روش محاسبات تهویه صنعتی

تهویه صنعتی، فرایندی حیاتی برای حفظ سلامت و ایمنی کارکنان در محیط‌های صنعتی است. با حذف آلاینده‌ها و تنظیم شرایط محیطی، این سیستم‌ها نقش مهمی در پیشگیری از بیماری‌های شغلی و افزایش بهره‌وری ایفا می‌کنند. با این حال، طراحی یک سیستم تهویه کارآمد، با چالش‌هایی همچون انتخاب تجهیزات مناسب و انجام محاسبات دقیق همراه می‌گردد. هدف از انجام محاسبات تهویه صنعتی، تعیین دقیق حجم هوای مورد نیاز، انتخاب تجهیزات مناسب و در نهایت بهینه‌سازی مصرف انرژی است. این محاسبات به مهندسان کمک می‌کند تا سیستم تهویه‌ای را طراحی کرده که همزمان با حفظ سلامت کارکنان، هزینه‌های عملیاتی را نیز کاهش دهد.

فهرست محتوا

• مفاهیم پایه در تهویه صنعتی
• روش‌های محاسبه تهویه صنعتی
• عوامل مؤثر بر محاسبات تهویه صنعتی
• مراحل انجام محاسبات تهویه صنعتی
• گروه صنعتی الوند؛ تامین‌کننده انواع تهویه صنعتی

مفاهیم پایه در تهویه صنعتی

تهویه صنعتی، فرایندی بوده که به منظور تأمین هوای پاک و سالم در محیط‌های صنعتی و حذف آلاینده‌ها انجام می‌شود. هدف اصلی این سیستم، حفظ سلامت کارکنان، افزایش بهره‌وری و جلوگیری از آسیب به تجهیزات است.

انواع تهویه صنعتی

• تهویه عمومی: در این روش، هوای تازه به‌طور یکنواخت در کل محیط پخش شده و آلاینده‌ها رقیق می‌شوند.
• تهویه موضعی: در این روش، هوا به‌طور مستقیم از منبع آلودگی مکش گردیده و به خارج از محیط هدایت می‌شود.
• تخلیه آلاینده‌ها: این روش برای حذف آلاینده‌های خاص مانند ذرات گردوغبار، بخارات شیمیایی و گازهای مضر به کار می‌رود.

پارامترهای موثر در محاسبات تهویه

• دما و رطوبت: این دو عامل بر میزان آسایش کارکنان و راندمان تجهیزات تأثیر می‌گذارند.
• سرعت هوا: سرعت هوا بر میزان رقیق شدن آلاینده‌ها و انتقال حرارت تأثیرگذار است.
• غلظت آلاینده‌ها: میزان آلاینده‌های موجود در هوا، حجم هوای مورد نیاز برای تهویه را تعیین می‌کند.
• حجم هوای مورد نظر: حجم هوای مورد نیاز، تعیین‌کننده تعداد و نوع هواکش است. زیرا هرچه حجم هوا بیشتر باشد، هواکش قوی‌تری نیاز است. به عنوان مثال در مرغداری ها از هواکش مرغداری با تعداد پره های بیشتری استفاده میکنند به علت نیاز به حجم هوای بیشتر.

واحدهای اندازه‌گیری رایج

• متر مکعب بر ساعت (m³/h): برای اندازه‌گیری حجم هوای جابجا شده در واحد زمان استفاده می‌شود.
• متر بر ثانیه (m/s): برای اندازه‌گیری سرعت هوا به کار می‌رود.
• کیلوگرم بر متر مکعب (kg/m³): برای اندازه‌گیری غلظت آلاینده‌ها در هوا استفاده می‌گردد.

درک این مفاهیم پایه، گام نخست برای انجام محاسبات دقیق و طراحی سیستم تهویه مناسب در صنایع مختلف است. با توجه به نوع صنعت، نوع آلاینده‌ها و شرایط محیطی، محاسبات تهویه باید با دقت انجام شود تا بهترین نتیجه حاصل گردد.

روش‌های محاسبه تهویه صنعتی

در این بخش، به معرفی انواع محاسبات تهویه صنعتی و عوامل موثر بر آن‌ها خواهیم پرداخت تا با انتخاب بهترین روش، سیستم تهویه مطلوب را طراحی و اجرا کنیم.

۱. محاسبه بر اساس نرخ جابجایی هوا

این روش بر مبنای جایگزینی کامل یا جزئی هوای آلوده با هوای تازه است. با توجه به نوع آلودگی و استانداردهای محیطی، نرخ جابجایی هوا تعیین می‌‌گردد. برای این منظور از جدول حداقل مبادله هوا برای فضاهای مختلف استفاده می‌شود. به‌عنوان مثال، برای یک کارگاه رنگ‌آمیزی، با توجه به غلظت حلال‌ها، نرخ جابجایی هوا بالاتری نسبت به یک دفتر کار خواهد بود.

اگر سالن مرغداری دارید و می خواهید نحوه محاسبه تهویه سالن مرغداری را یاد بگیرید می توانید به مقاله مورد نظر برای تکمیل اطلاعات خود بروید.

برای محاسبه حجم هوای مورد نیاز برای تهویه یک فضا با استفاده از روش نرخ جابجایی هوا، فرمول زیر به کار می‌رود:

L = V * ACH

• L: حجم هوای مورد نیاز بر حسب متر مکعب بر ساعت (m³/h)
• V: حجم فضا بر حسب متر مکعب (m³)
• ACH: نرخ تهویه هواAir Changes Per Hour یا تعداد دفعاتی که هوای فضا در یک ساعت کامل تعویض می‌گردد. این مقدار بر اساس نوع فعالیت و میزان آلودگی هوا تعیین و معمولاً از جداول استاندارد استخراج می‌شود.

مثال: فرض کنید می‌خواهیم حجم هوای مورد نیاز برای تهویه یک کارگاه با ابعاد 7 متر طول، 4 متر عرض و 2.8 متر ارتفاع را محاسبه کنیم. فرض می‌کنیم که برای این کارگاه، نرخ تعویض هوا برابر با 6 بار در ساعت تعیین شده است.

ابتدا حجم کارگاه را محاسبه می‌نماییم:

V= طول × عرض × ارتفاع = 7m × 4m × 2.8m = 78.4 m³

سپس با استفاده از فرمول، حجم هوای مورد نیاز محاسبه می‌‌شود:

L = V * ACH = 78.4 m³ * 6/h = 470.4 m³/h

بنابراین، برای تهویه این کارگاه، به 470.4 متر مکعب هوا در ساعت نیاز داریم.

در ادامه جدول محاسبات تهویه صنعتی (نرخ تهویه) را مشاهده می‌فرمایید:

۲. محاسبه بر اساس تعداد افراد

در این روش محاسبات تهویه صنعتی، بر اساس تعداد افراد حاضر در محیط و میزان فعالیت آن‌ها، حجم هوای تازه مورد نیاز تعیین می‌گردد. افراد با فعالیت‌های بدنی بالا (مانند کارگران کارخانه) به هوای تازه بیشتری نسبت به افرادی با فعالیت کم (مانند کارمندان اداری) نیاز دارند. برای محاسبه حجم هوای مورد نیاز در یک فضا با توجه به تعداد افراد حاضر، فرمول زیر به کار می‌رود:

L = L1 * NL

• L: حجم هوای مورد نیاز بر حسب متر مکعب بر ساعت
• L1: نرخ مجاز حجم هوای لازم برای هر نفر بر حسب متر مکعب بر ساعت (بسته به میزان فعالیت افراد متفاوت است)
• NL: تعداد افراد حاضر در فضا

مثال: در یک کارگاه تولیدی با 50 کارگر که فعالیت بدنی متوسطی دارند، حجم هوای مورد نیاز به صورت زیر محاسبه می‌شود:

با توجه به جدول، برای هر فرد با فعالیت بدنی متوسط، 45 متر مکعب بر ساعت هوا لازم است.

بنابراین، L1 = 45 متر مکعب بر ساعت

تعداد افراد (NL): برابر با 50 نفر است.

پس، L = 45 متر مکعب بر ساعت * 50 نفر = 2250 متر مکعب بر ساعت

یعنی برای این کارگاه، حداقل 2250 متر مکعب هوا در هر ساعت باید تعویض شود تا هوای تازه و سالم برای کارگران تامین گردد.

۳. محاسبه بر اساس رطوبت

در فضاهایی که رطوبت بالا مشکل‌ساز است (مانند آشپزخانه‌های صنعتی)، محاسبات بر اساس میزان رطوبت تولید شده و نیاز به کاهش آن صورت می‌پذیرد. با استفاده از فرمول‌های خاص، حجم هوای مورد نیاز برای کاهش رطوبت تا حد استاندارد مورد محاسبه قرار می‌گیرد.

برای محاسبه حجم هوای مورد نیاز جهت حذف رطوبت اضافی از فرمول زیر استفاده می‌شود:

L = D / ((dv – dn) * P)

• L: حجم هوای مورد نیاز (متر مکعب بر ساعت)
• D: میزان رطوبت تولید شده (گرم بر ساعت)
• dv: رطوبت نسبی هوای خروجی (گرم آب بر کیلوگرم هوا)
• dn: رطوبت نسبی هوای ورودی (گرم آب بر کیلوگرم هوا)
• P: چگالی هوا (کیلوگرم بر متر مکعب)

مثال: فرض کنید در یک آشپزخانه صنعتی، 1000 گرم بخار آب در ساعت تولید شده و می‌خواهیم رطوبت نسبی هوا را از 10 گرم آب بر کیلوگرم هوا به 5 گرم آب بر کیلوگرم هوا کاهش دهیم. در دمای 20 درجه سانتی‌گراد، چگالی هوا حدود 1.205 کیلوگرم بر متر مکعب است.

L = 1000 / ((10 – 5) * 1.205)

L = 1000 / (5 * 1.205)

L ≈ 165.56 متر مکعب بر ساعت

بنابراین برای کاهش رطوبت نسبی هوا در آشپزخانه صنعتی از 10 گرم آب بر کیلوگرم هوا به 5 گرم آب بر کیلوگرم هوا با توجه به شرایط ذکر شده، به حدود 165.56 متر مکعب بر ساعت هوای تازه نیاز داریم.

۴. محاسبه برای حذف گرمای اضافی

در فضاهایی با تولید حرارت زیاد (مانند کارگاه‌های جوشکاری)، هدف از تهویه، کاهش دمای محیط است. با استفاده از فرمول‌های حرارتی، حجم هوای مورد نیاز برای دفع حرارت اضافی و حفظ دمای مناسب محاسبه می‌شود.

نکته مهم: در بسیاری از موارد، برای محاسبه دقیق حجم هوای مورد نیاز، ترکیبی از روش‌های فوق به کار می‌رود. همچنین، عواملی مانند نفوذ هوا از درزها و شکاف‌ها، نوع تجهیزات تهویه و راندمان آن‌ها نیز باید در محاسبات لحاظ شوند.

نحوه نصب هواکش مرغداری چگونه است؟ راهنمای کامل نحوه نصب ان در مقاله مورد نظر برایتان فراهم اورده شده، برای اطلاعات بیشتر بخوانید.

برای محاسبه حجم هوای مورد نیاز جهت حذف گرمای اضافی، فرمول زیر به کار می‌رود:

L = Q / (P * Cp * (tv – tn))

• L: حجم هوای مورد نیاز (متر مکعب بر ساعت)
• Q: میزان گرمای تولید شده (کیلووات)
• P: چگالی هوا (کیلوگرم بر متر مکعب)
• Cp: ظرفیت گرمایی ویژه هوا (کیلوژول بر کیلوگرم کلوین)
• tv: دمای هوای خروجی (درجه سانتی‌گراد)
• tn: دمای هوای ورودی (درجه سانتی‌گراد)

مثال: فرض کنید در یک کارگاه جوشکاری، 5 کیلووات گرما تولید می‌شود و می‌خواهیم دمای هوا را از 30 درجه سانتی‌گراد به 25 درجه سانتی‌گراد کاهش دهیم. با جایگذاری اعداد در فرمول، حجم هوای مورد نیاز محاسبه می‌گردد.

L = 5000 / (1.205 * 1.005 * (30 – 25))

L ≈ 5000 / (1.205 * 1.005 * 5)

L ≈ 829.4 متر مکعب بر ساعت

بنابراین برای کاهش دمای یک کارگاه جوشکاری از 30 درجه سانتی‌گراد به 25 درجه سانتی‌گراد، با فرض تولید 5 کیلووات گرما، به حدود 829.4 متر مکعب بر ساعت هوای تازه نیاز داریم.

عوامل مؤثر بر محاسبات تهویه صنعتی

محاسبات تهویه صنعتی تحت تأثیر عوامل مختلفی قرار می‌گیرد که تعیین دقیق حجم هوای مورد نیاز و انتخاب تجهیزات مناسب را ممکن می‌سازد.

• نوع آلاینده: نوع آلاینده (فیزیکی، شیمیایی یا بیولوژیکی) تعیین‌کننده روش محاسبه و تجهیزات مورد استفاده است. به‌عنوان مثال، برای آلاینده‌های شیمیایی سمی، نیاز به سیستم‌های تهویه با راندمان بالا و فیلتراسیون دقیق داریم.
• میزان تولید آلاینده: با اندازه‌گیری میزان تولید آلاینده در واحد زمان، می‌توان حجم هوای مورد نیاز برای رقیق‌سازی و دفع آن را محاسبه کرد. افزایش میزان تولید آلاینده مستلزم افزایش حجم هوای تهویه است.
• شرایط محیطی: دما، رطوبت و فشار هوا بر خواص هوا و در نتیجه بر محاسبات تهویه تأثیر می‌گذارند. برای مثال، در محیط‌های گرم و مرطوب، نیاز به حجم هوای بیشتری برای کاهش دما و رطوبت وجود دارد.
• فعالیت‌های انجام شده در محیط: فعالیت‌های فیزیکی کارکنان، تولید حرارت و رطوبت توسط تجهیزات و فرایندهای تولید، بر نیاز به تهویه تأثیر می‌گذارند. فعالیت‌های بدنی بیشتر و تولید حرارت بالاتر، نیاز به حجم هوای بیشتری را ایجاب می‌کند.
• ابعاد فضا: ابعاد فضا (طول، عرض و ارتفاع) نیز بر حجم هوای مورد نیاز تأثیرگذار است. هرچه حجم فضا بیشتر باشد، حجم هوای مورد نیاز نیز بیشتر خواهد بود.
• نوع تجهیزات و ماشین‌آلات: نوع تجهیزات و ماشین‌آلات مورد استفاده در محیط نیز بر میزان تولید آلاینده و حرارت و در نتیجه بر محاسبات تهویه تأثیر می‌گذارد.

با در نظر گرفتن همه این عوامل و استفاده از نرم‌افزارهای تخصصی، می‌توان محاسبات دقیق تهویه را انجام داده و سیستم تهویه مناسب را طراحی و اجرا کرد.

مراحل انجام محاسبات تهویه صنعتی

مراحل محاسبات تهویه صنعتی، فرایندی چند مرحله‌ای بوده که با هدف ایجاد محیطی سالم و ایمن در محیط‌های صنعتی انجام می‌شود. در زیر به‌طور خلاصه مراحل انجام این محاسبات اشاره شده است:

1. تعیین اهداف طراحی: هدف از طراحی سیستم تهویه باید به‌طور واضح مشخص شود. این اهداف احتمال دارد شامل حفظ کیفیت هوای محیط کار، حذف آلاینده‌های مضر، تأمین هوای تازه کافی و کنترل دما و رطوبت باشد.
2. جمع‌آوری اطلاعات: اطلاعات دقیقی از محیط مورد نظر جمع‌آوری می‌شود. این اطلاعات شامل ابعاد فضا، نوع فعالیت‌های انجام شده، تعداد افراد حاضر، نوع آلاینده‌های موجود و شرایط محیطی است.
3. انتخاب روش محاسبه مناسب: با توجه به عوامل موثر و اهداف طراحی، روش محاسبه مناسب انتخاب می‌‌گردد. روش‌های محاسبه مختلفی مانند محاسبه بر اساس نرخ جابجایی هوا، تعداد افراد، رطوبت و حرارت وجود دارد.
4. انجام محاسبات: با استفاده از نرم‌افزارهای تخصصی یا انجام محاسبات دستی، حجم هوای مورد نیاز، نوع تجهیزات و ابعاد کانال‌ها تعیین می‌شود.
5. طراحی سیستم تهویه: بر اساس نتایج محاسبات، سیستم تهویه طراحی می‌گردد. این شامل انتخاب تجهیزات مناسب مانند فن سیرکوله، کانال‌ها و فیلترها، تعیین محل نصب تجهیزات و طراحی شبکه کانال‌کشی است.
6. ارزیابی و کنترل: پس از نصب سیستم، عملکرد آن به‌طور مرتب ارزیابی می‌شود. پارامترهای مختلف هوا مانند دما، رطوبت و غلظت آلاینده‌ها اندازه‌گیری شده و در صورت لزوم سیستم تنظیم می‌گردد.

با انجام دقیق این مراحل، می‌توان یک سیستم تهویه کارآمد و موثر طراحی کرد که نیازهای محیط صنعتی را برآورده سازد.

نتیجه‌گیری

اهمیت دقت در محاسبات تهویه صنعتی بر هیچ کس پوشیده نیست. یک محاسبه نادرست می‌تواند منجر به مشکلات عدیده‌ای از جمله اتلاف انرژی، کاهش راندمان کارکنان، افزایش هزینه‌های تعمیر و نگهداری و حتی بروز حوادث شود. محاسبات دقیق تهویه نه تنها به عملکرد بهینه سیستم کمک می‌کند بلکه می‌تواند به‌طور قابل‌توجهی هزینه‌های بهره‌برداری را کاهش دهد. با طراحی و اجرای یک سیستم تهویه مناسب بر اساس محاسبات دقیق، می‌توان از هدر رفت انرژی جلوگیری کرده و عمر مفید تجهیزات را افزایش داد. در نهایت، سرمایه‌گذاری در محاسبات دقیق تهویه صنعتی، سرمایه‌گذاری در آینده و بهبود شرایط کاری و محیطی است.

گروه صنعتی الوند؛ تامین‌کننده انواع تهویه صنعتی

گروه صنعتی الوند یکی از پیشگامان تولید تجهیزات گرمایشی و تهویه صنعتی در ایران است. با سال‌ها تجربه، این گروه محصولات متنوعی از جمله هواکش‌های صنعتی، جت هیتر گازی، کولرهای آبی صنعتی و تجهیزات تهویه مرغداری را تولید می‌کند. الوند با بهره‌گیری از تکنولوژی روز دنیا و نیروی متخصص، محصولات با کیفیت و راندمان بالا را روانه بازار می‌‌نماید. این گروه همواره به دنبال بهبود محصولات و گسترش خدمات پس از فروش خود است. برای مشاهده محصولات الوند به وب‌سایت این مجموعه مراجعه نمایید.