تهویه و هواکش صنعتی

هواکش صنعتی و تهویه صنعتی یکی از ملزمات محیط های صنعتی محسوب می شود. اهميت هواي پاك در محيط هاي كار صنعتي به خوبي شناخته شده است در صنعت امروزي با فرايندهاي پيچيده اي از تركيبات و مواد شيميايي متعدد روبه افزايشي استفاده مي شود كه تعداد زيادي از آنها داراي سميت بالايي هستند.

استفاده از اين مواد سمي ممكن است منجر به توليد، ذرات، بخارات و با ميست هايي در محيطهايي در محيط كار گرديده و مقدار آنها از حدود مجاز فراتر روند. علاوه بر مواد آلاينده تنش گرما نيز ممكن است در يك محيط كاري سبب عدم آسايش و ناايمن شده محيط كاري گردد. چنانچه حفاظت كارگران ضروري باشد طراحي مناسب و موثر  هواکش صنعتی مي تواند راه حل مشكلات فوق باشد از هواکش ممكن است در كنترل بو، رطوبت و ساير شرايط محيطي نيز استفاده نمود.

سيستم هاي هواکش صنعتی بكار رفته در صنعت بطور اساسي دو دسته اند:

 ١- سيستم مولد- Supply system
اين سيستم براي توليد هواي فرآوري شده جهت محيط كار مورد استفاده قرار مي گيرد و هواساز ناميده مي شود.
سيستم هاي مولد به دو منظور استفاده مي شوند.:
الف) براي تامين آسايش (كولر، گرمكن)
ب) براي جايگزيني و تامين هواي تخليه شده از مجتمع

٢- سيستم مكنده – (Exhaustion System)
براي تخليه آلاينده هاي توليد شده بهداشتي بوسيله يك فرآيند بمنظور كنترل كيفيت هوايي محيط كار در حد قابل قبول و بهداشتي بكار مي رود.
سيستم هاي مكنده هواکش صنعتی به دو گروه تقسيم مي شوند:
الف) هواکشصنعتی مكنده موضعيExhaustion System
ب) هواکشصنعتی مكنده عموميGeneral Exhaust System (Local Exhaust Hoods) هواکشهاي مكنده موضعي
سيستم هاي هواکش براساس دريافت و دفع آلاينده ها از پراكنده شدن در محيط كار طراحي ميشوند.
هواکش مكنده موضعي نقطه ورودي سيستم هواکش بوده و شامل كليه نقاط باز و بدون هواکش مكنده به شكل ظاهري آنهاست. كار اساسي هواکش تامين گسترده اي از مكش هوا براي دريافت موثر و انتقال آن به درون هواکش مي باشد. در انتخاب هواکش عوامل متعددي از جمله موارد زير دخالت دارند:
الف)خواص آلاينده
ب) اثرات اينرسي
ج) چگالي موثر
د) اثر مسير متلاطم
۳۷۳
انواع هواکش(Hood Type) هواکشها ممكن است به اشكال گوناگوني ساخته شوند اما به دو دسته تقسيم مي شوند:
( Enclosing Hoods) ١- هواکشهاي محصور كننده
هواکشهايي هستند كه منبع توليد آلاينده و يا فرايند را بطور كامل يا نسبي (بخشي از آن را) محصور مي كنند. جعبه هاي آزمايشگاهي دستكش دار نمونه هايي از هواکشهاي محصور كننده مي باشد كه در آن روزنه هاي باز به حداقل مي رسد. هواکشهاي آزمايشگاهي نمونه اي از هواکشهاي محصور كننده است كه بخشي از فرايند را فرا مي گيرند.
٢- هواکشهاي بيروني (Exterior Hoods)هواکشهايي هستند كه در نزديك منبع آلاينده و بدون محصور كردن آن قرار مي گيرند. شكافهايي كه در طول لبه مخازن يا دهانه هاي باز مستطيل شكل، نمونه اي ازهواکشهاي بيروني محسوب مي شوند. هنگاميكه آلاينده گاز و بخار يا ذرات بسيار ريز بوده و بدون سرعت قابل ملاحظه اي منتشر مي شوند نصب هواکش بحراني نيست. در صورتيكه اگر آلاينده ذرات درشت تري كه با سرعت قابل ملاحظه اي منتشر مي شوند باشد هواکش صنعتی بايد در مسير انتشار آلاينده قرار گيرد.
چنانچه فرآيند، هواي داغ منتشر نمايد بدليل خاصيت گرمايي، ذرات و هواي داغ تمايل به صعود دارند در اين كه بطور افقي در كنار فرآيند قرار Side drat Exterior Hoods صورت استفاده از هواکش غير محصور جاذب مي گيرد ممكن است نتواند آلاينده ها را بطور كامل و رضايت بخشي جمع آوري نمايد (زيرا در چنين حالتي هواي برخواسته شده به بالا، بر هواي مكيده شده به هواکش غالب گشته و لذا جمع آوري هواکش رضايت بخش نخواهد بود.
اين مسئله خصوصا در فرآيندهاي فوق العاده داغ نظير كوره هاي ذوب صادق است. در چنين مواردي استفاده از كه در بالاي فرآيند قرار مي گيرند مناسبتر مي باشد. نمونه اي (Canopy Hood) هواکشهاي خيمه اي يا سايباني ديگر از هواکشهاي غير محصور سيستم هاي دمشي – مكشي(Push – Pull  System  ) مي باشد. در اين سيستم جريان هوا با فشار از روي منبع آلاينده به سمت محفظه هواکش صنعتی دميده مي شود. كنترل آلودگي هوا در حقيقت توسط همين صورت مي گيرد. در اين حالت عمل هواکش مكشي عبارتست از دريافت هواي دميده شده (Jet) جريان هواي فشرده و دفع آن.
مزيت سيستم دمشي – مكشي اين است كه هواي دميده شده را مي توان از فاصله دورتري در حالت كنترل شده به محل داد. در صورتيكه بدليل عدم حفظ خاصيت سمتي در هواي مكيده شده توسط يكهواکش اين عمل با يك هواکش صنعتی مكنده به تنهايي ميسر نيست. اين روش را مي توان براي بسياري از فعاليتها بكار برد اما چنانچه سيستم دمنده بطور صحيح نصب نشود ممكن است باعث افزايش ميزان تماس كارگر با آلاينده ها گردد لذا در طراحي، كاربرد و راهبري مناسب و صحيح آن بايد دقت شود.

فاكتورهاي طراحي هواکش صنعتی :
دريافت و كنترل آلودگي با مكش هوا توسط هواکش مكنده صورت مي گيرد براي كنترل آلودگي و رسيدن آن به هواکش صنعتی لازم است جريان هوا به اندازه كافي زياد باشد.
جريانهاي خارجي (بيروني) نيز ممكن است باعث آشفتگي هواي هواکش گردد. لذا براي غلبه بر عوامل اين آشفتگي ها جريان هاي هواي بيشتر مورد نياز است. حذف منابع خارجي حركت هوا عامل مهمي در كنترل موثر آلاينده بدون
نياز جريان هواي اضافي است كه خود باعث پايين آوردن هزينه ها خواهد گشت.
مهمترين منابع حركت هوا در كارگاه عبارتند از:
١- جريانات هواي گرم، خصوصا از فرايندهاي داغ يا عمليات گرمازا
٢- حركت ماشين آلات نظير چرخ هاي متحرك آسيبها، سنگزني، تسمه نقاله و …
٣- حركت مواد در پر كردن ظروف يا تخليه آنها
٤- حركت افراد
٥- جريانات هواي كارگاهها (كه معمولا حداقل ٥٠ فوت بر دقيقه و بيشتر مي باشد)
٦- حركت سريع هواي ناشي از وسايل گرمايش و سرمايش محلي (نقطه اي)
شكل، اندازه، محل هواکش و ميزان جريان هواي ورودي به هواکش نيز از ساير عوامل مهم در طراحيهواکشها مي باشند.
وسايل پاك كننده هوا :
وسايل پاك كننده هوا ،آلاينده ها را از جريان هوا يا گاز مي زدايند و براي رفع نيازمنديهاي گوناگون در محدوده وسيعي از طرحها موجودند. در انتخاب اين وسايل براي هر يك كاربرد خاص، ميزان برداشت مورد نياز ،مقدار و
خصوصيات آلاينده اي كه بايد تميز گردد و شرايط جريان هوا يا گاز موثرند. علاوه بر آن در كليه موارد بايستي كنترل آتش سوزي و انفجار احتمالي نيز در نظر گرفته شود.
وسايل پاك كننده مورد نياز براي ذرات (گردوغبارات) دو دسته اصلي تقسيم مي شوند:
١- صافي ها  Filters
٢- غبارگيرها Dust Collectors
صافي ها هوا براي رفع ذرات و هنگامي كه غلظت آن در هوا در حد كم يعني در حدي كه در هوايي بيرون يافت مي شوند طراحي شده اند. اين وسايل معمولا در سيستم هاي هواکش صنعتی ، هواکش مطبوع و گرم كننده ها (سيستمهاي ٠/ گرمايشي) در محلهايي كه غلظت آلاينده بندرت از ١ گرين بر ١٠٠٠ فوت مكعب هوا تجاوز كرده و اغلب ١ گرين در ١٠٠٠ فوت مكعبت هوا كمتر است بكار مي روند. هر پوند معادل ٧٠٠٠ گرين مي باشد. غلظت ذرات ٠ گرين در ١٠٠٠ فوت مكعب هوا (حدود ٨٧ ميكروگرم بر / هواي مناطق شهري به طور معمول حدود ٠٣٨ مترمكعب) مي باشد.

غبارگيرها معمولا براي بار سنگين تر آلودگي ناشي از فرآيندهاي صنعتي يا جريان گازها كه بايد تميز شود و اغلب در سيستم هاي هواکش يا گاز تخليه شده از دودكش فرايندها يافت مي شوند طراحي مي گردند. غلظت آلاينده در ٠ تا ٢٠ گرين در هر فوت مكعب هوا يا گاز و حتي بيشتر تغيير مي كند. بنابراين غبارگيرها قادرند و / اين مكانها از ١ بايد بتوانند ١٠٠ تا ٢٠٠٠٠ مرتبه بيشتر از غلظتهايي را كه صافيهاي هوا براي آن طراحي مي شوند تحمل نمايند.
فاكتورهاي انتخاب غبارگير:
١- غلظت آلاينده
٢- كارايي لازم
٣- خصوصيات جريان گاز
٤- خصوصيات آلاينده
٥- جنبه هاي انرژي
٦- دفع غبارات جمع شده
انواع غبارگيرها:
چهار دسته از عمده ترين انواع غبارگيرها براي آلاينده هاي گردوغبار عبارتند از:
١- رسوب دهنده هاي الكترواستاتيكي (الكتروفيلترها)
٢- غبارگيرهاي پارچه اي
٣- جمع آوري كننده هاي تر
٤- جمع آوري كننده هاي خشك گريز از مركز
:(Fans) هواكش ها براي حركت هوا در يك سيستم هواکش و نيز غلبه بر افتهاي موجود در سيستم نياز به انرژي است اين انرژي ممكن است به صورت جابجايي طبيعي يا شناوري باشد. بهر حال اغلب سيستم ها احتياج به نوعي وسيله به حركت
درآورنده و نيرو دهنده هوا نظير هواكش يا بادبزن دارند.
وسايل به حركت درآورنده هوا را مي توان به دو گروه اصلي تقسيم كرد:
١- هواكش ها يا بادبزن ها Fan

٢- تخليه كننده هاي هوا يا برون پاش ها Ejectors

تخليه كننده هاي هوا داري راندمان عمل پاييني بوده و فقط براي جابجايي مواد خاص بكار مي روند. هواكشها وسايل اصلي و عمده به حركت درآورنده هوا بوده و در كاربردهاي صنعتي بكار مي روند. هواكشها را مي توان به سه دسته تقسيم كرد:
١- محوري ٢- گريز از مركز ٣- انواع مخصوص
بطور كلي و به عنوان يك قاعده عمومي مي توان گفت كه هواكشهاي محوري براي گذر هواي بالا و مقاومت كم كم و افت بالا) بكار مي Q) بالا و افت كم) و هواكشهاي گريز از مركز درگذر حجمي كم و مقاومت بالا Q)روند.
ارزيابي كارايي سيستم هواکش :
براي ارزيابي سيستم هواکش موضعي بايستي با يكي از روشهاي موجود كارايي سيستم مورد بررسي قرار گيرد . براي ارزيابي مي توان از پارامترهايي چون فشار سرعت ، فشار استاتيك، فشار كل ، سرعت ربايش و ميزان دبي يا ظرفيت هواکش صنعتی و سرعت روبرو استفاده نمود كه بستگي به امكانات موجود و مدت زمان ارزيابي دارد .
و سرعت روبرو در دهانه هواکش صنعتی است ( Capture velocity ) ساده ترين راه ارزيابي ، اندازه گيري سرعت ربايش و مقدار بدست آمده با مقدار در نظر گرفته شده براي طراحي (محاسبه شده ) مقايسه مي شود. اين اندازه گيري مي تواند بصورت دوره اي تكرار شود تا ميزان تغييرات و افت ها مورد بررسي قرار گيرد .از وسايل مورد استفاده براي ارزيابي آنمومترهاي پره اي يا حرارتي هستند كه مي توان سرعت ربايش و سرعت روبرو را بوسيله آنها اندازه گيري
كرد. بطور كلي سرعت ربايش يا مكش عبارتست از سرعت جريان هواي لازم در هر نقطه از دهانه هواکش صنعتی و يا مجرا براي غلبه بر جريانهاي مخالف و گرفتن هواي آلوده و هدايت آن به داخل هواکش و مجرا كه فاكتوري مهم براي طراحي سيستم هواکش صنعتی جهت جمع آوري هواي آلوده مي باشد.
انواع بادسنج ها
۱-بادسنج حرارتي:
اين بادسنج از طريق انتقال گرما بين محيط و سنسور دستگاه اندازه گيري را انجام مي دهد . در اين نوع بادسنج دو عدد سنسور وجود دارد كه يكي براي سرعت جريان هواکش صنعتی و ديگري براي دما مي باشد كه بر روي يك ميله آنتن مانند قرار گرفته اند بر روي صفحه ديجيتالي دو اشل وجود دارد : اشل بالايي براي قرائت سرعت و اشل پاييني براي قرائت دما مي باشد .
۲-بادسنج پره اي :
نوع ساده آن بادسنج پره اي دستي مي باشد كه قرائت بر روي دستگاه انجام مي گيرد و هنگام استفاده در جهت جريان هوا قرار مي گيرد و سرعت را بر حسب متر بر ثانيه نشان مي دهد انواع ديگري نيز از بادسنج پره اي وجود دارد.