تهویه صنعتی چیست؟ چه انواع و کاربردهایی دارد؟

نصب یک سیستم تهویه صنعتی یکی از اولویت‌های اصلی شرکت‌ها در صنایع مختلف است. یک سیستم تهویه صنعتی مناسب می‌تواند آلودگی‌های هوا را حذف کند، گردوغبار و دود را فیلتر کرده و هوای تازه وارد محیط کند. این امر علاوه بر کاهش خطر ابتلا به بیماری‌ها و گرمازدگی برای کارکنان، احتمال وقوع آتش‌سوزی یا انفجار را نیز کاهش می‌دهد. با توجه به پیچیدگی این سیستم‌ها، طراحی سیستمی که بتواند آلودگی‌های خاص هر صنعت را فیلتر کند و در عین حال قابل‌اعتماد و مقاوم در برابر خوردگی باشد، چالشی برای تولیدکنندگان و تکنسین‌ها در هر حوزه محسوب می‌شود.

برای آشنایی بیشتر با سیستم‌های تهویه صنعتی، اجزای اصلی آن‌ها، اهمیتشان و نحوه کمک این سیستمهای تهویه در محیط های صنعتی و کارگاهی، ادامه مطلب را بخوانید.

سیستم تهویه صنعتی چیست؟

سیستم‌های تهویه صنعتی برای جابه‌جایی مقدار مشخصی از هوا به بیرون از یک مجموعه (که به آن «اگزاست» یا تخلیه گفته می‌شود) و وارد کردن مقدار معادل هوای تازه از بیرون مجموعه (که به آن «ورودی» یا «تأمین هوا» گفته می‌شود) با سرعت مشخص طراحی شده‌اند. این فرآیند منجر به حذف آلاینده‌های هوا، مانند گردوغبار، خاکستر و مواد شیمیایی می‌شود که در صورت استنشاق می‌توانند برای انسان خطرناک باشند.

سیستم‌های تهویه صنعتی برای تخلیه و وارد کردن حجم معینی از هوا با سرعت مشخص طراحی شده‌اند که باعث حذف آلاینده‌های نامطلوب در یک فضای خاص می‌شود. اگرچه همه سیستم‌های تهویه بر اساس اصول پایه‌ای مشابه عمل می‌کنند، هر سیستم به‌طور خاص برای نوع کار و میزان انتشار آلاینده‌های ناشی از فرآیند صنعتی طراحی می‌شود.

اگرچه تمام سیستم‌های تهویه براساس اصول پایه یکسانی طراحی می‌شوند، هر سیستم به‌طور دقیق و خاص برای مدیریت نوع خاصی از فعالیت‌ها در یک محیط کاری و نرخ آزادسازی آلاینده‌های مرتبط طراحی می‌شود. به‌عنوان مثال، مراکزی که آلاینده‌های با سمیت پایین و آلودگی هوای جزئی دارند، ممکن است از تهویه رقیق استفاده کنند که در آن هوای آلوده با هوای تمیز ترکیب شده و نسبت آلاینده‌ها کاهش می‌یابد. در مقابل، مراکزی که آلاینده‌های سمی‌تر دارند، ممکن است از تهویه موضعی استفاده کنند، که در آن هودهای مکنده برای جذب آلاینده‌ها در منبع و دور کردن آن‌ها از کارکنان به کار می‌رود.

اهمیت استفاده از سیستم‌های تهویه صنعتی

برخی از مزایای اصلی سیستم‌های تهویه صنعتی شامل موارد زیر است:

1. حذف مواد یا شیمیایی خطرناک: استنشاق گردوغبار، خاکستر، ذرات معلق یا بخارات شیمیایی می‌تواند مشکلات جدی سلامتی برای کارکنان ایجاد کند، به‌ویژه در بلندمدت. کاهش غلظت مواد شیمیایی یا خطرناک در هوای تنفسی کارکنان می‌تواند خطر ابتلا به بیماری‌ها یا آسیب را به حداقل برساند.
2. حفظ امکان استفاده از مواد شیمیایی سمی: از آنجا که برخی صنایع به استفاده از مواد شیمیایی سمی وابسته‌اند، یک سیستم تهویه مؤثر می‌تواند به تولیدکنندگان اجازه دهد از این مواد استفاده کنند بدون اینکه سلامت و ایمنی کارکنان به خطر بیفتد.
3. نصب تهویه آسان‌تر از تغییر فرآیند صنعتی: تهویه نیاز به بازطراحی فرآیندهای صنعتی که ممکن است عملکرد خوبی داشته باشند اما آلاینده‌های زیادی تولید کنند را برطرف می‌کند. علاوه بر این، تهویه با حذف گردوغبار و ذراتی که روی ماشین‌آلات انباشته می‌شوند، می‌تواند عمر تجهیزات گران‌قیمت صنعتی را افزایش داده و کارایی فرآیندهای صنعتی را برای مدت طولانی‌تری حفظ کند.
4. کاهش نیاز به تغییر رویه‌های کاری: نصب تهویه، علاوه بر حفظ کارایی عملیات صنعتی، می‌تواند با سالم نگه داشتن کارکنان زمان و هزینه‌های ناشی از بیماری‌های کارکنان را کاهش دهد. همچنین این سیستم‌ها با حفظ شرایط مطلوب تجهیزات، زمان خرابی و تعمیرات را کاهش می‌دهند.
5. سلامت و ایمنی کارگران: دلیل اصلی، حفاظت از کارگران در برابر استنشاق آلاینده‌های معلق مضر در هوا است که در صورت عدم کنترل مناسب، می‌تواند منجر به مشکلات تنفسی، آلرژی و حتی بیماری‌های مزمن شود.
6. بهبود کیفیت هوا: تهویه صنعتی با گردش هوای تازه و حذف آلاینده‌ها، به طور چشمگیری کیفیت هوای داخل فضاهای صنعتی را بهبود می‌بخشد.
7. کاهش خطرات آتش‌سوزی و انفجار: تهویه مناسب می‌تواند به رقیق شدن بخارات قابل اشتعال کمک کرده و خطر آتش‌سوزی یا انفجار را در مناطقی که مواد قابل احتراق وجود دارند، کاهش دهد. در این زمینه از تجهیزاتی مانند دمپر ضد حریق و دمپر دود استفاده میشود.
8. رعایت مقررات: طبق قانون، اکثر محیط‌های کاری صنعتی موظف به حفظ سیستم‌های تهویه مناسب برای رعایت استانداردهای بهداشت و ایمنی شغلی هستند.

یکی دیگر از مزایای سیستم‌های تهویه این است که می‌توانند دمای انبار یا کارخانه را کنترل کنند. کنترل دما می‌تواند با فراهم کردن محیطی خنک و راحت، سلامت، ایمنی و رفاه کارکنان را بهبود ببخشد و از شرایط خطرناک گرمازدگی یا محیط‌های خفه‌کننده جلوگیری کند.

اجزای سیستم‌های تهویه در مکان های صنعتی

برای درک کامل عملکرد سیستم تهویه صنعتی، آشنایی با اجزای اصلی آن ضروری است. همان‌طور که اشاره شد، اکثر سیستم‌های تهویه شامل یک سیستم تأمین هوا (برای ورود هوای تازه به داخل) و یک سیستم تخلیه هوا (برای خارج کردن هوای آلوده) هستند. اجزای اصلی سیستم تأمین هوا شامل موارد زیر است:

1. ورودی هوا: ورودی هوا نقطه‌ای است که هوای تازه وارد ساختمان می‌شود. اندازه، مکان و کنترل ورودی هوا باید به‌طور استراتژیک تعیین شود تا جریان هوای بهینه (یعنی مقدار مطلوب هوای تازه و سرعت مناسب آن) فراهم شود.
2. تجهیزات فیلتر هوا: تجهیزات فیلتر هوا برای حذف آلاینده‌ها از هوا قبل از ورود به ساختمان استفاده می‌شود. فیلترها باید بر اساس اندازه ذراتی که نیاز به حذف دارند انتخاب شوند و به‌طور منظم تمیز یا تعویض شوند تا از عملکرد مناسب و جلوگیری از تجمع آلاینده‌ها اطمینان حاصل شود.
3. تجهیزات گرمایشی و سرمایشی: این تجهیزات دما و رطوبت هوا را برای محیط و فعالیت‌های در حال انجام متعادل نگه می‌دارند. حفظ دمای مناسب برای راحتی کارکنان و عملکرد بهینه ماشین‌آلات ضروری است. همچنین حفظ رطوبت مانع از تشکیل تراکم شده و از آسیب به تجهیزات جلوگیری می‌کند.
4. فن: فن‌ها برای حفظ جریان هوا و هدایت آن در جهت و سرعت مشخص استفاده می‌شوند. طراحی پره‌های فن می‌تواند برای کاهش صدا، افزایش سرعت هوا یا جابجایی حجم بیشتری از هوا سفارشی‌سازی شود. همانند تجهیزات فیلتر، پره‌های فن نیز باید تمیز و در شرایط مطلوب نگهداری شوند.
5. کانال‌ها: کانال‌ها مجموعه‌ای از مسیرهایی هستند که هوای تمیز را به داخل ساختمان منتقل می‌کنند. یک سیستم کانال‌کشی ایده‌آل باید بتواند هوا را بدون انتقال ذرات آلاینده حمل کند، حداقل فشار هوا را از دست دهد و به کمترین توان فن نیاز داشته باشد.
6. خروجی‌های توزیع هوا: خروجی‌های توزیع هوا هوای تمیز و فیلتر شده را به مناطق خاصی از ساختمان هدایت می‌کنند و شامل دمپرهای هوا برای کنترل حجم هوای ورودی به آن مناطق هستند. این خروجی‌ها که همان انواع دریچه تهویه هوا و به طور خاص تر دریچه تهویه صنعتی محسوب میشوند، پره‌هایی دارند که می‌توانند برای هدایت هوا به یک جهت یا مکان خاص تنظیم شوند تا اثربخشی سیستم تهویه به حداکثر برسد.

انواع سیستم های تهویه صنعتی

سیستم‌های تهویه صنعتی نقش حیاتی در حفظ کیفیت هوا، کنترل دما و تأمین ایمنی و راحتی کارکنان در محیط‌های صنعتی ایفا می‌کنند. این سیستم‌ها به‌گونه‌ای طراحی شده‌اند که آلاینده‌هایی مانند گرد و غبار، دود، بخارات و گرما را از محیط کار حذف کرده و هوای پاک را تأمین کنند. بسته به نوع صنعت و نیازهای خاص، از سیستم‌های تهویه مختلفی می‌توان استفاده کرد. در ادامه به بررسی دقیق انواع اصلی سیستم‌های تهویه صنعتی می‌پردازیم:

1. سیستم‌های تهویه عمومی (General Exhaust Ventilation)

سیستم‌های تهویه عمومی بهبود کیفیت کلی هوا در یک تأسیسات را با وارد کردن هوای تازه و حذف هوای آلوده یا کهنه هدف قرار می‌دهند. این سیستم‌ها برای فضاهایی مناسب هستند که آلاینده‌ها به‌ صورت متمرکز در یک نقطه خاص وجود ندارند.

• زیرشاخه‌ها:
  • تهویه طبیعی: از جریان هوای طبیعی از طریق بازشوهایی مانند پنجره‌ها، دریچه‌ها یا دریچه‌های سقفی استفاده می‌کند. این روش کم‌هزینه و با صرفه‌جویی در انرژی است اما به عوامل خارجی مانند جهت باد و اختلاف دما وابسته است.
    • مزایا: بدون هزینه انرژی، نیاز به نگهداری کم.
    • معایب: کنترل محدود بر جریان هوا و اثربخشی پایین در فضاهای بسته.
  • تهویه مکانیکی: از فن‌ها، دمنده‌ها و سیستم‌های کانال‌کشی برای جابجایی اجباری هوا در داخل و خارج از تأسیسات استفاده می‌کند. این روش کنترل بیشتری بر جریان هوا ارائه داده و بدون وابستگی به شرایط خارجی عمل می‌کند.
    • مزایا: جریان هوای پایدار و قابل‌اعتماد.
    • معایب: هزینه‌های نصب و انرژی بالاتر.
• کاربردها: انبارها، خطوط مونتاژ و کارخانه‌های تولیدی که آلاینده‌های هوا حداقل بوده و به‌صورت یکنواخت توزیع شده‌اند.

2. سیستم‌های تهویه موضعی (Local Exhaust Ventilation یا LEV)

سیستم‌های تهویه موضعی برای جمع‌آوری آلاینده‌ها در منبع تولید طراحی شده‌اند و از انتشار آن‌ها به محیط کاری جلوگیری می‌کنند. این رویکرد هدفمند، LEV را به سیستمی بسیار مؤثر برای کنترل مواد خطرناک تبدیل کرده است.

• اجزای کلیدی:
  • هود: در نزدیکی منبع آلاینده‌ها قرار می‌گیرد تا آلودگی‌ها را به‌طور مؤثر جمع‌آوری کند.
  • کانال‌ها: انتقال هوا و آلاینده‌های جمع‌آوری‌شده به یک سیستم تصفیه یا تخلیه.
  • فیلتر/پاک‌کننده هوا: حذف ذرات مضر، گازها یا بخارات از هوای استخراج‌شده.
  • فن تخلیه: ایجاد مکش لازم برای حرکت هوا در سیستم.
• کاربردها:
  • ایستگاه‌های جوشکاری برای حذف دود و گازها.
  • مناطق پردازش شیمیایی برای مدیریت بخارات سمی.
  • کابین‌های سنگ‌زنی یا کارگاه‌های نجاری برای جمع‌آوری گرد و غبار و ذرات.
• مزایا:
  • جلوگیری از انتشار آلاینده‌ها.
  • رعایت استانداردهای ایمنی محیط کار.
• چالش‌ها:
  • نیاز به طراحی و نصب دقیق.
  • هزینه اولیه بالای نصب.

3. سیستم‌های تهویه رقیق‌کننده (Dilution Ventilation)

سیستم‌های تهویه رقیق‌کننده به کاهش غلظت آلاینده‌های هوا با مخلوط کردن هوای آلوده با هوای پاک می‌پردازند. این روش برای تأسیساتی که آلاینده‌های کم‌خطر در آن‌ها پراکنده هستند مناسب است.

• نحوه عملکرد:
  • هوای تازه وارد فضا شده تا هوای آلوده را رقیق کند.
  • هوای مخلوط‌شده از تأسیسات توسط سیستم‌های تخلیه خارج می‌شود.
• کاربردها:
  • کارگاه‌های رنگ‌آمیزی که ترکیبات آلی فرار (VOCs) منتشر می‌کنند.
  • کارخانه‌های فرآوری مواد غذایی برای مدیریت بوها.
  • مناطقی با نشت‌های شیمیایی گاه‌به‌گاه.
• مزایا:
  • ساده و مقرون‌به‌صرفه برای محیط‌های کم‌خطر.
  • قابلیت یکپارچه‌سازی با سیستم‌های تهویه مطبوع موجود.
• محدودیت‌ها:
  • غیرمؤثر برای غلظت‌های بالای آلاینده‌های خطرناک.
  • نیاز به حجم هوای زیاد برای رقیق‌سازی قابل‌توجه.

4. سیستم‌های تهویه ترکیبی

سیستم‌های تهویه ترکیبی با ترکیب ویژگی‌های تهویه طبیعی و مکانیکی، عملکرد بهینه و بهره‌وری انرژی را ارائه می‌دهند. این سیستم‌ها می‌توانند با تغییر شرایط محیطی، بین حالت طبیعی و مکانیکی تغییر کنند.

• ویژگی‌ها:
  • استفاده از جریان هوای طبیعی در شرایط محیطی مطلوب.
  • استفاده از سیستم‌های مکانیکی در شرایط آب و هوایی نامطلوب یا در دوره‌های اوج فعالیت.
• کاربردها:
  • ساختمان‌های سبز و تأسیسات صنعتی دوستدار محیط زیست.
  • کارخانه‌هایی که اولویت آن‌ها بهره‌وری انرژی و پایداری است.
• مزایا:
  • مصرف انرژی کمتر نسبت به سیستم‌های کاملاً مکانیکی.
  • انعطاف‌پذیری در مواجهه با نیازهای تهویه متغیر.

5. سیستم‌های خنک‌سازی و گرمایش موضعی

این سیستم‌ها کنترل دمای محلی در بخش‌های خاصی از تأسیسات را فراهم می‌کنند و بدون تهویه کل ساختمان، راحتی کارکنان را تضمین می‌کنند.

• ویژگی‌های کلیدی:
  • فن‌ها یا کولرهای قابل‌حمل برای مناطق گرم.
  • هیترهای تابشی یا لامپ‌های حرارتی برای مناطق سرد.
• کاربردها:
  • کارگاه‌های فلزکاری و ریخته‌گری با مناطق با دمای بالا.
  • سردخانه‌ها یا تأسیسات ذخیره‌سازی سرد.
• مزایا:
  • کارایی انرژی بالا به دلیل هدف‌گذاری مناطق خاص.
  • افزایش راحتی و بهره‌وری کارکنان.

6. سیستم‌های تهویه فرآیندی

سیستم‌های تهویه فرآیندی برای فرآیندهای صنعتی خاصی طراحی شده‌اند که آلاینده‌های خطرناک یا بیش از حد تولید می‌کنند. این سیستم‌ها برای صنایعی که به کیفیت هوای بالا نیاز دارند، ضروری هستند.

• نمونه‌ها:
  • سیستم‌های استخراج دود برای فرآیندهای جوشکاری و لحیم‌کاری.
  • سیستم‌های جمع‌آوری گرد و غبار در نجاری یا سنگ‌زنی فلزات.
  • سیستم‌های تهویه برای مخلوط کردن و ذخیره‌سازی مواد شیمیایی.
• کاربردها:
  • تولید دارو.
  • تولید الکترونیک.
  • صنایع شیمیایی و پتروشیمی.
• مزایا:
  • کنترل مؤثر خطرات فرآیندی خاص.
  • ضروری برای رعایت مقررات در صنایع حساس.

7. سیستم‌های تهویه مطبوع در کاربردهای صنعتی

سیستم‌های تهویه مطبوع صنعتی (HVAC) تهویه را با کنترل دما و رطوبت ترکیب می‌کنند تا محیطی ایمن و راحت ایجاد کنند.

• ویژگی‌ها:
  • فیلترهایی برای حذف ذرات معلق و آلرژن‌ها.
  • کنترل آب و هوا برای حفظ شرایط کاری بهینه.
• کاربردها:
  • اتاق‌های تمیز برای تولید الکترونیک و دارو.
  • فضاهای اداری بزرگ در تأسیسات صنعتی.
• مزایا:
  • افزایش راحتی و بهره‌وری کارکنان.
  • تأمین نیازهای محیطی خاص برای فرآیندهای حساس.

نکات کلیدی در انتخاب سیستم تهویه صنعتی

در انتخاب یک سیستم تهویه صنعتی باید عوامل زیر مدنظر قرار گیرند:

1. نوع و ماهیت آلاینده‌ها:
   • شناسایی نوع آلاینده‌ها (گرد و غبار، دود، بخارات یا گازها).
   • ارزیابی میزان سمیت، غلظت و الگوی انتشار آن‌ها.
2. رعایت مقررات:
   • اطمینان از تطابق سیستم با استانداردهای ایمنی محلی و بین‌المللی.
3. چیدمان تأسیسات:
   • توجه به اندازه، ارتفاع و پیکربندی ساختمان.
   • در نظر گرفتن موقعیت منابع آلاینده و مناطق کاری.
4. بهره‌وری انرژی:
   • انتخاب سیستم‌هایی که تعادل بین عملکرد و هزینه‌های عملیاتی را حفظ کنند.
   • بررسی سیستم‌های ترکیبی یا بازیابی انرژی برای صرفه‌جویی بلندمدت.
5. نگهداری و دوام:
   • انتخاب سیستم‌هایی با زمان خرابی کم و اجزای آسان برای سرویس.
6. قابلیت توسعه:
   • انتخاب سیستم‌هایی که بتوانند با رشد تأسیسات یا تغییر فرآیندها سازگار شوند.

عواقب عدم تأمین تهویه صنعتی چیست؟

در صورتی که یک کسب‌وکار نتواند سیستم‌های جامع تهویه صنعتی، به‌ویژه تهویه موضعی (LEV)، را فراهم کند، سلامت و ایمنی کارکنان خود را در معرض خطر قرار می‌دهد.

محیط‌های کاری که فاقد تهویه صنعتی مناسب برای کنترل مواد مضری همچون گرد و غبار، دود و مه باشند، می‌توانند خطرات جدی برای سلامت کارکنان ایجاد کنند. ذرات فوق‌العاده ریز (UFP) ممکن است استنشاق شوند و باعث تحریک ریه‌ها شوند و در بلندمدت به مشکلات جدی مانند آسم شغلی، بیماری انسداد مزمن ریوی (COPD) یا حتی سرطان ریه منجر شوند. علاوه بر این، این مواد می‌توانند بیماری‌های پوستی مانند درماتیت را نیز ایجاد کنند.

با استفاده مناسب و نگهداری صحیح تجهیزات تهویه موضعی (LEV) برای کنترل آلاینده‌های هوابرد، شما نه تنها از سلامت کارکنان خود محافظت می‌کنید، بلکه با مقررات کنترل مواد خطرناک برای سلامت (COSHH) 2002 نیز همخوانی خواهید داشت. مطابق با مقرره شماره 7 این قوانین، هر کارفرما موظف است اطمینان حاصل کند که کارکنان در معرض مواد خطرناک برای سلامت قرار نگیرند یا در صورت عدم امکان پیشگیری کامل، میزان مواجهه به‌طور مناسب کنترل شود.

هنگام طراحی سیستم‌های تهویه صنعتی مخصوص ساختمان‌ها و صنایع مختلف، باید عوامل متعددی در نظر گرفته شوند. یک سیستم تهویه و استخراج صنعتی می‌تواند کارکنان را از مواجهه با آلاینده‌ها محافظت کرده و در عین حال به رعایت مقررات کمک کند. برای دستیابی به جمع‌آوری و فیلتراسیون مناسب گرد و غبار، لازم است نوع آلاینده‌های موجود، اندازه و چیدمان محیط در نظر گرفته شود. به عنوان مثال، اگر قصد دارید از یک راهکار کانال‌کشی استفاده کنید، باید اطمینان حاصل کنید که تجهیزات کانال‌کشی متناسب با نیازهای خاص شما طراحی شده باشند.

سخن پایانی

سیستم‌های تهویه صنعتی برای طیف گسترده‌ای از صنایع مهم هستند. این سیستم‌ها هوای تازه را به انبارها و تأسیسات وارد می‌کنند و هوای آلوده به مواد شیمیایی، سموم یا ذرات معلق را جمع‌آوری، تمیز و حذف می‌کنند. از آنجا که این سیستم‌ها قابلیت تنفس هوا را برای کارکنان بهبود می‌بخشند و از تجمع گرد و غبار روی ماشین‌آلات جلوگیری می‌کنند، برای سلامتی و ایمنی نیروی کار یک کارخانه و همچنین تجهیزات آن ضروری هستند.