Снижение продуктивности, постоянное ощущение усталости, высокая раздражительность и частая необходимость в коротком отдыхе очень часто связаны с недостатком качественного воздухообмена. Тем не менее, все эти неприятности можно предотвратить с помощью правильной системы вентиляции и кондиционирования.
Полагаться исключительно на естественную вентиляцию нецелесообразно, так как она имеет множество недостатков. Нужно выбрать наиболее подходящий механический способ воздухообмена, оценив все его плюсы и минусы.
Давайте детально рассмотрим работу различных систем вентиляции и выясним, в каких ситуациях предпочтительно применять ту или иную систему.
Краткое содержание статьи
Причины необходимости вентиляции
Регулярное обновление воздуха помогает избежать различных заболеваний сердечно-сосудистой системы и нервной системы, уменьшить потливость, повысить концентрацию и предотвратить хронические патологии у людей с пониженной иммунной защитой.
Стандартные системы вентиляции способны:
- уменьшить уровень пыли и других мелких частиц в воздухе;
- создать комфортную рабочую температуру;
- удалять выхлопные газы и аллергены из помещения.
Конечно, можно просто открыть окна, но в таком случае в помещение проникнут пыль и загрязнённый воздух. Кроме того, в зимний период это приведёт к увеличению затрат на отопление. Составляемый сквозняками холодный воздух также отрицательно сказывается на здоровье.
Таким образом, естественная вентиляция не может полностью обеспечить качественный воздухообмен в помещениях.
Как осуществляется кондиционирование воздуха
Даже в летний период бывает сложно обеспечить нормальный обмен воздухом без использования специализированных устройств. Поэтому важно иметь в наличии дополнительное оборудование.
Летом воздух теплый и обладает высокой влажностью. Кондиционеры обеспечивают его очистку и понижение температуры. Подходящими являются сплит-системы, промышленные кондиционеры и чиллер-фанкойлы.
Зимой же воздух становится холодным и менее влажным. При этом необходимо учитывать фильтрацию. Важно подогревать и увлажнять воздух, что удачно выполняют калориферы, увеличивая температурный уровень до комфортного значения.
Этот процесс часто основан на смешивании: холодный воздух смешивается с теплым, а затем охлаждается в специальных камерах, куда подаются мелкие капли воды.
Существуют также помещения, которые требуют особого подхода к вентиляции. Например, в спортивных залах с бассейнами происходит постоянное испарение воды, что увеличивает уровень влажности.
Испарившаяся с бассейна вода оседает на стенах и потолке. Правильная вентиляция позволяет избежать чрезмерного увлажнения.
Для решения подобных проблем предназначены осушители. Однако у них есть недостаток — отсутствие вентиляции. Воздух остаётся в помещении, но уровень влаги уменьшается, что приводит к снижению содержания кислорода, что негативно отражается на самочувствии людей.
Механическая система удаления воздуха
Естественные системы вентиляции часто не обеспечивают необходимый обмен воздуха, поэтому возникает необходимость прибегать к искусственным. Основное отличие этих систем заключается в использовании механического принуждения.
Механические способы вентиляции применяются не только в промышленности, но и в жилых домах. Их работа основывается на электродвигателях, воздухонагревателях, вентиляторах и фильтрах.
Преимущества искусственных систем по сравнению с естественными:
- Эффективность. Способность перемещать большие объемы воздуха на значительные расстояния внутри помещения.
- Независимость от погодных условий. Обеспечивает функционирование системы в любое время года.
- Дополнительные функции. Возможность регулировки температуры и влажности, а также очистка воздуха от пыли и других загрязняющих частиц.
Механические системы делятся на канальные и бесканальные. В первых воздух проходит через специальные воздуховоды.
В бесканальных системах вентиляторы расположены в уникальных конструкциях, которые обеспечивают приток свежего воздуха.
В зависимости от конструкции механические системы бывают приточными, вытяжными и комбинированными.
Как устроена приточная система
Основная цель приточной вентиляции — обеспечить поступление свежего воздуха в помещение. Для максимальной эффективности более сложные модели оборудованы дополнительными компонентами для очистки и увлажнения воздуха.
Главный недостаток — отсутствие возможности забирать воздух, поэтому помещение не может полностью заполниться новыми воздушными массами.
Строение и работа конструкции
В стандартной системе установлен вентилятор, фиксируемый в оконной раме, который обеспечивает поступление свежего воздуха. В комнате повышается концентрация газов, и у отработанного воздуха не остаётся пространства, поэтому он уходит через специальные вытяжные отверстия.
Невозможно обойтись без приточного вентилятора, параметры которого включают мощность, эффективность подачи и давление в рабочей зоне. Длина и сложность каналов влияют на требования к техническим характеристикам вентилятора.
Кроме того, система включает:
- решётки;
- клапаны;
- воздуховоды;
- распределители;
- фильтры;
- нагреватели.
Фильтры предназначены для удаления механических частиц из поступающего воздуха: пыли, насекомых, мусора и других загрязнителей. Они могут обеспечить грубую, тонкую и очень тонкую фильтрацию. В зависимости от работы, фильтры бывают электростатичными, сухими и влажными.
Необходимо избегать контакта воздуховодов с посторонними предметами и влагой. Для этого требуется специальное покрытие.
Нагреватели или калориферы обеспечивают подогрев поступающего воздуха. Они бывают водяными и электрическими. Первые используют систему отопления, а вторые работают от электросети.
Дополнительные элементы могут включать:
- устройства для снижения уровня шума;
- осушители;
- рекуператоры;
- увлажнители;
- автоматизацию работы системы;
- и другие.
Приёмник воздуха следует размещать в чистом месте, защищённом от пыли, рядом с приточной камерой.
Где применяется данная система?
Механическая организация притока воздуха используется как в жилых, так и в промышленных зданиях. Она может обрабатывать всё помещение или его отдельные участки, например, рабочие места на производстве, обеспечивая подачу воздуха с оптимальными температурными условиями.
Кроме того, система создаёт специальные чистые зоны, даже если в других помещениях присутствуют высокие уровни токсичных веществ. Приточные системы могут также сочетаться с вытяжными и естественными вентиляционными системами.
Подробности о том, как правильно установить приточную вентиляцию, можно узнать, ознакомившись с данным материалом.
Приточная система характеризуется компактностью и практически бесшумной работой, а также простотой монтажа и обслуживания.
Особенности вытяжной вентиляции
Вытяжная система противоположна приточной, её задача — удалять загрязнённый воздух из помещения. Такие системы бывают целостными и собираемыми.
Строение и принцип действия
Вытяжная вентиляция популярна для обустройства жилых помещений, обеспечивая вывод отработанного или нагретого воздуха. Вытяжные решётки или клапаны чаще всего размещаются в верхней части комнаты, а свежий воздух поступает через специальные отверстия с улицы или из смежных помещений.
Система может быть установлена на определённом расстоянии или полностью изолировать источник загрязнения. Если возможно ограничить область выделения токсичных веществ, то эффективна будет местная вытяжная вентиляция, в противном случае — общая.
Ключевым элементом является вентилятор, эффективность работы всего устройства зависит от его мощности. Вытяжные устройства бывают низкого (скорость потока до 50 м/с), среднего (до 80 м/с) и высокого давления (до 200 м/с).
Основные элементы этого типа вентиляции:
- Вытяжные шкафы. Наиболее эффективные устройства, которые удаляют излишне влажный и горячий воздух, тяжёлые газы и пыль.
- Отсосы. Обеспечивают минимальное удаление воздуха с максимальным устранением вредных веществ, не отвлекая работника от выполнения своих задач.
- Вытяжные зонты. Предназначены для удаления поднимающихся вверх веществ, работающие на основе естественной или принудительной тяги.
- Вытяжные панели. Эффективны для удаления пыли и горячих опасных газов, часто используются на рабочих местах при сварке.
- Бортовые отсосы. Применяются для работы с большими объектами, которые удерживаются вертикально с помощью металлических шнуров или других крепежных элементов. Они имеют небольшой диаметр (менее 100 мм) и располагаются в стороне от места работы.
Вытяжная система предназначена прежде всего для удаления отработанного воздуха. Учитывая вышеперечисленные конструктивные элементы, данный тип вентиляции эффективен для локального воздухообмена.
Тонкости применения системы
Данная система вытяжной вентиляции идеальна для помещений, где уровень вредных веществ относительно низкий. Эти вещества могут поступать в воздух как в полном объеме, так и частично, с разных высот.
Целостная версия системы работает тише благодаря особенностям конструкции, в частности, корпуса.
Эта вентиляционная установка находит применение на складах, в магазинах, спортивных заведениях, оздоровительных учреждениях, а также в жилых пространствах. Она используется в производственных помещениях, где невозможно избежать выделения опасных химикатов. Система отлично гармонирует с естественными и приточными вентиляционными системами, действуя как локально, так и обеспечивая общий вывод отработанных воздушных масс.
При выборе системы необходимо внимательно изучить характеристики воздуха, который будет выводиться. Если в нем присутствует множество агрессивных компонентов, целесообразно выбрать вариант с защитным антикоррозийным покрытием.
Основы приточно-вытяжной вентиляции
Такой способ обновления воздуха в помещениях считается одним из самых эффективных, так как объединяет преимущества приточной и вытяжной вентиляции.
Главная задача при проектировании системы — добиться равновесия между объемами поступающего и удаляемого воздуха. Если поступающий воздух преобладает, это приводит к увеличению давления в помещении из-за высокой концентрации газов, а при превышении объема выводимого воздуха — к снижению этого давления.
Приточно-вытяжная система используется как в жилых помещениях, так и в промышленных.
Существует два основных типа приточно-вытяжной вентиляции. Первый — это система перемешивания, при которой чистый воздух попадает в пространство через специальные элементы, смешиваясь с уже имеющимися газами, и затем эвакуируется через клапаны.
Второй тип называется вентиляцией с применением давления. Установка такой системы происходит на уровне пола, где действуют основные физические законы: отработанный воздух, имеющий высокую температуру, вытесняется поступающим свежим воздухом, который выходит через решетки на потолке.
Свежий воздух поступает в низкую часть помещения и перемещается медленно, создавая комфортные условия для трудовой деятельности и отдыха в зоне, где находятся люди.
Для эффективной работы вытеснительной вентиляции свежий воздух должен быть более холодным, чем воздух в помещении. Для жилых помещений допустимое отклонение составляет 1-3 °C, а для промышленных объектов — 1-5 °C.
Необходимо контролировать температуру как поступающего, так и уже находящегося в помещении воздуха. При несоответствии указанным диапазонам может возникнуть конвективный поток.
К данному типу вентиляционных систем могут быть как положительные, так и отрицательные стороны. К преимуществам можно отнести возможность использовать их в промышленных зданиях, где часто выделяются токсичные вещества и высокие температуры, а также высокую эффективность работы.
Однако имеются и недостатки:
- требование к относительно большим площадям для установки приточных диффузоров;
- необходимость увеличения прилегающей территории;
- снижение эффективности системы из-за попадания посторонних предметов в диффузоры;
- повышение вертикального температурного градиента.
Последний параметр касается разницы температур газа в области действия и под потолком.
Если вы решили выбрать систему вытеснительной вентиляции, учтите расположение и мощность отопительных приборов, так как они влияют на взаимодействие воздушных потоков в помещении.
К примеру, воздух, который должен попасть в рабочую зону, может блокироваться теплыми потоками от радиаторов или обогревателей, что в результате приведет к перемешиванию, а не вытеснению воздуха.
Процесс перемешивания подразумевает вход воздуха в помещение через один или несколько каналов, тогда как отвод отработанных газов осуществляется по единому потоку.
В рабочей зоне скорость выбрасываемого воздуха зачастую на треть меньше, чем входящего.
Ключевым параметром в системе смешивания является эжекция, которая представляет собой взаимодействие различных сред, когда одна воздействует на другую. В данном случае это предполагает согласованность потоков воздуха, создаваемых диффузорами.
Эжекция определяет особенности системы вентиляции: например, перемешивание осуществляется при помощи струйных диффузоров с высоким значением коэффициента, а вытеснение требует устройств с низким коэффициентом.
Чтобы уменьшить количество сквозняков, когда разница температур воздуха выходит за допустимые пределы, диффузоры должны иметь высокий показатель эффективности.
Также важны скорость перемещения воздушных потоков и их температура. Для создания максимального комфорта газам необходимо двигаться не быстрее 0,18 м/с и иметь температуру в диапазоне 20-22 °C.
Скорость воздушного потока зависит от геометрии и назначения помещения, температуры в рабочей зоне и интерьера.
Острые отклонения указанных параметров могут негативно сказаться на здоровье и самочувствии людей, находящихся в помещении, в результате чего находиться там становится сложно, что препятствует продуктивной деятельности.
При проектировании вентиляционной системы важно учитывать наличие физических преград, таких как потолочные светильники, ярусы, перекрытия, колонны и так далее.
Как правило, поток свежего воздуха способен обойти препятствие, ширина которого не превышает 1/50 высоты потолка.
Аудитории представляют собой нестандартные пространства с большой рабочей зоной, значительным числом студентов и высокими потолками. Поэтому их вентилирование требует особого подхода.
Один из популярных способов предполагает подачу свежего воздуха непосредственно под сиденья слушателей. Считается, что при этом воздух будет нагреваться, подниматься к потолку и выводиться из помещения.
Тем не менее, практика показывает, что такой подход ошибочен, так как воздух ведет себя как жидкость. Сначала он накапливается внизу, а затем начинает подниматься.
Рациональное размещение диффузоров должно осуществляться в фронтальных частях аудиторий или учебных классов.
Даже самые точные расчеты и компьютерное моделирование не могут гарантировать абсолютную точность в предсказании направления перемещения воздуха. Важно учитывать количество и расположение диффузоров, размещение нагревательных приборов, преграды и прочие факторы.
Большинство исследований по размещению диффузоров показывают, что вентиляция смешиванием требует гибкого подхода. Например, эффективным считается размещение отверстий для вывода воздуха у входа в помещение, со стороны задних парт.
Но, если отводы поместить в других зонах аудитории, часто не удастся добиться желаемого результата. Правильный обмен воздуха предотвращает образование тепловой полосы и отработанного газа.
Мы также рекомендуем ознакомиться с другой статьей, в которой более подробно рассмотрен принцип работы приточно-вытяжной вентиляции. Для детального изучения переходите по ссылке.
Принцип работы местной вентиляции
Когда воздух поступает в определенные зоны или выталкивается оттуда, это называется местной вентиляцией, которая делится на приточную и вытяжную.
Местная приточная вентиляция требует значительно меньших затрат на установку и эксплуатацию по сравнению с общей. Она популярна в производственных помещениях, где необходимо быстрое обновление воздуха, что помогает снизить уровень влаги и температуры.
Чаще всего используется комбинация местной и общей вентиляции, когда один тип дополняет другой.
Местная вытяжная система также востребована в промышленных целях, предназначена для удаления токсичных веществ и понижения температуры в определенных небольших участках помещения. В более подробном виде о вентиляции в производственных помещениях мы рассказали в этой статье.
Такая вентиляция предотвращает негативные последствия, описанные ранее, и улучшает условия труда сотрудников, так как вредные элементы покидают помещение практически сразу после их образования.
Если работы по выделению токсичных веществ проводятся на всей территории или ее большей части, то эффективность местной вентиляции будет минимальной. Тем не менее, она все равно оправдана у мест с наибольшими проявлениями химикатов.
Заключение и полезное видео по теме
Предлагаем вашему вниманию видеоролик о местной вентиляции в помещениях с технологическим оборудованием:
В данном видео рассматриваются особенности проектирования вентиляционных систем, их варианты и нюансы монтажа.
Работу стандартной системы вентиляции демонстрирует еще одно видео:
Все системы вентиляции имеют свои уникальные особенности. При выборе следует учитывать множество факторов: от назначения помещения до наличия барьеров для воздушного потока. Однако внимательный подход поможет выбрать наиболее подходящую вентиляционную систему.
Если после изучения материала у вас остались вопросы или вы можете поделиться полезной информацией, оставляйте свои комментарии, задавайте вопросы и делитесь опытом в блоке под статьей.
