Основные элементы системы вентиляции



Системы вентиляции, дом, квартира, офис, коттедж

Описание основных элементов системы вентиляции

Состав системы вентиляции зависит от ее типа. Наиболее сложными и часто используемыми являются приточные искусственные (механические) системы вентиляции. Их состав мы и рассмотрим. Типовая приточная механическая вентиляционная система состоит из следующих компонентов (расположенных по направлению движения воздуха, от входа к выходу):

Воздухозаборная решетка

Через воздухозаборную решетку в систему вентиляции поступает наружный воздух. Эти решетки, как и все другие элементы вентиляционной системы, бывают круглой или прямоугольной формы. Воздухозаборные решетки не только выполняют декоративные функции, но и защищают систему вентиляции от попадания внутрь капель дождя и посторонних предметов.

Воздушный клапан

Воздушный клапан необходим для предотвращения попадания холодного наружного воздуха в помещение при выключенной вентиляции. Наибольшее распространение получили пружинный обратный клапан («бабочка») и воздушный клапан с электроприводом и возвратной пружиной (возвратная пружина закрывает клапан при пропадании электропитания). Пружинный обратный клапан недорогой, но менее эффективный (возможно попадание холодного воздуха с улицы в помещение при выключенной системе). Воздушный клапан с электроприводом дороже, но он гарантированно перекрывает доступ холодного воздуха и, кроме того, позволяет полностью автоматизировать управление системой — при включении вентилятора (и калорифера) клапан открывается, при выключении — закрывается.

Кроме этого существуют недорогие ручные клапана — управление заслонкой такого клапана производится с помощью рукоятки. Ручной клапан рекомендуется устанавливать совместно с пружинным обратным клапаном для того, чтобы иметь возможность перекрыть доступ холодного воздуха в помещение при отключении системы вентиляции на длительный период (например, при отъезде в отпуск). В противном случае соприкосновение теплого внутреннего воздуха с холодной поверхностью воздуховодов может привести к образованию конденсата, который в виде капель воды будет стекать в помещение.

Фильтр

Фильтр необходим для защиты как самой системы вентиляции, так и вентилируемых помещений от пыли, пуха, насекомых. Обычно устанавливается один фильтр грубой очистки, который задерживает частицы величиной более 10 мкм. Если к чистоте воздуха предъявляются повышенные требования, то дополнительно могут быть установлены фильтры тонкой очистки (задерживают частицы до 1 мкм) и особо тонкой очистки (задерживают частицы до 0,1 мкм).

Фильтрующим материалом в фильтре грубой очистки служит ткань из синтетических волокон, например, акрила. Фильтр необходимо периодически очищать от грязи и пыли, обычно не реже 1 раза в месяц. Для контроля загрязнения фильтра можно установить дифференциальный датчик давления, который контролирует разность давления воздуха на входе и выходе фильтра — при загрязнении разность давления увеличивается.

Калорифер

Калорифер или воздухонагреватель предназначен для подогрева подаваемого с улицы воздуха в зимний период. Калорифер может быть водяным (подключается к системе центрального отопления) или электрическим. Для небольших приточных установок выгоднее использовать электрические калориферы, поскольку установка такой системы требует меньших затрат. Для больших офисов (площадью более 100 кв.м.) желательно использовать водяные нагреватели, иначе затраты на электроэнергию окажутся очень большими.

Существует способ в несколько раз снизить затраты на подогрев поступающего воздуха. Для этого используется рекуператор — устройство, в котором холодный приточный воздух нагревается за счет теплообмена с удаляемым теплым воздухом. Разумеется, воздушные потоки при этом не смешиваются.

Вентилятор

Вентилятор — основа любой системы искусственной вентиляции. Он подбирается с учетом двух основных параметров: производительности, то есть количества прокачиваемого воздуха и полном давлении. По конструктивному исполнению вентиляторы бывают двух видов: осевые (пример — бытовые вентиляторы «на ножке») и радиальные (центробежные) (типа «беличье колесо»). Осевые вентиляторы обеспечивают хорошую производительность, однако характеризуются низким полным давлением, то есть, если на пути воздушного потока встречается препятствие (длинный воздуховод с поворотами, решетка и т.п.), то скорость потока существенно уменьшается. Поэтому в системах вентиляции с разветвленной сетью воздуховодов применяют радиальные вентиляторы, отличающиеся высоким давлением созданного воздушного потока. Другими важными характеристиками вентиляторов является уровень шума и габариты. Эти параметры в большой степени зависят от марки оборудования.

Шумоглушитель

Поскольку вентилятор является источником шума, после него обязательно устанавливают шумоглушитель, чтобы предотвратить распространение шума по воздуховодам. Основным источником шума при работе вентилятора являются турбулентные завихрения воздуха на его лопастях, то есть аэродинамические шумы. Для снижения этих шумов используется звукопоглощающий материал определенной толщины, которым облицовываются одна или несколько стенок шумоглушителя. В качестве звукопоглощающего материала обычно используют минеральную вату, стекловолокно и т.п.

Воздуховоды

После выхода из шумоглушителя обработанный воздушный поток готов к распределению по помещениям. Для этих целей используется воздухопроводная сеть, состоящая из воздуховодов и фасонных изделий (тройников, поворотов, переходников). Основными характеристиками воздуховодов являются площадь сечения, форма (круглая или прямоугольная) и жесткость (бывают жесткие, полугибкие и гибкие воздуховоды).

Скорость потока в воздуховоде не должна превышать определенного значения, иначе воздуховод станет источником шума. Поэтому площадью сечения воздуховода определяется объем прокачиваемого воздуха, то есть размер воздуховодов подбирается исходя из расчетного значения воздухообмена и максимально допустимой скорости воздуха.

Жесткие воздуховоды изготавливаются из оцинкованной жести и могут иметь круглую или прямоугольную форму. Полугибкие и гибкие воздуховоды имеют круглую форму и изготавливаются из многослойной алюминиевой фольги. Круглую форму таким воздуховодам придает каркас из свитой в спираль стальной проволоки. Такая конструкция удобна тем, что воздуховоды при транспортировке и монтаже можно складывать «гармошкой». Недостатком гибких воздуховодов является высокое аэродинамическое сопротивление, вызванное неровной внутренней поверхностью, поэтому их используют только на участках небольшой протяженности.

Распределители воздуха

Через воздухораспределители воздух из воздуховода попадает в помещение. Как правило, в качестве воздухораспределителей используют решетки (круглые или прямоугольные, настенные или потолочные) или диффузоры (плафоны). Помимо декоративных функций, воздухораспределители служат для равномерного рассеивания воздушного потока по помещению, а также для индивидуальной регулировки воздушного потока, направляемого из воздухораспределительной сети в каждое помещение.

Системы регулировки и автоматики

Последним элементом вентиляционной системы является электрический щит, в котором обычно монтируют систему управления вентиляцией. В простейшем случае система управления состоит только из выключателя с индикатором, позволяющего включать и выключать вентилятор. Однако чаще всего используют систему управления с элементами автоматики, которая регулирует мощность калорифера в зависимости от температуры приточного воздуха, следит за чистотой фильтра, управляет воздушным клапаном и т.д. В качестве датчиков для системы управления используют термостаты, гигростаты, датчики давления и т.п.

Системы вентиляции, в отличие от кондиционеров, которые все же не являются предметами первой необходимости, устанавливаются во всех офисных и жилых зданиях. Наличие вентиляционных систем является просто необходимостью, а требования к их техническим характеристикам имеют силу закона. Это можно объяснить тем, что при отсутствии вентиляции в закрытых помещениях возрастает концентрация вредных веществ, в первую очередь углекислого газа, что негативно сказывается на самочувствии людей, вызывает сонливость, головную боль, потерю работоспособности. В некоторой степени эту проблему можно решить, периодически проветривая помещение, однако тогда вместе со свежим воздухом внутрь попадает пыль, разные запахи, уличный шум и другие неприятности. К тому же приходится постоянно открывать и закрывать окно или форточку. Для решения всех этих проблем и существуют системы вентиляции воздуха.


Приточная система вентиляции с рекуперацией воздуха

При разработке системы вентиляции в первую определяют ее тип.

Классификация типов вентиляционных систем производится на основе следующих основных признаков:

по способу перемещения воздуха: естественная или искусственная система вентиляции;

по назначению: приточная или вытяжная система вентиляции;

по зоне обслуживания: местная или общеобменная система вентиляции.

Естественная вентиляция создается без применения электрооборудования (вентиляторов, электродвигателей) и происходит вследствие разности температур воздуха, изменения давления в зависимости от высоты, ветрового давления и других естественных факторов. Их достоинствами являются дешевизна, простота монтажа и надежность, которая определяется отсутствием электрооборудования и движущихся частей. Поэтому такие системы широко применяется при строительстве типового жилья и представляют собой вентиляционные короба, расположенные в самых неудобных местах на кухне, в ванной или в коридоре.

Негативной стороной дешевизны естественных систем вентиляции является их сильная зависимость от вышеуказанных внешних факторов – температуры воздуха, направления и скорости ветра и т.д. Более того, такие системы в принципе нерегулируемы и с их помощью очень трудно решить многие задачи в области вентиляции.

Там, где недостаточно естественной, применяется искусственная или механическая вентиляция. В таких системах используются оборудования и приборы (вентиляторы, фильтры, воздухонагреватели и т.д.), позволяющие очищать, перемещать и нагревать воздух. Они не зависят от условий окружающей среды. В квартирах и офисах очень важно использовать именно искусственную систему вентиляции, так как только она может гарантировать создание комфортных условий.

Приточная система вентиляции служит для подачи свежего воздуха в помещения. Подаваемый воздух, при необходимости, может нагреваться и очищаться от пыли. Вытяжная вентиляция, наоборот, удаляет из помещения нагретый или загрязненный воздух. Обычно в помещении устанавливается обе системы вентиляции. При этом, их производительность должна быть сбалансирована; в противном случае в помещении будет образовываться недостаточное или избыточное давление, что может привести к неприятному эффекту "хлопающих дверей".

Назначение местной вентиляции заключается в подаче свежего воздуха на определенные места (местная приточная вентиляция) или в отборе загрязненного воздуха от мест образования вредных выделений (местная вытяжная вентиляция). Когда места выделения вредностей локализованы и можно не допустить их распространения по всему помещению, применяют местную вытяжную вентиляцию. В таких случаях она достаточно эффективна и сравнительно недорога. Местная вентиляция используется, чаще всего, на производстве. Общеобменная вентиляция эффективна для бытовых условий. Здесь исключением являются кухонные вытяжки, которые представляют собой местную вытяжную вентиляцию.

В отличие от местной, общеобменная вентиляция предназначена для осуществления вентиляции во всем помещении. Она так же может быть приточной и вытяжной. Приточная общеобменная вентиляция обычно выполняется с подогревом и фильтрацией приточного воздуха. Поэтому она должна быть механической (искусственной). Общеобменная вытяжная вентиляция, в принципе, проще приточной и выполняется в виде вентилятора, установленного в отверстии в стене или окне, так как удаляемый воздух не требуется обрабатывать. При небольших объемах вентилируемого воздуха устанавливают естественную вытяжную вентиляцию, которая заметно дешевле механической.

Состав системы вентиляции зависит от ее типа. Приточные искусственные (механические) системы вентиляции являются наиболее сложными и часто используемыми. Такая система состоит из следующих компонентов (расположенных по направлению движения воздуха, от входа к выходу):

Наружный воздух поступает в систему вентиляции через воздухозаборную решетку. Такие решетки, как и все другие элементы вентиляционной системы, бывают круглой или прямоугольной формы. Они не только выполняют декоративные функции, но и защищают систему вентиляции от попадания внутрь посторонних предметов и капель дождя.

Воздушный клапан предотвращает попадание в помещение наружного воздуха при выключенной системе вентиляции. Он особенно необходим зимой, поскольку без него в помещение будет попадать холодный воздух и снег. Как правило, в приточных системах вентиляции устанавливаются воздушные клапана с электроприводом, что позволяет полностью автоматизировать управление системой — при включении вентилятора (и калорифера) клапан открывается, при выключении — закрывается.

Фильтр необходим для защиты как самой системы вентиляции, так и вентилируемых помещений от пыли, пуха, насекомых. Фильтр грубой очистки задерживает частицы величиной более 10 мкм. А если к чистоте воздуха предъявляются повышенные требования, то дополнительно могут быть установлены фильтры тонкой очистки, которые задерживают частицы до 1 мкм, и особо тонкой очистки – задерживают частицы до 0,1 мкм. Фильтрующим материалом в фильтре грубой очистки служит синтетическая ткань, например, из акрила. Фильтр необходимо периодически очищать от грязи и пыли, как правило, не реже 1 раза в месяц. При загрязнении разность давления воздуха на входе и выходе фильтра увеличивается – для контроля загрязнения фильтра можно установить дифференциальный датчик.

Калорифер или воздухонагреватель предназначен для подогрева подаваемого с улицы воздуха в зимний период. Он может быть водяным (подключается к системе центрального отопления) или электрическим. Для небольших приточных установок выгоднее использовать электрические калориферы – установка такой системы требует меньших затрат. Для офисов площадью более 100 кв.м. желательно использовать водяные нагреватели – в противном случае затраты на электроэнергию окажутся очень большими. Есть способ в несколько раз снизить затраты на подогрев поступающего воздуха. Для этого используется рекуператор — устройство, в котором холодный приточный воздух нагревается за счет теплообмена с удаляемым теплым воздухом. Разумеется, воздушные потоки при этом не должны смешиваться.

Вентилятор — основа любой системы искусственной вентиляции. Он подбирается с учетом его производительности, то есть количества подаваемого воздуха, и полного давления. По конструктивному исполнению вентиляторы бывают осевые (пример — бытовые вентиляторы "на ножке") и радиальные или центробежные ("беличье колесо"). Осевые вентиляторы обеспечивают хорошую производительность, но характеризуются низким полным давлением, то есть, если на пути воздушного потока встречается препятствие (длинный воздуховод с поворотами, решетка и т.п.), то скорость потока существенно уменьшается. Поэтому в системах с разветвленной сетью воздуховодов применяют радиальные вентиляторы, которые отличаются высоким давлением созданного ими воздушного потока. Важными характеристиками вентиляторов являются также габариты и уровень шума, которые в большой степени зависят от марки оборудования.

Вентилятор — источник шума, поэтому после него обязательно надо устанавливать шумоглушитель, для того чтобы избежать распространения шума по воздуховодам. Турбулентные завихрения воздуха на лопастях вентилятора, то есть аэродинамические шумы являются основным источником шума. Для снижения этих шумов используется звукопоглощающий материал заданной толщины, который служит для облицовки одной или нескольких стенок шумоглушителя. В качестве такого материала обычно используются минеральная вата, стекловолокно и т. п.

Воздуховоды. После того, как обработанный воздушный поток выходит из шумоглушителя, он готов к распределению по помещениям. Для этого используется воздухопроводная сеть, которая состоит из фасонных изделий (тройников, поворотов, переходников) и воздуховодов. Основными характеристиками воздуховодов являются форма (круглая или прямоугольная), площадь сечения и жесткость (бывают гибкие, полугибкие и жесткие воздуховоды). Чтобы воздуховод не стал источником шума, скорость потока в воздуховоде не должна превышать определенного значения. Объем прокачиваемого воздуха определяется площадью сечения воздуховода, то есть размер воздуховодов подбирается исходя из максимально допустимой скорости воздуха и расчетного значения воздухообмена. Жесткие воздуховоды изготавливаются из оцинкованной жести и могут иметь прямоугольную или круглую форму. Гибкие и полугибкие воздуховоды изготавливаются из многослойной алюминиевой фольги и имеют круглую форму. Такую форму им придает каркас из стальной проволоки, свитой в спираль. Удобство этой конструкции заключается в том, что при транспортировке и монтаже воздуховод