Назначение устройство механической приточной вентиляции. Механическая вентиляция - путь к комфорту и энергосбережению

Механической вентиляцией называется вентиляция, с помощью которой воздух подается в производственные помещения или удаляется из них по системам вентиляционных каналов с использованием для этого специальных механических побудителей.

Механическая вентиляция по сравнению с естественной имеет ряд преимуществ:

большой радиус действия вследствие значительного давления, создаваемого вентилятором;

возможность изменять или сохранять необходимый воздухообмен независимо от температуры наружного воздуха и скорости ветра;

подвергать вводимый в помещение воздух предварительной очистке, осушке или увлажнению, подогреву или охлаждению;

организовывать оптимальное воздухораспределение с подачей воздуха непосредственно к рабочим местам;

улавливать вредные выделения непосредственно в местах их образования и предотвращать их распространение по всему объему помещения, а также возможность очищать загрязненный воздух перед выбросом его в атмосферу.

К недостаткам механической вентиляции следует отнести значительную стоимость сооружения и эксплуатации ее и необходимость проведения мероприятий по борьбе с шумом.

Системы механической вентиляции подразделяются на:

общеобменные системы механической вентиляции;

местные системы механической вентиляции;

смешанные системы механической вентиляции;

аварийные системы механической вентиляции

Общеобменная вентиляция применяется в том случае, если вредные выделения поступают непосредственно в воздух помещения, рабочие места не фиксированы, а располагаются по всему помещению. Обычно объем воздуха, подаваемого в помещение при общеобменной вентиляции, равен объему воздуха, удаляемого из помещения.

Однако в ряде случаев возникает необходимость нарушить это равенство. Так, в особо чистых цехах электровакуумного производства, для которых большое значение имеет отсутствие пыли, объем притока воздуха делается больше объема вытяжки, за счет чего создается некоторый избыток давления в производственном помещении, что исключает попадание пыли из соседних помещений. В общем случае разница между объемами приточного и вытяжного воздуха не должна превышать 10...15 %.

По способу подачи и удаления воздуха различают четыре схемы общеобменной вентиляции:

приточная;

вытяжная;

приточно-вытяжная;

системы с рециркуляцией.

По приточной системе воздух подается в помещение после подготовки его в приточной камере. В помещении при этом создается избыточное давление, за счет которого воздух уходит наружу через окна, двери или в другие помещения. Приточную систему применяют для вентиляции помещений, в которые нежелательно попадание загрязненного воздуха из соседних помещений или холодного воздуха извне.

Вытяжная система предназначена для удаления воздуха из помещения. При этом в нем создается пониженное давление и воздух соседних помещений или наружный воздух поступает в данное помещение. Вытяжную систему целесообразно применять в том случае, если вредные выделения данного помещения не должны распространяться на соседние, например, для вредных цехов, химических и биологических лабораторий.

Приточно-вытяжная вентиляция - наиболее распространенная система, при которой воздух подается в помещение приточной системой, а удаляется вытяжной; системы работают одновременно.

В производственных помещениях с объемом воздуха на каждого работающего 20 м 3 расход воздуха на одного работающего, должен быть не менее 30 м 3 /ч. В случае отсутствия естественной вентиляции (герметичные кабины) расход воздуха на одного работающего должен составлять не менее 60 м 3 /ч.

Приточные вентиляционные системы обычно состоят из (рисунок 7.2):

воздухозаборных устройств, устанавливаемых снаружи здания в тех местах, где воздух наименее загрязнен (1);

устройств, предназначенных для придания воздуху необходимых качеств (2), к ним относятся фильтры и калориферы;

воздуховодов для перемещения воздуха к месту назначения (3);

возбудителей движения воздуха - вентиляторов и эжекторов (4);

воздухораспределительных устройств (патрубков, насадок), обеспечивающих подачу воздуха в нужное место с заданной скоростью и в требуемом количестве (5).

Вытяжные вентиляционные системы обычно состоят из:

воздухозаборных устройств, предназначенных для удаления воздуха из помещения (6);

вентилятора (7);

воздуховодов для перемещения воздуха к месту выброса (8);

Рис. 7.2. Обобщенная схема механической вентиляции

С помощью местной вентиляции необходимые метеорологические параметры создаются на отдельных рабочих местах. Например, улавливание вредных веществ непосредственно у источника возникновения, вентиляция кабин наблюдения и т.д. Наиболее широкое распространение находит местная вытяжная локализующая вентиляция. Основной метод борьбы с вредными выделениями заключается в устройстве и организации отсосов от укрытий.

Смешанная система вентиляции является сочетанием элементов местной и общеобменной вентиляции. Местная система удаляет вредные вещества из кожухов и укрытий машин. Однако часть вредных веществ через неплотности укрытий проникает в помещение. Эта часть удаляется общеобменной вентиляцией.

Аварийная вентиляция предусматривается в тех производственных помещениях, в которых возможно внезапное поступление в воздухе большого количества вредных или взрывоопасных веществ.

Производительность аварийной вентиляции принимается такой, чтобы она вместе с основной вентиляцией обеспечивала в помещении не менее восьми воздухообменов за 1 ч.

В помещении, наполненном свежим воздухом, легче дышится, продуктивнее работается и крепче спится. Но открывать окно для проветривания каждые 2-3 часа проблематично, вы согласны? Особенно, в ночное время, когда все члены семьи сладко спят.

Одним из автоматизированных решений для этой задачи является приточно-вытяжная вентиляция (ПВВ) помещения. Но как правильно ее сделать? Мы поможем вам изучить принцип работы и разобраться с особенностями обустройства.

В нашей статье рассмотрены составные элементы приточно-вытяжной системы, правила их расчета и нормативы воздухообмена в помещениях различного типа.

Подобраны схемы обустройства вентиляции, фото с изображением отдельных элементов системы, приведены полезные видеорекомендации по устройству вентсистемы в частном доме своими руками.

Как часто мы проветриваем комнату? Ответ должен быть максимально честным: 1–2 раза в день, если не забыли открыть окно. А ночью сколько раз? Риторический вопрос.

Согласно санитарно-гигиеническим нормам общая масса воздуха в комнате, где постоянно находятся люди, должна полностью обновляться каждые 2 часа.

Под обычной вентиляцией понимают процесс обмена воздушных масс между замкнутым пространством и окружающей средой. Этот молекулярно-кинетический процесс предоставляет возможность удаления излишков теплоты и влаги с помощью фильтрационной системы.

Вентиляция также обеспечивает соответствие воздуха в помещении санитарно-гигиеническим требованиям, что накладывает собственные технологические ограничения на оборудование, которое будет генерировать этот процесс.

Галерея изображений

Кроме основной функции, вентиляционные системы могут являться частью интерьера в промышленном стиле, который применяется для офисных и торговых помещений, развлекательных заведений

Выделяют несколько классов вентиляции, которые можно разделить относительно способа генерации давления, распространения, архитектуры и назначения.

Искусственное нагнетание воздуха в системе производится с помощью нагнетательных установок - вентиляторов, воздуходувок. Увеличив давление в системе трубопроводов, можно перемещать газовоздушную смесь на большие расстояния и в значительном объёме.

Это характерно для промышленных объектов, и общественных объектов с центральной системой вентилирования.

Генерация давления воздуха в системе может быть нескольких типов: искусственная, естественная или комбинированная. Часто применяется комбинированный метод

Рассматривают системы вентиляции местные (локальные) и центральные. Локальные системы вентиляции - “точечные” узконаправленные решения для конкретных помещений, где необходимо строгое соответствие стандартам.

Центральное вентилирование предоставляет возможность создать регулярный обмен воздуха для значительного количества одинаковых по назначению помещений.

И последний класс систем: приточные, вытяжные и комбинированные. Приточно-вытяжные системы вентиляции обеспечивают одновременный приток и вытяжку воздуха в пространстве. Это наиболее распространённая подгруппа систем вентилирования.

Такие конструкции обеспечивают лёгкое масштабирование и обслуживание для самых разнообразных помещений промышленного, офисного и жилого типа.

Физическая основа вентсистемы

Приточно-вытяжная вентиляционная система являет собой многофункциональный комплекс сверхбыстрой обработки газовоздушной смеси. Хоть это и система принудительной транспортировки газа, но в её основе лежат вполне объяснимые физические процессы.

Для создания эффекта от естественной конвекции воздушных потоков, источники тепла размещают максимально низко, а вытяжные элементы в потолке или под ним

Само слово “вентиляция” тесно связано с понятием конвекции. Она является одним из ключевых элементов при перемещении воздушных масс.

Конвекция - явление циркуляции тепловой энергией между холодными и теплыми потоками газа. Существует естественная и принудительная конвекция.

Немного школьной физики для понимания сути происходящего. Температура в комнате определяется температурой воздуха. Переносчиками тепловой энергии являются молекулы.

Воздух - многомолекулярная газовая смесь, которая состоит из азота (78%), кислорода (21%) и остальных примесей (1%).

Находясь в замкнутом пространстве (помещении), имеем неоднородность температуры относительно высоты. Это связано с неоднородность концентрации молекул.

Учитывая равномерность давления газа в замкнутом пространстве (помещении), согласно основного уравнения молекулярно-кинетической теории: давление пропорционально произведению концентрации молекул на их среднюю температуру.

Если давление везде одинаково, тогда произведение концентрации молекул на температуру в верхней части комнаты будет эквивалентна такому же произведению концентрации на температуру:

p=nkT, n верх *T верх =n низ *T низ, n верх /n низ =T низ /T верх

Чем ниже температура, тем больше концентрация молекул, а значит и больше общая масса газа. Поэтому говорят, что тёплый воздух “легче”, а холодный - “тяжелее”.

Правильная вентиляция в совокупности с эффектом конвекции способны поддерживать в помещении установленный температурный режим и влажность в периоды автоматического отключения основного обогрева

В связи с вышеизложенным становится ясен основной принцип обустройства вентиляции: подача (приток) воздуха обычно оборудуется снизу помещения, а отвод (вытяжка) - сверху . Это аксиома, которую требуется учитывать во время проектирования системы вентиляции.

Особенности приточно-вытяжной вентиляции

Приточно-вытяжная вентиляция взаимодействует с двумя разными по составу и назначению потоками воздуха, которые впоследствии обрабатываются.

В ПВВ всё необходимое оборудование и дополнительные системы размещены в едином каркасе, который можно устанавливать внутри лоджии, на чердаке, на стене снаружи дома и т.д.

Специальная конструкция установки предоставляет широкие возможности по обеспечению вентилирования практических любого количества комнат в здании.

Кроме основной функции перемещения воздуха, приточно-вытяжная вентиляция включает в себя следующий арсенал вспомогательных подсистем и дополнительных функций.

Среди которых следующие:

• охлаждение и подогрев воздуха;
• ионизация и увлажнение частиц;
• обеззараживание и фильтрация воздуха.

Рассмотрим типичный рабочий цикл приточно-вытяжной системы вентилирования, которая базируется на двухконтурной модели транспортировки.

На первом этапе происходит забор холодного воздуха от окружающей среды и вытяжка тёплого воздуха из помещения. С обеих сторон воздух проходит систему очистки.

После холодный воздух передаётся в - характерно для ПВВ с рекуперацией тепла. Кроме того, тепло холодному газу передаётся от вытяжного тёплого воздуха - характерно для обычных систем.

После нагревания и обмена теплом вытяжной отработанный воздух отводится через внешний канал, а нагретый свежий воздух подаётся в помещение.

Популярная компоновка вентиляционного модуля включает теплообменную камеру (рекуператор), в которой происходит обмен тепловой энергии между встречными потоками воздуха. В любом случае каждый поток проходит через двойную систему фильтрации

Главными принципами работы приточно-вытяжной вентиляции являются эффективность и экономия.

Классическая схема приточно-вытяжной вентиляции имеет следующие преимущества:

• высокая степень очистки входного потока
• доступная эксплуатация и обслуживание съёмных элементов
• целостность и модульность конструкции.

Для расширения функционала приточно-вытяжные установки оснащают вспомогательными блоками управления и контроля, фильтр-системами, датчиками, автотаймерами, шумоглушителями, сигнализаторами перегрузки электродвигателей, поддонами для конденсата и т. п.

Галерея изображений

В составе приточно-вытяжной системы могут использоваться отдельные установки, совершающие или забор, или отвод воздушной массы

Системами фильтров, блоками с оросителями и калориферами в таких случаях оборудуются воздуховоды приточных веток систем. Оборудование устанавливается близко к точкам подачи воздуха

Все участвующие в обработке воздуха устройства, в том числе и вытяжной вентилятор, могут располагаться в одном корпусе. Подобные агрегаты используются на малых предприятиях, в частных спорткомплексах и загородных домах

Этап 2: Пробуренное отверстие очищают от пыли и мелких частиц пробуренной конструкции, затем в него заводят воздуховод

Этап 3: Корпус установки отделяют от системного блока для облегчения проведения работ

Этап 4: Системный блок временно удаляют в сторону, корпус проверяют на прочность соединений, чтобы их не пришлось корректировать на высоте

Этап 5: Страховочный канат, к которому будет крепиться корпус, заводят в воздуховод и перекидывают в окно

Этап 7: Вторую часть страховочного корпуса, закрепленного на корпусе, проводят в воздуховод со стороны улицы

Этап 7: Аккуратно придерживая и страхуя канатом, корпус соединяют с воздуховодом

Этап 8: Осторожно развернув корпус и направив его к окну, заводят системный блок в корпус и защелкивают его

Бурение отверстия в стене для ввода канала

Установка воздуховода в отверстие

Отделение корпуса приточной установки

В механических системах вентиляции используются оборудование и приборы (вентиляторы, электродвигатели, воздухонагреватели, пылеуловители, автоматика и др.), позволяющие перемещать воздух на значительные расстояния. Затраты электроэнергии на их работу могут быть довольно большими. Такие системы могут подавать и удалять воздух из локальных зон помещения в требуемом количестве, независимо от изменяющихся условий окружающей воздушной среды. При необходимости воздух подвергают различным видам обработки (очистке, нагреванию, увлажнению и т.д.), что практически невозможно в системах с естественным побуждением.

Рис. 3.2. Блок механической вентиляции.

Следует отметить, что в практике часто предусматривают так называемую смешанную вентиляцию, то есть одновременно естественную и механическую вентиляцию. В каждом конкретном проекте определяется, какой тип вентиляции является наилучшим в санитарно-гигиеническом отношении, а также экономически и технически более рациональным.

Приточная вентиляция

Приточные системы служат для подачи в вентилируемые помещения чистого воздуха взамен удаленного. Приточный воздух в необходимых случаях подвергается специальной обработке (очистке, нагреванию, увлажнению и т.д.)

Вытяжная вентиляция

Вытяжная вентиляция удаляет из помещения (цеха, корпуса) загрязненный или нагретый отработанный воздух. В общем случае в помещении предусматриваются как приточные, так и вытяжные системы. Их производительность должна быть сбалансирована с учетом возможности поступления воздуха в смежные помещения или из смежных помещений.

В помещениях может быть также предусмотрена только вытяжная или только приточная система. В этом случае воздух поступает в данное помещение снаружи или из смежных помещений через специальные проемы или удаляется из данного помещения наружу, или перетекает в смежные помещения. Как приточная, так и вытяжная вентиляция может устраиваться на рабочем месте (местная) или для всего помещения (общеобменная).

Местная вентиляция

Местной вентиляцией называется такая, при которой воздух подают на определенные места (местная приточная вентиляция) и загрязненный воздух удаляют только от мест образования вредных выделений (местная вытяжная вентиляция).

Местная приточная вентиляци

Местная вентиляция требует меньших затрат, чем общеобменная. В производственных помещениях при выделении вредностей (газов, влаги, теплоты и т.д.) обычно применяют смешанную систему вентиляции -общую для устранения вредностей во всем объеме помещения и местную (местные отсосы и приток) для обслуживания рабочих мест.

воздушные души (сосредоточенный приток воздуха с повышенной скоростью). Они должны подавать чистый воздух к постоянным рабочим местам, снижать в их зоне температуру окружающего воздуха и обдувать рабочих, подвергающихся интенсивному тепловому облучению.

К местной приточной вентиляции относятся воздушные оазисы - участки помещений, отгороженные от остального помещения передвижными перегородками высотой 2-2.5 м, в которые нагнетается воздух с пониженной температурой .

Местную приточную вентиляцию применяют также в виде воздушных завес (у ворот, печей и т.д.), которые создают как бы воздушные перегородки или изменяют направление потоков воздуха.

Местная вытяжная вентиляция

Местную вытяжную вентиляцию применяют, когда места выделения вредных веществ и выделений в помещении локализованы и можно не допустить их распространения по всему помещению. Местная вытяжная вентиляция в производственных помещениях обеспечивает улавливание и отвод вредных выделений: газов, дыма, пыли и частично выделяющегося от оборудования тепла. Для удаления вредностей^применяются местные отсосы (укрытия в виде шкафов, зоны, бортовые отсосы, завесы, укрытия в виде кожухов у станков и др.) Основные требования, которым они должны удовлетворять:

Место образования вредных выделений по возможности должно быть полностью укрыто.

Конструкция местного отсоса должна быть такой, чтобы отсос не мешал нормальной работе и не снижал производительность труда.

Вредные выделения необходимо удалять от места их образования в направлении их естественного движения (горячие газы и пары надо удалять вверх, холодные тяжелые газы и пыль - вниз).

Конструкции местных отсосов условно делят на следующие группы:

Полуоткрытые отсосы (вытяжные шкафы, см. рис. 3.3).

Рис.3.3. Полуоткрытые отсосы.

Открытого типа (бортовые отсосы). Отвод вредных выделений достигается лишь при больших объемах отсасываемого воздуха (рис.3.4).

Рис.3.4. Бортовые отсосы.

Зонты-козырьки у нагревательных печей: а) у щелевого отверстия при выпуске из него продуктов горения; б) у отверстия, снабженного дверкой при выпуске продуктов горения через газовые окна.

Система с местными отсосами изображена на рис. 3.5.

Рис.3.5. Местные отсосы.

Основными элементами системы (рис.3.5) являются местные отсосы - укрытия (МО), всасывающая сеть воздуховодов (ВС), вентилятор (В) центробежного или осевого типа, (ВШ) - вытяжная шахта.

При устройстве местной вытяжной вентиляции для улавливаемой пылевыделений удаляемый из цеха воздух, перед выбросом его в атмосферу, должен быть предварительно очищен от пыли. Наиболее сложными вытяжными системами являются такие, в которых предусматривают очень высокую степень очистки воздуха от пыли с установкой последовательно двух или даже трех пылеуловителей (фильтров).

Местные вытяжные системы вентиляции, как правило, весьма эффективны, так как позволяют удалять вредные вещества непосредственно от места их образования или выделения, не давая им распространиться в помещении. Благодаря значительной концентрации вредных веществ (паров, газов, пыли), обычно удается достичь хорошего санитарно-гигиенического эффекта при небольшом объеме удаляемого воздуха.

Однако местные системы вентиляции не могут решить всех задач, стоящих перед вентиляцией. Не все вредные выделения могут быть локализованы этими системами. Например, когда вредные выделения рассредоточены на значительной площади или в объеме, подача воздуха в отдельные помещения не может обеспечить необходимые условия воздушной среды. То же самое, если работа производится на всей площади помещения или ее характер связан с перемещениями и т.д.

Общеобменные вентиляция

Общеобменные системы вентиляции - как приточные, так и вытяжные, предназначены для осуществления вентиляции в помещении в целом или в значительной его части. Общеобменные вытяжные системы относительно равномерно удаляют воздух из всего обслуживаемого помещения, а общеобменные приточные системы подают воздух и распределяют его по всему объему вентилируемого помещения.

Общеобменная приточная вентиляция

Общеобменная приточная вентиляция устраивается для ассимиляции избыточного тепла и влаги, разбавления вредных концентраций паров и газов, не удаленных местной и общеобменной вытяжной вентиляцией, а также для обеспечения расчетных норм и свободного дыхания человека в рабочей зоне.

При отрицательном тепловом балансе, то есть при недостатке тепла, общеобменную приточную вентиляцию устраивают с механическим побуждением и с подогревом всего объема приточного воздуха. Как правило, перед подачей воздух очищают от пыли. При поступлении вредных выделений в воздух цеха количество приточного воздуха должно полностью компенсировать общеобменную и местную вытяжную вентиляцию.

Общеобменная вытяжная вентиляция

Простейшим типом общеобменной вытяжной вентиляции является отдельный вентилятор (обычно осевого типа) с электродвигателем на однойоси (Рис.3.6. а), расположенный в окне или в отверстии стены.

Рис.3.6. Простейшие схемы вытяжной вентиляции: 1- утепленный клапан; 2- вентилятор; 3- лопасти вентилятора; 4-вытяжная шахта; 5- шибер; 6- электродвигатель; 7- вытяжная сеть воздуховодов.

Такая установка удаляет воздух из ближайшей к вентилятору зоны помещения, осуществляя лишь общий воздухообмен. В некоторых случаях установка имеет протяженных вытяжной воздуховод. Если длина вытяжного воздуховода превышает 30-40 м и соответственно потери давления в сети составляют более 30-40 кг/кв.м., то вместо осевого вентилятора устанавливается вентилятор центробежного типа.

Когда вредными выделениями в цехе являются тяжелые газы или пыль и нет тепловыделения от оборудования, вытяжные воздуховоды прокладывают по полу цеха или выполняют в виде подпольных каналов.

В промышленных зданиях, где имеются разнородные вредные выделения (теплота, влага, газы, пары, пыль и т.п.), и их поступление в помещение происходит в различных условиях (сосредоточенно, рассредоточено, на различных уровнях и т.п.), часто невозможно обойтись какой-либо одной системой, например, местной или общеобменной. В таких помещениях для удаления вредных выделений, которые не могут быть локализованы и поступают в воздух помещения, применяют общеобменные вытяжные системы. В определенных случаях в производственных помещениях наряду с механическими системами вентиляции, используют системы с естественным побуждением, например, системы аэрации.

Канальная и бесканальная вентиляция

Системы вентиляции либо имеют разветвленную сеть воздуховодов для перемещения воздуха (канальные системы), либо каналы-воздуховоды могут отсутствовать, например, при установке вентиляторов в стене, в перекрытии, при естественной вентиляции и т.д. (бесканальные системы).

Ни одно жилое помещение не может обойтись без налаженного воздухообмена. И чтобы этот самый воздухообмен осуществлялся, используется приточно-вытяжная вентиляция.

Чем герметичнее и энергоэффективнее становятся наши жилища, тем более актуальна тема вентиляции. Как только нормальный воздухообмен нарушается, это сразу даёт о себе знать. Нормой считается 3 куб. м./ч на каждый кв. метр площади помещения. Сегодня мы рассмотрим устройство механической приточно-вытяжной вентиляции, включая вентиляцию с механическим и естественным побуждением.

Посмотрим, что происходит в наших жилищах, после того, как в них установлены герметичные окна и двери. Большинство квартир и частных домов старше 10 лет имеют естественную вентиляцию. В ней приток воздуха осуществляется за счёт неплотной столярки (оконные рамы, дверные притворы). Даже если заклеить все щели стандартного деревянного окна, оно все равно будет пропускать достаточное для нормального воздухообмена количество воздуха.

Новые ПВХ-окна в закрытом положении не пропускают воздух совсем. Вернее они не должны пропускать, но благодаря оплошностям наших монтажников в подавляющей мессе все же пропускают. И, тем не менее, встречаются и качественно установленные окна, которые в закрытом положении полностью или почти полностью герметичны. В итоге приток в квартиру свежего воздуха прекращается, а значит, вентиляция не работает.

Недостаток воздухообмена приводит к загрязнению «атмосферы» жилья и к увеличению влажности. Эти причины имеют ряд неприятных следствий, таких как плохое самочувствие, кислородное голодание, плесень, неприятный запах и др.

Однако далеко не все домовладельцы, и уж тем более просто жильцы, знают, что современные пластиковые окна имеют регулировку притвора, от плотности которого зависит их его герметичность.

По краю оконной створки ПВХ-окна наклеен резиновый уплотнитель. Если он полностью прижат, то между створкой и рамой воздух не проходит. Регулировать плотность притвора можно как при помощи специальных эксценириков, так и ручкой окна. Если не до конца поворачивать ручку, то притвор остается негерметичным.

Специальные эксцентрики позволяют так отрегулировать плотность притвора, что он остается негерметичным даже, когда ручка оконной фурнитуры находится в полностью закрытом положении. На языке профессионалов этот режим называется «микропроветривание».

Итак, мы выяснили, что естественная вентиляция обязательно требует свободного притока воздуха. В противном случае она не работает. Однако известна не только естественная, но и механическая, т.е. осуществляемая принудительно.

Механическая вентиляция

Необходимость в механической вентиляции осознали, прежде всего, жители тех стран, где для поддержания нормальной температуры в помещениях необходимо тратить энергоносители. При неконтролируемом воздухообмене огромная часть термобалласта в виде нагретого или охлажденного воздуха уходит, что называется, в трубу. Естественная вентиляция имеет и ещё один недостаток – при определенных условиях, например в межсезонье и летом, она вообще может отсутствовать, поскольку плотность внутреннего и внешнего воздуха оказываются равны. Это не в лучшую сторону сказывается на микроклимате помещений. Отсутствие вентиляции также недопустимо при работе газовых водонагревательных приборов с открытыми камерами, каминов и печей.

Система вентиляции с механическим побуждением гарантирует необходимый воздухообмен. При этом такая система, как правило, не зависит от герметичности притворов окон и дверей, что позволяет сохранить в доме больше тепла.

Механическая вентиляция устроена следующим образом. Дом оснащается разветвленной системой вентиляционных каналов, а движение воздуха в них обеспечивается за счет работы встроенных вентиляторов. Такая система позволяет регулировать воздухообмен. Однако она является энергозависимой (для работы вентиляторов затрачивается электроэнергия) и соответственно требует определенных затрат.

Приточно-вытяжная вентиляция с механическим побуждением

По сути, принцип принудительной приточно-вытяжной вентиляции отличается от естественной только тем, что воздух нагнетается в помещение вентилятором, встроенным в приточный вентканал. Такие системы раньше устанавливались преимущественно в производственных цехах, концертных залах, крытых стадионах и т.п. Их преимущество в том, что они гарантируют нормальный воздухообмен и позволяют его контролировать.

Современная приточно-вытяжная принудительная вентиляция может быть сколько угодно сложнее вышеописанной, но ключевой принцип остается неизменным. Усложнения касаются только климатических и энергосберегающих аспектов.

При работе механической приточно-вытяжной вентиляции воздух в помещении полностью сменяется минимум 1 раз в час. Но вместе с воздухом из помещений столь же интенсивно уходит тепловой потенциал. Например, зимой мы теряем воздух, нагретый до 20°С, а получаем вместо него холодный наружный воздух с отрицательной температурой. Если вентиляция не будет оснащена блоком подогрева наружного воздуха, то система будет работать как кондиционер в режиме охлаждения.

Для того чтобы подогреть наружный воздух может быть использован электрический или жидкостной блок подогрева. В нем воздух проходит через калорифер или теплообменник, а блок автоматики контролирует нагрев.

С точки зрения энергосбережения такое решение не самое лучшее. Дело в том, что на нагрев поступающего воздуха уходит столько же энергии, сколько бы потратила система отопления для компенсации теплопотерь через вентиляцию.

Более эффективно минимизировать теплопотери приточно-вытяжной вентиляции способен только рекуператор тепла. Это устройство представляет собой блок, в котором выходящий воздух обменивается теплом с входящим. Рекуператоры тепла могут иметь различную конструкцию, но суть их одна – отбирать тепловой потенциал у исходящего воздуха, и передавать его входящему.

Применение рекуперации позволяет сэкономить до 75% тепла, которое было бы потеряно при его отсутствии. Самые эффективные рекуператоры, позволяющие добиться таких результатов, стоят недешево. Но они рентабельны, особенно при постоянно растущей стоимости энергоносителей для населения.

Важным моментом в устройстве приточно-вытяжной вентиляции является фильтрация наружного воздуха. Если воздух забирать непосредственно с улицы, то при нормальной интенсивности воздухообмена дом площадью 100 кв. м. будет ежесуточно поступать 7200 куб. м воздуха. Это довольно внушительный объём, но под наружный воздух далеко не всегда бывает идеального качества. Он часто требует кондиционирования, т.е. доведения до требуемой кондиции.

В наружном воздухе могут содержаться химические и органические загрязнения, а также избыточная влага. Конфигурация фильтров подготовки воздуха зависит от конкретных условий. Если дом находится в черте города и тем более рядом с проезжей частью, то в поступающем воздухе будет много пыли и веществ, содержащихся в выхлопе автомобилей. Эти нежелательные примеси можно отфильтровать.

Для очистки воздуха от твердых частиц (пыли) используются тонкие механические фильтры. Они способны задерживать частицы размером до 0,05 мкм. Наиболее эффективными на сегодняшний день считаются HEPA-фильтры. Они состоят из мельчайших синтетических волокон диаметром 0,65-6,5 мкм.

Очистка воздуха от химических загрязнителей осуществляется угольным фильтром. Такие фильтры устанавливаются преимущественно в системах, расположенных в плотной городской застройке или в непосредственной близости к автомагистралям.

Принудительная вентиляция, в отличие от естественной, позволяет подвергать входящий воздух многоступенчатой очистке. Это не может не сказываться и на микроклимате помещения. Входящий воздух можно осушать, увлажнять, обогащать отрицательными ионами, дезинфицировать, ароматизировать.

Элементы приточно-вытяжной вентиляции

Существует два типа приточно-вытяжной вентиляции – замкнутая и разомкнутая. Последняя подразумевает наличие двух механических вентиляций – приточной и вытяжной. Они работают параллельно – приточная подает наружный воздух, а вытяжная – удаляет воздух из помещений. Вентиляция разомкнутого типа проектируется таким образом, чтобы воздух сообщающихся помещений следовал от боле чистого к более загрязненному.

Системы замкнутого типа способны вторично использовать внутренний воздух (рециркуляция). В квартирах и частных домах такие системы практически не встречаются, ибо в рециркуляции нет необходимости.

Приточно-вытяжная вентиляция для дома состоит из системы вентканалов, воздухозаборника, вытяжки, рекуператора (калорифера), осушителя (увлажнителя), фильтров и системы автоматического управления.

Приточно-вытяжная вентиляция своими руками

Оборудовать свой дом принудительной приточно-вытяжной вентиляцией несложно. Однако делать это по наитию не получится. Следует учитывать, что принудительная вентиляция использует вентиляторы, которые могут шуметь, а вентканалы при этом способны разнести шум по всему дому.

При монтаже приточно-вытяжной вентиляции необходимо использовать специальные осевые или центробежные вентиляторы. Они работают тихо, а при установке за пределами помещений вы их не услышите вообще.

Прежде всего, начать следует с проекта вентиляционной системы. Желательно чтобы его создал специалист. Для этого понадобятся специальные знания и соответствующий опыт. Это особенно касается сложных систем с рекуперацией тепла. Ошибки при разработке проекта вентиляции с рекуператором могут стоить намного дороже, чем услуги специалиста.

Самостоятельно можно проектировать лишь самые простые системы приточно-вытяжной вентиляции. При их проектировании руководствуются нормами воздухообмена в жилых помещениях, на которых собственно и строится расчет.

Сечение воздуховодов для системы приточно-вытяжной вентиляции несколько больше, чем естественной. Главный воздуховод имеет самое большое сечение. От него ответвляются меньшие, которые ведут в комнаты. Сечение вентканалов зависит от производительности системы, её конфигурации и используемого вентиляторного оборудования. Данная информация должна указываться в проекте вентиляции.

Забор воздуха необходимо устанавливать не ниже 2,5 м от земли. Место его установки следует выбирать такое, где наименьшая вероятность засасывания загрязненного воздуха.

При этом воздухозабор следует расположить подальше от спальни, чтобы там не был слышен звук вентилятора.

Подача воздуха в помещение располагается на уровне головы, т.е. 1,5-2 м от пола. При этом скорость вхождения воздуха не должна превышать 0,2 м/с.

Вытяжки размещаются под потолком или на самом потолке.

Количество поворотов воздуховодных рукавов следует минимизировать. Каждый дополнительный поворот увеличивает сопротивление канала, приводя к снижению скорости и производительности системы. Именно поэтому конфигурация вентканалов должна быть в точности такой же, как в проекте. Отступать от проекта нельзя, ибо любое изменение конфигурации приведет к разбалансировке системы, вследствие чего вентиляция в некоторых помещениях может работать неправильно.

При монтаже системы с рекуперацией необходимо следить за тем, чтобы воздуховоды, ведущие к рекуператору, были хорошо утеплены.

Пуск и регулировка. При первом пуске системы проверяется работа всех притоков и вытяжек. Производятся контрольные замеры скорости воздуха в воздуховодах. Все параметры должны соответствовать проектным. Если есть значительные отклонения, то производится переконфигурация. Незначительные отклонения можно устранить путем регулировки – калибровки сечения воздуховодов. Следует помнить, что при изменении сечения одного канала, изменяются параметры всей системы в целом.

В механических системах вентиляции используются оборудование и приборы (вентиляторы, электродвигатели, воздухонагреватели, пылеуловители, автоматика и др.), позволяющие перемещать воздух на значительные расстояния. Затраты электроэнергии на их работу могут быть довольно большими. Такие системы могут подавать и удалять воздух из локальных зон помещения в требуемом количестве, независимо от изменяющихся условий окружающей воздушной среды. При необходимости воздух подвергают различным видам обработки (очистке, нагреванию, увлажнению и т. д.), что практически невозможно в системах с естественным побуждением.

Следует отметить, что в практике часто предусматривают так называемую смешанную вентиляцию, т. е. одновременно естественную и механическую вентиляцию. В каждом конкретном проекте определяется, какой тип вентиляции является наилучшим в санитарно-гигиеническом отношении, а также экономически и технически более рациональным.

При приточной системе вентиляции производится забор воздуха извне с помощью вентилятора через калорифер, где воздух нагревается и при необходимости увлажняется, а затем подается в помещение. Количество подаваемого воздуха регулируется клапанами или заслонками, устанавливаемыми в ответвлениях. Загрязненный воздух выходит через двери, окна, фонари и щели неочищенным.

При вытяжной системе вентиляции загрязненный и перегретый воздух удаляется из помещения через сеть воздуховодов с помощью вентилятора. Загрязненный воздух перед выбросом в атмосферу очищается. Чистый воздух подсасывается через окна, двери, неплотности конструкций.

Приточно-вытяжная система вентиляции состоит из двух отдельных систем - приточной и вытяжной, которые одновременно подают в помещение чистый воздух и удаляют из него загрязненный. Приточные системы вентиляции также возмещают воздух, удаляемый местными отсосами и расходуемый на технологические нужды: огневые процессы, компрессорные установки, пневмотранспорт и др.

Для определения требуемого воздухообмена необходимо иметь следующие исходные данные: количество вредных выделений (тепла, влаги, газов и паров) за 1 ч, предельно допустимое количество (ПДК) вредных веществ в 1 м 3 воздуха, подаваемого в помещение.

Для помещений с выделением вредных веществ искомый воздухообмен L, м 3 /ч, определяется из условия баланса поступающих в него вредных веществ и разбавления их до допустимых концентраций. Условия баланса выражаются формулой:

где G - скорость выделения вредного вещества из технологической установки, мг/ч; G пр - скорость поступления вредных веществ с притоком воздуха в рабочую зону, мг/ч; G уд - скорость удаления разбавленных до допустимых концентраций вредных веществ из рабочей зоны, мг/ч.

Заменив в выражении G пр и G уд на произведение и , где и - соответственно концентрации (мг/м 3) вредных веществ в приточном и удаленном воздухе, a и объем приточного и удаляемого воздуха в м 3 за 1 час, получим

Для поддержания нормального давления в рабочей зоне должно выполняться равенство , тогда

Необходимый воздухообмен, исходя из содержания в воздухе водяных паров, определяют по формуле:

где - количество удаляемого или приточного воздуха в помещении, м 3 /ч; G п - масса водяного пара, выделяющегося в помещении, г/ч; - влагосодержание удаляемого воздуха, г/кг, сухого воздуха; - влагосодержание приточного воздуха, г/кг, сухого воздуха; r - плотность приточного воздуха, кг/м3.

где - соответственно массы (г) водяного пара и сухого воздуха. Необходимо иметь в виду, что значения и принимаются по таблицам физической характеристики воздуха в зависимости от значения нормируемой относительной влажности вытяжного воздуха.

Охарактеризовать виды местной вентиляции, назвать условия их использования. Дать понятие терминам «кратность воздухообмена». Какое количество воздуха при общеобменной вентиляции регламентируется на 1 человека на производстве.

Местная вентиляция

Местная вентиляция – это система воздухообмена в ограниченной части пространства, микроклимат которого отличается от общей его атмосферы. То есть фактически этот вид вентиляции предназначен для установки на отдельно рассматриваемом рабочем месте.

Если задачи вентиляции, которые ставит перед специалистами ООО «ВеерВент» помещение и его назначение, можно решить способом общеобменной и местной вентиляции, всегда выбирают последний вариант, поскольку он не только обладает высокой эффективностью, но по сравнению с общеобменным аналогом намного экономнее в плане потребляемой электроэнергии.

В помещениях с локальным выбросом вредностей использование местной вентиляции позволяет уменьшить количество подаваемого и отсасываемого воздуха в несколько раз!

Виды местной вентиляции

Для создания системы вентиляции на рабочем месте формируют один из двух видов – вытяжную или приточную местную вентиляцию.

Вытяжная местная вентиляция применяется для локализованных очагов вредных веществ, когда имеется возможность недопущения распространения их по всему производственному помещению. Она состоит в улавливании и отводе выбрасываемых в воздух помещения вредных выделений. С ее помощью организовывается выброс пыли, дыма, газов.

Приточная местная вентиляция предназначена для интенсивной подачи непосредственно к рабочему месту свежего воздуха, его охлаждении при необходимости, а также обдувания охлажденными воздушными потоками, если имеет место значительное тепловое облучение.

Но не стоит считать местную вентиляцию панацеей для всех типов зданий. Наши специалисты при оценке помещения, выявлении задач, которые ставятся перед вентиляцией, и проектировании вентиляционной системой в первую очередь руководствуются предполагаемой эффективностью, экономностью и целесообразностью использования того или иного метода. Так, местная вентиляция не всегда в состоянии на должном уровне удалять из помещения и ликвидировать выделяемые вредности; в этом случае оптимальным вариантом будет сочетание элементов общеобменной и местной вентиляции.

Кратность воздухообмена - это величина, значение которой показывает, сколько раз в течение шестидесяти минут воздух в помещении полностью заменяется на новый. Нормы расчета кратности воздухообмена в системах вентиляции напрямую зависят от предназначения каждого конкретного помещения. Так, кратность воздухообмена в цеху на горячем производстве будет значительно отличаться от этого показателя в научной лаборатории или в бассейне.

В расчет берутся практически все характеристики и особенности помещения: общее число и теплопроизводительность всех электроприборов и оборудования, наличие и количество постоянно присутствующих людей, уровень и интенсивность уже существующего естественного воздухообмена, включая объемы просачивания воздуха через щели и неплотности, температура и влажность воздушного состава и многие другие факторы. Кроме всего прочего, в жилых и офисных помещениях на увеличение кратности воздухообмена отлично работают постоянно открывающиеся дверные и оконные створки, что создает своеобразный эффект "поршня насоса", закачивающего внутрь и откачивающего наружу дополнительные объемы воздуха.

В соответствии с санитарными нормами все производственные и вспомогательные помещения должны вентилироваться. Необходимый воздухообмен при этом может быть определен различными методами, в зависимости от конкретных условий каждого помещения.

1. При нормальном микроклимате и отсутствии вредных веществ или содержании их в пределах норм воздухообмен (м3/ч) можно определить по формуле

где N - число работающих;

L" - расход воздуха на одного работающего, припимаемый в зависимости от объема помещения, приходящегося на каждого работающего.

В производственных помещениях с объемом воздуха на каждого работающего менее 20 м3 расход воздуха на одного работающего должен быть не менее 30 м3/ч, т. е. L" ≥ 30 м3/ч, а в помещениях с объемом от 20 до 40 м3 - L ≥ 20 м3/ч.

В помещениях с объемом воздуха па каждого работающего более 40 м3 и при наличии естественной вентиляции (открывание створок переплета окон и дверей) воздухообмен не рассчитывается. В тех же случаях, когда естественная вентиляция отсутствует, расход воздуха на одного работающего должен составлять не менее 60 м3/ч, т. е. L" ≥ 60 м3/ч.

2. При выделении паров или газов в помещении необходимый воздухообмен определяется исходя из их разбавления до допустимых концентраций.

Предположим, что в помещении с впутрепним объемом V м3 (рис. 3) выделяются вредные пары или газы в количестве G мг/ч.

Количество выделяющихся вредных веществ принимается по данным технологической части проекта или берется из справочной литературы.

Для обеспечения нормальных санитарно-гигиенических условий труда в помещение должно поступать и одновременно удаляться L м3/ч воздуха.

Рис. 3. Схема воздухообмена в помещении

Допуская, что вредные вещества выделяются равномерно по помещению и при длительной работе вентиляции изменения их содержания не происходит, искомый расход воздуха может быть определен из условия баланса поступающих в помещение и удаляемых из него вредных веществ:

G+Lqпр=Lqвыт,

где qпр и qвыт - концентрации вредных веществ в приточном и в удаляемом воздухе; L - объем приточного или удаляемого воздуха, равный L =G/(qвыт-qпр)м3/ч.

Если наружный воздух не содержит вредных веществ, то

L=G/qвыт м3/ч.

Концентрация qвыт не должна превышать предельно допустимую концентрацию, т. е. qвыт ≤ qпдк (иначе будет нарушение санитарных норм), а концентрация qпр должна быть по возможности минимальной (тогда потребный воздухообмен будет относительно небольшим); по санитарным нормам qпр ≤ 0,3 qпдк.

При одновременном выделении в воздух рабочей зоны помещения нескольких вредных веществ, не обладающих характером однонаправленного действия, количество воздуха допускается принимать по тому вредному веществу, для которого требуется подача чистого воздуха наибольшего объема.

В тех же случаях, когда происходит одновременное выделение нескольких вредных веществ однонаправленного действия (например, различные кислоты, щелочи, спирты), расчет общеобменной вентиляции выполняют путем суммирования объемов воздуха, необходимых для разбавления каждого вещества до его предельной допустимой концентрации С, при совместном действии вредных веществ (эти концентрации С меньше нормируемых qпдк). Такими допустимыми считаются концентрации С, отвечающие формуле

C1/(qпдк)+C2/(qпдк)+...+Cп/(qпдк)≤1.

3. При борьбе с избыточным теплом воздухообмен определяется из условий ассимиляции теплоизбытков. Объем приточного воздуха (м3/ч)

Lпр=Qизб/(0,24рпр(tвыт-tпр))

где 0,24 - теплоемкость сухого воздуха, ккал/(кг*град);

Qизб - избыточные тепловыделения (теплоизбытки), ккал/ч, определяемые по формуле (1); tвыт - температура уходящего воздуха, ° С; tпр - температура приточного воздуха, ° С; рпр - плотность приточного воздуха, кг/м3. Температура воздуха, уходящего из помещения, определяется по эмпирической формуле

tвыт = tрз + Δt(H-2),

где tрз - температура в рабочей зоне, которая не должна превышать допустимую по нормам температуру, т. е. tрз ≤ tдоп; Δt - температурный градиент по высоте помещения (Δt = 1 - 5° С/м); Н - расстояние от пола до центра вытяжных проемов, м; 2 - высота рабочей зоны, м.

Температура приточного воздуха при наличии избыточного тепла должна быть на 5-8° С ниже температуры воздуха в рабочей зоне.

4. При влаговыделениях объем воздуха (кг/ч)

L=Gвп/(d2-d1)

где Gвп - масса водяных паров, выделяющихся в помещении, г/ч; d2 - влагосо держание воздуха, уходящего из помещения, г/кг; d1 - влагосодержание наружного воздуха, г/кг.

Санитарными нормами не предусматривается допустимое влагосодержание, а указывается только относительная влажность воздуха и температура в помещении, откуда и определяется d2. При одновременном выделении в помещении вредных веществ, тепла и влаги принимается наибольшее количество воздуха, полученное в расчетах для каждого вида производственных выделений.

5. Метод определения необходимого количества воздуха по кратности воздухообмена применяется для ориентировочных расчетов, когда неизвестны виды и количество выделяющихся вредных веществ.

Кратность воздухообмена К показывает, сколько раз в час меняется воздух в помещении:

К=L/Vпом

где L - воздухообмен, м3/ч; VП0м - объем помещения, м3.

Величина К обычно составляет от 1 до 10 (большие величины для помещений небольшого объема).