Естественный неорганизованный воздухообмен (инфильтрация).

Расстояние нейтральной зоны от середины вытяжного и при­точного отверстий обратно пропорционально квадратам пло­щадей отверстий; при этом нейтральная зона располагается бли­же к большому отверстию.

Следовательно, при равных отверстиях нейтральная зона нахо­дится посередине.

Заметим, что нейтральная зона в помещении может быть толь­ко при действии одних теплоизбытков; при ветре или ветре с теп-лоизбытками она резко смещается вверх и исчезает.

13.3. Механическая вентиляция

Механической, или искусственной, вентиляцией называется спо­соб подачи воздуха в помещение или удаления из него с помо­щью вентилятора. Такой способ воздухообмена является более со­вершенным, так как воздух, подаваемый в помещение, может быть специально подготовленным в отношении его чистоты, тем­пературы и влажности.

Системы механической вентиляции, автоматически поддержи­вающие в помещениях заданные условия окружающей среды не­зависимо от изменяющихся параметров внешней воздушной сре­ды, называются системами кондиционирования воздуха (от англ. condition — условие).

Системы механической вентиляции по сравнению с естествен­ной более сложны в конструктивном отношении и требуют боль­ших первоначальных затрат и эксплуатационных расходов. Вместе с тем они имеют ряд преимуществ. К основным их достоинствам относятся: независимость от температурных колебаний наружно­го воздуха и его давления, а также скорости ветра. По направле­нию действия системы вентиляции подразделяются на вытяжные, удаляющие воздух из помещений, и приточные, подающие воз­дух в помещения (рис. 13.4, 13.5). В некоторых производственных помещениях предприятий сервиса осуществляется приточно-вы-тяжная вентиляция.

В системе приточно-вытяжной вентиляции в вентилируемом помещении воздух организованно удаляется и подается, причем в зависимости от того, что является большим — приток или удале­ние, давление в помещении повышается или понижается. Если в двух сообщающихся между собой помещениях воздух одного за­грязнен вредными веществами больше, чем воздух второго поме­щения, то в первом с помощью вентиляции создают меньшее давление, чем во втором. Это будет препятствовать загрязнению

Рис. 13.4. Схема устройства вентиляционной камеры и воздуховодов при­точной системы с механическим побуждением:

1 — воздухозаборная решетка или жалюзи; 2 — воздухозаборная шахта; 3 — утепленный клапан; 4 — калорифер; 5 — гибкая вставка; 6 — вентилятор; 7 — воздухоприточные насадки; 8 — система воздуховодов; 9 — вентилируемые по­мещения; 10 — плавающий фундамент

более чистого воздуха второго помещения за счет протекания в него загрязненного воздуха из первого помещения.

По способу организации воздухообмена в помещениях венти­ляция может быть общей и местной.

Общая вентиляция, называемая общеобменной, предусматри­вается для создания одинаковых условий воздушной среды (тем­пературы, влажности, чистоты воздуха и его подвижности) во

Рис. 13.5. Схема приточно-вытяжной вентиляции производственного здания:

1 — рабочий зал; 2 — приточные каналы; 3 — щелевидные отверстия, 4 — вы­тяжные шахты; 5 — технический чердак; 6 — подпольные каналы

всем помещении, главном образом в рабочей зоне (1,5...2 м от пола). Общеобменная вентиляция с механическим побуждением — наиболее распространенный вид вентиляционных систем. Наруж­ный приточный воздух забирают через воздухозаборную решетку или жалюзи, препятствующие попаданию в систему атмосферных осадков и посторонних предметов. Далее воздух под действием вентилятора поступает чаще всего в воздухозаборную шахту и от­туда, пройдя через утепленный клапан, в приточную камеру. При­точная вентиляционная камера имеет калорифер для подогрева воздуха и вентилятор, нагнетающий воздух в систему воздухово­дов, по которым он через приточные отверстия поступает в вен­тилируемые помещения.

Местная вентиляция, так же как и общеобменная, может быть вытяжная и приточная.

Местную вытяжную вентиляцию устраивают в тех случаях, когда загрязнения можно улавливать непосредственно у мест их воз­никновения. С этой целью применяют отсосы в виде разного рода укрытий (вытяжные шкафы и зонты, завесы у плит, бортовые отсосы у ванн, кожухи у абразивных и других кругов, отсосы у станков и т.п.). Наиболее рационально изготовлять станки и дру­гое оборудование со встроенными отсосами, являющимися кон­структивным элементом самих станков или оборудования. Одним из примеров такого элемента является вытяжной шкаф. Он пред­ставляет собой укрытый со всех сторон стол с вытяжкой из-под укрытия.

Кондиционирование воздуха относится к наиболее современным и технически совершенным способам создания и поддержания в помещениях условий комфорта для человека и оптимальных па­раметров воздушной среды для производственных процессов. Ус­тановка кондиционирования воздуха представляет собой комп­лекс технических средств, служащих для приготовления, переме­щения и распределения воздуха, автоматического регулирования его параметров, дистанционного контроля и управления.

Особенностью систем кондиционирования воздуха является наличие систем автоматики, обеспечивающих устойчивый искус­ственный микроклимат независимо от внешних условий и техно­логических процессов, протекающих в помещении.

Системы кондиционирования воздуха разделяют на централь­ные системы и местные кондиционеры (устанавливаются для од­ного или нескольких помещений, обычно бытовых), круглого­дичные и сезонные (для теплого или холодного периода года).

В центральных системах кондиционирования воздуха кондиционер, где происходят все процессы обработки воздуха, устанавливают вне обслуживаемых помещений, и его раз­дача ведется по сети воздуховодов. Такие системы обслуживают как отдельные большие помещения, так и группы помещений.

В общественных и производственных зданиях с различными требованиями к воздушной среде по отдельным помещениям или с различным температурно-влажностным режимом устраивают многозональные центральные системы кондиционирования воз­духа. В этих случаях здание разделяют в отношении обслуживания на несколько зон, в каждую из которых воздух подается со свои­ми параметрами.

13.4. Техническая эксплуатация систем вентиляции

Исправная работа систем вентиляции достигается планово-пре­дупредительными ремонтами всех ее элементов и регулировочно-наладочными работами. При местном регулировании систем вен­тиляции устанавливают жалюзийные или другие вентиляционные решетки из расчета нормативного воздухообмена помещений.

Центральная регулировка заключается в том, что во время силь­ных морозов прикрывают шиберы или дроссели-клапаны в при­точных или вытяжных шахтах.

Как правило, регулировочно-наладочные работы, а также пла­ново-предупредительный ремонт выполняют специализированные службы.

Неисправности, появившиеся в процессе эксплуатации, уст­раняют аварийно-диспетчерские службы, а также обслуживаю­щий персонал эксплуатирующей организации.

Наиболее частые причины нарушения нормальной работы при-точно-вытяжной вентиляции с естественной тягой заключаются в поломке чердачных коробов и шахт, неплотностях в них. Помимо ухудшения работы вентиляции эти дефекты ускоряют коррозию металлических частей чердака. Неплотности в коробах и шахтах определяют пламенем свечи, по отклонению которого точно ус­танавливают участок с нарушенной плотностью шахты или сбор­ного канала; засоры или обледенения в каналах ухудшают эффект тяги и не обеспечивают нормативной кратности воздухообмена. Этот дефект устраняют прочисткой каналов. В случае возможного промерзания каналы утепляют во избежание образования на их внутренней поверхности конденсата. Шум от работы вентилято­ров в механических вентиляционных системах может быть след­ствием неукомплектованности гибкими брезентовыми или рези­новыми вставками между вентилятором и воздуховодами, вибра­ции клапанов и задвижек, неустановки гильз при проходе возду­ховодов через стены и перекрытия, вибрации вентиляционных агрегатов.

Для предотвращения распространения шума и вибрации вен­тилятор желательно ставить на плавающий фундамент, представ­ляющий собой тяжелую плиту, покоящуюся на полу на пружин-

ных или резиновых амортизаторах. С этой же целью вентилятор к воздуховодам присоединяют с помощью гибкой вставки — пат­рубка воздуховода из воздухонепроницаемой (например, проре­зиненной) ткани.

Включение и выключение вентиляционных установок для со­здания нормальных условий работы производится в такой после­довательности. Приточные и вытяжные общеобменные установки включаются за 10... 15 мин до начала работы; при этом сначала включают вытяжные, а затем приточные установки. Выключают их через 10...20 мин после окончания работы: сначала приточ­ные, а затем вытяжные.

Местные вытяжные вентиляционные установки включают за 3... 5 мин до начала включения технологического оборудования и выключают через 3...5 мин после его останова.

При эксплуатации механической вентиляции и воздушного отопления не допускается расхождение подачи притока и объема вытяжки от проектного более чем на 10 %, снижение или увели­чение температуры приточного воздуха более чем на 2 °С.

Естественная вытяжная вентиляция должна обеспечивать уда­ление необходимого объема воздуха из всех предусмотренных про­ектом помещений при температурах наружного воздуха 5 °С и ниже.

При плановых осмотрах должны быть устранены все выявлен­ные неисправности системы, при этом необходимо заменить сло­манные вытяжные решетки и их крепление, устранить засоры в каналах, неисправности шиберов и дроссель-клапанов в вытяж­ных шахтах, зонтов над шахтами и дефлекторов.

Теплые чердаки, используемые в качестве камеры статическо­го давления вентиляционных систем, должны быть герметичны. Вентиляционным отверстием такого чердачного помещения яв­ляется сборная вытяжная шахта. Оголовки центральных вытяжных шахт естественной вентиляции должны иметь исправные зонты и дефлекторы. Вытяжные шахты, трубы, зонты и дефлекторы долж­ны покрываться антикоррозийной краской не реже 1 раза в 3 года. Воздуховоды, каналы и шахты в неотапливаемых помещениях, имеющие на стенках во время сильных морозов влагу, должны быть дополнительно утеплены эффективным биостойким и не­сгораемым утеплителем.

Контрольные вопросы

1. Перечислите факторы, действующие на самочувствие работающих.

2. Дайте определение естественного неорганизованного воздухооб­мена.

3. Какие особенности имеет естественная организованная вентиля­ция?

4. Что называется дефлектором?

5. Опишите модель аэрации здания.

6. Какие требования предъявляются к механической вентиляции?

7. Что такое кондиционирование воздуха?

8. Чем обеспечивается нормальная работа систем вентиляции?

9. Какие мероприятия проводят для предотвращения шума и вибра­
ции?

10. Назовите причины нарушения нормальной работы приточно-вы-
тяжной вентиляции с естественной тягой.

ГЛАВА 14 ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ ПРЕДПРИЯТИЙ СЕРВИСА

14.1. Электроприемники и источники питания. Определение электрических нагрузок

Электроприемники и источники питания. Современные пред­приятия сервиса характеризуются непрерывным ростом электро­потребления, увеличением удельных расходов на единицу услуги и ростом удельных плотностей нагрузок. Происходит это за счет повышения производственных мощностей предприятий и расши­рения области применения электроэнергии в технологических процессах. Потребителями электрической энергии являются элек­троприемники или группа электроприемников, объединенных технологическим процессом и размещающихся на определенной площади: аппараты, агрегаты, механизмы, предназначенные для преобразования электрической энергии в другой вид энергии.

По надежности электроснабжения в соответствии с требова­ниями Правил устройства электроустановок (ПЭУ) электропри­емники предприятий сервиса относятся к третьей категории. Для электроприемников этой категории электроснабжение может осу­ществляться от одного источника питания при условии, что пе­рерывы электроснабжения, вызванные ремонтом или заменой поврежденного элемента системы электроснабжения, не превы­шает 1 сут.

По режимам работы приемники электроэнергии могут быть подразделены на следующие группы:

• электроприемники, работающие в режиме продолжительной постоянной или мало меняющейся нагрузки;

• электроприемники, работающие в режиме кратковременной нагрузки;

• электроприемники, работающие в режиме повторно-кратко­временной нагрузки.

Наиболее распространенными приемниками электроэнергии на предприятиях сервиса являются электродвигатели технологического оборудования, электрические печи, сварочные и наплавочные аппараты, осветительные устройства и т. п.

Электрическое хозяйство предприятий сервиса — устойчивая технологическая система, означающая стабильное изменение элек­трических показаний во времени, которое определяется постоян-

ством структуры установленного электрооборудования. Источни­ком питания электроэнергией являются сети высокого напряже­ния муниципальных энергосистем. Электроэнергия от внешних сетей поступает в распределительное устройство (РУ) и распре­деляется без трансформации при напряжении, принятом от энер­госистемы, по трансформаторным подстанциям (ТП). Такая система питания электроэнергией наиболее рациональна, посколь­ку позволяет размещать трансформаторные подстанции вблизи центров нагрузок потребителей электроэнергии. В этом случае элек­троэнергия до центров нагрузок распределяется по высоким на­пряжением, что позволяет снизить потери электроэнергии и умень­шить расход металла на электрические коммуникации, поскольку сечения токопроводов для высокого напряжения применяются меньшими, чем для низкого напряжения.

Передачу электроэнергии от источника питания до приемного пункта предприятия осуществляют воздушными или кабельными линиями.

Электроэнергия расходуется на питание электроприемников и на освещение помещений. Для питания электроприемников при­меняется переменный трехфазный ток частотой 50 Гц и напряже­нием 380 или 220 В, для освещения преимущественно применя­ется переменный ток напряжением 220 В.

Основными условиями проектирования рациональной систе­мы внутреннего электроснабжения являются определение элект­рических нагрузок, выбор цеховой схемы электрической сети и конструктивное исполнение цеховых электрических сетей.

Определение электрических нагрузок. В практике проектирова­ния систем электроснабжения на стадии проектного задания при­меняют следующие методы определения электрических нагрузок:

. по удельному расходу электроэнергии на единицу продукции при заданном объеме выпуска продукции за определенный пери­од времени;

• удельной нагрузке на единицу производственной площади;

• установленной мощности и коэффициенту спроса (метод ко­эффициента спроса).

Метод удельного расхода электроэнергии на единицу продукции основан на том, что ряд приемников электроэнергии характери­зуется неизменными или мало изменяющимися графиками на­грузок. К таким электроприемникам относятся электроприводы вентиляторов, насосов, преобразовательных агрегатов электролиз­ных установок, печи сопротивления и др.

Для приемников с неизменной или мало изменяющейся во времени нагрузкой расчетная нагрузка совпадает со средней за наиболее загруженную смену и может быть определена по удель­ному расходу электроэнергии на единицу продукции при задан­ном объеме выпуска продукции за определенный период:

где — удельный расход электроэнергии на единицу продук­ции, кВт • ч; — количество продукции, выпускаемой за смену (производительность установки за смену); — продолжитель-

ность наиболее загруженной смены, ч.

При наличии данных об удельных расходах электроэнергии на единицу продукции в натуральном выражении и годовом объеме выпускаемой продукции цеха (предприятия в целом) расчет­ную нагрузку определяют по формуле

где — продолжительность использования максимума актив-

ной нагрузки цеха, ч.

Метод удельной нагрузки на единицу производственной площади применяют при проектировании предприятий, характеризующихся большим числом токоприемников малой и средней мощности, равномерно распределенных по площади цеха.

Расчетную нагрузку группы приемников определяют по фор­муле

где — удельная расчетная мощность на 1 м² производственной площади, кВт/м² (0,02...0,5 кВт/м²); — площадь размещения токоприемников, м².

Для определения расчетных нагрузок по методу коэффициента спроса необходимо знать установленную полную (паспортную) мощность кВт, токоприемника или группы приемников и

коэффициенты мощности и спроса

Активную мощность определяют, кВт, по суммарной установ­ленной мощности с учетом коэффициентов мощности и спроса, учитывающего недогрузку по мощности и неодновременность ра­боты электроприемников, потери в сети и электронагревателях:

В случае, если в паспорте электроприемника указана его ак­тивная установленная мощность

Среднее значение коэффициента спроса принимают равным 0,3... 0,5. Для отдельных групп потребителей значения коэффици­ента спроса приведены далее.

Значения коэффициента спроса К_с для некоторых потребителей

Потребитель

Электродвигатели металлорежущих станков................................... 0,2

Электродвигатели автоматов, обдирочных станков,
штамповочных прессов.......................................................................... 0,25

Электродвигатели ковочных машин, кривошипных прессов,

приводных молотов, бегунов......................................... 0,45

Нагревательные устройства, печи сопротивления,

сушильные шкафы, ванны................................................ 0,6

Установки ТВЧ.................................................................... 0,3

Сварочные трансформаторы дуговой сварки......................... 0,45

Стенды испытательные......................................................... 0,1

Электродвигатели кранов и тельферов......................... 0,15

Конвейеры и транспортеры............................................ 0,75

Вентиляторы, насосы, компрессоры............................. 0,75

Освещение........................................................................... 0,8

Годовое потребление электроэнергии предприятием определя­ют, кВт • ч, по формуле

где — сумма активных мощностей, кВт; — действитель-

ная годовая продолжительность работы оборудования при задан­ной сменности, ч; — коэффициент загрузки оборудования по времени, равный 0,75...0,8. Электроэнергия в цехе по отдельным потребителям распределяется по кабельным линиям и проводам. Цеховые сети распределения электроэнергии:

• должны обеспечивать необходимую надежность электроснаб­жения приемников электроэнергии в зависимости от их катего­рии;

• быть удобными и безопасными в эксплуатации;

• иметь оптимальные технико-экономические показатели (ми­нимум приведенных затрат);

• иметь конструктивное исполнение, обеспечивающее приме­нение индустриальных и скоростных методов монтажа.

В зависимости от принятой схемы электроснабжения и усло­вий окружающей среды цеховые электрические сети выполняют кабельными линиями и проводами.

Магистральные сети выполняют открытыми или закрытыми шинопроводами.

Открытую прокладку кабелей внутри зданий выполняют бро­нированными и чаще небронированными кабелями. Трасса кабе­лей должна быть по возможности прямолинейной и удаленной от различных трубопроводов. Если прокладывают одиночный кабель по стенам и перекрытиям, то его крепят с помощью скоб. При прокладке нескольких кабелей применяют опорные конструкции заводского изготовления, собираемые из отдельных деталей — стоек и полок.

Наиболее распространенной в производственных помещениях является прокладка кабелей в специальных каналах, если в одном направлении прокладывают большое число кабелей. В этом случае в полу цеха сооружают канал, который перекрывают железобе-

тонными плитами или стальными рифлеными листами. Кабели внутри канала укладывают на типовые сборные конструкции, ус­тановленные на боковых стенах.

Преимущества такой прокладки кабелей заключаются в защи­те их от механических повреждений, удобствах осмотра и ревизии в процессе эксплуатации, а недостатки — в значительных капи­тальных затратах.

Цеховые сети, выполненные проводами, прокладывают открыто на изолирующих опорах, в стальных и пластмассовых трубах.

Открытая прокладка изолированных проводов допускается во всех помещениях, за исключением помещения со взрывоопасной средой. Прокладка сетей изолированными проводами в стальных водогазопроводных трубах допускается только во взрывоопасных зонах. Тонкостенные водогазопроводные трубы допускается при­менять во всех средах и наружных установках, но рекомендуется в помещениях сырых, особо сырых, с химически активной средой и для наружных установок.

Применение пластмассовых труб позволяет экономить сталь­ные трубы, а также снизить трудоемкость трубных электропрово­док. Пластмассовые трубы для электропроводок применяют из винипласта, полиэтилена и полипропилена.

Для приема и распределения электроэнергии к группам потре­бителей трехфазного переменного тока промышленной частоты напряжением 380 В применяют силовые распределительные шка­фы и пункты.

Для цехов с нормальными условиями окружающей среды из­готовляют шкафы серий СП-62 и ШРС1-20УЗ защищенного ис­полнения, а для пыльных и влажных — шкафы серий СПУ-62 и ШРС1-50УЗ закрытого исполнения. Шкафы имеют на вводе ру­бильник, а на выводах — предохранители типа ПН2 или НПН2.

14.2. Искусственное освещение помещений. Годовой расход электроэнергии

Искусственное освещение помещений. В пасмурные дни объект или отдельная его часть, которую требуется различать в процессе работы, недостаточно освещены. Для этого требуется дополни­тельное искусственное освещение, т.е. совмещенное освещение. В вечерние и ночные часы искусственное освещение — рабочее ос­вещение надлежит предусматривать для всех помещений в здани­ях, а также для участков открытых пространств, предназначенных для работы, прохода людей и движения транспорта.

В помещениях предприятий сервиса искусственное освещение проектируют следующих систем: общее, местное, комбинирован­ное и дежурное (охранное).

Система общего освещения предназначена для освещения всего помещения и расположенных в нем рабочих мест и поверхностей.

При общем освещении светильники располагают только в верх­ней зоне помещения. Крепят их непосредственно к потолку, на фермах, иногда на стенах или колоннах.

Общее освещение может быть равномерным, когда по всему помещению или его части должна создаваться одинаковая осве­щенность, или локализованным, когда в разных зонах помеще­ния создаются разные освещенности.

При равномерном освещении светильники располагаются ря­дами с одинаковыми или не сильно отличающимися расстояния­ми между ними.

Общее равномерное освещение имеет широкое распростране­ние и устраивается в цехах с равномерно распределенным по пло­щади оборудованием.

Общее локализованное освещение предусматривается в поме­щениях, в которых на различных участках производятся работы, требующие разной освещенности, когда рабочие места в помеще­нии сосредоточены группами, а также при необходимости созда­ния определенного направления света для групп рабочих мест. Сюда относятся цехи с выделенными складскими и сборочными участ­ками, с отдельными группами станков, конвейеров и др.

Преимущества локализованного освещения перед общим рав­номерным заключаются в сокращении мощности осветительных установок, возможности создать требуемое направление светово­го потока и избежать на рабочих местах теней от производствен­ного оборудования и самих работающих.

Наряду с указанными положительными свойствами локализо­ванное освещение имеет некоторые недостатки. По сравнению с общим равномерным освещением оно характеризуется большей неравномерностью распределения яркости поверхностей, попа­дающих в поле зрения работающих, может вызывать некоторое усложнение осветительных сетей в помещениях.

Местное освещение предусматривается на отдельных рабочих местах (станках, верстаках, различных плитах и т.д.) и выполня­ется светильниками, установленными непосредственно у рабочих мест.

Системы местного и общего освещения, применяемые совмест­но, образуют систему комбинированного освещения. Она применяет­ся в помещениях, где выполняются точные зрительные работы.

Большинство предприятий работает не круглосуточно и не не­прерывно, а в две или одну смену с выходными и праздничными днями. В нерабочее время во многих помещениях и вдоль границ территории предприятия необходимо минимальное искусствен­ное освещение для несения дежурства или охраны. Для этих целей предусматривается дежурное (охранное) освещение, обеспечиваю-

щее освещенность 0,5 лк на уровне земли в горизонтальной плос­кости.

Светотехническая промышленность выпускает широкий ассор­тимент источников света, предназначенных для использования в различных осветительных установках.

Наряду с распространенными лампами накаливания и лю­минесцентными лампами в настоящее время применяют ртут-но-кварцевые лампы с исправленной цветностью типа ДРЛ, металлогалогенные типа ДРИ, ксеноновые, натриевые и дру­гие лампы.

Выбор светильников определяется характером окружающей среды, требованиями к светораспределению и ограничению сле­пящего действия, а также соображениями экономичности.

Основным вопросом устройства осветительных установок яв­ляется правильное расположение выбранных светильников. От его решения зависят экономичность, качество освещения и удобство эксплуатации.

Размещение светильников в плане и в разрезе помещения оп­ределяется следующими размерами:

Н — высотой помещения;

— расстоянием светильника от перекрытия;

— высотой светильника над полом;
- высотой расчетной поверхности над полом;

— расчетной высотой;

L — расстоянием между соседними светильниками или рядами ламп (если по длине и ширине расстояния различны, то они обо­значаются соответственно );