Приточно-вытяжная вентиляция: принцип работы и особенности

Содержание статьи:

Особенности приточно-вытяжной вентиляции
Принцип работы
Основные элементы

Решетки
Диффузоры
Вентилятор
Нагреватели
Фильтры
Клапаны и рассекатели
Рекуператоры
Шумоглушители
Воздуховоды

Нормативы для вентиляционных систем
Виды приточно-вытяжной вентиляции

Главное условие здорового микроклимата в жилых и производственных помещениях — достаточный объем богатого кислородом чистого воздуха. В процессе жизнедеятельности человека и в результате большинства технологических процессов качество воздуха в закрытых помещениях быстро ухудшается — увеличивается уровень запыленности, расходуется кислород, повышается концентрация СО₂ и других газов. Это отрицательно влияет на здоровье людей, их работоспособность и психологическое состояние.

Решить проблему за счет открытых форточек и створок окон не удастся — циркуляция воздушных масс будет слишком слабой. К тому же возникает риск образования сквозняков, угрожающий простудными заболеваниями. Поступающий с улицы через окна воздух нередко запыленный и слишком холодный. Надлежащий уровень комфорта может обеспечить только правильно спроектированная и смонтированная приточно-вытяжная вентиляция.

Особенности приточно-вытяжной вентиляции

Главная особенность системы расшифрована в самом названии. Вентиляция обеспечивает как приток свежего воздуха, так и отвод отработанного. Кроме этого, комплекс оборудования обеспечивает очистку поступающего воздуха от пыли, избыточной влаги и других примесей. Также в комплект оборудования входят подогреватели воздуха, вентиляторы для активизации движения потоков, клапаны и другие устройства.

В зависимости от конфигурации сети воздуховодов и аппаратного обеспечения, приточно-вытяжная вентиляция может работать как на все здание в одинаковом режиме, так и регулироваться в каждом отдельном помещении. Этот тип системы вентилирования обеспечивает:

постоянное обновление воздуха в помещениях в автоматическом режиме;
широкие возможности для регулировки притока и отвода воздуха;
очищение и подогрев/охлаждение воздушных масс;
увлажнение и осушение приточных потоков;
работу в режиме рекуперации тепловой энергии.

Для каждого здания, или отдельного помещения проектируется собственная система вентилирования, учитывающая скорость загрязнения воздуха, потребность в кислороде, необходимость очистки от определенных видов загрязнений и т.д.

Принцип работы приточно-вытяжной вентиляционной системы

Сеть воздуховодов состоит из двух синхронно работающих каналов — подачи и отвода. Система устроена таким образом, что потоки нигде не смешиваются. Взаимодействие возможно только на уровне передачи тепловой энергии в теплообменниках рекуператора. Как правило, патрубки забора воздуха и выходные вентиляционные отверстия разнесены в пространстве на достаточно большое расстояние, чтобы отработанный и свежий воздух не смешивались на улице.

Правильно рассчитанная система приточно-вытяжной вентиляции обеспечивает не только чистый воздух и нормальную влажность, но и позволяет снизить расходы на отопление до 90%. Это происходит благодаря использованию рекуператоров — теплообменников, где от потока отработанного воздуха забирается тепло и передается приточному воздуху. В результате в помещение поступает воздух практически комнатной температуры, а на улицу выводится охлажденный.

Кроме теплообмена в рекуператорах, воздух нагревается водяными радиаторами или ТЭН, через которые проходит приточный поток. Вентиляторы, установленные в каналы воздуховодов, обеспечивают достаточное давление, чтобы воздух не задерживался на фильтрах и теплообменниках. Одновременно, мощность вентиляторов рассчитывают таким образом, чтобы в помещении образовались избыточное давление, вытесняющее отработанный воздух на улицу. В ряде случаев перепада давления недостаточно для обеспечения требуемой интенсивности воздухообмена. Задача решается установкой вытяжных вентиляторов в каналах, или на крыше здания.

Основные элементы приточно-вытяжной вентиляции

Система воздухообмена представляет собой сложный комплекс оборудования, от синхронной работы которого зависит результативность сети. В зависимости от особенностей здания (помещения) и требований к кратности воздухообмена, влажности и температуре воздуха, система вентиляции может включать различные элементы. В классическом варианте в состав оборудования входят:

воздуховоды;
вентиляторы;
решетки;
диффузоры;
клапаны;
фильтры;
обогреватели;
рекуператоры;
увлажнители;
глушители;
распределительные устройства;
блок управления.

Рассмотрим особенности самых важных и наиболее часто используемых узлов и деталей.

Решетки

Декоративными крышками с отверстиями закрывают каналы притока и отвода воздуха внутри дома и на фасаде. Кроме дизайнерской роли, решетки исполняют и вполне функциональные. Большинство устройств оснащены системой регулировки размеров отверстий с возможностью их полного перекрытия. Внешний вид решетки, как и форма отверстий и материал исполнения может быть различным. Это позволяет выбрать модель, лучше всего вписывающуюся в интерьер помещения или оформление фасада. Решетки изготавливают из пластика, эмалированной, хромированной или нержавеющей стали, алюминия, цветных металлов. Форма может быть прямоугольной, круглой, овальной, квадратной.

По способу монтажа решетки подразделяются на:

потолочные;
напольные;
настенные;
крышные.

Клапаны перекрытия и регулировки скорости и объема воздушного потока регулируются вручную, или посредством автоматизированного привода с подачей сигнала от контроллера или с пульта.

Диффузоры

Технически диффузор представляет более прогрессивную конструкцию воздухораспределительной решетки с расширенным функционалом и в более современном дизайне. Оборудуются новые модели механизмами плавного регулирования потока воздуха, декоративными панелями со щелевыми или веерными отверстиями, декоративными накладками в различном цветовом решении. По внешнему виду диффузоры напоминают встроенные светильники, что позволяет органично вписать их в любой стиль оформления комнаты.

Вентилятор

Один из основных технологических узлов. Конструктивно вентиляторы подразделяются на осевые и радиальные. Первые перемещают воздух вдоль оси, вторые — в перпендикулярном оси вращения направлении. Осевые вентиляторы могут работать в обоих направлениях —прямом и реверсивном. Радиальные — только в одном. Осевые модели отличаются высокой производительностью, но не создают больших перепадов давления в точках забора и выброса. У радиальных соотношение обратное — значительный перепад давлений, но средняя производительность. Осевые вентиляторы используют там, где требуется поддержка естественной тяги в каналах воздуховодов, а радиальные там, где нужно активировать потоки воздуха, создавая принудительную тягу.

Нагреватели

Этот вид оборудования используется для поднятия температуры подаваемого с улицы воздуха до комнатной температуры. Использование калориферов обеспечивает:

отсутствие сквозняков;
поддержание комфортного микроклимата в помещении;
устранение риска появления конденсата;
стабильность температуры без увеличения нагрузки на систему отопления.

Использование нескольких нагревателей, установленных в каналах забора воздуха, позволяет эффективно и быстро нагреть среду с высоким КПД, превышающим коэффициент полезного действия радиаторной системы обогрева. Последовательный монтаж нагревателей используется в системах с длинными воздуховодами, или с большим объемом прокачиваемого воздуха. В бытовых сетях, как правило, используется один нагреватель на контур.

Фильтры

Обязательные узлы приточно-вытяжной вентиляции. По крайней мере, на каждом заборном канале должен быть установлен хотя бы один фильтр грубой очистки для задержания пыли и крупных частиц механических загрязнений. Для полной очистки воздуха, особенно, если здание находится в большом городе, промышленной зоне, или вблизи оживленных автомобильных дорог, используют несколько фильтров, отличающихся по степени очистки. Классифицируют фильтры на установки:

грубой очистки — задерживают частицы от 5 мкм;
средней очистки — улавливают частицы от 3 мкм, взвеси, эмульсии и суспензии;
тонкой очистки — очищают воздух от примесей, фракцией от 1 мкм, растительной пыльцы, промышленной пыли и масляного тумана.

Конструкция большинства фильтров предусматривает возможность замены улавливающих элементов по мере их загрязнения. Корпус фильтра фиксируется в воздуховоде, а сменный элемент в виде кассеты меняется по необходимости.

Клапаны и рассекатели

Используются для разделения и регулировки потоков воздуха, исключения обратного движения, противодействия сквознякам и т.д. Обычно используются в сложных промышленных системах, обслуживающих здания большого размера. В бытовых системах устанавливаются только клапаны — сеть воздуховодов проще, разделение потоков требуется реже.

Рекуператоры

Эффективные устройства, которые в равной мере можно считать элементами систем вентиляции и отопления. Задача рекуператора — отбор тепла от воздуха, который отводится наружу и передача энергии входящему потоку. При этом прямого контакта и смешивания противоположных потоков нет, тепло передается посредством обмена через радиаторы с высокой теплопроводностью. Конструктивно теплообменники подразделяются на:

роторные;
пластинчатые;
камерные;
с промежуточным теплоносителем;
фреоновые;
перекрестно-точечные.

Не касаясь подробностей устройства каждой из систем, нужно отметить, что самыми эффективными в бытовых и промышленных вентсистемах считаются роторные рекуператоры. Но они не обеспечивают полной изоляции встречных потоков, лучшие модели допускают взаимопроницаемость до 10% по объему. Еще один условный недостаток — наличие вращающихся частей.

Пластинчатые рекуператоры проще по устройству и в эксплуатации. Обеспечивают до 70% вторичного использования тепловой энергии. Оба вида рекуператоров применяются в случае, когда воздуховоды подачи и отвода воздуха находятся рядом. В случае, когда две магистрали отдалены, устанавливают теплообменники с промежуточной циркуляцией хладагента, которые передается по трубопроводам с помощью насоса.

Все виды рекуператоров работают в обоих направлениях передачи тепловой энергии, то есть, могут нагревать и охлаждать воздух, который поступает с улицы. На охлаждение система работает, когда в помещениях предусмотрены кондиционеры и разница температуры внутреннего и наружного воздуха существенная.

Шумоглушители

Задача глушителя — снизить шум от работы вентиляторов, рекуператоров и движущихся потоков воздуха до уровня 20 – 25 дБ, допустимого в жилых, торговых и промышленных помещениях. Состоит шумопоглотитель из:

корпуса;
кожуха;
глушителя ячеистого или пластинчатого типа;
пористого звукопоглощающего материала.

Попадая внутрь глушителя, воздух изменяет характер движения за счет возникновения флуктуаций. В результате разрушается звуковая волна, снижается амплитуда и частота колебаний в слышимом диапазоне. Интенсивность звука снижается без изменения скорости воздушного потока и объема подачи или отвода. В промышленных системах вентиляции глушители устанавливают на магистралях подачи и отбора.

Воздуховоды

Потоки воздуха снаружи и изнутри здания направляются по трубопроводам сложной конфигурации, которые получили общее название — воздуховоды. В современных системах проветривания используют различные виды открытых и закрытых воздуховодов, отличающихся:

материалом изготовления;
сечением;
размерами;
жесткостью;
наличием утепления.

Для изготовления труб и фасонных деталей используют оцинкованную и обычную сталь, нержавейку, алюминий, полимеры, текстиль. По уровню жесткости воздухопроводы подразделяются на жесткие, гибкие и промежуточные, полужесткие. Наиболее распространенные жесткие трубопроводы, зафиксированные в определенном положении. Большинство промышленных систем вентиляции изготовлены в жестком варианте из металла.

Гибкие участки изготавливают из полимеров, гофрированного алюминия или стального гофролиста. Используются такие детали в местах, где необходимо резко изменить направление магистрали, например, чтобы обогнуть опорную конструкцию, колонну, или ригель. Текстильные воздуховоды используют в качестве конечных элементов приточного контура. Ткань отличается определенной воздухопроницаемостью. Воздух просто задувается внутрь воздуховода и дозированно выходит сквозь поры в стенках. Такая конфигурация вентиляционной системы не предусматривает установки решеток и диффузоров, в помещение воздух поступает непосредственно с тканевого рукава, равномерно распределяясь помещением.

Форма сечения воздухопровода может быть разной:

квадратной;
прямоугольной (плоской);
овальной;
круглой.

Выбор зависит от общего архитектурного решения здания, типа используемого оборудования, бюджета. Стоимость воздуховодов круглого сечения самая низкая, но оборудование стоит дорого, с квадратными магистралями все наоборот. По техническим характеристикам круглые и овальные воздуховоды лучше квадратных и прямоугольных, оказывая меньшее сопротивление движению потоков одинакового объема и скорости. Также в круглых трубах возникает меньше завихрений и турбулентных явлений.

Для устранения риска образования конденсата на поверхности приточных контуров, воздуховоды надежно утепляют специальными вспененными полимерными материалами, обладающими низким водопоглощением, незначительной теплопроводностью, устойчивыми к сырости.

Нормативы для вентиляционных систем

При проектировании систем приточно-вытяжной вентиляции используют контрольные цифры, рассчитанные для разных видов помещений и условия эксплуатации. Общие требования:

вентиляция должна обеспечивать стабильный микроклимат в производственной, офисной, или жилой зоне;
уровень шума от работающей вентиляции не должен превышать 20 – 25 дБ;
кратность воздухообмена должна соответствовать нормативам для конкретного типа помещения;
обладать ремонтопригодностью;
не создавать вибрационных нагрузок на конструктивные элементы здания.

В конкретных цифрах нормативы приведены в документе СНиП 2.04.05-91 (в последней редакции). Относительно поступления свежего очищенного воздуха определены такие нормы:

офисное помещение — 60м³ на одного сотрудника;
жилая комната — 20 м³ на человека;
санузел и ванная — 50 м³на 1 пользователя;
кухня — 10 м³/м²;
производственные помещения — согласно нормативам для каждой отрасли.

Температура приточного воздуха должна находиться в пределах 18 – 22 ^оС при нормальной влажности 40 – 60%. Также при проектировании и монтаже вентиляции сложных объектов учитываются отдельные требования Роспотребнадзора, СЭС, пожарных служб и других органов, о которых должно быть указано в ТЗ заказчика проекта.

Виды приточно-вытяжной вентиляции

Разнообразие климатического оборудования позволяет строить системы приточно-вытяжной вентиляции разных типов. Наиболее распространенные:

с рекуператором;
с кондиционером;
с принудительным подогревом и охлаждением;
комбинированная;
с усиленной очисткой воздуха на входе и выходе.

Вид вентиляционной системы выбирают исходя из потребностей в свежем воздухе и интенсивности использования кислорода в помещении и здании в целом.

Читайте также:

Где установить кондиционер