/s

w

=0,8 m/s bosa (swobodnie

zawieszona)

pobocznica

walca 10,0 d 3,75 d z kołnierzem

jednostronnym lub oparta na krawędzi stołu względnie wanny

ok. ¾ pobocznicy

walca 13,0 d 5,0 d z kołnierzem dwustronnym pobocznicy ^{ok. ½}

walca 20,0 d 7,5 d osłonięta czterema ścianami

wzajemnie prostopadłymi

ok. ¼ pobocznicy

walca 25,0 d 10,0 d

30

Oczyszczanie powietrza

Powietrze usuwane przez odciągi miejscowe często musi podlegać oczyszczeniu przed wypuszczeniem go do atmosfery.

Element separujący zanieczyszczenia może być zlokalizowany w niewielkiej odległości od ssawki lub przy wyrzutni.

Oczyszczanie usuwanej mieszaniny zanieczyszczeń i powietrza stosuje się aby:

• Spełnić wymogi przepisów ochrony środowiska i BHP pracy w otoczeniu obiektu.

• Uzyskać możliwość recyrkulacji powietrza usuwanego przez odciąg.

• Odzyskać usuwany materiał.

• Rodzaj stosowanego separatora musi być dostosowany do indywidualnych cech zanieczyszczeń, ilości materiału i możliwości technicznych wykonania ssawki.

31

Kanał wyciągowy

Wymiary kanału wyciągowego powinny uwzględniać właściwą prędkość przepływu mieszaniny z zanieczyszczeniami.

Stosuje się tu prędkości raczej większe niż w typowych instalacjach wentylacyjnych. Chodzi o to aby zanieczyszczenia jak najszybciej opuściły pomieszczenia i nie zalegały wewnątrz kanału.

Do indywidualnej sytuacji powinny być dostosowane rodzaj materiału przewodu i sposób jego prowadzenia.

Rodzaj zanieczyszczenia Przykład instalacji Min. prędkość w

kanale, m/s

Pary, gazy, dymy wszystkie gazy, pary i dymy 5 ÷ 10

Wyziewy spawalnictwo 10 ÷ 13

Bardzo lekki drobny pył włókna bawełny, pył wełniany, pył litograficzny 13 ÷ 15

Suchy pył i proszki drobny pył gumowy, pył bakielitowy, włókno jutowe, pył bawełniany, lekkie wióry, proszek mydlany, skrawki skóry

15 ÷ 20

Standardowy pył przemysłowy proszek szlifierski, pył polerski suchy, włókno jutowe (odpady z wytrząsarki), ziarno kawowe, pył granitowy, pył krzemionkowy, pył ceglany, pył gliny, pyły odlewnicze (wszelkie), pył wapienny, pył azbestowy

18 ÷ 20

Pył ciężki trociny (ciężkie i wilgotne), wióry metalowe, pył z wybijarek odlewniczych i oczyszczarek bębnowych, piaskowanie, wilgotna szczecina, pył ołowiany

20 ÷ 23

Pył ciężki i wilgotny pył ołowiany z drobnymi kawałkami, wilgotny pył cementowy, zrębki z maszyn do cięcia, odpady z obróbki skóry (lepkie), wapno niegasnące

23 i więcej

Prędkości nie powinny być mniejsze niż wymienione w tabeli. ₃₂

Przykłady rozwiązań wentylacji lokalizującej

spawalnia

33

Przykłady rozwiązań wentylacji lokalizującej

laboratoria

34

Szczelność kanałów

Normatywy

PN-B-03434:1999 Wentylacja Przewody wentylacyjne Podstawowe wymagania i badania PN-B-76001:1996 Wentylacja – przewody wentylacyjne – Szczelność – Wymagania i

badania

PN-EN-12237:2005 Wentylacja budynków Sieć przewodów - Wytrzymałość i szczelność przewodów z blachy o przekroju kołowym.

PN-EN 1507:2007 Wentylacja budynków - Przewody wentylacyjne z blachy o przekroju prostokątnym - Wymagania dotyczące wytrzymałości i szczelności PN-EN 13779:2008 Wentylacja budynków niemieszkalnych Wymagania dotyczące

właściwości instalacji wentylacji i klimatyzacji.

DW143 Specification for Sheet Metal Ductwork – wymagania

testowe Brytyjskiego Stowarzyszenia Producentów Systemów Wentylacyjnych

35

Szczelność kanałów

Normatywy

PN-B-03434:1999 Wentylacja Przewody wentylacyjne Podstawowe wymagania i badania

Określono podstawowe wymagania i metody badań przewodów przed montażem i w sieci przewodów.

Podano podstawowe parametry pracy sieci przewodów, wymiary i dopuszczalne odchyłki wymiarów przewodów o przekroju prostokątnym i kołowym.

Określono minimalne grubości blach w zależności od wymiaru boku i klasy wykonania przewodu o przekroju prostokątnym oraz minimalne grubości blach dla przewodów o przekroju kołowym.

2 Wymagania

2.1 Zakres parametrów pracy

Konstrukcja i wykonanie przewodów wentylacyjnych blaszanych oraz ich połączeń powinna umożliwiać ich stosowanie przy następujących parametrach pracy:

a) temperatura transportowanego powietrza w zakresie od -30 °C do +80 °C b) wilgotność względna transportowanego powietrza do 100%

c) prędkość przepływu powietrza do 16 m/s

d) różnice ciśnień statycznych powietrza wewnątrz i na zewnątrz przewodu w zależności od klasy wykonania przewodów prostokątnych:

1) klasa wykonania N (wykonanie niskociśnieniowe): od -400 Pa do +1000 Pa 2) klasa wykonania S (wykonanie średniociśnieniowe): od -1000 Pa do +2500 Pa e) klasy szczelności wg PN-B-76001:1996

1) klasa szczelności A: w przypadku wykonania normalnego

2) klasa szczelności B: w przypadku wykonania o podwyższonej szczelności

Określono wielkości ramek połączeniowych blaszanych oraz wielkość ramki połączeniowej do montażu innych urządzeń w ciągu wentylacyjnym.

Ustalono sposób wykonania przewodów, kształtek oraz połączeń przewodów wentylacyjnych.

Podano sposób cechowania, pakowania, przechowywania, transportu i oceny badań ³⁶

Szczelność kanałów

Normatywy

PN-B-03434:1999 Wentylacja Przewody wentylacyjne Podstawowe wymagania i badania

Norma 03434 wskazuje:

2.8.1 Szczelność przewodów zmontowanych w sieci.

Ocenę szczelności przewodów zmontowanych w sieci należy przeprowadzić zgodnie z PN-B-76001:1996.

2.8.2 Szczelność przewodów

Ocenę laboratoryjna szczelności przewodów oraz ich połączeń należy przeprowadzić na zgodność z wymaganą klasą

szczelności wg. PN-B-76001:1996.

37

Szczelność kanałów

Normatywy

PN-B-76001:1996 Wentylacja – przewody wentylacyjne – Szczelność – Wymagania i badania Normą objęto przewody instalacji wentylacji mechanicznej.

W zakresie metodyki badań norma może być stosowana w odniesieniu do przewodów wentylacji grawitacyjnej.

Podano wymagania dotyczące szczelności przewodów dzieląc przewody wentylacyjne na dwie klasy:

klasę A - o normalnej szczelności (typowy pomiar dla badań lab. 400 Pa) klasę B - o podwyższonej szczelności. (typowy pomiar dla badań lab. 1000 Pa)

Ustalono dopuszczalne wartości wskaźnika nieszczelności przewodów dla badań w istniejących instalacjach oraz dla badań laboratoryjnych.

Opisano metodę badań oraz podano dopuszczalne błędy pomiarowe.

Określono zakres oraz ocenę wyników badań

38

Szczelność kanałów

PN-B-76001:1996 Wentylacja – przewody wentylacyjne – Szczelność – Wymagania i badania 1.2 Definicje

1.2.1 Wskaźnik nieszczelności przewodów. Wielkość charakteryzująca szczelność przewodów danej instalacji lub jej części, określana wzorem

w którym:

f - wskaźnik nieszczelności przewodów, w metrach sześciennych na metr kwadratowy razy godzina,

V_n - łączny objętościowy strumień przep³ywu powietrza p³ynacego przez nieszczelności, w metrach sześciennych na godzinę,

A - łączna powierzchnia ścian wszystkich badanych przewodów danej instalacji lub jej części, w metrach kwadratowych.

39

Szczelność kanałów

PN-B-76001:1996 Wentylacja – przewody wentylacyjne – Szczelność – Wymagania i badania 1.2.2 Klasa szczelności przewodów wentylacyjnych. Klasa jakości przewodów wentylacyjnych charakteryzująca się nieprzekroczeniem określonej wartości wskaźnika nieszczelności przy danej różnicy ciśnień miedzy wnętrzem przewodów, a otoczeniem.

Maksymalne dopuszczalne wartości wskaźnika nieszczelności (f) dla danej klasy szczelności należy przyjmować wg rysunku 1 w następującej wielkości:

- 100% tych wartości (badania w istniejących instalacjach), - 50% tych wartości (badania laboratoryjne).

Klasa szczelności przewodów powinna być określona w dokumentacji technicznej instalacji wentylacyjnej.

Wynikający z niej łączny objętościowy strumień przepływu powietrza, płynacego przez nieszczelnośi w sieci przewodów instalacji przy średnim obliczeniowym ciśnieniu roboczym, należy uwzglednić przy doborze

wentylatora. ⁴⁰

Szczelność kanałów

PN-B-76001:1996 Wentylacja – przewody wentylacyjne – Szczelność – Wymagania i badania

2.2 Stosowanie klas szczelności przewodów

Przewody instalacji wentylacji mechanicznej powinny spełniać wymagania co najmniej klasy A.

Wymagania dotyczące klasy B powinny spełniać przewody:

a) w instalacjach klimatyzacji wysokoprędkościowej,

b) w części nadciśnieniowych instalacji wyciągowych, usuwających powietrze zawierające czynniki szkodliwe dla zdrowia, jeśli istnieje niebezpieczeństwo przedostawania się go do pomieszczeń pobytu ludzi oraz w innych instalacjach, w uzasadnionych przypadkach.

41

Szczelność kanałów

PN-B-76001:1996 Wentylacja – przewody wentylacyjne – Szczelność – Wymagania i badania

Rysunek 2 - Schemat układu do badania szczelności przewodów wentylacyjnych:

1 - badany odcinek przewodu, 2 - kształtka przyłączna,

3 - przepływomierz (np. kryza pomiarowa), 4 - wentylator o regulowanej wydajności, 5 – szczelne zaślepienia.

42

Szczelność kanałów

Normy europejskie wprowadzają dodatkowe klasy szczelności.

Szczelność może też być ustalana wg indywidualnych ustaleń. Na przykład jeszcze wyższa.

PN-EN-12237:2005

Dodatkowo normy europejskie wprowadzają dodatkowe sprawdzanie szczelności na nadciśnienie i podciśnienie w kanale.

43