Кондиционеры
Являются последним словом в искусственном вентилировании. Кондиционирование не зависит от внешних условий атмосферы. Основная их задача – охлаждение климата, его вентиляция. В отдельные модели оснащены функциями подогрева, увлажнения, сушки, очищения от вредных примесей, запахов. Климат в помещении подаётся в зависимости от установленной скорости. Температура и другие параметры могут программироваться, аппарат оснащён таймером включения-выключения.
Кондиционеры бывают промышленного и бытового типа. Их отличает мощность аппарата. По размерам, уровню обслуживанию они превосходят другие системы.
Для каждого помещения система искусственного вентилирования подбирается индивидуально. Выбор зависит от размеров помещения, его планировки, функционального применения. В больших производственных зданиях одним видом не обходятся. Тогда как для офисного здания подойдет один вид общеобменной вентиляции или центральная, или локальная система кондиционирования.
Где и какую приточно-вытяжную вентиляцию организовать лучше всего?
Оптимальный вариант – установка уже готового модуля, к которому достаточно подключить источник электроэнергии и подсоединить уже разведенные воздуховоды. Тогда появляется возможность регулирования силы подаваемого потока, его физических свойств: влажности, температуры, силы. Использование в таких блоках рекуперации (подробнее об этом далее) позволяет «вытягивать» тепло из отработанного воздуха, что экономит электроэнергию. Компактные установки этого типа подойдут не только для производственных помещений: их можно использовать для создания комфортного микроклимата в больших загородных домах, коттеджах, различных учреждений. Тогда отпадает необходимость в организации отдельной системы кондиционирования и заметно снижается нагрузка на систему отопления.
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 санитарно-гигиенических норм и свободного дыхания человека в рабочей зоне.
При отрицательном тепловом балансе, т. е. 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.
3 Методика и формулы расчёта вытяжной системы
Рассмотрим подробнее, как выполняется расчёт местной вытяжной вентиляции для производственных помещений. Необходимо отметить, что для поглощения потенциально вредных веществ используют зонтообразные отсосы. Эти элементы поставляются вместе с вытяжной вентиляцией, впрочем, их можно изготовить и собственноручно.
Навесной зонт
Оптимальный способ – рассчитать размеры зонта по формулам, представленным ниже. Предварительно необходимо установить следующие значения:
- a,x, b – предполагаемые размеры выбрасываемой площади;
- V3 – ориентировочная скорость забора воздуха внутрь зонта;
- Z – высота размещения конструкции над зоной загрязнения;
- Vв – скорость перемещения воздушных масс в зоне работы.
Монтаж вытяжной вентиляции осуществляют только после определения высоты установки заборной конструкции, поскольку от данного показателя зависит эффективность функционирования системы в целом. Как правильно это сделать? – Повесить зонт как можно ниже, что позволит вывести все опасные суспензии.
Размеры изделия определяют по формулам:
A=0,8*Z+a, B=0,8*Z+b или D=0,8*Z+d
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.
Разновидности местных отсосов
Одна из основных разновидностей такого типа вытяжного устройства — местный отсос. На данный момент существует несколько типов подобной техники.
Полуоткрытый отсос – чаще всего в качестве такого оборудования используются вытяжные шкафы, иногда – вентилируемые камеры.
Такие устройств могут обеспечивать самое быстро и эффективное удаление мелких частиц из воздуха при небольшом его расходе. Существует несколько видов подобных отсосов. Для вывода веществ из воздуха при повышенной влажности, а также с высокой температурой используются оборудование с вытяжкой, расположенной в верхней части устройства. Оснащенные нижним забором воздушной смеси шкафы применяются для вывода «тяжелой» воздушной смеси. Портативные устройства, где забор воздушной смеси осуществляется со стороны, применяются в основном для вывода пылящих типов загрязнений.
Боковой отсос
Боковое устройство забора воздуха применяется в том случае, когда требуется иметь доступ к источнику выделения загрязняющих веществ со всех сторон. Зонты вытяжного вида – один из наиболее простых типов такого оборудования. Устанавливаются они в таких местах, где выделяющиеся загрязнения самостоятельно понимаются вверх. Неплохая эффективность оборудования этого типа достигается благодаря значительным объемам удаляемой воздушной смеси.
Закрытый воздухозаборник имеет вид большого чехла, где есть специальные отверстия, сквозь них внутрь оборудования поступает воздух вместе с загрязняющими веществами.
С учетом всего вышесказанного, можно с уверенностью утверждать, что вытяжная вентиляция местного действия – прекрасный способ быстро и качественно удалить загрязненную воздушную смесь из локализованного места, не допуская ее распространения на остальную часть помещения. При этом удаленный воздух заменяется таким же количеством свежего.
Из-за своих особенностей подобный тип систем очистки воздушной смеси предназначен для использования в первую очередь на производстве, но иногда такую вентиляцию можно встретить и в жилых помещениях.
Какие существуют нормативы для вентиляционных систем
Рекомендуемые значения воздухообмена зависят от различных условий и указаны в нормативных документах, которые необходимо соблюдать на этапе проектирования. Как правило, в бытовых помещениях, где на одном этаже расположены комнаты различного назначения, в час должен происходить обмен следующих объемов воздуха
- коридоры – 10 куб. м;
- общие жилые комнаты или гостиные – 40 кубических метров
- Помещения для курения – более 100 куб. м.
- Ванные комнаты и душевые – 70 кубических метров;
- офис – 60 кубических метров;
В жилых помещениях массообмен воздуха рассчитывается на одного человека. Она должна быть более 30 кубических метров в час. Если расчет производится исходя из жилой площади, то норма составляет 3 кубических метра на 1 метр.
Для нежилых помещений средняя норма составляет 20 кубических метров на квадратный метр. Для больших площадей вентиляционные системы включают многокомпонентную систему спаренных вентиляторов.
Механическая вентиляция
Механическая вентиляция подразумевает использование вентиляторов, воздухонагревателей, пылеуловителей и других энергопотребляющих установок, предназначенных для перемещения воздуха на значительные расстояния. Данный тип вентиляции применяется там, где недостаточно естественной вентиляции.
По сравнению с естественной, механическая вентиляция гораздо дороже в эксплуатации за счет увеличенного энергопотребления и более сложного обслуживания. Однако плюсом искусственной вентиляции является то, что чистый воздух может передаваться (а грязный – удаляться) из локальных зон помещения в любом необходимом объеме на нужные для этого расстояния. Также, в данной системе вентиляции плюсом является возможность различной обработки (очистка, нагрев, увлажнение и т. п.) поступающего в помещение воздуха, что при естественной вентиляции практически невозможно.
Приточные и вытяжные системы такой вентиляции, контролируемые обслуживающим персоналом, могут быть выключены в любое время, и работа механической вентиляции не зависит от погодных условий. По всем этим причинам искусственная вентиляция получила гораздо более широкое распространение, чем естественная.
Приточно-вытяжная вентиляция. Виды вентиляционных систем
В зависимости от требований, предъявляемых к различным помещениям, приточно-вытяжная вентиляция классифицируется по конфигурации и функциональности.
Система приточно-вытяжной вентиляции с рекуператором
Основной функцией приточно-вытяжной вентиляции с рекуперацией тепла является подача свежего теплого воздуха в холодное время года и холодного воздуха в жаркое время года.
Система спроектирована таким образом, что зимой теплый поток отработанного воздуха не просто выходит наружу, а проходит через теплообменник и отдает свое тепло поступающему холодному воздуху. В результате помещение насыщается свежим, но уже теплым воздухом.
Летом происходит обратный процесс, при котором поступающий воздух уже охлажден. Схема установки такова, что два потока (входящий и исходящий) не смешиваются.
Процесс рекуперации тепла осуществляется специальным устройством, называемым рекуператором. Существуют два типа рекуператоров: роторные и пластинчатые рекуператоры. Пластинчатый рекуператор тепла включается в проект вентиляции в регионах, где зимы не такие суровые.
Такое устройство экономично по стоимости и способно справляться с утилизацией тепла при отрицательных температурах до 15 градусов. Для вентиляционных установок, используемых в регионах с более холодными зимами, применяются роторные установки. Они более дорогие, но эффективные и окупаются за счет экономии на отоплении помещений.
Комбинированные системы приточно-вытяжной вентиляции с рекуперацией тепла широко применяются на различных объектах: домах, загородных коттеджах, офисах, гостиничных и ресторанных сетях, спортивных центрах, промышленных объектах.
Система приточно-вытяжной вентиляции с кондиционированием
Комбинированная вытяжная и приточная вентиляция с системой кондиционирования воздуха состоит из системы вентиляции и кондиционирования воздуха в одном изолированном блоке со встроенным управлением. Эта система вентиляции обеспечивает прямой поток нагретого или охлажденного воздуха.
Он имеет несколько режимов вентиляции и мощности кондиционирования, которые устанавливаются автоматически. Это происходит благодаря контроллерам, которые проверяют состояние микроклимата в помещении и в зависимости от этого назначают определенный режим.
Приточно-вытяжные установки кондиционирования воздуха отличаются высокой эффективностью и имеют ряд важных преимуществ:
- низкий уровень шума;
- нет необходимости во внешних трубопроводах или выносных блоках;
- простота эксплуатации.
- малые габариты и вес;
Автоматика позволяет регулировать настройки таким образом, чтобы пользователю не приходилось менять их в течение всего времени работы устройства независимо от сезона.
Система вентиляции с принудительным охлаждением
Устройства с принудительной циркуляцией воздуха можно использовать для эффективного охлаждения воздуха в жаркий летний период. Такие агрегаты дополнительно оснащаются различными типами охлаждающих устройств:
- компрессор и конденсаторный блок;
- блок водяного охлаждения;
- комбинированная установка чиллера и теплового насоса (система чиллер-фанкойл).
Одним из наиболее распространенных методов охлаждения, используемых в вентиляции, является подключение к сети холодной воды, с помощью которой входящий поток воздуха охлаждается до нужной температуры. Такая система наиболее целесообразна для крупных объектов или объектов, где происходит хранение продукции, и не используется в домах и офисах.
Вытяжная вентиляция
Вытяжные вентиляционные системы могут использоваться в двух наиболее распространенных вариантах: естественная циркуляция воздуха или принудительное перемещение воздушной массы механическим путём. В большинстве зданий и сооружений используют принудительное механическое вентилирование. Такое вентилирование имеет ряд преимуществ: точно контролируемые параметры и высокие показатели продуктивности.
Вытяжные вентилирующие системы корректируют состояние воздушной массы в помещении и удаляют из него:
- углекислый газ;
- повышенную объём влаги;
- горячий или охлаждённый пар, который образуется в сантехнических помещениях (ванная, душевая комната) и в кухне, во время приготовления пищи, использовании горячей воды.
В промышленных зданиях такие системы вентиляции помогают удалить из рабочих зон загрязненные воздушные массы. Вытяжные системы устанавливают в обязательном порядке в жилых, а также общественных зданиях, включая магазины, торговые центры, офисные объекты.
Местная система вытяжного действия
Вытяжная местная вентиляция
Наибольшую эффективность вентиляция местного действия, которая обеспечивает вывод загрязненной воздушной смеси, имеет тогда, когда место, где выделяются любые загрязнения, полностью локализовано. При этом обычно требуется не допустить дальнейшее распространение загрязненной воздушной смеси по остальному пространству.
Вытяжная система очистки воздуха местного действия чаще используется на производстве, где эффективно и качественно отводит всевозможные вредные частицы из воздуха: задымленности, газы, обычную пыль, а также тепло от работающих устройств. С целью удаления подобных веществ используются местные отсосы – разновидности укрытия, что могут иметь вид кожухов для той или иной техники, зонтов, шкафов и тому подобного.
Главными требованиями, выдвигаемыми к такому оборудованию, являются следующие:
- место, в котором образовываются выделения, максимально укрытое;
- местный отсос имеет продуманную конструкцию, благодаря чему его использование не мешает функционированию оборудования;
- все загрязнения от места своего выделения следует выводить в том же направлении, в каком происходит естественное их движение: пары высокой температуры – вверх, пыль – вниз;
- прежде чем вывести отработанную смесь в атмосферу, местная вентиляция должна очистить смесь.
Самым сложным вытяжным оборудованием считается то, которое обеспечивает повышенную степень очистки отработанного воздуха от пыли и всех остальных загрязнений.
Местная вентиляция такой разновидности отличается высокой эффективностью, поскольку обеспечивает удаление вредных веществ прямо с мест их выделения и образования, не давая им возможность распространиться по всему пространству помещения. Поскольку большинство вредных веществ, что выделяются в воздушную смесь, отличаются значительной концентрацией, при относительно незначительном объеме выводимого воздуха достигается неплохой гигиенический эффект.
Однако следует отметить, что подобные системы далеко не всегда способны качественно решать свои задачи.
Алгоритм выполнения работ
Компании, занимающиеся профессиональным монтажом вентиляционных систем, действуют по следующему плану:
- Разработка проекта (учитываются как нормы СНиП, так и пожелания заказчика).
- Сборка каналов воздухоотвода.
- Установка оборудования, входящего в конкретную систему: кондиционеров, увлажнителей, калориферов и т.д.
- Запуск и наладка.
- Сдача в эксплуатацию.
Рассмотрим, как эти шаги можно повторить самостоятельно.
Проект и расчёт
Понадобится план жилья. Нужно знать расположение комнат и объём каждого помещения.
На плане выбирается и отмечается расположение будущих элементов вентиляции. При этом нужно руководствоваться рядом принципов:
- Вход свежего воздуха монтируется в нижней части дома.
- Если входов будет несколько, они равномерно распределяются по всем сторонам жилья, если же вход планируется один, лучше предпочесть северную стену дома.
- По системе труб, которую лучше всего установить в потолочном пространстве, чистый воздух должен разводиться по всем жилым комнатам.
- Приток воздуха должен располагаться от жилых комнат в сторону санузла и кухни.
- Выход воздуха монтируется в противоположной части дома, дальше от входа.
- Выход нужно устраивать в верхней части стены и дома.
- Наилучшим решением будет установить принудительную вытяжную вентиляцию над плитой и в санузле.
- Нельзя располагать вытяжные решётки возле батарей – будет улетучиваться самый прогретый воздух.
- В квартирах естественная вытяжная вентиляция устанавливается при строительстве.
Чтобы рассчитать производительность вентиляционной установки нужно знать общий объём дома/квартиры. Минимально система должна обновлять весь этот объём примерно за 2 часа. А в идеале за 30 минут.
Площадь дома умножаем на высоту потолков,- получаем объём (например, 85 м2 х 2,3 м = 195,5 м3.)
Если считать по всем правилам, 195,5 х 2 = 391 м3/ч (округляем до 400 м3/ч).
В экономном варианте делим объём на два (пример: 195,5:2 = 97,75). Получается, что для данного дома подойдёт вентиляция от 100 до 400 м3 в час.
В офисах, где плотность населения выше, чем в квартире, мощность системы берётся исходя из количества людей в комнате: 60 м3/ч на человека.
Чтобы определить производительность самодельной вентиляционной системы, нужно учесть производительность вентилятора, сечение и длину воздуховода. Также погрешность будет тем выше, чем больше в системе поворотов и дополнительных элементов, таких, как увлажнители, калориферы и т. д.
Чем больше протяжённость воздуховода и чем больше в нём разветвлений, тем мощнее нужно устанавливать вентилятор. Его работа должна с лихвой перекрывать все потери давления.
Сборка каналов
Монтаж воздуховодов начинают после окончания штукатурных работ, но до того, как в доме будет выполнена чистовая отделка.
Материалом для самодельных каналов могут стать ПВХ, гофра или металлические трубы.
Рукава крепятся под потолком, согласно разработанной схеме.
Хорошо, если каждая комната будет иметь свой отдельный рукав.
После того, как закреплены все трубы внутри дома, перфоратором делается отверстие притока и заборник воздуха. Для защиты от насекомых на него устанавливается сетка и небольшой навес от непогоды. Хотя отверстие и должно быть ниже вытяжного, но не стоит его монтировать на уровне ближе 2 метров от земли.
Нельзя недооценивать давление, которому будут подвержены трубы – все стыки и крепления должны быть сделаны надёжно. Именно разгерметизация каналов – самая частая проблема в самодельных вентиляционных системах.
Оборудование
На этом этапе устанавливаются элементы и механизмы, которые призваны сделать жизнь комфортнее. Их набор может быть разным, но их устанавливают в следующем порядке (если смотреть от входного отверстия):
- очистительный фильтр;
- калорифер, который подогреет воздух зимой (он может быть с блоком, управляющимся дистанционно);
- вентилятор;
- рекуператор;
- кондиционер, который охладит воздух летом (устанавливается перед самым выходом воздуха в комнату).
В самом конце делается выходное отверстие (если требуется). Если оно проходит сквозь кровлю, по неотапливаемому чердаку, трубы должны быть утеплены. Монтируется и подключается вытяжной вентилятор.
Заключительные работы
Прокладываются силовые кабеля, подключаются к сети электроприборы, делается заземление. Проводится пробный пуск системы и проверяется правильность функционирования всех элементов.
После того, как будут выполнены декоративные отделочные работы, и вентиляция скроется потолком, выводятся диффузоры (декоративные решётки).
Расчет промышленной вентиляции
оборудование для локальной вытяжки
Требования к проектированию и расчету промышленной вентиляции зависят от характера производства. Нормативы разработаны для каждого вида производства и указаны в специализированных справочниках.
Кратность воздухообмена является одним из первых показателей, необходимых для расчета промышленной вентиляции общеобменного типа. С ее помощью определяется производительность оборудования по кратности:
Р=n * h * s,
где n – необходимая кратность воздухообмена, s – площадь помещения, h – высота помещения.
Мощность обогревателя необходимо определить при расчете системы вентиляции промышленного здания:
здесь T – перепад температур воздуха на входе и выходе (из справочника), L – производительность системы, Cv— теплоемкость воздуха объемная.
Площадь сечения воздуховодов рассчитывается так:
здесь L – производительность оборудования, V — скорость движения воздуха в системе.
Теперь можно рассчитать диаметр воздуховода:
S – площадь сечения воздуховода.
При расчетах учитываются также:
- виды загрязнений воздуха;
- одновременность работы станков;
- радиус вредных выделений;
- расход воздуха.
Расчет воздушно-тепловых завес
При расчете воздушно-тепловых завес определяются следующие показатели:
- массовый расход воздуха;
- площадь проема воздуха, закрываемого завесой;
- температура воздуха завесы;
- относительные потери теплоты завесы;
- ширина щелевого выпуска завесы;
- скорость воздуха;
- тепловая мощность завесы.
Расчет вытяжных шкафов вентиляции
Основной показатель вытяжного шкафа, определяемый при расчете системы вентиляции промышленного здания – количество удаляемого воздуха. Оно зависит от токсичности и температуры выделений и вычисляется по формуле для реакций с поглощением тепла (эндотермических):
L=u * F * 3600
где u – допустимая скорость воздуха, значение берется из справочника.
Расход воздуха в вытяжном шкафу при экзотермических реакциях (с выделением тепла) зависит от конфигурации шкафа и выделяемого тепла:
где h — высота проема, Q – выделяемое тепло, Вт, F – площадь проема.
Расчет вентиляционной вытяжной камеры
Необходимо рассчитать: сколько вредных веществ выделяется в воздух и сколько должно уходить для обеспечения безопасности рабочих. Расчет этого элемента промышленной вентиляции выполняется по каждому опасному компоненту отдельно:
здесь Gвр – объем вредных веществ, выделяющихся в камере, Спдк и Св — концентрация и предельно допустимая концентрация этого вещества в месте нахождения людей, Рв и Рк — плотность воздуха на рабочем месте и в общем по камере.
Бортовые отсосы и их расчет
Можно рассчитать эти элементы промышленной вентиляции вручную по формулам из учебника В.Н.Богословского или взять готовые цифры из справочника АЗ-782.
