IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

В условиях роста населения и ограниченности энергетических ресурсов проблемы энергосбережения приобретают все большую значимость. На сегодняшний день одним из главных направлений на предприятиях промышленности является применение энергосберегающих технологий: осуществляется поиск новых технических и технологических решений, направленных на рациональное использование энергоресурсов.

Применение энергосберегающих технологий в системах вентиляции становится все более актуальными в настоящее время, особенно на крупных промышленных объектах, в частности на хлебозаводах. Необходимо предусматривать инженерно-технические решения специализированного характера, снижающие энергопотребление и учитывающие использование вторичных энергетических ресурсов.

Наличие надежной вентиляции является важнейшим условием нормальной работы любого хлебопекарного предприятия, поскольку в процессе производства хлебобулочных изделий в воздух попадают различные вредности.

Проектируя систему вентиляции в производственных помещениях хлебозавода, необходимо учесть, что основными вредностями являются тепло - и влаговыделения, а также мучная пыль, которая представляет особую опасность для людей. Находясь в воздухе во взвешенном состоянии, мучная пыль образует взрывоопасную смесь, кроме того она неблагоприятно воздействует на организм человека, вызывая заболевания легких. Основное технологическое оборудование, выделяющее мучную пыль, должно быть оборудовано аспирационными установками.

Интенсивное тепловое излучение от хлебопекарных печей, находящихся в пекарных залах, также оказывает негативное воздействие на здоровье человека. Необходимо предусмотреть установку местных отсосов в местах загрузки и выгрузки хлебобулочных изделий для быстрого удаления горячего воздуха, выходящего из хлебопекарных печей (при отсутствии отсосов в конструкциях печей). В качестве местных отсосов используются вытяжные зонты, укрытия. Вытяжной зонт, оснащенный вытяжным вентилятором, устанавливают над дверью хлебопекарной печи. Для помещений с незначительными тепловыделениями следует предусматривать естественную однократную вентиляцию.

На постоянных рабочих местах у печей и шкафов окончательной расстойки, у циркуляционных столов проектируется воздушное душирование. У ворот рампы необходимо предусматривать воздушно-тепловые завесы, а у дверей экспедиции и помещения для мойки лотков и контейнеров - воздушные.

При расчете воздухообмена в производственных помещениях хлебозавода необходимо учитывать все тепло- и влаговыделения от технологического оборудования, солнечной радиации, людей, готовой продукции, электроосвещения. Для борьбы с тепло- и влаговыделениями проектируется общеобменная вентиляция. Воздух, удаляемый общеобменной вентиляцией и местными отсосами от большинства видов технологического оборудования, специальной очистке не подвергается. Специальная очистка удаляемого воздуха предусматривается для технологического оборудования, являющегося источником мучной пыли. Очистку воздуха от мучной пыли следует производить в рукавных фильтрах.

Одним из наиболее эффективных способов уменьшения энергозатрат при эксплуатации систем вентиляции является внедрение технологии утилизации тепла вытяжного воздуха. К числу подобных решений относится частичная либо полная рециркуляция воздуха. При частичной рециркуляции происходит подмешивание удаляемого воздуха к наружному воздуху, и полученная смесь подается в помещение в качестве приточного воздуха. При полной рециркуляции происходит обработка только рециркуляционного воздуха.

Рециркуляцию недопустимо применять в помещениях, в воздухе которых могут содержаться вредные вещества 1, 2 и 3-го классов опасности, неприятные запахи и болезнетворные микроорганизмы, взрывоопасные пыли и газы (в производствах категории А, Б, В1-В4 по взрывопожарной опасности). Поэтому из систем аспирации рециркуляция воздуха допускается только после очистки пылевоздушной смеси от производственных вредностей в рукавных фильтрах.

В холодный период года к наружному воздуху подмешивается теплый вытяжной воздух, полученная воздушная смесь нагревается до заданной температуры и подается в помещение. Рециркуляция воздуха в системе приточно-вытяжной вентиляции позволяет экономить тепловую энергию, расходуемую на подогрев приточного воздуха, так как начальная температура приточного воздуха на входе в теплообменник выше температуры наружного воздуха, тем самым снижается нагрузка на систему обработки воздуха.

В переходный период года при повышении температуры наружного воздуха подача приточного воздуха может осуществляться без нагрева.

Используя систему рециркуляции необходимо соблюдать следующие требования:

• количество чистого приточного воздуха должно составлять не менее 10% от общего количества воздуха, поступающего в помещение;

• Содержание вредных примесей в приточном воздухе должно составлять не более 30% от их предельно допустимой концентрации

Удаляемый из помещений воздух — самый энергоемкий вторичный поток. Теплоту вытяжного воздуха можно использовать для нагревания воздуха приточных систем вентиляции, тем самым можно свести к минимуму потери теплоты при удалении теплого вытяжного воздуха. Для обеспечения процесса передачи теплоты от удаляемого воздуха приточному предназначены специальные теплообменные агрегаты, называемый рекуператорами. Принцип рекуперации основан на использовании теплоты удаляемого из помещения воздуха. По принципу действия и конструктивным особенностям рекуперативные теплоутилизаторы можно разделить на две группы: пластинчатые и роторные.

Конструкция пластинчатого рекуператора представляет собой систему каналов, из металлических пластин, по которым движется воздух. В пластинчатом рекуператоре с перекрестноточным движением воздушных масс потоки приточного и вытяжного воздуха движутся перпендикулярно друг другу, а в рекуператоре с противоточным движением – в противоположных направлениях. За счет высокой теплопроводности стенок каналов происходит передача тепла от вытяжного воздуха к приточному. Используя такой принцип работы, пластинчатый рекуператор обеспечивает бесперебойный подогрев входящего наружного воздуха в холодное время года и сводит к практическому минимуму тот распространенный эффект, который принято называть «обогревом улицы». Что и является главной особенностью так называемых энергоэффективных систем. КПД подобных установок достигает 70%.

Рис.1 Схема движения воздушных потоков в пластинчатом рекуператоре

Роторный рекуператор представляет собой барабан, который состоит из металлических ячеек. При вращении барабана вокруг своей оси в каждый из отсеков поочередно попадает теплый и холодный воздух. Под воздействием теплого вытяжного воздуха ячейка нагревается, а попадая в зону приточного воздуха, отдает теплоту приточному воздуху. В роторных рекуператорах, в отличие от пластинчатых, происходит частичное перемешивание воздушных потоков, вследствие этого часть загрязненного вытяжного воздуха возвращается в помещение вместе с приточным воздухом. Кроме того, данный тип оборудования из-за наличия движущихся частей нуждается в более частом и более серьезном обслуживании. КПД данных установок достигает 85%.

Рис.2 Схема движения воздушных потоков в роторном рекуператоре

Для утилизации тепла вытяжного воздуха можно использовать установки с промежуточным теплоносителем. Данная группа теплоутилизаторов объединяет большой объем устройств, в которых есть циркуляционный контур.

Рис. 3 Схема движения воздушных потоков в установках утилизации тепла с промежуточным теплоносителем

Данные устройства представляют собой два жидкостных теплообменника. Один из теплообменников расположен в вытяжном канале, другой – в приточном. Принцип действия водяного рекуператора воздуха заключается в переносе тепловой энергии из отдельно стоящего вытяжного теплообменника в приточный с помощью воды, антифриза, либо других теплоносителей. Теплоноситель нагревается вытяжным воздухом, а затем передает тепло приточному воздуху. Данный тип рекуператоров применяется при отсутствии возможности расположения вытяжной и приточной магистралей близко друг к другу, когда недопустимо смешивание приточного и вытяжного воздуха. КПД данных установок составляет порядка 60%.

Вентиляция хлебозавода является одним из важнейших факторов, который определяет здоровье работников. Ее проектирование является довольно сложным процессом, в ходе которого необходимо учитывать специфические особенности хлебопекарного производства: интенсивное выделение теплоты, влаги, мучной пыли. Применение энергосберегающих технологий, связанных с использованием теплоты вытяжного воздуха (рециркуляция и рекуперация), позволяет снизить потери теплоты при эксплуатации систем вентиляции и повысить эффективность потребления энергоресурсов.

Список использованных источников

1. ВНТП 02-92 Нормы технологического проектирования предприятий хлебопекарного промышленности. Часть I. Хлебозаводы: утв. Министерством торговли и материальных ресурсов РФ : дата введ. 01.01.1991 (актуализированная версия от 12.02.2016)

Код для цитирования: Скопировать