Разновидности и классификация систем вентиляции

Оборудование и материалы

Основные узлы вентиляции

Проектируя приточно-вытяжную вентиляцию общеобменного типа, которая является наиболее эффективной, в загородных домах вытяжку организуют обычно там, где образуются влага и интенсивные запахи – в ванной, кухне, туалете. Приточные клапаны устанавливают зачастую в спальне и гостиной. Приточные клапаны следует оборудовать фильтрами и устройствами нагрева, поскольку в холодное время года в помещение будет поступать чистый, но холодный воздух. Монтаж сложной общеобменной вентиляционной системы не обходится без следующих видов оборудования:

• клапаны;
• устройства очистки;
• охладители и нагреватели;
• рекуператоры;
• вентиляторы;
• решетки вентиляции;
• распределители воздушного потока;
• электронные устройства контроля и управления;
• глушители шума.

Рекуператоры устанавливают с целью экономии. Они передают тепловую энергию нагретого воздуха, удаляемого из помещения, приточному холодному воздуху.

Виды общеобменных вентиляционных систем

В зависимости от направления потока воздуха в системе она может быть приточной (воздух поступает извне) и вытяжной (воздух выгоняется наружу). Чаще всего применима смешанная система, когда одновременно организуется и приточный и вытяжной потоки. При этом воздух может циркулировать в системе как естественным образом, так и принудительно, путем нагнетания вентиляторами. Рассмотрим их более подробно.

 Приточная

Общеобменная вентиляция приточного типа организует только поступление свежего воздушного потока с улицы внутрь помещения. Она призвана снижать количество примесей в воздухе до оптимального, безопасного для здоровья человека, поддерживая необходимый уровень кислорода. При  правильном расчете и проектировании легко поддерживает комфортный для человека микроклимат.

Вытяжная

Общеобменная вентиляция вытяжного типа призвана удалить отработанные воздушные массы, выводя их наружу здания. В условиях квартиры призвана выводить пары и нагретый воздух от варочной поверхности.

 Смешанная

Общеобменная вентиляция смешанного типа объединяет в себе механизмы приточной и вытяжной систем для наиболее эффективной работы. Она позволяет полностью сменять объем воздуха в помещении на свежий за определенное количество времени, в зависимости отмощности оборудования.

 Механическая

В отличие от естественной вентиляции, механическая подразумевает использование дополнительных агрегатов, которые повышают эффективность перемещения воздушных масс. К такому оборудованию относят различные типы вентиляторов: канальный, центробежный, осевой, крышный.

Преимуществами такой системы являются: возможность очищать и нагревать воздух в системе до поступления в помещение; регулярный воздухообмен, не зависящий от условий окружающей среды.

Недостатками является: стоимость оборудования и регулярные затраты на электроэнергию для его функционирования; возможный уровень шума.

Общеобменная механическая модель

У такой вентиляции есть ряд преимуществ, по сравнению с естественным типом проветривания. Основной плюс заключается в работе на базе вентиляционных приборов, позволяющих переносить потоки воздуха на значительные расстояния. В то же время недостаток механической установки состоит в том, что она требует большего количества электроэнергии для эффективной работы. Но даже этот минус нельзя считать значительным, если вспомнить о способности подавать и удалять любое количество воздуха в автономном режиме, доступное для механических систем.

При этом они совершенно не взаимодействуют с температурами снаружи. Когда есть необходимость, можно проводить разного рода манипуляции в механической вентиляции. Соответственно, это охлаждение, нагрев. Первая функция является незаменимой в случае возгорания. По сравнению с приточно-вытяжной системой, указанный тип функционирует более эффективно.

Наборная и моноблочная система вентиляции

Наборная система вентиляции собирается из отдельных компонентов — вентилятора, глушителя, фильтра, системы автоматики и т.д. Такая система обычно размещается в отдельном помещении — венткамере или за подвесным потолком (при небольшой производительности). Достоинством наборных систем является возможность вентиляции любых помещений — от небольших квартир и офисов до торговых залов супермаркетов и целых зданий. Недостатком — необходимость профессионального расчета и проектирования, а также большие габариты. В разделе состав систем вентиляции рассказывается о том, из каких компонентов собирается типовая наборная система.

В моноблочной системе вентиляции все компоненты размещаются в едином шумоизолированном корпусе. Моноблочные системы бывают приточные и приточно-вытяжные. Приточно-вытяжные моноблочные установки могут иметь встроенный рекуператор для экономии электроэнергии. Моноблочные системы вентиляции имеют ряд преимуществ перед наборными системами:

• Поскольку все компоненты расположены в шумоизолированном корпусе, уровень шума моноблочных приточных установок заметно ниже, чем в наборных системах. Благодаря этому моноблочные системы небольшой производительности можно размещать в жилых помещениях, в то время, как наборные системы, как правило, требуется устанавливать в подсобных помещениях или в специально обустроенных вентиляционных камерах.
• Функциональная законченность и сбалансированность. Все элементы приточной установки подбираются, тестируются и отлаживаются для совместной работы на этапе производства, поэтому моноблочные системы обладают максимально возможной эффективностью.
• Небольшие габариты. Например, моноблочная приточная вентиляционная система производительностью до 500 куб. м в час выполняется в прямоугольном корпусе высотой всего 22 см.
• Простой и недорогой монтаж. Установка моноблочной приточной системы занимает несколько часов и требует минимального количества расходных материалов.

Механическая вентиляция

Механические системы вентиляции состоят из нескольких обязательных элементов, в том числе из перемещающих воздушную массу вентиляторных лопастей, электрических двигателей и систем управления механическими вентиляционными устройствами

Самое важное отличие которое есть у механических систем вентилирования заключается в том, что их параметры не изменяются в зависимости от погодных условий и состояния внешней воздушной среды. Такая система может работать по заданным характеристикам и выполнять функцию обмена воздушными массами между внешним контуром и внутренними помещениями, согласно заданных параметров

Также существенным отличием является необходимость использования энергии для работы таких систем. В основном для этого применяют электрическую энергию, а в некоторых случаях, другой теплоноситель.

Подобные системы вентилирования могут придавать воздушной массе множество дополнительных свойств, которые не характерны для естественной вентиляции. Например, механическое вентилирование может очищать, увлажнять, а также подогревать воздушную массу, которая подаётся внутрь помещения.

Принудительная механическая вентиляция реализуется с помощью канальных систем, где устанавливается вентиляционное оборудование у которого есть множество дополнительных функций:

• наличие воздушных фильтров, очищающих воздушные массы;
• присутствие специализированных устройств для поглощения шума и снижение вибраций, во время работы вентиляционных систем;
• наличие нагревающих элементов для воздушной массы, подготовленной для передачи внутрь помещения;
• комплектация различными дополнительными элементами защитные решетки, распределительные диффузоры и другое.

Ключевым элементом механической системы вентилирования является вентилятор, работающий от электродвигателя. Двигатель приводит в действие лопасти крыльчатки, которая перемещают воздушную массу в нужном направлении и с необходимой интенсивностью и объемом. Среди различных версий и конструкций вентиляторов, выделяют центробежные и осевые:

• в центробежных, воздух перемещается в направлении, которое параллельно лопастям;
• в осевых подхваченный крыльчаткой воздух, двигается перпендикулярно лопастям.

В большинстве систем используют гибридные схемы воздухообмена, в которых есть естественная и механическая вентиляция. Такие системы наиболее эффективны и экономически оправданы по затратам на установку и обслуживание.

Значение установки

Общеобменная система вентиляции позволяет нейтрализовать вредные компоненты в непосредственном месте их формирования. Такое вытяжное оборудование способно поддерживать баланс между поступающими из здания воздушными потоками и выводимыми наружу. Общеобменная и местная вентиляция имеют ряд различий. Актуально использование первых в том случае, когда требуется удаление вредоносных составляющих, но выполнение этого действия местно, то есть с использованием локальных отсосов, невозможно.

Вытяжные системы предполагают применение осевого вентилятора, который имеет единичный формат. Используется он на одной оси с электрическим вентилятором. Последние ставят в окне или нише стены. Если речь идет о крупном промышленном помещении, для вытяжной системы задействуется центробежный вентилятор. Воздуховоды вытяжного вида могут присутствовать в подобных системах. Когда длина этих компонентов не больше 40 м, потери давления обычно не превышают показатель в 40 кг на квадратный метр.

Такая система идеально подходит промышленному предприятию, так как удовлетворяет все его нужды. Она более востребована, нежели приточный и местный типы. Приточно-вытяжные модификации также широко используются сегодня. Правда, в России они не особо прижились, потому что дорого стоят и требуют строгого соблюдения правил пожарной безопасности.

По возникновению давления

Как уже было отмечено, такая классификация подразумевает наличие двух разновидностей: естественной и механической. Ознакомимся с их особенностями.

Вентиляция естественного типа

Действие естественной вентиляции

Движение воздушных потоков в случае применения подобного вида системы осуществляется:

• по причине разного уровня температур воздушной среды внутри и снаружи помещения;
• как результат разного давления воздуха на нижнем и верхнем уровне;
• вследствие воздействия давления потоков ветра.

Аэрация зачастую используется в производственных цехах, где происходят значительные выделения тепла, а концентрация пыли и прочих загрязнений не превышает 30% нормального значения. Ее использование не даст никакого результата в тех случаях, когда по условиям поток наружного воздуха является причиной образования конденсата или тумана, а также если необходима предварительно обрабатывать приточную воздушную смесь.

Системы с естественным типом, где движение воздушных потоков осуществляется в результате разного давления воздушного столба, подразумевают, что перепад высоты между местом выброса воздуха и точкой его забора составлял хотя бы 3 метра. Вместе с этим рекомендуется, чтобы воздуховоды, расположенные горизонтально, не превышали 3 метров в длину, скорость движения потока в них – не более 1 метра за секунду.

При воздействии ветрового давления воздушная смесь движется в результате того, что с обращенной к ветру стороне помещения образовывается повышенное, а с противоположной стороны или на крыше – пониженное давление. Если при этом в стенах здания имеют проемы, то с первой стороны воздушный поток будет поступать в помещение, а с другой – выходить из него. При этом скорость движения потока будет зависеть от величины разностей давления.

Вентиляция с механическим побуждением

Такие типы систем подразумевают наличие специального оборудования – вентиляторов, нагревателей, двигателей, что позволяет перемещать воздушные потоки на большие расстояния. При этом требуются затраты электрической энергии, хотя и ее функциональность не зависит от окружающей среды и ее условий.

Использование таких систем позволяет обеспечить дополнительную обработку воздуха – его нагревание, очистку, увлажнение и тому подобное.

Назначение приточно-вытяжной вентиляции: преимущества и недостатки

Самая распространенная вентсистема – с естественным передвижением воздушных потоков. Она прекрасно справляется со своими функциями поставки воздуха, снабженного кислородом и удалением отработанных масс, в том случае, если их движению ничего не мешает. Принцип ее работы основан на физических законах:

• разница температур и давления в нутрии помещения и за его пределами;
• разница давления в комнате и в месте установленной вытяжки (обычно – на крыше);
• ветровое давление.

Достоинства приточно-вытяжной системы заключаются в том, что для ее устройства не требуется специальное оборудование. Отсутствие вентиляционных устройств не предусматривает и их обслуживание, расходов на электроэнергию.

Конструкция приточно-вытяжной системы

Недостатки:

• Металлопластиковые или деревянные герметичные окна и двери.
• Вентканал засоренный мусором, снегом, продуктами жизнедеятельности птиц, их гнездами.
• Обмерзание, следовательно, уменьшение или полная закупорка вытяжной трубы в холодное время года.
• Неправильно устроенная вытяжка над крышей, из-за чего она попадает в зону ветрового подпора. Потому, вытяжная труба должна возвышаться над коньком крыши не менее, чем на 50 см.
• В многоэтажном доме – соседи могут нарушить венткороб во время ремонта.
• Обратную тягу может «организовать» мощная кухонная вытяжка, которая прерывает поток отработанного воздуха в сторону санитарных комнат и начинает тянуть не только газы и пары из кухни, но и из вентотверстий.

Во-вторых, так как принцип работы основан на разнице температур, то вентиляция правильно работает только в холодное время года или в ночное время.

Правильный расчет воздухообмена общеобменной вентиляционной системы

Для продуктивной работы вентиляционной системы нужно перед установкой оборудования правильно рассчитать необходимый воздухообмен в помещении. При выборе механического типа такой расчет поможет подобрать оборудование с минимальным расходом энергии для данных потребностей. Если система рассчитана неправильно, то: низкая интенсивность воздухообмена приводит к появлению затхлого воздуха; высокая интенсивность проветривания причина сквозняков.

Чтобы правильно рассчитать воздухообмен, нужно учесть:

• Объем помещений;
• Назначение помещений (жилое, промышленное, офис);
• Архитектурные особенности (этаж, особенности планировки);
• Количество людей, постоянно находящихся в комнате;
• Заложенную в здании местную вентиляцию и присутствие в ней фильтров для очистки.

1. Определить тип общеобменной вентиляции: приточная, вытяжная, смешанная, естественная, принудительная. От выбора зависит набор необходимого оборудования.
2. На основании данных о количестве людей в помещении вычисляется требуемый объем воздухообмена. Если планируется организация приточной системы с принудительной подачей воздуха, то норма на 1 человека 30м3 воздуха в час. Если система будет функционировать естественным способом, то параметры требуют на 1 человека заложить до 60м3 в час.
3. Оцениваем уровень загрязненности и на основании этого рассчитываем необходимую производительность.

Если в воздухе нет вредных примесей, то:

P = A x B (А — объем воздуха на 1 человека; В – количество регулярно присутствующих людей)

Имейте ввиду: выбор приточного и вытяжного оборудования должен учитывать соответствие потоков друг другу по объему.

Если в воздухе присутствуют вредные примеси, то рассчитать вентсистему, гарантирующую нормальный микроклимат, нужно по формуле:

P = Ав / (Ko — Kp) (Ав – примеси, поступающие в воздух за 1 час; Ко – концентрация вредных веществ в общем объеме воздуха; Кр – загрязненность приточного воздуха)

Данные вычисления позволяют подобрать производительность вытяжного оборудования.

Приточный поток рассчитывается по формуле:

L = Ав / (U — Up) (L – необходимый объем воздуха в час; Ав – количество загрязнений, поступающих в час; U – объем примесей, сконцентрированных в помещении; Up – примеси в приточном воздухе).

Обратите внимание: произведение расчётов, связанных с определением уровня примесей в воздухе нужно доверить профессионалам, так как их выполнение требует компетентности в данной области

Естественная вентиляция

Системы с естественным вентилированием популярны благодаря своей оптимальной стоимости, простоте монтажа, а также недорогому обслуживанию, возможности реконструкции и увеличения объёмов вентиляции.

Естественная вентиляция происходит благодаря нескольким природным факторам:

• разная температура воздуха снаружи и в самом помещении;
• различные параметры давления воздушной массы внутри дома или в коммерческом сооружении, а также в природной воздушной среде;
• усиленная циркуляция воздушной массы с помощью естественного повышенного давления, благодаря использованию силы ветра.

Комбинированные принудительно-естественные системы вентиляции или классические естественные системы вентилирования используют в промышленности, коммерческих объектах, где общая суммарная масса примесей появляющихся во время работы, составляет не более 30%. Также рационально использовать естественную вентиляцию в производственных процессах, где есть образование большого количества тепла, которое не утилизируется во время производства. Это тепло распределяется внутри помещений и цехов, оно может использоваться как дополнительный эффект для увеличения вентилируемости пространства.

Вместе с тем, система естественной вентиляции неэффективна и нерациональна в эксплуатации, если:

• воздушная масса, которая передается с внешнего контура, постоянно создаёт на поверхности стен и потолка значительный конденсат в виде капель влаги и постоянного увлажнения конструкции здания;
• если есть особые требования к используемой в помещении воздушной массе, которую необходимо предварительно подготавливать, фильтровать перед подачей в закрытое пространство.

Вытяжные естественные каналы вентиляции обычно используются в многоквартирных многоэтажных домах, где вентиляция осуществляется с помощью двух уровней давления, существующих внутри помещения и снаружи здания.

Такие вентиляционные системы требуют незначительных капитальных вложений для монтажа и обслуживания и очень выгодны для установки. Для их работы не требуется постоянное использование энергетических или других ресурсов. Таким образом себестоимость вентиляции в зданиях, где используется естественная система обмена воздухом, выгоднее по сравнению с остальными вариантами вентиляции воздушного пространства.

Естественная вентиляция имеет и ряд недостатков, в том числе полную зависимость от параметров естественной внешней воздушной массы. Например, если давление снаружи и внутри здания будет приблизительно одинаковым, может появиться эффект обратной тяги. Если здание находится в таком климатическом поясе или местности, где постоянно есть повышенная влажность возле водоёмов, появляется риск увеличения влажности внутри помещения и эффекта обратной тяги в осенний и весенний периоды. Именно поэтому такие системы не используют, если помещения для вентиляции требуют:

• работы с большой площадью и объёмом вентилируемого воздушного пространства;
• необходим постоянный и ритмичный обмен воздушными массами для удаления вредных примесей, которые образуются во время производства;
• если обмен воздушными массами должен производиться в сложных климатических условиях.

Меры предосторожности и уход

Чтобы общеобменная система вентиляции была постоянно в рабочем состоянии, необходимо приточные и вытяжные каналы регулярно очищать и проводить техосмотр остальных узлов. Регулярно с системе нужно извлекать фильтрующие узлы, промывать их от пыли и прочей грязи, удалять налет, при необходимости заменять. Наличие электронных узлов требует проверки их мощности, соответствующей заявленной изначально. Так как в процессе эксплуатации мощность механизмов может снизиться. Если система установлена в промышленном здании с вредными выбросами, то ее периодически помимо очищения нужно провести ультрафиолетовую очистку или кварцевание.

Возможные засорения или неисправности, возникающие со временем в процессе эксплуатации системы вентиляции могут приводить к недостатку кислорода в помещении, переизбытку концентрации вредных веществ, возникновению аварийных ситуаций. Поэтому своевременное выявление и удаление неисправностей позволяет гарантировать качественный воздухообмен.

Расчет потребного воздухообмена в общеобменной вентиляционной системе

Для того чтобы функционирование такого рода вентиляции было на высоком уровне, прежде чем осуществить ее монтаж необходимо выполнить расчет потребного воздухообмена при общеобменной вентиляции.

Растраты приточных воздушных масс, которые требуются для удаления избыточного тепла, рассчитываются по следующему плану:

• перемножается теплоемкость и плотность воздушных масс;
• от температуры воздуха, присутствующей в помещении, отнимается температура приточных воздушных масс;
• полученные значения после выполнения двух вышеуказанных расчетов, перемножаются;
• избыточное количество тепла делится на полученное выше значение.

Стоит отметить, что температура приточных воздушных масс напрямую зависит от географического расположения производства.

Плотность воздушных масс рассчитывают по следующей схеме:

• константа 273 плюсуется с температурой приточных воздушных масс;
• константа 353 делится на полученное выше значение.

Чтобы выявить количество избыточного тепла, которое требуется удалить из воздушных масс, следует учесть тепловой баланс, то есть от теплоты, которая поступает в помещение из разнообразных источников, отнять теплоту, которая растрачивается стенками здания и уходит вместе с нагретыми материалами

Важно отметить, что потребной воздухообмен в теплое время года не учитывает тепло, растрачиваемое стенками здания. В число источников, которые выделяют теплоту, входят следующие:

• поверхности оборудования, которые подвергаются нагреву;
• приборы с приводом от электрического двигателя;
• радиация солнечного типа;
• люди, производящие работу в данном помещении;
• различного рода массы, которые подвергаются остыванию — вода, металл.

Для того чтобы рассчитать теплоту, которая выделяется оборудованием с электрическими двигателями, следует константу в размерах 3528 помножить на коэффициент загруженности оборудования, который составляет от 0,25 до 0,35.

Теплота, выделяемая работающими людьми, рассчитывается таким образом, что число работников умножается на значение тепла, которое выделяет один человек.

Произведя расчет общеообменной вентиляции по пунктам можно быть уверенным, что система будет функционировать качественно и довольно длительное время. Схема расчета дает возможность понять, что такое общеобменная вентиляция.

Вентиляция внешне может выглядеть простым блоком, и поэтому люди особо не задумываются о ее устройстве

Крайне важно разобраться, как она действует, что собой представляет тот или иной блок. Выяснить это желательно до покупки и установки устройств, чтобы не потратить деньги зря

Монтаж

Вкратце обустройство системы вентиляции происходит в несколько этапов:

1. Подготовка.

Разработка проекта на основании габаритов помещения и состояния воздуха в нем. Рассчитывают необходимую мощность оборудования. Подбирают агрегаты, комплектующие к ним (воздуховоды, приемники, диффузоры, монтажные элементы).

2. Установка.

Агрегаты собираются в единую систему, монтируются согласно проекту. Подводится электропитание.

3. Пуск-наладкака.

Запускается тестовый погон оборудования в различных вариантах настроек. Подбирается оптимальная настройка. Оформляется сдача системы собственнику.