Cálculo del intercambio general y la ventilación local de los locales de producción

Una ventilación suficiente es esencial en entornos industriales para mantener a los trabajadores seguros y cómodos. En las instalaciones de producción se producen calor, humos, polvo y otros contaminantes que pueden ser peligrosos tanto para los trabajadores como para los equipos. Determinar los niveles de ventilación adecuados, tanto para el intercambio general de aire como para la extracción localizada, es esencial para mantener un ambiente higiénico y seguro.

El objetivo de la ventilación de intercambio general es mantener un suministro constante de aire fresco en todo el edificio. Este tipo de ventilación ayuda a regular la humedad y la temperatura, así como a diluir los contaminantes. Puede reducir la acumulación de materiales potencialmente peligrosos y contribuir a mantener un entorno uniforme para los empleados y los equipos manteniendo el aire en movimiento.

Por el contrario, la ventilación local se centra en determinadas fuentes de calor o contaminación. Este sistema, que también se denomina "ventilación local por extracción" (LEV), recoge y elimina los contaminantes en su origen mediante campanas, conductos y ventiladores. Es un método útil para controlar ciertos riesgos, como los humos de soldadura o el polvo de corte, sin interferir en el flujo de aire de toda la instalación.

El diseño de un sistema de ventilación debe tener en cuenta varios aspectos. La cantidad de ventilación necesaria depende de varios factores, como el tamaño de las instalaciones, el número de empleados, los tipos de equipos utilizados y el tipo de contaminantes presentes. Este post te guiará por los cálculos y factores cruciales para que tus instalaciones de producción sean eficaces y seguras.

Algoritmo de diseño

Hay varios pasos para establecer el intercambio de aire en un edificio público o durante la producción.

1. Recopilación de datos iniciales – características de la estructura, el número de empleados y la gravedad de la mano de obra, las variedades y el número de daños perjudiciales, la localización de los lugares de descarga. Es muy útil profundizar en la esencia del proceso tecnológico.
2. Selección del sistema de ventilación de un taller u oficina, desarrollo de esquemas. Las soluciones de diseño se plantean 3 requisitos básicos – eficiencia, cumplimiento de las normas NNUP (SanPiN) y validez económica.
3. Cálculo del intercambio de aire – determinación del volumen de aire de impulsión y extracción para cada habitación.
4. Cálculo aerodinámico de los conductos de aire (si los hay), selección y disposición de los equipos de ventilación. Clarificación de los circuitos de alimentación y eliminación del aire contaminado.
5. Instalación de ventilación según el proyecto, puesta en marcha, funcionamiento posterior y mantenimiento.

Nota: La lista de trabajos se ha simplificado mucho para facilitar la comprensión. Cada paso del proceso de desarrollo de la documentación requiere una serie de permisos, explicaciones e inspecciones adicionales. Los tecnólogos de la empresa y el ingeniero de diseño colaboran continuamente.

Párrafos Nos. 2 y 3, que tratan de la selección del mejor plan de intercambio de aire y el cálculo de la tarifa aérea, nos interesan. Otras publicaciones abarcan una amplia gama de temas, como la aerodinámica y la instalación de equipos y ventilación.

Tipos de sistemas de ventilación

Para organizar correctamente la actualización de la climatización de la sala, hay que seleccionar la técnica de ventilación más eficaz, o una mezcla de varias opciones. A continuación, la clasificación de los sistemas de ventilación conocidos dispuestos en producción simplifica el esquema estructural.

Entraremos en más detalles sobre cada tipo de intercambio de aire:

1. La ventilación natural no organizada incluye la ventilación y la infiltración – la penetración de aire a través de los afluentes de la puerta y otras grietas. La alimentación organizada -aireación- se realiza desde las ventanas mediante deflectores de escape y lámparas antiaéreas.
2. Los ventiladores auxiliares de techo y tejado aumentan la intensidad del intercambio con el movimiento natural de las masas de aire.
3. El sistema mecánico implica la distribución forzada y la selección del aire con ventiladores a través de conductos de aire. Esto también incluye la ventilación de emergencia y diversas succiones locales: sombrillas, paneles, refugios, armarios de laboratorio de extracción.
4. Aire acondicionado – llevar el ambiente del taller u oficina a las condiciones requeridas. Antes de servir a la zona de trabajo, el aire se limpia con filtros, humedecido / drenado, calentado o enfriado.

Cita. La parte inferior del volumen del taller está incluida en la parte inferior del suelo donde siempre se sitúan las personas, según la documentación reglamentaria.

La ventilación mecánica de suministro y el aire acondicionado se combinan con frecuencia; durante el invierno, el flujo de la calle alcanza la temperatura ideal sin necesidad de radiadores de agua. El recuperador recibe el aire caliente contaminado y lo utiliza para calentar el afluente entre un 50 y un 70%.

La combinación de estas opciones permite obtener la máxima eficacia del equipo a un coste moderado. Por ejemplo, se puede diseñar una aireación natural en el taller de soldadura siempre que cada puesto tenga instalada una extracción local forzada.

A elegir

Dar directrices claras para crear programas de intercambio de aire que cumplan las normas del sector y los requisitos higiénicos, al tiempo que se fomenta la creatividad. Se crean documentos separados para edificios públicos y diferentes industrias, como empresas de restauración, químicas y metalúrgicas.

Por ejemplo. El documento "Normas sanitarias para soldar, revestir y cortar metales" se encuentra al desarrollar la ventilación para el taller de soldadura caliente. Lea la sección 3, párrafos 41-60. Dependiendo del tamaño de la plantilla y del consumo de material, existen todos los requisitos para la ventilación local y general.

Los sistemas de ventilación de impulsión y extracción de los edificios industriales se eligen de acuerdo con las normas vigentes, la practicidad desde el punto de vista económico y la finalidad:

1. En los edificios de oficinas, es habitual hacer un intercambio natural de aire – aireación, ventilación. Con mayor acumulación de personas, se prevé la instalación de ventiladores auxiliares o se organiza el intercambio de aire con motivación mecánica.
2. En los talleres de construcción de maquinaria, reparación y laminación de gran tamaño, organizar la ventilación forzada costará demasiado. Esquema generalmente aceptado: una campana natural a través de luces antiaéreas o deflectores, la afluencia se organiza a partir de la phrama abierta. Además, en invierno se abren las ventanas superiores (altura – 4 m), en verano – las inferiores.
3. Al destacar vapores tóxicos, peligrosos y nocivos para la salud, no se permite la aireación y ventilación.
4. En los lugares de trabajo, junto a los equipos calefactados, es más fácil y correcto organizar a las personas para que se concentren con aire fresco que actualizar constantemente todo el volumen del taller.
5. En las pequeñas industrias con un pequeño número de fuentes de contaminación, es mejor instalar la aspiración local en forma de paraguas o paneles, y la ventilación total se proporciona por natural.
6. En los edificios de producción con un gran número de puestos de trabajo y las fuentes de liberación peligrosa, que necesita para hacer un intercambio de aire forzado de gran alcance. Es poco práctico vallar 50 o más campanas locales, salvo que tales eventos estén dictados por normas.
7. En los laboratorios y salas de trabajo de las plantas químicas, toda la ventilación se realiza de forma mecánica y está prohibida la recirculación.

La recirculación es el proceso por el que se devuelve al taller una parte del aire elegido para reducir la cantidad de calor (o frío, según la estación) que se utiliza para calentar. Esta parte se filtra y luego se combina en diferentes proporciones con una corriente de calle recién extraída.

Hemos resumido los principios generales de la planificación del intercambio de aire porque no es práctico tener en cuenta todas las variaciones de producción en el contexto de una única publicación. La literatura técnica pertinente, como un libro de texto sobre D. Diseño de la ventilación de un edificio industrial" de Volkova ofrece una explicación más detallada. Foro.ABOK.ru, el sitio de los ingenieros de AKOV, es la segunda fuente de confianza.

Para calcular las necesidades de ventilación de una planta de producción, es importante tener en cuenta tanto el intercambio general como la ventilación local. La ventilación de intercambio general se centra en sustituir el aire viciado por aire fresco en todo el espacio, lo que garantiza un entorno uniforme. Esto ayuda a controlar la temperatura, la humedad y los contaminantes del aire. Por otra parte, la ventilación local se dirige a zonas específicas donde se generan humos, polvo o calor peligrosos, como los puestos de soldadura o las zonas de mezcla de productos químicos. El uso de sistemas de extracción localizada permite eliminar los contaminantes en su origen antes de que se dispersen. Para determinar el método de ventilación adecuado, hay que evaluar el tamaño del espacio, el número de trabajadores y los tipos de actividades que se realizan en cada zona. Esto garantiza un lugar de trabajo saludable, seguro y productivo para todos.

Métodos de cálculo del intercambio de aire

Determinar la cantidad de aire suministrado consumido es el objetivo de los cálculos. La cantidad de mezcla de aire eliminada por los paraguas se añade al volumen final de la afluencia si se utilizan campanas puntuales en la producción.

Como punto de referencia. Los dispositivos de exposición tienen muy poco efecto sobre cómo se mueven los flujos dentro de la estructura. La indicación del camino a seguir ayudará con los chorros de suministro.

Según el SNiP, para calcular la producción de los locales de producción se utilizan los siguientes indicadores

• el exceso de calor que emana de los equipos y productos calentados;
• vapor de agua que satura el aire del taller;
• emisiones nocivas (tóxicas) en forma de gases, polvo y aerosoles;
• el número de empleados de la empresa.

Un aspecto crucial. El marco normativo también permite calcular la frecuencia de intercambio en las habitaciones de los servicios públicos y los distintos hogares. En esta página, puede utilizar la calculadora en línea y familiarizarse con la metodología.

Lo ideal es tener en cuenta todos los aspectos del caudal de entrada. Se aprueba el mayor de los resultados para su uso en el desarrollo posterior del sistema. Un pequeño detalle: se determina la afluencia para cada uno de los dos tipos de gases peligrosos que interactúan cuando se liberan, y se recopilan los resultados.

Consideramos el caudal sobre las secreciones de calor

Antes de iniciar cualquier cálculo, debe realizar los preparativos necesarios para la recogida de datos de la fuente:

• averiguar la superficie de todas las superficies calientes;
• averiguar la temperatura de calefacción;
• calcular la cantidad de calor liberada;
• Determinar la temperatura del aire en la zona de trabajo y más allá (por encima de 2 m sobre los suelos).

En realidad, la cuestión se resuelve en colaboración con el ingeniero-tecnólogo de la empresa, que aporta detalles sobre la maquinaria de producción, los atributos del producto y los matices del proceso de fabricación. Utilizando la fórmula siguiente, calcule los parámetros indicados:

– L es el tipo de aire que entra en el travesaño o que suministran las unidades de alimentación, medido en m³/h;

• LWZ – la cantidad de aire tomada de la zona servida con aspiración puntual, m³/h;
• Q – la magnitud de la disipación de calor, TT;
• C – capacidad calorífica de la mezcla de aire, tomar 1 igual a 1.006 kJ/(kg ° C);
• Tin – la temperatura de la mezcla suministrada al taller;
• TL, TWZ – temperaturas del aire por encima de la zona de trabajo y dentro de sus límites.

Aunque el cálculo parece complicado, puede completarse sin problemas cuando se dispone de datos. Por ejemplo: en el interior de la habitación Q se producen 20.000 vatios de flujo de calor, y los paneles de escape (LWZ) eliminan 2.000 m³/h En el exterior, hay veinte grados centígrados, pero en el interior, treinta y veinticinco, respectivamente. l = 2000 + [3.6 x 20,000 – 1.006 x 2000 (25 – 20) / 1.006 (30 – 20)] es el número que contamos. = 8157 m³/h.

Exceso de vapor de agua

La siguiente fórmula es básicamente una repetición de la anterior, con las designaciones de humedad utilizadas en lugar de los parámetros de calor:

• W es el número de vapores de agua procedentes de las fuentes por unidad de tiempo, gramos/hora;
• Din – contenido de humedad en la afluencia, g/kg;
• DWZ, DL – contenido de humedad del aire ambiente de la zona de trabajo y de la parte superior de la sala, respectivamente;
• el resto de denominaciones – como en la fórmula anterior.

Obtener los datos de origen es donde la metodología se complica. Encontrar los indicadores de humedad es sencillo una vez construido el producto y en funcionamiento el proceso de producción. Calcular la asignación de vapor del taller durante la fase de diseño es otra consulta. Se recomienda contar con dos expertos: Vendsisteta, el diseñador, e Ingeniero-Tecnólogo.

Emisiones de polvo y sustancias nocivas

En esta situación es crucial examinar a fondo los matices del proceso tecnológico. Hacer una lista de la nocividad, averiguar su concentración y calcular qué cantidad del aire limpio suministrado se consume son las tareas a realizar. denominada fórmula

• MPO – masa de sustancia nociva o polvo segregado por unidad de tiempo, mg/hora;
• Qin – el contenido de esta sustancia en el aire de la calle, en mg/m³;
• QWZ – concentración máxima admisible (CMA) de nocividad en el volumen de la zona servida, en mg/m³;
• QL – concentración de aerosol o polvo en la parte restante del taller;
• Descifrar las designaciones L y LWZ se da en la primera fórmula.

Así aparece el algoritmo de ventilación. Un volumen medido de flujo de entrada se envía a la habitación, disminuyendo la concentración de contaminantes y diluyendo el aire interior. Los paraguas locales sobre las fuentes aspiran la mayoría de las sustancias peligrosas y volátiles; la mezcla de gases elimina una campana mecánica.

El número de trabajadores

En oficinas y otros edificios públicos sin contaminantes industriales, se utiliza el método para calcular la afluencia. El número de puestos permanentes, denotado por la letra latina N, debe determinarse mediante la siguiente fórmula:

El volumen de liberación de la mezcla de aire limpio para un solo lugar de trabajo se muestra en el parámetro M. El valor de M se fija en 30 m³/h en oficinas ventiladas y 60 m³/h en espacios totalmente cerrados.

Observación: Sólo se consideran los puestos que requieren que los empleados trabajen al menos dos horas al día y son permanentes. La cantidad de visitantes es irrelevante.

Cálculo de un paraguas de una campana local

La selección de gases y polvos peligrosos en el punto de descarga, directamente desde la fuente, es tarea de la aspiración local. Debe seleccionar el tamaño adecuado del paraguas en función de la altura de la suspensión y las dimensiones de la fuente con el fin de lograr una eficiencia óptima. Es más práctico pensar en la metodología de cálculo junto con un dibujo de aspiración vinculante.

Interpretemos ahora las designaciones de las letras del diagrama:

• A, b – el tamaño deseado del paraguas en el plano;
• H es la distancia desde el borde inferior del dispositivo retráctil hasta la superficie del brote;
• a, b – las dimensiones del equipo superpuesto;
• D es el diámetro del conducto de ventilación;
• H – la altura de la suspensión, no se acepta más de 1.8 … 2 m;
• α (alfa) – el ángulo de apertura del paraguas, lo ideal es que no supere los 60 °.

Inicialmente, utilizamos las siguientes fórmulas sencillas para determinar las dimensiones de la aspiración:

A continuación, calculamos el ángulo de apertura y procedemos al cálculo del consumo de aire absorbido:

• F – el área de la parte ancha del paraguas se calcula como a x b;
• ʋ – la velocidad del flujo de aire en la ranura de la caja, para los gases no tóxicos y el polvo tomamos 0.15 … 0.25 m/s.

Nota: Según los procedimientos normalizados de funcionamiento, el caudal de extracción debe aumentarse a 0.75… 1.05 m/s si es necesario aspirar nocivos tóxicos.

Seleccionar el ventilador del canal para el rendimiento deseado es sencillo cuando se sabe cuánto aire entra. La siguiente fórmula, aplicada a la inversa, da como resultado la sección y el diámetro del conducto de extracción:

Conclusión

Es responsabilidad de ingenieros cualificados diseñar redes de ventilación. En consecuencia, nuestra publicación es de carácter introductorio, con algunas explicaciones y algoritmos de cálculo simplificados. Para conocer a fondo los problemas de ventilación en las instalaciones de producción, basta con estudiar la bibliografía técnica pertinente. Por último, un método para calcular el calentamiento del aire en un vídeo.

Disponer de suficiente ventilación en las zonas de producción es esencial para tener un lugar de trabajo seguro y cómodo. Mientras que la ventilación local se centra en zonas concretas donde pueden concentrarse contaminantes o calor, la ventilación de intercambio general trabaja para mantener una buena calidad del aire en todo el espacio. Cuando se combinan, estas tecnologías pueden reducir en gran medida la probabilidad de problemas de salud para los empleados y aumentar los niveles de producción.

Para diseñar la ventilación de un centro de producción hay que tener muy en cuenta los requisitos específicos de la zona. Tenga en cuenta variables como el tamaño de la zona, el número de empleados y los tipos de materiales o productos químicos que se utilizan. Puede utilizar esta evaluación para determinar el caudal de aire necesario para la ventilación local y el intercambio general. De este modo, se asegurará de cumplir las normas de seguridad e higiene y, además, hará que el entorno sea más agradable para todos.

Recuerde que, tras la instalación inicial, los sistemas de ventilación deben ajustarse y mantenerse de forma periódica para que sigan funcionando. Los caudales de aire deben medirse para garantizar que cumplen las especificaciones, los ventiladores deben inspeccionarse y los filtros deben limpiarse o sustituirse. Puede evitar los problemas relacionados con la ventilación y mantener un nivel constante de calidad del aire en sus espacios de producción si se ocupa de estas tareas.

En conclusión, determinar las necesidades de ventilación de las instalaciones de producción requiere tanto ciencia como sentido común. El secreto está en comprender las necesidades particulares de tu espacio y responder a ellas de forma global. Todos los que entren por la puerta se beneficiarán de un entorno de trabajo más saludable y productivo creado con sistemas de ventilación bien diseñados.

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