Вытяжной зонт над оборудованием и печью: расчёт и подбор
«Зонт делают больше источника со свесом 0,2–0,4 м и углом раскрытия не более 60°.»
Вытяжной зонт — простейший вид местного отсоса, подвешенный над печью, плавильной или термической ванной, котлом либо моечной установкой. Он улавливает всплывающую конвективную струю тепла, дыма или влаги до того, как она разойдётся по цеху. Требования к устройству отсосов задаёт ГОСТ 12.4.021-75. Зонт — частный случай местной вытяжной вентиляции (типы и расчёт — в статье о местных отсосах).
- Назначение: зонт улавливает тепло, дым, газы и влагу над печами, ваннами, котлами и моечным оборудованием в горячих цехах.
- Виды: пристенный (у стены), островной (над отдельно стоящим оборудованием, отсос со всех сторон), активный (с поддувом по периметру).
- Размер: зонт больше источника со свесом 0,2–0,4 м с каждой стороны; угол раскрытия конуса ≤60°.
- Расчёт расхода: L = 3600 × F × v, скорость в сечении 0,15–0,25 м/с для тепла и 0,5–1,25 м/с для дыма и газов.
- Горячие процессы: материал зонта — термостойкая сталь, вентилятор — жаростойкое исполнение ВР при температуре потока свыше 80 °C.
- Ограничение: зонт не держит вредность при сквозняках и не подходит для токсичных газов — там нужны укрытие или панель.
Что такое вытяжной зонт и где его применяют
Вытяжной зонт — это конус или короб, подвешенный над источником вредности, и подключённый к вентилятору через воздуховод. Он работает по принципу перехвата: нагретый воздух над печью, ванной или котлом легче окружающего и поднимается вверх конвективной струёй, а зонт эту струю улавливает раньше, чем она разойдётся по объёму цеха. Это самый простой и дешёвый вид местного отсоса — без укрытия источника, без контакта с оборудованием, без ограничения доступа к нему.
В промышленности зонты — базовое решение для металлургии, литейных и термических участков, плавилен и горячих цехов. Их вешают над плавильными и термическими ваннами, нагревательными и обжиговыми печами, паровыми и водогрейными котлами, моечными и обезжиривающими установками. Смежная задача — общая вентиляция самого горячего цеха, а не только точечных источников: подробно она разобрана в статье вентиляция горячих цехов.
Зонт не единственный тип местного отсоса, но именно он даёт максимальную свободу для оператора: под ним можно подкатить тележку, открыть дверцу печи, провести обслуживание. Расчёт и проектирование систем вентиляции промышленных зданий, включая местные отсосы, ведут по СП 60.13330.2020.
Виды вытяжных зонтов: пристенный, островной, активный
Выбор типа зонта зависит от того, как оборудование стоит в цехе и что именно оно выделяет — только тепло или ещё дым и газы. От типа напрямую зависит требуемый расход, поэтому сравнение начинают до расчёта, а не после.
Пристенный зонт монтируют вплотную к стене или колонне — воздух в него подсасывается только с трёх открытых сторон, и при том же источнике расход меньше, чем у островного. Островной зонт вешают над оборудованием, стоящим отдельно посреди цеха, — печью, ванной, котлом; отсос идёт со всех четырёх сторон, поэтому расход растёт. Активный зонт дополнительно оснащён щелевым поддувом по контуру, который формирует воздушную завесу и подпирает конвективную струю снизу — так требуемый расход вытяжки можно снизить на 20–30 % относительно обычного островного.
| Тип зонта | Применение | Скорость в сечении | Особенность |
|---|---|---|---|
| Пристенный | Оборудование у стены: печь, котёл, моечная ванна в один ряд с ограждением | 0,15–0,5 м/с (по типу вредности) | Отсос с трёх сторон, расход ниже, чем у островного |
| Островной | Отдельно стоящее оборудование посреди цеха: плавильная или термическая ванна | 0,15–1,25 м/с (по типу вредности) | Отсос со всех сторон, максимальный расход из трёх типов |
| Активный (с поддувом) | Мощные тепловыделяющие источники, где нужно снизить расход вытяжного вентилятора | 0,15–0,5 м/с (за счёт завесы поддува) | Воздушная завеса по периметру перехватывает поток, экономит 20–30 % расхода |
Расчёт вытяжного зонта: размеры, скорость, расход
Расчёт зонта идёт от габарита источника к требуемой производительности вентилятора. Порядок один и тот же для печи, ванны или моечной установки — меняются только исходные размеры и принятая скорость.
-
1Определить размер зонта по источнику
Зонт делают больше габарита источника со свесом краёв 0,2–0,4 м с каждой стороны. Угол раскрытия конуса — не более 60°, иначе скорость по сечению распределяется неравномерно и часть потока проскакивает мимо.
-
2Задать высоту подвеса
Чем выше зонт подвешен над источником, тем шире успевает расшириться конвективная струя за счёт подмеса окружающего воздуха. С ростом высоты подвеса пропорционально растут и размер зонта, и требуемый расход.
-
3Выбрать скорость в сечении по типу вредности
Для тёплых процессов без дыма и газа — 0,15–0,25 м/с. Для дыма, технологических газов и активного тепловыделения — 0,5–1,25 м/с. Заниженная скорость — главная причина, почему зонт стоит, а вредность всё равно идёт в цех.
-
4Рассчитать расход воздуха
L (м³/ч) = 3600 × F × v
F — площадь входного сечения зонта (м²), v — принятая скорость (м/с). Пример: сечение зонта 1,5 × 1,2 м = 1,8 м², скорость 0,7 м/с (дым) → L = 3600 × 1,8 × 0,7 = 4536 м³/ч.
-
5Подобрать материал и вентилятор
Для горячих процессов зонт варят из термостойкой стали. При температуре потока свыше 80 °C вентилятор берут в жаростойком исполнении радиального ряда ВР — стандартное исполнение калорифер и кожух такой нагрузки не держат.
Нужен расчёт вытяжного зонта над печью или оборудованием?
Пришлите габариты источника, высоту подвеса и температуру потока — инженер рассчитает расход и подберёт вентилятор за 1 день. В каталоге — радиальные вентиляторы ВР и ВР 132-30 высокого давления для мощных отсосов.
Ограничения вытяжного зонта: когда он не справляется
Зонт держит только всплывающую конвективную струю — вертикальный поток, поднимающийся строго вверх от источника. Он не рассчитан на боковой снос: сквозняк от ворот, работающий рядом вентилятор или открытое окно легко уводят вредность мимо зонта, и часть тепла, дыма или влаги остаётся в цехе даже при правильно посчитанном расходе. Перед монтажом зонта проверяют, нет ли рядом источников подвижного воздуха, и при необходимости устраивают защитные экраны.
Для токсичных газов зонт не подходит в принципе — вредность успевает подняться в зону дыхания рабочего быстрее, чем зонт её улавливает. По той же причине зонт не применяют там, где рабочий вынужден наклоняться под него для обслуживания оборудования: конвективная струя в этот момент идёт прямо на человека. Предельно допустимые концентрации вредных веществ в рабочей зоне заданы СанПиН 1.2.3685-21, и превышение — сигнал, что зонт нужно заменить укрытием или панелью.
Типичные ошибки при выборе и монтаже вытяжного зонта
Зонт без свеса или с малым запасом по габариту: размер входного сечения делают равным габариту источника или с минимальным запасом. Конвективная струя расширяется с высотой и частично проходит мимо краёв зонта, вредность утекает в цех.
Правильно: закладывать свес 0,2–0,4 м с каждой стороны источника, а угол раскрытия конуса — не более 60°.
Заниженная скорость в сечении для дыма и газов: расчёт ведут по тепловым 0,15–0,25 м/с там, где процесс сопровождается дымом или технологическими газами. Зонт визуально смонтирован верно, но не удерживает поток — вредность выходит за его границы.
Правильно: для дыма и газов принимать скорость в сечении 0,5–1,25 м/с, а не тепловые значения.
Зонт вместо укрытия при токсичных газах или наклоне оператора: проектировщик ставит стандартный зонт там, где источник выделяет токсичные вещества или рабочий регулярно наклоняется под него для обслуживания. Вредность попадает в зону дыхания раньше, чем зонт её улавливает.
Правильно: при токсичных газах и постоянном наклоне оператора применять укрытие источника или вытяжную панель, а не открытый зонт.
Часто задаваемые вопросы
Вытяжной зонт — простейший местный отсос, подвешенный над источником тепла, дыма, газов или влаги: печью, плавильной или термической ванной, котлом, моечной установкой. Он улавливает конвективную струю, которая всплывает от нагретого источника, и удаляет её через вентилятор до того, как вредность разойдётся по цеху. В промышленности зонты ставят на металлургических, литейных и термических участках, в горячих цехах и над моечным оборудованием.
Размер зонта задают больше источника со свесом 0,2–0,4 м с каждой стороны, угол раскрытия конуса — не более 60°. Расход считают по формуле L = 3600 × F × v, где F — площадь входного сечения зонта (м²), v — скорость воздуха в сечении (м/с). Для тепловых процессов v = 0,15–0,25 м/с, для дыма и газов — 0,5–1,25 м/с. Чем выше подвешен зонт, тем больше должны быть его размер и расход.
Пристенный зонт монтируют у стены, он забирает воздух с трёх открытых сторон и подходит для оборудования, стоящего у ограждения. Островной зонт вешают над отдельно стоящим источником — печью или ванной посреди цеха, отсос идёт со всех четырёх сторон, поэтому нужен больший расход. Активный зонт дополнительно оснащён поддувом по периметру, который формирует воздушную завесу и перехватывает поток, снижая требуемый расход отсоса.
Для чисто тепловых источников без дыма и газа — печи с закрытым процессом, ванны с горячей водой — достаточно скорости 0,15–0,25 м/с в сечении зонта. Если процесс сопровождается дымом или технологическими газами — плавка, литьё, термообработка — скорость поднимают до 0,5–1,25 м/с, иначе конвективная струя пробивает зонт насквозь. Заниженная скорость — частая причина, почему зонт визуально стоит, а вредность в цех всё равно уходит.
Требования к устройству местных отсосов, в том числе вытяжных зонтов, задаёт ГОСТ 12.4.021-75. Расчёт систем вентиляции промышленных зданий ведут по СП 60.13330.2020, а предельно допустимые концентрации вредных веществ в рабочей зоне — по СанПиН 1.2.3685-21. Проект зонта должен подтверждать, что расчётный расход снижает концентрацию вредности в зоне дыхания рабочего до нормируемых значений.
Цена зонта зависит от размера, материала и исполнения — это металлоконструкция, которую обычно изготавливают под конкретное оборудование, а не покупают серийно. Основные затраты — на вентилятор и воздуховоды: для расходов в тысячи и десятки тысяч м³/ч применяют радиальные вентиляторы ВР, при температуре потока свыше 80 °C — в жаростойком исполнении. Итоговую стоимость даёт расчётный подбор по вашему источнику тепловыделения.
Вытяжной зонт держит только всплывающую конвективную струю и не рассчитан на боковой снос сквозняком или подвижным воздухом цеха — поток вредности просто уносит мимо. При токсичных газах зонт вообще не подходит: вредность успевает подняться в зону дыхания рабочего до того, как её улавливает отсос. В этих случаях вместо зонта проектируют укрытие или вытяжную панель с более близким расположением к источнику.
Похожие статьи
Рассчитаем вытяжной зонт над вашим оборудованием
Укажите габариты источника, высоту подвеса, температуру и характер вредности — инженер рассчитает расход и подберёт вентилятор ВР под ваш цех.