Вентиляция и шум в цехе быстрой заморозки — две темы, которые при выборе оборудования часто откладывают на последний момент, а после запуска производства приходится переделывать. Вентиляция связана с безопасностью и условиями в цехе, шум — с условиями труда и соответствием нормам. И то, и другое определяется на этапе планировки, поэтому проверять их нужно вместе с расстановкой оборудования.
Вентиляция решает две задачи
Первая — удалить холодный азот, образующийся в процессе быстрой заморозки. После испарения жидкого азота его объём значительно увеличивается; если не удалять его, он накапливается в рабочей зоне и в низких местах, вытесняя кислород. Это требование безопасности; методы мониторинга концентрации и блокировок описаны в разделе Вытяжка и мониторинг концентрации кислорода в камерах быстрой заморозки жидким азотом.
Вторая — поддерживать температуру, влажность и организацию воздушных потоков в цехе. Само оборудование является источником холода, окружающий воздух охлаждается, а вместе с влагой в пищевом цехе это способствует образованию конденсата на оборудовании и полу. Вентиляция должна отводить влагу и создавать устойчивое направление воздушных потоков вокруг оборудования.
Как оценить расход вытяжки
Расход вытяжки определяется не по объёму цеха на основе опыта, а исходя из количества образующегося азота:
- По расходу жидкого азота на партию (или за единицу времени) рассчитать массу азота после испарения;
- Пересчитать в объёмный расход с учётом местного атмосферного давления (в высокогорных районах объём больше);
- Подобрать расход вытяжки по пиковому расходу образования азота с запасом;
- Проверить достаточность общей вентиляции по кратности воздухообмена в цехе.
| Исходные данные | Источник |
|---|---|
| Расход жидкого азота на партию / за единицу времени | Параметры расхода оборудования и темп производства |
| Объём азота после испарения | Пересчёт по массе и местному атмосферному давлению |
| Допустимая концентрация кислорода в рабочей зоне | По нормам безопасности |
| Объём цеха и кратность воздухообмена | Строительные условия |
В высокогорных районах плотность воздуха ниже, эффективность воздухообмена падает, поэтому вытяжка требует большего запаса; соответствующая зависимость описана в разделе Влияние высоты над уровнем моря и атмосферного давления на быструю заморозку жидким азотом.
Организация воздушных потоков и расположение приточных и вытяжных отверстий
| Принцип | Реализация |
|---|---|
| Приток и вытяжка формируют направление потока | Приточные отверстия со стороны цеха, относительно чистой и низкотемпературной; вытяжные — над оборудованием и в зонах накопления азота |
| Избегать короткого замыкания | Приточные и вытяжные отверстия не должны располагаться друг напротив друга, чтобы свежий воздух не уходил напрямую в вытяжку |
| Обработка низких мест | Азот тяжелее воздуха, в низких местах предусмотреть вытяжку или точки мониторинга концентрации |
| Разделение с вытяжкой оборудования | Общецеховая вентиляция и местная вытяжка от оборудования проектируются раздельно, чтобы не перетягивать расход друг у друга |
| Проёмы и проходы | Сократить открытые проёмы на пути конвекции или добавить воздушные завесы для уменьшения утечки холода и проникновения влаги |
На туннельных линиях на входе и выходе продукции устанавливаются патрубки отбора отходящего газа, что уменьшает выход холода с обоих концов; конструкция и параметры расхода описаны в разделе Туннель быстрой заморозки жидким азотом.
Источники шума и его снижение
Шум оборудования для быстрой заморозки исходит в основном из трёх мест:
| Источник шума | Характеристика | Направление снижения |
|---|---|---|
| Вентилятор | Непрерывный шум, связан с частотой вращения | Выбор малошумной модели, виброизоляция, глушители в воздуховодах |
| Холодильный агрегат (при наличии вспомогательного охлаждения) | Компрессор и конденсаторный вентилятор | Виброизоляция агрегата, звукоизолирующий кожух, удаление от рабочей зоны |
| Клапаны и поток газа | Шум потока при подаче жидкости и сбросе | Оптимизация компоновки, установка глушителей или звукоизоляции |
Базовый подход к снижению шума — три уровня «источник — распространение — приёмник»:
- Источник: выбор малошумного оборудования, установка виброизолирующих прокладок и гибких соединений для уменьшения передачи вибрации;
- Распространение: звукоизоляция или глушители на агрегатах и воздуховодах, виброизолирующие опоры для трубопроводов;
- Приёмник: рациональная компоновка, удаление источников шума от рабочих мест и офисной зоны; при необходимости — звукоизолирующие экраны.
Предельные значения общего шума в цехе определяются по нормам охраны труда места реализации проекта; на этапе проектирования целевые значения согласуются с заказчиком.
Почему вентиляцию и шум нужно проверять вместе
Две причины:
- Вентилятор одновременно является элементом вентиляции и источником шума. Увеличение расхода вытяжки одновременно повышает мощность вентилятора и шум; эти параметры нужно сопоставлять в одной таблице, а не менять по отдельности;
- Компоновка — общее ограничение. Расположение агрегатов, трассировка воздуховодов, звукоизоляционные меры влияют на компоновку; решить всё за один раз проще, чем переделывать дважды.
Если компоновку оборудования, вентиляцию и шум проектировать раздельно, часто возникают переделки: «вентилятор установлен, но шум превышает норму» или «звукоизолирующий кожух установлен, но вытяжки недостаточно».
Частые вопросы
Можно ли обойтись только естественной вентиляцией цеха?
Не рекомендуется. Азот, образующийся при испарении жидкого азота, требует надёжного и непрерывного пути удаления; естественная вентиляция сильно зависит от погоды и строительных условий, и использовать её как основной способ рискованно. Рекомендуется механическая вытяжка как основная, естественная вентиляция — как вспомогательная.
По какому принципу закладывать запас расхода вытяжки?
Рекомендуется закладывать запас исходя из рассчитанного пикового расхода азота; конкретный коэффициент определяется с учётом объёма цеха, высоты над уровнем моря и режима работы оборудования. В высокогорных районах и при нескольких единицах оборудования в одном помещении запас должен быть больше.
Что обычно меняют в первую очередь при превышении нормы шума?
Сначала смотрят на источник и передачу вибрации: виброизолирующие прокладки, гибкие соединения, выбор вентилятора — часто наиболее эффективные по соотношению затрат и результата решения; звукоизолирующие кожухи и глушители — во вторую очередь. Конкретный план зависит от измеренных значений шума и основных частотных диапазонов.
Кто разрабатывает чертежи вентиляции и шума?
Интерфейсные параметры оборудования (расход газа, требования к вытяжке от оборудования, уровень шума) предоставляет поставщик оборудования; общецеховую вентиляцию и шумозащиту обычно выполняет заказчик или проектировщик ОВиК, стороны согласуют интерфейсы на этапе планировки. Соответствующее распределение задач описано в разделе Ключевые моменты проектирования резервуаров жидкого азота и криогенных трубопроводов в таблице интерфейсов.
По условиям вентиляции и шума в цехе можно направить модель оборудования, количество единиц, размеры цеха и местоположение — мы предоставим требования к вытяжке со стороны оборудования и параметры шума для использования в проектировании ОВиК: Связаться с Kunning Cryo
Описания вентиляции и снижения шума в статье являются общеотраслевой инженерной практикой; конкретное исполнение — по требованиям проекта и нормам места реализации; параметры вытяжки и шума со стороны оборудования взяты из технической документации Kunning Cryo на оборудование для быстрой заморозки жидким азотом, для каждой модели — по соответствующим техническим параметрам.