РАСЧЕТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
ЭФФЕКТИВНОСТИ НОВОЙ СИСТЕМЫ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ СИСТЕМ
, к. т.н., научный руководитель
Вологодский государственный технический университет
г. Вологда
Сервисное обслуживание систем вентиляции имеет целью поддержание оптимальных параметров их функционирования, проведение профилактических работ, наблюдение за параметрами работающих систем, а также выполнение текущего ремонта при необходимости.
К современным системам вентиляции, устанавливаемым на объектах производственного и общественного назначения, предъявляются высокие требования к надёжности функционирования. Отсутствие необходимых процедур может привести не только к снижению коэффициента полезного действия системы, но и к полному выходу системы из строя. Регулярное сервисное обслуживание систем вентиляции предотвращает повреждения систем или их отдельных элементов, увеличивает срок их эксплуатации.
Проблемы обслуживания систем вентиляции. В подавляющем большинстве жилых и офисных зданий предусмотрены системы вентиляции. Однако со временем пыль, содержащиеся в воздухе частицы мусора и испарения оседают на поверхности воздуховодов, создавая питательную среду для бактерий и затрудняя работу вентиляционной системы. Кроме того, в случае естественной тяги будет постепенное сокращение притока и вытяжки, вплоть до полной закупорки вентиляционного канала.
Для систем с искусственным побуждением производительность по воздуху намного выше, а потому засорение системы идет намного быстрее. Здесь проблема зарастания воздуховода имеет еще одну очень неприятную сторону. В результате резкого увеличения сопротивления системы, вентилятор не выдает проектную производительность. Кроме того, при нарастании пыли и жира на рабочих частях, он начинает работать с перегрузкой, греется и, в итоге, выходит из строя.
Осевшая в воздуховоде пыль представляет большую опасность во время пожара. Она быстро и моментально воспламеняется, а, благодаря воздушному потоку, огонь моментально распространяется по всему зданию.
Еще более опасны жировые отложения, которые неизбежны при вентиляции кафе, ресторанов, мясокомбинатов и других предприятий пищевой промышленности. Осевшая на стенах воздуховодов желеобразная масса не только затрудняет движение воздуха и прекрасно горит, но, вдобавок ко всему, служит питательной средой для разного рода бактерий, грибков, пылевых клещей и других микроорганизмов. В случае оснащения здания системами центрального кондиционирования с частичной рециркуляцией воздуха, проблема может стоять еще острее. Любая инфекция, передаваемая воздушно-капельным путем, попав в одно из помещений, наверняка будет разнесена по всему дому.
Другая проблема, с которой столкнулись сначала за рубежом, а затем и у нас, - это засорение воздуховодов в процессе строительства. Поскольку в современных офисных комплексах и элитном жилье инженерные коммуникации (включая вентиляцию) прокладываются и запускаются до проведения отделочных работ, в воздуховоды увлекаются различные аэрозоли, взвеси, асбестовая и другая пыль. В результате помещения, в которых отделка уже закончена, могут пострадать из-за краски или побелки, наносимой в соседних, связанных единой системой воздуховодов. В дальнейшем осевшее в воздуховоде «добро» может стать источником неприятных запахов.
Еще недавно проблема очистки воздуховодов в большинстве случаев решалась путем их замены, что нередко требовало капитального ремонта. Но теперь есть технологии, позволяющие очистить вентиляционные системы, не потревожив находящихся в здании людей. Профилактическая и капитальная сервисная очистка может быть осуществлена различными методами и устройствами.
До настоящего времени услуги такого рода в Вологодской области не оказываются. Работы по чистке воздуховодов выполняются вручную, возможность прочистки ограничена длиной руки рабочего, в связи с чем засорившиеся вентиляционные каналы подлежат замене до срока их физического износа.
Преимущества разработки. Анализ существующих технических средств показал ближайших конкурентов в производстве оборудования для очистки и дезинфекции воздуховодов вентиляционных систем. За прототипы были приняты устройства Trivintek (Дания), Pressovac (Финляндия). Оборудование данных фирм весьма дорогостоящее и высокозатратное при эксплуатации, при выходе из строя потребуется длительное время на доставку запасных частей, причем сроки поставок от шести недель и выше, что делает сервисное обслуживание систем вентиляций невозможным.
Кроме того, требуется разработка системы учета и мониторинга постоянных и потенциальных потребителей, определяющая и прогнозирующая изменения их обращений по сервисному обслуживанию вентиляционных систем. Применение нового оборудования для чистки воздуховодов позволит осуществлять очистку вентиляционных каналов различной конфигурации, степени загрязнения здания различного назначения.
Предлагаемая система восстановления функционирования вентиляционных каналов лишена этих недостатков и обладает серией дополнительных преимуществ. На рис. 1 представлены элементы оборудования этой системы.
|
|
|
Рис.1 – Основное оборудование для проведения восстановления работоспособности систем вентиляции |
Система очистки предназначена для работы в вентиляционных системах диаметром от 100 до 800 мм, имеющих как круглое, так и прямоугольное сечение. Может быть использовано для сухой очистки воздуховодов, для работы в засаленных (жировых отложениях) воздуховодах, и в воздуховодах с твердыми образованиями.
Известно, что валы время от времени ломаются по причине хрупкости и, нередко, из-за неправильного обращения с ним. Вал в машине имеет особенный дизайн и множество слоев, в результате чего возможность его выхода из строя очень мала. Предлагаемый слой из многочисленной проволоки обеспечит подвижность, что упростит процесс очистки в местах изгиба воздуховода и, одновременно, сделает процесс стабильным и бесшумным.
Внутренний слой проектируется из надежной пружинной стали, которая имеет свойство возвращаться в исходную форму без искривления. Далее идут смазочный и защитный слои - это специальное покрытие, которое одновременно и поглощает вибрации, и служит смазочным материалом. Небольшой вес и гибкость вала позволяют оператору очищать не только горизонтальные, но и вертикальные воздуховоды
Предполагается, что щетки будут меняться в зависимости от технических требований систем вентиляции и качества грязи в воздуховодах. Щеточный мотор Clean Vent будет приводиться в действие сжатым воздухом. Кроме того, в устройство очистки будет встроен обратный таймер, контролируемый частотным конвертером для того, чтобы оператор мог устанавливать интервал между вращением щетки в левом и правом направлениях от 0 до 60 сек. Эта опция особенно удобна, когда обе стороны воздуховода должны очищаться в один прием.
Практическая значимость. Проведенные расчетно-экспериментальные исследования степени зарастания воздуховода в зависимости от назначения здания показали большую сложность учета всех влияющих факторов и необходимость создания системы учета и прогнозирования сервисного обслуживания потребителей.
Общественное здание | Производственное здание | Жилое помещение |
|
|
|
Зарастание воздуховода зависит от многих факторов:
- сечение воздуховода;
- сложность системы каналов и условия доступа;
- назначение здания;
- климатические условия;
- компоненты удаляемого воздуха и вид отложений;
- прочие условия.
Учет этих условий можно осуществить показателем денежных затрат на очистку вентиляционных каналов Т, введя соответствующие коэффициенты К1, К2 и т. д.:
T = f (K1, K2, ... KN).
Дальнейшими направлениями работы является определение указанных коэффициентов, формирование системы учета и мониторинга систем вентиляции потребителей и разработка устройства для очистки вентиляционных каналов.
Кроме очевидного положительного влияния на здоровье системы вентиляции, можно выделить другие преимущества:
- повышенная производительность сотрудников (более здоровые люди выполняют лучше обязанности и теряют меньше времени по болезни);
- сниженные затраты на ведение хозяйства;
- увеличенный воздушный поток (нет отложений, мешающих его движению);
- сбережение энергии (при загрязненных системах потребляется больше энергии).
Стоимость обслуживания системы вентиляции гораздо дешевле, чем её ремонт либо замена: замена метра погонного воздуховода составляет порядка 700 руб., причём без регулярной чистки оборудование подлежит замене уже через 2-3 года, а профилактическое обслуживание продлевает срок эксплуатации системы вентиляции до 10-15 лет.
