Сравнительный обзор систем вентиляции и кондиционирования воздуха

Фасонные воздуховоды

Фасонные воздуховоды — отдельный вид воздуховодов нестандартных размеров и формы. Это могут быть прямоугольные и круглые изделия нестандартного сечения (например, диаметром 175 мм или сечением 525×320 мм).

Кроме того, к фасонным воздуховодам (синонимы — фасонные изделия или фасонные части воздуховодов) относят отводы, тройники, соединители, фланцы, переходы и другие изделия. Фасонные части воздуховодов могут быть как стандартных размеров, так и выполнены под заказ. Чаще всего такая потребность возникает при обходе ригелей, колонн и иных препятствий при монтаже воздуховодов на объекте.

Как можно классифицировать системы промышленной вентиляции

Системы промышленной вентиляции можно классифицировать по трем признакам.

По принципу работы: естественные и механические.

Естественные функционируют за счет разницы давления и температуры снаружи и внутри помещений. Для подачи чистого и отвода отработанного воздуха используют систему вентиляционных отверстий. Воздухообмен регулируют с помощью задвижек или форточек.

Такие системы не требуют больших финансовых вложений, но они малоэффективны, зависят от внешних факторов (времени года, давления) и подходят только для производств, где нет выброса вредных веществ. Фактически с их помощью можно контролировать только температуру и влажность в помещениях.

Механические или принудительные системы промышленной вентиляции работают с помощью специального оборудования и не зависят от внешних факторов. Их можно использовать на любых производствах. У систем больший радиус действия, они улавливают вредные вещества в местах выброса, не допуская распространения, и могут не только очищать воздух, но и подогревать, увлажнять или осушать его.

Механические системы промышленной вентиляции по решаемым задачам делят на общеобменные и местные.

Общеобменные осуществляют воздухообмен во всем помещении. Они удобны, если в цехах нет фиксированных рабочих мест или вредные для здоровья вещества в небольшой концентрации равномерно занимают все пространство.

Местные системы промышленной вентиляции выполняют воздухообмен на отдельных участках производственного помещения. Они эффективны, если имеются точечные очаги выбросов вредных веществ, распространение которых недопустимо.

Механические системы промышленной вентиляции по используемой технологии и принципу подачи воздуха делят еще на три вида: приточные, вытяжные и приточно-вытяжные.

Особенности приточной промышленной вентиляции

При использовании приточной вентиляции воздухообмен обеспечивается за счет нагнетания чистого воздуха в помещения, а отток выполняется естественным образом за счет разницы давлений в помещении и вне его. Такие системы подходят для производств без выделения вредных веществ или при выделении их в малом количестве.

Особенности вытяжной промышленной вентиляции

В этом случае обеспечивается принудительный отвод загрязненного воздуха из помещений. Приток воздуха выполняется естественным путем в результате падения давления в вентилируемом помещении.

Эти системы оптимальны для очистки воздуха от высокотоксичных веществ и удобны для удаления лишней влаги, углекислого газа или неприятных запахов, но их помощью нельзя регулировать параметры поступающего воздуха.

Особенности приточно-вытяжной промышленной вентиляции

При использовании таких систем приток и вытяжка воздуха выполняются принудительно. В результате обеспечивается качественный и эффективный воздухообмен с очисткой воздуха и регулированием его температуры и влажности. При этом могут быть реализованы две схемы распределения воздуха: перемешивание или вытеснение.

При перемешивании чистый воздух подается в помещение с верхних точек, перемешивается с отработанным и выводится через воздухораспределительные решетки.

При вытеснении снизу подается чистый воздух, вытесняет отработанный и удаляется через воздухораспределительные решетки.

Процесс кондиционирования воздуха

Даже в теплое время года проблематично осуществить простой обмен воздуха без применения специальных приборов. Поэтому целесообразно использовать дополнительное оборудование.

Летом воздух увлажненный и теплый. Кондиционирование обеспечит ему очистку и установление более низкой температуры. Например, подойдут сплит-системы, промышленные кондиционеры и чиллер-фанкойл.

Зато в холодное время года воздух морозный и менее влажный. Естественно, не забывайте о фильтрации. Однако еще нужно подогревать и увлажнять воздух, с чем успешно справляется калорифер, гарантируя повышение температуры до комфортного уровня.

Процесс этот часто обеспечивается за счет смешивания: холодные потоки сочетаются с теплыми. Воздух охлаждается в специальных камерах за счет попадания небольших капель воды.

Есть еще и помещения, которые требуют особого подхода к организации вентиляции. К примеру, в спортивных залах с бассейнами постоянно испаряется вода, повышая уровень влажности.

С бассейнов испаряется вода, которая конденсируется на стенах и потолке помещения. Правильная вентиляция позволяет предупредить чрезмерную влажность

Решить такие проблемы предназначены осушители. Недостаток последних — отсутствие вентиляции. Воздух остается в помещении, но уменьшается уровень влаги. Поэтому падает концентрация кислорода, что отрицательно сказывается на самочувствии людей.

Вентиляция против дыма

Основная задача противодымной вентиляции — как можно быстрее удалить дым из помещения или здания‚ заблокировать его распространение и защитить тем самым людей при их эвакуации.

На фото — схема действия противодымной вентиляции. Ее монтируют в дополнение к основной вентиляции‚ чтобы гарантировать эвакуацию людей при возникновении пожара и отрезать пути расползания дыма

Устанавливают такую вентиляцию там, где при постоянном присутствии большого количества людей‚ невозможен приток воздуха естественным путем. Это лифты‚ лестничные клетки‚ глухие коридоры и им подобные места. В основу работы противодымной вентиляции заложена приточно-вытяжная схема.

Каналы, мощные вентиляторы, входящие в состав вентиляции‚ обладают повышенной огнестойкостью и способностью не поддаваться деформации под продолжительным действием высоких температур.

Участки системы оснащены двумя видами клапанов — противодымным и огнесдерживающим. Составляющими противодымной системы являются и прочные‚ непроницаемые для газов и дыма экраны и двери.

Чтобы избежать неприятностей во время осуществления эвакуации людей‚ в конструкцию противодымной вентиляции закладывают 2 вида управления — автоматическое и дистанционное ручное.

В систему обязательно включают элементы, оповещающие о возникновении пожара:

• извещатели‚ при срабатывании которых‚ автоматом происходит открывание вытяжных вентиляторов и дымовых клапанов;
• сигнал «Пожар» на центральном пульте;
• включение противодымной вентиляции вручную.

Дымовыводящие клапаны распределяют равномерно под потолком. Площадь охвата не должна превышать 900 м². Систему зонируют на секции‚ и кроме люков и клапанов‚ оснащают дымососами.

Она не только отводит дым‚ но и удаляет угарный газ‚ мелкие взвеси, образующиеся при горении. Подробнее о монтаже системы дымоудаления можно прочесть в этом материале.

2 Классификация систем вентиляции

Системы вентиляции классифицируются по следующим основным признакам:

• по способу перемещения воздуха — естественная или искусственная (механическая) система вентиляции;
• по назначению — приточная или вытяжная;
• по зоне обслуживания — местная или общеобменная;
• по конструктивному исполнению — наборная или моноблочная.

2.1 Естественная и механическая вентиляция

Естественная вентиляция — это система вентиляции, не содержащая электрооборудования (вентиляторов, двигателей, приводов и т.п.). Перемещение воздуха в ней происходит за счёт разности температур, давления наружного воздуха и воздуха в помещении, ветрового давления. Естественная вентиляция существует во всех многоэтажных домах — это система вертикальных каналов (воздуховодов) с вентиляционными решётками на кухнях и в санузлах. Воздуховоды выводятся на крышу, там на них установлены специальные насадки — дефлекторы, которые усиливают отсасывание воздуха за счёт силы ветра. Приток свежего воздуха должен осуществляться через щели в дверях и оконных проёмах, открытые форточки. Эффективность работы естественной вентиляции очень сильно зависит от случайных факторов — направления ветра, температуры воздуха. Кроме того, воздуховоды со временем забиваются грязью, пылью, мусором, а приток свежего воздуха заметно уменьшается после установки в квартирах пластиковых окон.

В механических системах вентиляции используется оборудование и электроприборы, позволяющие перемещать воздух на значительные расстояния, а также при необходимости очищать и нагревать его. Механические системы способны обеспечить нужный уровень воздухообмена независимо от внешних условий, но и стоят они недёшево, и затраты электроэнергии на их работу могут быть довольно большими.

На практике часто используется так называемая смешанная вентиляция, т. е. одновременно естественная и механическая. Так, например, иногда достаточно бывает установить небольшие вентиляторы в вентиляционные каналы на кухне и в санузле. Существуют «умные» вентиляторы с автоматическим управлением, например, вентилятор для ванной, включающийся, когда уровень влажности превысит установленный предел, вентилятор для туалета, подсоединяемый к выключателю света. А для улучшения приточной вентиляции можно установить в фурнитуру окна или в стену  приточные клапаны, через которые, за счёт разницы давления и температуры, будет поступать воздух с улицы. Клапан обычно оборудован диафрагмой, регулирующей количество поступающего воздуха. Он может также содержать фильтр для очистки поступающего воздуха, понижать уровень шума.

В каждом конкретном проекте только специалист сможет определить, какой тип вентиляции является наиболее эффективным, более экономичным и технически рациональным.

2.2 Приточная и вытяжная вентиляция

Приточная система служит для подачи в помещение свежего воздуха. Приточный воздух может подвергаться специальной обработке — очистке, нагреванию, увлажнению. Вытяжная система удаляет из помещения отработанный воздух. Обычно в помещении предусматриваются как приточные, так и вытяжные системы; их производительность должна быть сбалансирована, иначе будет образовываться недостаточное или избыточное давление, что приведет к неприятному эффекту «хлопающих дверей».

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

2.3 Наборная и моноблочная системы вентиляции

Наиболее распространёнными являются наборные системы вентиляции. Они собираются как конструктор из отдельных элементов (вентилятора, фильтра, шумоглушителя, воздуховодов и т.д.), причём элементы эти могут быть от разных производителей. Наборная система может быть спроектирована для любого помещения, от небольшой квартиры до целого здания, но грамотно рассчитать и спроектировать её сможет только специалист.

Моноблочная установка — это готовая система вентиляции, находящаяся целиком в одном корпусе. В моноблочной системе нередко установлен рекуператор – устройство, в котором происходит теплообмен холодного приточного воздуха с тёплым воздухом, удаляемым из помещения, что позволяет экономить от 30 до 90% электроэнергии. Установка моноблочной системы занимает несколько часов и не требует большого количества расходных материалов, но её удастся вписать далеко не в каждое помещение.

Классификация систем вентиляции

Системы классифицируют по разным критериям:

• способу подачи;
• назначению;
• способу воздухообмена;
• конструктивному исполнению.

Тип вентиляции определяют на этапе проектирования строения

При этом принимают во внимание как экономическую так‚ и техническую сторону а также санитарно-гигиенические условия

Виды вентиляционной системы по способу подачи

Если базироваться на способах подачи и изъятия воздуха из помещения можно выделить 3 категории вентиляции:

• естественная;
• механическая;
• смешанная.

Выполняют проектирование вентиляции, если такое решение способно обеспечить воздухообмен‚ соответствующий установленным нормам.

Когда вентиляция естественного типа не удовлетворяет требования санитарно-гигиенических нормативов, выбирают второй вариант — механический способ активации воздушной массы.

Если возможно в добавок ко второму варианту вентиляции частично использовать первый‚ в проект закладывают смешанную вентиляцию.В жилых домах приток воздуха происходит через окна, а вытяжное оборудование располагают на кухне и в санитарной комнате

Поэтому важно наладить между помещениями хороший воздухообмен

Вентиляция смешанного типа. Применяют ее, когда естественная вентиляция не может быть единственным вариантом. Для качественного воздухообмена в помещениях с очень загрязненным воздухом устраивают механическую вентиляцию

Виды вентиляции по назначению

Исходя из назначения вентиляции‚ выделяют рабочие вентиляционные системы и аварийные. Тогда как первые должны постоянно обеспечивать комфортные условия‚ вторые вступают в работу только при отключении первых и наступлении чрезвычайной ситуации, когда нарушены стандартные условия жизнедеятельности.

Это внезапные сбои, когда  происходит загрязнение воздуха ядовитыми испарениями‚ газами‚ взрывоопасными‚ токсическими веществами.

Виды систем вентиляции для всех типов помещений почти одинаковы. Изучив все их виды и взвесив все достоинства и недостатки‚ можно выбрать оптимальный вариант для конкретного здания

Аварийная вентиляция не рассчитана на подачу свежего воздуха. Она только обеспечивает газоотвод и не допускает, чтобы воздушная масса с опасными веществами‚ распространилась по всему помещению.

Вентиляционные системы по способу воздухообмена

По этому критерию выделяют системы вентиляции общеобменные и местные. Первая должна обеспечивать весь объем помещения достаточным воздухообменом с поддержанием всех необходимых параметров воздуха. Дополнительно она должна удалять избыток влаги‚ тепла‚ загрязнений. Воздухообмен может осуществляться как по канальной, так и бесканальной системе.

Общеобменная приточная вентиляция снижает уровень концентрации вредных веществ, оставшихся после работы местной и общеобменной вытяжной системы вентиляции

Предназначение местной вентиляции — снабжение чистым воздухом конкретных мест и удаление загрязненного с тех точек, где он образуется. Как правило, ее устраивают в больших помещениях с ограниченным числом работающих. Воздухообмен происходит только на рабочих местах.

Разделение систем по конструктивному исполнению

Исходя из этого признака вентиляционные системы делят на канальные и бесканальные. Системы канального типа состоят из разветвленной трассы‚ состоящей из воздуховодов по которым транспортируется воздух. Установка такой системы целесообразна в больших по объему помещениях.

Когда каналы отсутствуют‚ систему называют бесканальной. Примером такой системы служит обыкновенный вентилятор. Существует 2 вида бесканальных систем — потолочные и прокладываемые под полом. Бесканальные системы более просты в исполнении и потребляют меньше энергии.

Естественная вентиляция расчет воздуховодов

Для прямоугольной формы воздуховодов этой концепции проветривания планируют диаметр dЭ равновесный округлому воздуховоду:

В случае использования воздуховодов сделанных не из метала, их удельные издержки давления по трению R, взятые с номограммы для стальных воздуховодов, изменяют, умножив на соответствующий коэффициент k:

• для шлакогипсовых — 1,1;
• для шлакобетонных — 1,15;
• для кирпичных — 1,3.

Избытки давления, Па, на преодоление определённых сопротивлений для разных участков вычисляется за уравнением:

• где – сумма коэффициентов противодействий на участке;
• v2/2 — динамическое напряжение, Па, взятое с нормативов.

Для создания концепции непринужденной вентиляции предпочтительно остерегаться извилистых заворотов, множественного числа задвижек и клапанов, так как утраты на местные противодействия как правило в каналах воздуховодов достигают вплоть до 91% от всех затрат.

Естественная вентиляция содержит небольшой радиус воздействия и среднюю результативность для комнат излишками тепла в которых соввем малы, что возможно относить недостаткам, а достоинством — легкость системы, невысокая цена и простота в сервисном обслуживании.

Составляющие элементы принудительной вентиляции

общие системы вентиляции

местные системы вентиляции

системы вентиляции моноблочного типа

системы вентиляции наборного типа

Перед составлением проекта вентиляционного устройства должны быть учтены, как минимум, особенности помещения.

Естественная вентиляционная система, в основу которой заложен естественный принцип движения воздушных потоков, оснащается одним или несколькими внутренними блоками кондиционирования, соединяемыми с наружными. Обмен воздуха основывается на естественном движении воздуха. Вытяжка обеспечивается такими факторами, как скорость ветра, уровень давления, температура снаружи. Особенно эффективны данные системы при невысоких температурах, так как в жаркую погоду может наблюдаться снижение тяги.

Наиболее эффективными будут системы принудительного или комбинированного типа. При установке в дополнение к естественной вентиляции приточного клапана, а также вытяжного вентилятора, можно значительно увеличить кратность воздухообмена. Однако наиболее эффективным вариантом является установка приточно-вытяжного типа вентиляции.

Для повышения функциональности систем вентиляции, а также сокращения расходов на монтаж отдельно вентиляции и отдельно системы кондиционирования, оптимальным вариантом будет установка единой системы.

Проектирование систем вентиляции и кондиционирования предполагает также учет следующих факторов:

• площадь и конфигурация помещения;
• возможность присоединения воздуховодов к центральной магистрали.

При этом следует помнить, что установка совмещенного проекта обойдется в несколько раз дешевле, что в основном обусловлено сокращением расходом при монтажных работах двух отдельных систем. При установке совмещенной системы необходимо в обязательном порядке учесть и то, какой вид оборудования монтируется.

В современном мире немаловажное значение имеет уровень автоматизации систем вентиляции и кондиционирования. Автоматика позволяет оборудованию для вентиляции и кондиционирования самостоятельно контролировать и регулировать скорость движения воздуха, а также уровень температуры в помещении

Также автоматизированное управление защищает систему от перегрузок различного рода. При обслуживании систем кондиционирования требуется регулярная чистка фильтров и вентиляционных каналов.

Приточно-вытяжной модуль – главный компонент вентиляционной системы с побуждением. Установка обеспечивает нормированную циркуляцию воздуха в замкнутом пространстве – подачу чистых потоков и вывод отработанных масс.

Вентиляционный модуль представляет комплекс оборудования, заключенного в единый корпус (моноблочный агрегат) или собранного из наборных элементов.

Конструкция приточно-вытяжного агрегата в обязательном порядке включает следующие элементы:

1. Вентилятор. Базовый комплектующий для работы искусственной системы воздухообмена. В ПВУ с разветвленной сетью воздуховодов устанавливаются радиальные вентиляторы, поддерживающие высокий напор воздуха. В портативных ПВУ допустимо применение осевых моделей.
2. Воздушный клапан. Устанавливается за наружной решеткой и предотвращает поступление воздуха извне при выключенной системе. При его отсутствии зимой в помещение будут просачиваться холодные потоки
3. Магистраль воздуховодов . В системе задействованы две линии каналов: один – подача, а второй – выброс воздуха. Обе сети проходят через ПВУ. К первому воздуховоду подключается приточный вентилятор, ко второму, соответственно, вытяжной.
4. Автоматика. Работа установки регулируется встроенной системой автоматики, реагирующей на показатели датчиков и заданные пользователем параметры.
5. Фильтры. Для очистки поступающих масс применяется комплексная фильтрация. На входе приточного воздуховода размещается фильтр грубой чистки, его задача – удержание пуха, насекомых и частиц пыль.

Основное назначение первичной очистки – защита внутренних компонентов системы. Для более «тонкой» фильтрации перед воздухораспределителями устанавливаются фотокаталитический, угольный или другой тип барьера.

Устройство ПВУ на примере модели Вентс ВУТ с рекуперацией и нагревателем. В конструкции предусмотрен байпас для защиты теплообменника в зимнее время ( )

Некоторые комплексы оснащаются дополнительным функционалом: охлаждение, кондиционирование, увлажнение, многоступенчатая система очистки и ионизации воздуха.

Смешивание воздуха

При перемешивании воздушные массы проникают в здание или квартиру по нескольким путям, а отработанный газ покидает помещение одним потоком. Главным параметром вентиляции перемешивания является инжекция. Это означает, что несколько сред воздействуют и направляют друг друга.

Параметры всей системы определяются показателями инжекции. Например, в системах смешивания диффузоры имеют большое значение. Для вытеснения применяют агрегаты с низкими показателями.

Для минимизации возникновения сквозных потоков из-за температурной разницы применяют диффузоры с большим значением инжекции. Также довольно важна скорость передвижения воздушного потока. Комфортной считается 0,18 м/с. Во время проектировки системы необходимо учитывать все возможные препятствия. Например, это могут быть колонны, светильники на потолке или же перекрытие. Аудитории являются необычными помещениями, в которых зачастую находится большое количество людей. В этом случае подход должен быть специфическим. Часто применяют систему, в которой воздух подаётся прямо к месту слушателей. Входящие газы после нагрева поднимутся и выведутся из аудитории.

Общие сведения и принцип работы

Технология обеспечивает сохранение и возвращение «внутреннего» тепла, которое предназначено для выдувания на улицу одновременно с вытяжкой. В процессе постоянной циркуляции потоки движутся в двух направлениях. Из помещения отработанный тёплый воздух удаляется через теплообменник, а поступающий холодный поток благодаря теплообмену нагревается и обеззараживается. При этом температурный режим можно регулировать при возможности сохранения не только тепла, но и прохлады.

Основные этапы:

• сбор воздуха;
• подача его с помощью вентилятора в систему;
• прохождение через рекуператор;
• вытяжка и удаление за пределы вентилируемого помещения;
• поступление наружного воздуха с пропусканием через рекуператор;
• частичная передача тепла от вытяжного поступающему потоку.

Описание приточной системы

Главной целью этого типа является подача нового воздуха в помещение. Чтобы устройство могло работать на должном уровне, в его конструкцию встраивают дополнительные элементы, например, фильтр или увлажнитель. Недостатком является невозможность забора воздушных масс. Комната не может полностью наполниться свежим воздухом.

В приточную систему входит вентилятор, который необходимо закрепить на фрамуги окна. Так в помещение попадает обновлённый воздух. Происходит нагнетание газов, которые вытесняют отработанные массы сквозь вытяжные отверстия.

Главным параметром вентилятора является его мощность. Она обуславливает скорость нагнетания нового воздуха в комнату. Технические характеристики напрямую зависят от протяжённости каналов. Кроме основного устройства, в системе есть такие элементы:

1. 1. Фильтры.
2. 2. Воздуховоды.
3. 3. Решётки.
4. 4. Нагреватели.
5. 5. Клапаны.
6. 6. Распределители.

Фильтры очищают свежие потоки от различных механических частиц, например, какого-либо мусора или насекомых. В зависимости от модели они могут быть грубой или тонкой очистки.

Нагреватели увеличивают температуру подающих потоков. Они подразделяются на электрические и водяные типы. Из дополнительных элементов в системе могут присутствовать следующие:

1. 1. Осушители.
2. 2. Средства автоматизации.
3. 3. Рекуператоры.
4. 4. Увлажнители.

Участок системы, куда будет поступать свежий воздух, должен быть в защищённом от пыли месте. Приточная камера располагается вблизи этого элемента. Такой тип воздухообмена подходит для любых объектов. Он может обеспечивать приток всему зданию или отдельной части помещения. Способен оптимизировать температуру. С помощью приточной системы можно создавать различные чистые зоны на производстве.