تهویه در فضا های صنعتی

تهویه در فضا های صنعتی
شــاید برایتان جالب باشــد که بدانید برخلاف باور اشتباه جامعه، مبنی بر جدید بودن فناوری تصفیه هوا، پیشینه دستگاه تصفیه هوا، به حدود 200 ســال پیش بر می گردد. با شــروع انقلاب صنعتی و رواج مشکلات تنفسی مبنــی بر آلودگی صنعتی و پس از آن، وقوع جنگ جهانی دوم، افراد بر آن شــدند تا با اختراع فناوری هایی خاص، روش هایی برای تصفیه هوا ایجاد کنند.

سیســتم تهویه مطبوع صنایع ، کارخانه و سوله صنعتی
در بســیاری از سوله ها و ساختمان های صنعتی برای فرآیندهای ساخت و نیز حفظ شــرایط محیطی مناسب مقادیر زیادی انرژی مصرف می گردد. با اســتفاده از عایق های حرارتی ، سیستم مناسب تهویه ، انرژی خورشیدی و بازیافــت حرارت و برودت می توان در مصرف انــرژی صرفه جویی کرد. علاوه بر تامین نیازهای اساسی تولید و نگهداری مواد و محصولات ، شرایط محیطی باید برای کارکنان مضر نباشد، خستگی آنها را به حداقل برساند و آسایش آنان را تامین کند.
عــلاوه بر این تجهیزات سیســتم تهویه مطبوع صنایع ، کارخانه و ســوله صنعتی باید :
- مقدار رطوبت و درجه حرارت را کنترل کند و یا برای جلوگیری از اعمال تنش های حرارتی بر محصولات و افراد، از سرمایش موضعی استفاده گردد
- سطح صدای تولید شده توسط آنها کم باشد
- دود و بخارهای موجود در هوا را تصفیه و کنترل نمایند

الزامات فرایندها و محصولات در سیستم تهویه مطبوع صنایع ، کارخانه و سوله صنعتی
ممکن است در یک فرآیند لازم باشد یک یا چند عامل کنترل شود. برخی از این عوامل عبارتند از
- کنترل و بازیافت رطوبت
- نرخ واکنش های شیمیایی
- نرخ واکنش های بیو شیمیایی
- نرخ تبلور
- دقت و یکنواختی محصول
- خوردگی ، سایش ، زنگ زدن
مقدار الکتریسیته ساکن
- پاکیزگی هوا
- شکل پذیری محصول
در مورد برخی از این عوامل به طور مختصر در زیر توضیحاتی را آورده ایم.
در کارخانجات ثابت بودن درجه حرارت مهم تر از مقدار آن است، معمولا شرایط محیط را بر مبنای آســایش کارکنان و جلوگیری از ایجاد لایه رطوبت بر روی سطوح انتخاب می کنند. در برخی موارد لازم اســت از فیلترهای هوای با بازده زیاد یا خیلی زیاد استفاده شود.

دقت و یکنواختی محصول تولید شده
1پاکیزگــی و درجه حرارت هــوا بر کیفیت تولیدات کارخانه های ســاخت ابزارهای دقیق و لنزها بســیار موثر است. اگر خطای مجاز ساخت 0002/0 اینچ باشــد، کنترل دقیق درجه حرارت مانع انبساط و انقباض مواد خواهد شــد. چون در این کارخانجات ثابت بودن درجه حرارت مهمتر از مقدار آن اســت، معمولا شرایط محیط را بر مبنای آســایش کارکنان و جلوگیری از ایجاد لایه رطوبت بر روی ســطوح انتخــاب می کنند. در برخی موارد لازم است از فیلترهای هوای با بازده زیاد یا خیلی زیاد استفاده شود.
خوردگی ، سایش ، زنگ زدن
معمولا در ســوله ها و کارخانجات ســازنده کالاهای فلزی درجه حرارت و رطوبت نسبی محیط را کم در نظر می گیرند تا دست ها عرق نکند و کالای ســاخته شده از بجاماندن اثر انگشت، کدر شــدن و یا خش افتادن مصون بماند. نمک و اســید موجود در عرق بدن می تواند ظرف چند ساعت باعث زنگ زدن و خوردگی شود. در کارخانجاتی که محصولات آنها دارای سطوح صاف و صیقلی هستند باید از فیلترهای با بازده متوسط یا زیاد استفاده شود تا از سایش سطح جلوگیری گردد.

الکتریسیته ساکن
در فرآیندهــای تولید مواد ســبک (مانند نخ های پارچــه و کاغذ) و یا در هنگامی که محیط یا مواد موجود در آن قابل انفجار هســتند برای کاهش الکتریســیته ســاکن می توان رطوبت محیط را افزایش داد. وقتی رطوبت نســبی هوا بیشتر یا برابر با 35 درصد باشــد، مقدار الکتریسیته ساکن در حداقل ممکــن خواهد بود. در برخی موارد برای اینکــه رطوبت مورد نیاز ماشــین آلات تامین شــود، ناگزیر رطوبت نســبی محیط را تا 65 درصد می توان افزایش داد. باید توجه داشــت که چون توان مصرفی ماشین آلات به حرارت تبدیل می شود، درجه حرارت ماشین آلان بیشتر از هوای محیط خواهد بود.





پاکیزگی هوا
در هر کاربری باید مطالعات دقیقی انجام و سطح مطلوب تصفیه هوا تعیین گردد. در غیر این صورت به دلیل وجود :
ذرات ریز گرد و غبار
باکتری های موجود در هوا
سایر مواد آلاینده موجود در محیط
مشــکلاتی در فرآینــد یا محصــولات تولیدی بروز خواهد کــرد. تغییرات شــیمیایی مواد تولیدی، فاسد شدن محصولات و یا مسدود شدن دهانه ها و منافذ ریز موجود در ماشــین آلات دقیق نیز از دیگر اثرات مخرب تصفیه ناصحیح هواست
برخی از ویژگی های آن بدین شرح می باشد:تغییرات شیمیایی مواد تولیدی، فاسد شــدن محصولات و یا مسدود شدن دهانه ها و منافذ ریز موجود در ماشین آلات دقیق نیــز از دیگر اثرات مخرب تصفیه ناصحیح هواست.


نیازهای کارکنان
اداره ملی بهداشت و ایمنی شغلی دستورالعمل هایی را برای کنترل محیط کاری پیشنهاد کرده است و بر اساس همین دستورالعمل ها اقدام به تهویه اســتاندارد نموده است و با بازدید از کارخانجات تولیدی ، آنها را مجبور به رعایت این اســتانداردها می کند. مانند کنترل درجه حرارت و کنترل مواد آلاینده

ملاحظات طراحی سیستم تهویه مطبوع صنایع ، کارخانه و سوله صنعتی
برای انتخاب تجهیزات تهویه مطبوع ســوله صنعتی باید شــرایط محیطی لازم برای تامین آســایش کارکنان و حفاظت از محصولات شــناخته شود. مشــورت با مالک واحد صنعتی می توانــد در انتخاب معیارهای طراحی از قبیــل درجه حرارت ، رطوبت ، دسترســی به انرژی و امــکان بازیافت آن ، پاکیزگی هوا، مشــخصات هوای تخلیه شــده از فرآیند ، موقعیت و اندازه تجهیزات تولید کننده حرارت، مقدار روشــنایی ، ضرایب بار ، دوره تناوب بارگیری محصولات و مواد و سطح صدا بسیار مفید باشد.
فرآیندهایی که موجب آلودگی محیط می شــوند را باید از قســمت تولید که در آن لازم اســت هوا تمیز باشد جدا کرد. اگر نتوان با استفاده از موانع فیزیکی از انتشار هوای آلوده جلوگیری کرد، آلاینده هایی چون بخار حاصل از اتو کردن یا گازها و دودهای ناشی از جوشکاری که به سختی قابل کنترل هســتند می توانند به قسمت مونتاژ، تمیز کردن و رنگ آمیزی فلزات وارد شده و مشکلات جدی ایجاد کنند.
اگر چه سیســتم های تهویه مطبوع را می توان روی بام نصب کرد ولی در هنگام طراحی باید هماهنگی های لازم با معماری و ســایر رشــته ها انجام شــود زیرا تجهیزات هواســاز و کانال کشــی نیز همانند سیستم های لوله کشــی ، آبپاش های خودکار ، جرثقیل سقفی ، سیستم های انتقال مواد ، سیم کشی و روشنایی جاگیر خواهد بود.

انتخــاب سیســتم و تجهیــزات تهویــه مطبــوع صنایع ، کارخانه و سوله صنعتی
تجهیزات تهویه مطبوع صنایع تشکیل می شوند از :
- منابع تولید گرمایش و سرمایش
- وسایل تهویه و هواساز فیلترهای هوا و سیستم توزیع هوا
سیستم های انتخابی می تواند یکی از سیستم های زیر باشند:
سیســتم گرمایش وقتی در نواحی سرد سیر قرار دارید و برای آسایش کارکنان باید حتما هوای تازه تغذیه شود.
سیستم های هواشــور در هنگامی که لازم است رطوبت زیاد باشد و با توجه به شرایط اقلیمی نیاز به سرمایش دارید
گرمایش و سرمایش مکانیکی در مواردی که لازم است درجه حرارت یا رطوبت برای فرآیندها کنترل شــود و یا در مواردی که فعالیت افراد بسیار زیاد است.
در کلیه این سیســتم ها ضروری اســت بــا توجه به نوع مــواد آلاینده از فیلترهای هوای مناسب استفاده گردد.

استفاده از دستگاه های هواســاز (هوارسان) در تهویه مطبوع کارخانه
هوایی که به ناحیه انجام کار تغذیه می شــود قبلا توســط دســتگاه های هواساز گرم ، سرد ، رطوبت گیری و یا رطوبت زنی می شود. این دستگاه ها مــی توانند با 100 درصد یا مقداری هوای تازه کار کنند ولی در هر صورت نباید غلظت مواد آلاینده از حد مجاز بیشتر شود.

سیستم های گرمایش سوله صنعتی
گرمایش از کف
غالبا در کارخانه و ســاختمان های صنعتی و به ویژه در ســاختمان هایی که ارتفاع ســقف آنها زیاد اســت، گاراژها و قســمت های مونتاژ که در آن کارگران نزدیک به کف کار می کنند و یا بار هوای تازه آنها زیاد می باشد، کنترل درجه حرارت محیط مشکل است و استفاده از گرمایش از کف بسیار مطلوب خواهد بود.
بــا گرم کردن کف ســاختمان تا درجه حرارت 65 تا 70 درجه فارنهایت توســط سیستم های لوله کشــی درون کف، کابل های مقاومتی الکتریکی و یا کانال های هوای گرم می توان از گرمایش کف به عنوان یک سیســتم کمکی برای سیســتم اصلی گرمایش استفاده کرد. اجزا گرم کننده کف را می توان در عمق 6 تا 18 اینچ از کف دفن کرد. بدین ترتیب در زمان های غیر از قله بار مقداری حرارت توسط مصالح ساختمانی روی اجزا گرم کننده جذب و ذخیره خواهد شد تا در هنگام قله بار به مصرف برسد.
یونیت هیتر
برای گرمایش موضعی و یا برای گرمایش کلی فضای ساختمان می توان از یونیت هیتر های گازســوز، گازوئیل سوز، برقی و یا یونیت هیترهای مجهز به کویل آبگرم کننده یا بخار اســتفاده کرد. این دستگاه ها باید به گونه ای نصب شوند که هوای خروجی از آنها در هنگام رسیدن به کف ساختمان به موازات دیوارهای خارجی باشــد. فاصله بین یونیت هیترها چنان است که هوای خروجی از هر دستگاه فقط تا دستگاه بعدی می رسد و بنابراین یک حلقه هوای گرم اطراف ساختمان را احاطه خواهد کرد.
در مواردی که بخارهای خورنده وجود دارد نباید از گرمکن های گازســوز یا گازوئیل سوز اســتفاده کرد. عملکرد مناســب یونیت هیترها در گروی تمیز کردن و تعمیر منظم آنهاســت. فن های ملخی عموما نیاز به تعمیرات کمتری از فن های گریز از مرکز دارند. اگر لازم است گرما بین چند ناحیه توزیع شــود، باید از دمنده ها و فن های گریز از مرکز اســتفاده شــود. در یونیت هیترهای گازی یا گازوئیل سوز باید تخلیه مناسبی برای محصولات احتراق پیش بینی گردد
گرمکن های کانالی
گرمکن های کانالی شــامل گرمکن های بزرگ با شــعله مستقیم یا شعله غیر مســتقیم، گرمکن های درها و واحدهای گرمایش و هوادهی هستند. این گرمکن ها عموما دارای فن های گریز از مرکز هستند. تغییر مقررات و پیشرفت در ساخت مشعل ها موجب گردیده است که کاربرد گرمکن های گازسوز با شعله مســتقیم برای گرمایش هوای جایگزین با استقبال مواجه شود. اگر سیستم های تغذیه و تخلیه هوا بطرز صحیح مشروط به هم شوند و احتیاط لازم صورت گیرد ، کاربرد گرمکن های با شعله مستقیم هیچگونه اثر زیان باری را به همراه نخواهد داشت.

گرمایش درها
یونیــت هیترها و گرمکن های هوای جایگزین معمولا هوای تازه ورودی به ساختمان را در محل درها گرم می کنند. این گرمکن های می توانند دارای دریچه های جهت دار باشند. توسط این دریچه ها می توان کوران ناشی از ورود هوای بیرون را جبران کرد.
توســط یونیت هیترها می توان هوای ورودی از درهای کوچک را در فاصله زمانی کوتاهی گرم کرد. این دستگاه ها با مخلوط کردن هوای تازه و هوای درون ساختمان، هوای تازه را تا حدودی گرم می کنند و پس از بسته شدن درها، درجه حرارت محیط را به سرعت به حد مطلوب می رسانند.
نازل های موجود در گرمکن ها غالبا هوای گرم را از ســمت بالا به ســمت پاییــن می رانند. در درهای بزرگ که در هنگام بازبودنشــان کوران ایجاد می شود، بهتر است هوا از درون یک کانال که در زیر در وجود دارد تغذیه گردد.
توسط یونیت هیترها می توان هوای ورودی از درهای کوچک را در فاصله زمانی کوتاهی گرم کرد. این دســتگاه ها با مخلوط کردن هوای تازه و هوای درون ســاختمان، هوای تازه را تا حدودی گــرم می کنند و پس از بسته شدن درها، درجه حرارت محیط را به سرعت به حد مطلوب می رسانند.

گرمکن های با اشعه مادون قرمز (گرمایش تابشی)
در گرمکن های با اشعه مادون قرمز (گرمایش تابشی گازسوز ، گازوئیل سوز یا الکتریکی) انرژی حرارتی را بدون اینکه هوا را گرم کند، مســتقیما برای گرم کردن افراد، کف ساختمان ، ماشین آلات و سایر اثاثیه درون ساختمان اســتفاده می کنند. در پدیده جابجایی حرارت از اشیایی که با اشعه مادون قرمز گرم شده اند، هوای محیط نیز اندکی گرم خواهد شد. این دستگاه ها بــا توجه به نزدیکی طول موج آنها بــه نور مرئی ، به دو گروه گرمکن های با طول موج نزدیک به اشــعه مادون قرمز و گرمکن های با طول موج دور از اشــعه مادون قرمز تقسیم می شوند. گرمکن های با طول موج نزدیک به اشعه مادون قرمز مقدار قابل توجهی نور مرئی منتشر می کنند.
این گرمکن ها در موارد زیر استفاده می شوند :
- سوله هایی که ارتفاع آنها زیاد است.
- قسمت های خارجی و نیمه باز سوله صنعتی که در آنها افراد می توانند بدون اینکه احســاس عدم آســایش کنند به طور مستقیم گرم شوند و اشیا نیز باید گرم شوند تا از تقطیر رطوبت بر روی سطوح آنها جلوگیری شود.
- ســکوهای بارگیری که با نصب صحیح و مناســب گرمکن های با طول موج نزدیک به اشعه مادون قرمز می توان یخ و برف را تحت کنترل درآورد.

سیستم های سرمایش سوله صنعتی
سیستم های سرمایشی متداول در صنایع عبارتند از :
- تجهیزات برودتی
- کولرهای تبخیری
- دمیدن هوای تازه با سرعت زیاد
در کارخانجات و به ویژه در صنایع سنگین که استفاده از سرمایش مکانیکی اقتصادی نیســت، با اســتفاده از سیستم های ســرمایش تبخیری می توان شــرایط کاری نسبتا خوبی را بوجود آورد. اگر کارگران کار فیزیکی سنگینی انجام نمی دهند می توان از ســرمایش موضعی اســتفاده کرد. ســرمایش موضعــی از طریق ســرمایش تبخیری، تغذیه هوای تــازه و یا تغذیه هوای ســرد شده در تجهیزات سرمایش مکانیکی تامین می گردد. برای به حداقل رساندن احساس عدم آســایش در تابستان می توان در برخی از قسمت ها که فرآیندهای تبخیری انجام می شوند، مقدار زیادی هوای تازه تغذیه کرد.

سیستم های سرمایش مکانیکی
منابع تامین کننده سرمایش مکانیکی در موتورخانه مرکزی نصب می شوند. از سیســتم های یکپارچه سرمایشی که در نزدیکی هواسازها (هوارسان ها) نصب و یا با آنها ترکیب می شــود نیز می توان اســتفاده کرد. در تجهیزات مکانیکی مرکزی برای ســرد کردن آب از چیلرهای جذبی، ســانتریفیوژ یا ضربه ای استفاده می شود.
حرارت خروجی از کندانســور می تواند به بخش هایی از ساختمان که نیاز به گرم کردن یا دوباره گرم کردن دارد منتقل شــود که در این صورت چیلر مانند یک پمپ حرارتی بازیافت حرارت عمل خواهد کرد. این سیســتم های بازیافت حرارت به ویژه در ســاختمان هایی مناســب هســتند که به طور همزمان قســمت های خارجی نیاز به گرمایش و قسمت های میانی نیاز به سرمایش دارند.

پی نوشت:

1. حسین احدی ( کارشناس تهویه مطبوع )

پستهای مرتبط :
دیگ های بخار( شرح تجهیزات)
روش های تصفیه آب مصرفی دیگ های بخار( قسمت اول )
به كارگيري چيلر جذبي در سيستم توليد همزمان سرما، گرما و الكتريسيته (CCHP)
مقايسه اقتصادي بين چيلر جذبي و تراكمي در سيستمهاي توليد هم زمان برق ،حرارت و سرما براي يك مجتمع مسكوني شهر تهران
طراحي يك سيستم چيلر جذبي خورشيدي در شهر تهران و بررسي عملكرد اين سيستم در مقايسه با چيلرهاي جذبي رايج
طراحي و ساخت چيلر جذبي ليتيوم برومايد با تغذيه آب گرم (يك تن تبريد)

كلمات كليدي: ا دیگ های بخار چیلر شعله مستقیم ، نکات کاربردی ، سرمایش، جذبی ، تهویه مطبوع ، کیفیت هوا

شرکت تاسیساتی آب و آتش سپاهان / بخش پژوهش