Наличие в помещении чистого воздуха способствует облегчению дыхания, повышению продуктивности работы и улучшению качества сна. Однако проветривание путем открытия окна каждые 2-3 часа может быть неудобным, особенно ночью, когда все тихо спят. Вы согласны?
Одним из эффективных способов решения этой проблемы является установка системы приточно-вытяжной вентиляции (ПВВ). Но каким образом её правильно организовать? Мы поможем вам разобраться в принципах работы и особенностях его монтажа.
В данной статье мы проанализируем основные компоненты системы приточно-вытяжной вентиляции, правила их проектирования и нормативные требования к воздухообмену в различных помещениях.
Мы собрали схемы установки вентиляции, фотографии ключевых элементов системы, а также полезные видеорекомендации по созданию вентиляционной системы в частном доме своими руками.
Краткое содержание статьи
Что такое вентиляция?
Сколько раз в день мы проветриваем комнаты? Честный ответ будет таков: 1-2 раза в сутки, если не забыли открыть окно. А насколько часто это происходит ночью? Это вопрос риторический.
По санитарно-гигиеническим нормам воздух в комнате, где постоянно находятся люди, должен полностью обновляться каждые 2 часа.
Под обычной вентиляцией подразумевается процесс обмена воздушными массами между помещением и окружающей средой. Этот молекулярно-кинетический процесс позволяет удалять излишки тепла и влаги, используя фильтрационную технику.
Вентиляция также обеспечивает соответствие воздуха в помещениях санитарным требованиям, что накладывает определенные технологические ограничения на оборудование, осуществляющее этот процесс.
Галерея изображений
Приточно-вытяжная вентиляционная система предназначена для проведения воздухообменных мероприятий, которые гарантируют соответствие санитарно-гигиеническим требованиям в помещениях.
Элементы, обеспечивающие как приток свежего воздуха, так и удаление отработанного, актуальны в первую очередь там, где нужен активный воздухообмен.
Системы приточно-вытяжного типа объединяют устройства, которые могут либо отводить, либо притягивать воздух, а также одновременно нагнетать и отводить его.
Все конструкции приточно-вытяжных вентиляционных систем относятся к механическим, требующим установки технических устройств и питания от электричества.
Системы приточно-вытяжного типа могут выполнять функции фильтрации, увлажнения, подогрева или охлаждения воздуха. Однако кондиционеры гораздо эффективнее обрабатывают воздушные потоки и часто применяются в качестве дополнительного климатического оборудования.
Воздуховоды и аппаратура вентиляционных систем в производственных зданиях обычно размещаются открытым способом, в то время как в коммерческих и жилых помещениях их прячут на чердаках или за подвесными потолками, если речь не идет о стиле лофт.
Традиционно воздуховоды изготавливались из оцинкованной стали. Этот материал по-прежнему используется в общественных зданиях и предприятиях.
Вентиляционные каналы для кухонь, загородных домов и помещений, где не нужны мощные системы, изготавливаются из жестких, гибких и гофрированных полимерных труб.
Каналы приточно-вытяжной вентиляции
Устройство притока и вытяжки
Приточно-вытяжные схемы в производственных помещениях
Смонтированные вентканалы под потолком
Работа вентиляции в тандеме с кондиционерами
Место расположения вентиляционных систем
Сборка вентиляционных каналов из жести
Полимерные вентиляционные каналы и гофра
Подсистема вентиляции представляет собой набор технических устройств и механизмов, используемых для заборки, удаления, транспортировки и очистки воздуха. Она является частью общей системы коммуникаций в зданиях.
Рекомендуем не путать понятия вентиляции и кондиционирования — хотя они близки, у них есть ряд отличий.
- Основная идея. Кондиционирование поддерживает определенные параметры воздуха в закрытом пространстве, такие как температура, влажность и степень ионизации частиц. В отличие от этого, вентиляция обеспечивает управляемую замену всего объема воздуха через приток и отвод.
- Главная особенность. Система кондиционирования работает с воздухом, независимо от того, присутствует ли приток свежего воздуха. Вентилирование всегда происходит на границе замкнутого пространства и окружающей среды посредством обмена.
- Средства и методы. В отличие от вентиляции, кондиционирование представляет собой модульную структуру, состоящую из нескольких блоков, которые обрабатывают небольшую часть воздуха и, таким образом, поддерживают нормы санитарии в заданном диапазоне.
Вентилирование в доме может быть адаптировано под любой масштаб, обеспечивая быструю замену объема воздуха в случае аварийной ситуации благодаря мощным вентиляторам, нагревателям, фильтрам и разветвленной системе труб.
Вам может быть интересна информация о том, как организовать вентиляционный трубопровод из пластиковых воздуховодов, описанная в другой нашей статье.
Кроме своей основной функции, системы вентиляции могут стать частью интерьера в промышленном стиле, который часто используется в офисах, торговых залах и развлекательных заведениях.
Существуют разные классы вентиляции, которые можно классифицировать по способу генерации давления, распространения, архитектурному решению и назначению.
Искусственное нагнетание воздуха обеспечивает вентиляторы и воздуходувки. Увеличение давления в системе труб позволяет перемещать газовоздушную смесь на значительные расстояния и в больших объемах.
Эта практика характерна для промышленных приложений, производственных помещений и общественных объектов с централизованной системой вентиляции.
Генерация давления может быть искусственной, естественной или комбинированной, причем комбинированные методы используются наиболее часто.
Системы вентиляции могут быть локальными (местными) и центральными. Локальные системы являются узконаправленными решениями для конкретных помещений, где необходимо строгое соблюдение стандартов.
Центральное вентилирование обеспечивает регулярный обмен воздуха для множества помещений с одинаковым назначением.
Последний класс систем включает в себя приточные, вытяжные и комбинированные. Приточно-вытяжные системы обеспечивают одновременный приток и вытяжку воздуха, что делает их наиболее популярным выбором для различных помещений — как промышленного, так и жилого типа.
Физическая основа вентсистемы
Приточно-вытяжная вентиляционная система представляет собой многофункциональный комплекс, способный быстро обрабатывать газовоздушную смесь. Эта система принудительного перемещения обладает основой, построенной на понятных физических процессах.
Для создания естественной конвекции источники тепла устанавливаются как можно ниже, а элементы, способствующие вытяжке, размещаются вверху или под потолком.
Термин «вентиляция» непосредственно связан с концепцией конвекции, являющейся одной из ключевых составляющих перемещения воздушных масс.
Конвекция — это процесс циркуляции тепловой энергии между холодными и теплыми потоками газа. Она может быть естественной и принудительной.
Немного теории для понимания происходящего. Температура в помещении определяется температурой воздуха. Молекулы работают в качестве переносчиков тепловой энергии.
Воздух представляет собой многомолекулярную газовую смесь, содержащую 78% азота, 21% кислорода и 1% других примесей.
Находясь в закрытом пространстве, мы сталкиваемся с различиями в температуре в зависимости от высоты, что связано с неоднородным распределением молекул.
С учетом равномерного давления газа в замкнутом пространстве, согласно основному уравнению молекулярно-кинетической теории: давление пропорционально произведению концентрации молекул на их среднюю температуру.
Если давление одинаково по всему помещению, то произведение концентрации молекул и температуры в верхней части будет равно такому же произведению в нижней части комнаты:
Чем ниже температура, тем больше концентрация молекул, что приводит к увеличению общей массы газа. Поэтому говорят, что тёплый воздух «легче», а холодный — «тяжелее».
Правильная работа вентиляции в сочетании с эффектом конвекции может поддерживать необходимый температурный режим и влажность в помещениях, даже во время автоматического отключения основного обогрева.
С учетом всего вышеизложенного, становится понятным ключевой принцип проектирования вентиляции: подача (приток) воздуха осуществляется снизу, а отвод (вытяжка) — сверху. Это аксиома, которую следует учитывать при создании вентиляционной системы.
Особенности приточно-вытяжной вентиляции
Приточно-вытяжная вентиляция взаимодействует с двумя потоками воздуха, которые различаются по составу и функции, и обрабатываются в процессе работы.
Во всей системе ПВВ все необходимые устройства и дополнительные элементы размещаются в одном каркасе, который может располагаться в лоджии, на чердаке, на внешней стене и в других местах.
Специальная конструкция установки предлагает широкие возможности для организации вентиляции практически в любом количестве комнат здания.
Помимо своей основной задачи по перемещению воздуха, система приточно-вытяжной вентиляции включает в себя широкий спектр вспомогательных подсистем и дополнительных функций.
К основным функциям таких систем можно отнести следующие:
- охлаждение и нагрев воздуха;
- ионная очистка и увлажнение;
- фильтрация и дезинфекция воздуха.
Теперь рассмотрим стандартный рабочий процесс системы приточно-вытяжного вентилирования, которая функционирует по двухконтурному принципу.
На первой стадии осуществляется забор холодного воздуха из внешней среды и удаление теплого воздуха из помещения. На обоих этапах воздух проходит процедуру очистки.
Далее холодный воздух попадает в калорифер (нагреватель) — это типично для систем ПВВ с теплообменом. Также тепло передаётся от теплого удаляемого воздуха, что характерно для традиционных установок.
После нагрева отработанный воздух выводится через специально созданный канал, а обрабатываемый свежий воздух поступает в помещение.
Широко используемая конфигурация вентиляционного устройства включает теплообменник (рекуператор), где осуществляется обмен тепловой энергии между встречными потоками воздуха. Каждый из потоков проходит через двухступенчатую фильтрацию.
Основные принципы функционирования приточно-вытяжной вентиляции заключаются в высоком уровне эффективности и экономичности.
Классическая схема приточно-вытяжной вентиляции обладает следующими положительными аспектами:
- высокая степень очистки входящего потока;
- легкость эксплуатации и обслуживания съемных составляющих;
- монолитность и модульная структура устройства.
Для повышения функциональных возможностей приточно-вытяжные установки могут быть дополнены вспомогательными контроллерами и управляющими блоками, фильтрующими системами, датчиками, таймерами, шумоподавляющими устройствами, сигнализаторами перегрузки, рекуперативными модулями, а также лотками для сбора конденсата и другими устройствами.
В состав системы приточно-вытяжной вентиляции могут входить отдельные устройства, которые выполняют функции забор и вывод воздушного потока.
Воздуховоды приточной линии оснащаются фильтрами, увлажняющими установками и калориферами, и, как правило, располагаются вблизи точек подвода воздуха.
Все устройства, обеспечивающие обработку воздуха, включая вытяжной вентилятор, могут находиться в одной коробке. Такие агрегаты часто применяются на малых производственных объектах, в загородных домах и спортивных комплексах.
В вытяжных установках отсутствуют устройства для подготовки воздуха перед его подачей в помещение, что упрощает их установку, обслуживание и эксплуатацию.
Динамические параметры вентиляции
Проектирование вентиляционных систем вызывает множество вопросов, ведь неверный расчет параметров может превратить оптимальную вентиляцию в безумный «монстр» по потреблению энергии.
Это напрямую сказывается на финансовых затратах на его обслуживание. В итоге, идея экономичного использования оборудования оказывается под угрозой.
Основная нагрузка в системе вентиляции ложится на вентилятор. Его производительность зависит от формы импеллера (колеса с лопастями), а также от качества материалов и сборки устройства.
Чтобы правильно спроектировать приточно-вытяжную вентиляцию, рекомендуется выполнить алгебраические расчёты мощности установки и динамических характеристик воздушных потоков.
Существует множество различных методов и алгоритмов расчёта, но мы рассмотрим один из самых простых и надежных.
На данном этапе можно не учитывать второстепенные процессы увлажнения, ионизации и повторной фильтрации.
Нормативные требования к устройству
Перечислять все санитарные нормы и правила (СНиП), касающиеся различных вентиляционных систем, нецелесообразно, так как этого материала хватит на несколько книг. Однако важно знать ключевые показатели для жилых и офисных пространств.
Для офисных помещений при создании системы вентиляции особое внимание уделяется зонам, где будет находиться персонал.
Все нормативные значения указываются на расчет одного человека. В стандартном офисном здании на одном этаже располагается полноценный набор различных по назначению помещений.
К примеру, в кабинете необходимо производить замену 60 кубометров воздуха в час, в операционных залах — 30-40 м³, в туалете — 70 м³, в курилке — более 100 м³, в коридорах и вестибюлях — 10 м³.
По санитарным нормам для жилых помещений на одного человека предусмотрен полный обмен воздушного объема в размере 30 м³ за час — расчет основывается на числе жильцов.
Помимо этого, существует еще один метод расчета объема воздуха — по площади. На каждый квадратный метр жилого пространства должно приходиться 3 м³.
Отдельного упоминания заслуживает вентиляция для производственных объектов и складских помещений — 20 м³ на квадратный метр. В таких обширных помещениях системы вентиляции создаются на базе многокомпонентных систем с параллельными вентиляторами (4, 8, 16 и более в рамках).
Для других вспомогательных помещений установлены специальные нормативы. Например, для кухни с электрической плитой — более 60 м³, с газовой плитой — более 80 м³, для ванной — не менее 25 м³ и так далее.
Также стоит помнить, что скорость воздушных потоков для жилых комнат не должна превышать 2 м/с, а для кухни и санузла — быть в пределах 4-6 м/с.
Формулы и их разъяснение
Теперь перейдем к характеристикам и формулам. Расчеты проводятся в несколько этапов, на каждом из которых определяется одна из характеристик вентиляционной системы.
Рабочий объем воздуха
Начнем с расчета рабочего объема воздуха (м³/ч).
Для офисов рекомендуется производить расчет исходя из количества сотрудников:
V=35*N,
где N — число человек, находящихся в помещении одновременно.
Для жилых квартир и частных домов расчет должен производиться на основе объема жилых площадей:
V=2*S*H,
где: 2 — коэффициент кратности обмена воздуха за час; S — площадь жилых помещений; H — высота потолков.
Расчет сечения воздуховода
Сечение воздуховода для вентиляции измеряется в см². Основные магистральные воздуховоды бывают круглой и прямоугольной формы.
Площадь сечения трубы вычисляется по формуле:
Sсечен = V/(2,8*ω),
где: Sсечен — площадь сечения; V — объем воздуха (м³/ч); 2,8 — коэффициент для согласования единиц измерения; ω — скорость потока в магистрали (м/с).
Скорость воздуха, проходящего через магистраль, обычно составляет 2-3 м/с.
Зная площадь сечения воздуховода, можно рассчитать диаметр для круглого или ширину/высоту для прямоугольного. Если известна ширина, можно узнать высоту сечения и наоборот. Для круглого сечения диаметр рассчитывается по формуле √(4*Sсечен/π).
Количество и размер диффузоров
Теперь давайте рассмотрим, как определить количество и размеры диффузоров. Обычно размеры распылителей выбирают в 1.5-2 раза больше от площади сечения основной линии.
Определение количества диффузоров немного сложнее, так как оно рассчитывается по формуле:
N=V/(2820*ω*d²),
где: N — нужное количество диффузоров; V — расход воздуха (м³/ч); ω — скорость потока (м/с); d — диаметр диффузора (м) в случае круглой формы.
Для прямоугольного диффузора формула будет выглядеть так:
N=π*V/(2820*ω*4*a*b),
где: π — число Пи, a и b — размеры сечения.
Параметры производительности установки
Известны два ключевых параметра вентиляционного блока — мощность и уровень давления. Расчет мощности вентиляционной установки осуществляется по формуле:
P=ΔT*V*Cv/1000,
где: ΔT — разница температур воздуха на входе и выходе (°C); V — расход воздуха (м³/ч); Cv — теплоемкость воздуха (0.336 Вт*ч/м³*°C).
Уровень генерируемого давления определяется по характеристической кривой производительности основного вентилятора.
Этот показатель должен соответствовать аэродинамическому сопротивлению распределительной сети. Производители вентиляторов предоставляют графики этих характеристик в технической документации.
Кроме того, важно иметь общее представление о входном калорифере, который отвечает за нагрев поступающего воздуха. Это компонент вентиляционной системы, где реализуется нагрев воздуха. Например, воздух проходит через радиатор, в результате чего он нагревается.
Калорифер, в котором нагрев происходит через радиатор и обмен тепловой энерги с вытяжным потоком, называют рекуператором. Существуют как однообразные, так и секционные рекуператоры, позволяющие смешивать потоки воздуха с большой разницей температур на входе.
В заключение стоит отметить, что для вентиляционного блока рекомендуем использовать сеть с напряжением 380 В, что обеспечит надежное функционирование устройства любой мощности.
Специфика установки механической вентиляции
С установкой приточного вентиляционного устройства обычный мастер сможет справиться самостоятельно, не привлекая сторонних специалистов.
Тем не менее, стоит учитывать, что такие работы проводятся на значительной высоте, что может представлять опасность для новичков. Поэтому лучше доверить эту задачу опытным работникам, обладающим необходимыми инструментами и средствами безопасности для выполнения следующих этапов:
Галерея изображений
Этап 1: С помощью бурового устройства, оснащенного алмазной сверлильной головкой, проделывают отверстие в строительных материалах, таких как бетон, кирпич и камень. Диаметр отверстия должен соответствовать размеру воздуховода.
Этап 2: После завершения бурения необходимо тщательно очистить отверстие от пыли и мелких осколков, а затем аккуратно поместить в него воздуховод.
Этап 3: Для удобства проведения дальнейших работ отсоединяют корпус установки от системного блока.
Этап 4: Системный блок временно убирают в сторону, а корпус внимательно проверяют на прочность соединений, чтобы избежать необходимости исправлять их на высоте.
Этап 5: Страховочный канат, предназначенный для крепления корпуса, протягивают через воздуховод и перебрасывают в окно.
Этап 6: Внешнюю часть страховочного каната, закрепленного на корпусе, проводят в воздуховод снаружи здания.
Этап 7: Осторожно придерживая и подстраховывая канат, соединяют корпус с воздуховодом.
Этап 8: Аккуратно поворачивая корпус и направляя его к окну, помещают системный блок внутрь корпуса и фиксируют его закрытием.
