Вентиляция помещений: типы, виды, основы, расчет системы

Основы расчета вентиляции

Расчет вентиляции проводят в последовательности:

1) определяют необходимый воздухообмен в помещении;

2) выбирают вид вентиляции – естественная, механическая или совмещенная;

3) определяют схему воздухообмена в помещении (места удаления и притока воздуха);

4) конструируют схемы вентиляционных систем исходя из схемы воздухообмена помещений;

5) подбирают оборудование для обработки воздуха (для очистки от загрязнений, для нагрева, при необходимости – для увлажнения или осушки);

6) проводят расчет потерь давления при транспортировке воздуха;

7) выбирают оборудование для транспортировки воздуха – вентиляторы для механических систем вентиляции, для систем естественной вентиляции при необходимости подбирают дефлекторы.

Исходными данными для расчета воздухообмена в помещениии являются:

1) нормируемые микроклиматические параметры воздуха рабочей зоны помещения на постоянных и непостоянных рабочих местах во время трудовой деятельности (температура, влажность, скорость движения воздуха, содержание вредных веществ, ионизация и др.) в зависимости от назначения помещения;

2) расчетные параметры наружного воздуха;

3) виды вредных выделений в помещении и их количество (тепло, влага, вредные вещества и др.);

4) размеры и форма помещения, расположение рабочих мест.

Параметры воздуха рабочей зоны помещения принимаются по нормативным документам в зависимости от назначения помещения и вида работ, выполняемых в нем.

Допустимые и оптимальные параметры воздуха рабочей зоны в помещениях в зимний и в летний период должны обеспечиваться системами вентиляции и кондиционирования воздуха в пределах расчетных климатических параметров наружного воздуха. Параметры наружного воздуха при проектировании систем вентиляции и кондиционирования воздуха следует принимать в соответствии с нормами (СНиП 2.04.05-91 «Отопление, вентиляция и кондиционирование», СНиП 23-01-99 «Строительная климатология») в зависимости от периода года и места расположения объекта.

Для теплого периода года:

– для систем вентиляции, воздушного душирования и кондиционирования третьего класса – параметры «А» (температура, °С, наружного воздуха обеспеченностью 0,95; удельная энтальпия, кДж/кг; скорость ветра – минимальная из средних скоростей ветра по румбам за июль, но не менее 1 м/с);

– для систем кондиционирования первого класса – параметры «Б» (температура наружного воздуха обеспеченностью 0,99; удельная энтальпия; скорость ветра – минимальная из средних скоростей ветра по румбам за июль, но не менее 1 м/с);

– для систем кондиционирования второго класса следует принимать температуру наружного воздуха для теплого периода года на 2°С и удельную энтальпию на 2 кДж/кг ниже установленных для параметров Б.

Для холодного периода года для систем вентиляции, воздушного душирования, систем кондиционирования – параметры «Б» (температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92; удельная энтальпия; скорость ветра – максимальная из средних скоростей ветра по румбам за январь, но не менее 1 м/с).

Для переходных условий года параметры наружного воздуха следует принимать:

– для систем вентиляции – температуру 8 °С и удельную энтальпию 22,5 кДж/кг; допускается принимать параметры, определяемые в пределах использования неподогретого наружного воздуха для притока;

– для систем кондиционирования – параметры, при которых кондиционер не расходует теплоту и холод.

Количество воздуха, необходимое для обеспечения нормативных параметров воздушной среды в рабочей зоне, следует определять расчетным методом отдельно для холодного, теплого и переходного периодов, учитывая неравномерность поступления и распределения вредных веществ, тепла и влаги в объеме помещений, в частности:

– в помещениях с тепловыделениями расчет ведется по избыткам явного тепла;

– в помещениях с тепло- и влаговыделениями расчет ведется по избыткам явного тепла, влаги, скрытого тепла с учетом необходимого предупреждения конденсации влаги на поверхностях строительных конструкций и оборудования;

– в помещениях с одновременным выделением в воздух нескольких вредных веществ расчет ведется по тому веществу, которое требует наибольшего расхода воздуха для обеспечения его ПДК (при однонаправленном действии вредных веществ расход воздуха определяется по каждому веществу с последующим их суммированием);

– в помещениях с одновременным выделением вредных веществ, тепла и влаги расчет ведется по каждому виду производственных выделений.

Также производится расчет расхода приточного воздуха для обеспечения норм взрывопожарной безопасности.

Для проектирования систем вентиляции и кондиционирования воздуха используются результаты расчета с наибольшим расходом вентиляционного воздуха.

Количество выделяющихся в помещениях вредных веществ, тепла и влаги принимают по данным технологической части проекта, нормам технологического проектирования или паспорта на технологическое оборудование.

При отсутствии необходимых сведений проводятся исследования по оценке валовых выделений вредных веществ, тепла и влаги от технологического оборудования, работающего с полной нагрузкой в натурных или лабораторных условиях. Допускается использование результатов натурных исследований на аналогичных предприятиях или данных, полученных путем расчетов, что должно быть отражено в проекте. Отдельные расчетные зависимости для определения количества выделяющихся в помещениях тепла, влаги и вредных веществ приведены в разделах 5.3 и 5.4.

Определение количества воздуха, необходимого для обеспечения регламентированных параметров воздушной среды в рабочей зоне по кратности воздухообмена, не допускается, за исключением случаев, обоснованных нормативными документами, утвержденными в установленном порядке

При проектировании естественной и механической вентиляции в производственных помещениях расход наружного воздуха на одного работающего следует принимать в соответствии с СП 2.2.1.1312-03 «Гигиенические требования к проектированию вновь строящихся и реконструируемых промышленных предприятий», см. табл. 5.2.

Минимальный расход, м 3 /ч, наружного воздуха на одного человека

Помещения (участок, зона) Помещение
С естественным проветриванием Без естественного проветривания
Производственные
Общественные и административного назначения* 20**
* Норма наружного воздуха приведена для рабочих помещений кабинетов, офисов общественных зданий административного назначения. В других помещениях общественного назначения норму наружного воздуха следует принимать по требованиям соответствующих нормативных документов. ** Для помещений, в которых люди находятся не более двух часов непрерывно. Примечание – Нормы установлены для людей, находящихся в помещении более двух часов непрерывно

Расчет расхода приточного воздуха

Расход воздуха L (при плотности приточного и удаляемого воздуха, равной 1,2 кг/м ):

Читайте также:
Производительность вытяжки для кухни: расчет мощности по формуле и площади

а) по избыткам явной теплоты:

, м 3 /ч, (5.1)

где – расход воздуха, удаляемого из обслуживаемой или рабочей зоны помещения системами местных отсосов, и на технологические нужды, м 3 /ч; Q – избыточный явный тепловой поток в помещение, Вт; c – теплоемкость воздуха, равная 1,2 кДж/(м 3 ·°С); – температура воздуха в обслуживаемой или рабочей зоне помещения, удаляемого системами местных отсосов, и на технологические нужды, °С; – температура воздуха, удаляемого из помещения за пределами обслуживаемой или рабочей зоны, °С; – температура воздуха, подаваемого в помещение, °С; в формуле (5.1) – составляющая теплоты, удаляемой вместе с воздухом местных отсосов и технологических нужд;

б) по массе выделяющихся вредных или взрывоопасных веществ:

, м 3 /ч , (5.2)

где – расход воздуха, удаляемого из обслуживаемой или рабочей зоны помещения системами местных отсосов, и на технологические нужды, м 3 /ч; – расход каждого из вредных или взрывоопасных веществ, поступающих в воздух помещения, мг/ч; – концентрация вредного или взрывоопасного вещества в воздухе, удаляемом из обслуживаемой или рабочей зоны помещения, мг/м 3 ; – концентрация вредного или взрывоопасного вещества в воздухе, удаляемом за пределами обслуживаемой или рабочей зоны помещения, мг/м 3 ; – концентрация вредного или взрывоопасного вещества в воздухе, подаваемом в помещение, мг/м 3 ; в формуле (5.2) – масса веществ, удаляемых вместе с воздухом местных отсосов и технологических нужд.

При одновременном выделении в помещении нескольких вредных веществ, обладающих эффектом суммации действия, воздухообмен следует определять суммируя расходы воздуха, рассчитанные по каждому из этих веществ;

в) по избыткам влаги (водяного пара):

, м 3 /ч , (5.3)

где – расход воздуха, удаляемого из обслуживаемой или рабочей зоны помещения системами местных отсосов, и на технологические нужды, м 3 /ч; W – избытки влаги в помещении, г/ч; – влагосодержание воздуха, удаляемого из обслуживаемой или рабочей зоны помещения системами местных отсосов, и на технологические нужды, г/кг; – влагосодержание воздуха, удаляемого за пределами обслуживаемой или рабочей зоны помещения, г/кг; – влагосодержание воздуха, подаваемого в помещение, г/кг; в формуле (5.3) – часть влаги, удаляемой вместе с воздухом местных отсосов и технологических нужд.

Для помещений с избытком влаги следует проверять достаточность воздухообмена для предупреждения образования конденсата на внутренней поверхности наружных ограждающих конструкций при расчетных параметрах «Б» наружного воздуха в холодный период года;

г) по избыткам полной теплоты:

, м 3 /ч ; (5.4)

где – расход воздуха, удаляемого из обслуживаемой или рабочей зоны помещения системами местных отсосов, и на технологические нужды, м 3 /ч; – избыточный полный тепловой поток в помещение, Вт; – удельная энтальпия воздуха, удаляемого из обслуживаемой или рабочей зоны помещения системами местных отсосов, и на технологические нужды, кДж/кг; – удельная энтальпия воздуха, удаляемого из помещения за пределами обслуживаемой или рабочей зоны, кДж/кг; – удельная энтальпия воздуха, подаваемого в помещение, кДж/кг; в формуле (5.4) – часть полной теплоты, удаляемой вместе с воздухом местных отсосов и технологических нужд;

д) по нормируемой кратности воздухообмена:

, м 3 /ч, (5.5)

где – объем помещения, м 3 (для помещений высотой 6 м и более следует принимать , где A – площадь помещения, м 2 ); n – нормируемая кратность воздухообмена, ч -1 ;

е) по нормируемому удельному расходу приточного воздуха:

, м 3 /ч; (5.6)

, м 3 /ч, (5.7)

где A – площадь помещения, м 2 ; k – нормируемый расход приточного воздуха на 1 м 2 пола помещения, м 3 /(ч м 2 ); N – число людей (посетителей), рабочих мест, единиц оборудования; m – нормируемый удельный расход приточного воздуха на 1 чел., на 1 рабочее место, на 1 посетителя или единицу оборудования, м 3 /ч,

В формулах (5.1—5.4) параметры воздуха , , следует принимать равными расчетным параметрам в обслуживаемой или рабочей зоне помещения (минимальные из допустимых параметров в соответствии с разд. 2 СанПиН 2.2.4.548-96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений»), – равной ПДК в рабочей зоне помещения.

Расход воздуха для обеспечения норм взрывопожарной безопасности следует определять по формуле (5.2). При этом в формуле (5.2) и следует заменить на , мг/м 3 , где – нижний концентрационный предел распространения пламени по газо-, паро- и пылевоздушной смесям).

Виды систем вентиляции, их назначение и устройство

Вентиляция в разной форме присутствует практически во всех зданиях и помещениях. В большинстве случаев она устраивается для выполнения определенных целей, но иногда возникает спонтанно, вследствие природных факторов. Для чего нужна, какие принципы устройства, нюансы и виды систем вентиляции – рассмотрим эти вопросы подробнее.

Для чего нужны системы вентиляции

Основное назначение вентиляции – организация воздухообмена. Она предназначены для подачи необходимого количества свежего воздуха и удаления загрязнений вместе с вытяжным. Тоже самое запотевание окон зимой — следствие плохой вентиляции.

Виды вентиляции помещений зависят в первую очередь от назначения самих объектов. По этому принципу системы бывают:

  • производственными;
  • для общественных зданий;
  • для жилых помещений.

Виды систем вентиляции таких типов выполняют немного разные роли. Если системы для жилых и общественных зданий в первую очередь призваны подать необходимое количество кислорода вместе с наружным воздухом и удалить продукты дыхания людей, то производственная вентиляция часто рассчитывается для удаление вредных веществ в первую очередь, с компенсацией удаляемого воздуха наружным.

Кроме сферы применения системы вентиляции воздуха классифицируется и по другим параметрам

Виды вентиляции

Виды вентиляции в зданиях в первую очередь разделяются по направлению движения. Они бывают приточные и вытяжные. В общем объем приточного и вытяжного воздуха должен быть равным. Это соотношение называется воздушным балансом. Он необходим для того, чтобы удаляемое количество воздуха полностью замещалось свежим, иначе возникает разряжение или наоборот повышенное давление в связи с большим поступлением наружного воздуха выдавливает его через щели в окнах и неплотности в дверях.

Читайте также:
Как выбрать вытяжку для кухни: разновидности и подбор мощности

Размещение приточной и вытяжной системы зависит от требований к помещениям. Необязательно в каждой комнате или помещении устраивает и приток, и вытяжку. Например, виды вентиляции в жилых домах бывают с таким размещением оборудования, что вытяжка проводится в технических помещениях (ванна, туалет, кухня), а приток подается в жилые комнаты. Движение воздуха от приточных устройств к вытяжным проходит через щели под дверьми или через специально устроенные в них решетки.

Кроме направление движения, вентиляция классифицируется на такие типы:

  • по механизму побуждения воздуха на естественные и искусственные (механические);
  • по обслуживаемым зонам на общеобменные и местные.

Естественные

Виды естественной вентиляции в первую очередь классифицируются на приточные и вытяжные. Фактически, существует только естественная вытяжная вентиляция, которая работает под действием разницы давления атмосферного воздуха и воздуха в помещении. А приток возникают уже как эффект замещения удаляемого воздуха, он происходит в результате разрежения воздуха в помещении.

Схема вентиляции естественного типа включает себя в основном вертикальные вентиляционные каналы в стенах, которые должны быть достаточной длины для того чтобы возникала тяга. Какие системы часто используются в жилых многоэтажных домах или частных коттеджах.

Виды вентиляции производственных помещений также включают в себя естественные системы в разной комбинации. Также в таких зданиях широко применяется аэрация, которая по сути представляет собой проветривание при устройстве оконных или вентиляционных проемов с разных сторон здания.

Раньше в основном приточная вентиляция в естественных системах происходила через неплотности в окнах и дверях под действием вытяжки, но с распространением вакуумных стеклопакетов и энергоэффективных окон такой механизм практически исчез. Из-за этого вентиляция работает неправильное, ее не хватает. Для решения проблемы при отсутствии централизованных систем применяют приточные клапаны в окнах или стенах которые позволяют подать некоторое количество воздуха в жилые комнаты для дыхания людей.

Механические

Искусственная вентиляция отличается от естественной тем, что для приведения воздуха в движение используют механические устройства. Это электрические вентиляторы разных типов и устройств. Вентиляторы бывают:

  • радиальные, в которых рабочее колесо двигается в одной плоскости с потоком воздуха;
  • осевые – рабочее колесо перпендикулярно потоку воздуха.
Можно выделить такие виды искусственной вентиляции:
  • приточные;
  • вытяжные;
  • приточно-вытяжные

Если первые два типа характерны и для естественных систем, приточно-вытяжная – это сугубо область механических. Их особенность том, что оборудование для обоих веток одно и то же.

Механические системы включают себя не только вентиляторы, но большое количество другого оборудования: фильтры, нагреватели (электрические и водяные), тепловые насосы, клапаны, демпферы, решетки. Оно необходимо для регуляции потока воздуха, очистки и его нагрева.

Виды механической вентиляции также классифицируется по компоновке системы. Это может быть как сборная система, когда вентилятор и все остальные элементы подбираются отдельно и собираются уже на объекте, так и моноблочные, когда все эти элементы собираются на заводе в один корпус (тепло и звукоизолированный) и поставляется на объект. Первый вид дешевле и гибче, но моноблочные устройства удобнее в монтаже. Они не требуют дополнительной настройки. Чаще всего они поставляются со встроенной автоматикой.

Приточно-вытяжные

Рассмотрим отдельно приточно-вытяжные системы. Это относительно новый тип, который разработан для повышения энергоэффективности оборудования. Назначение систем вентиляции такого типа аналогично приточным и вытяжным. Основное отличие — все элементы (в первую очередь вентиляторы) скомпонованы в одном устройстве и взаемосвязаны при функционировании.

Существуют две большие группы таких систем:

  • без рекуперации;
  • с рекуперацией:
    • с пластинчатым (перекрестноточным рекуператором);
    • с роторным рекуператором;
    • с фреоновым тепловым насосом в качестве рекуператора;
    • с гликолевым рекуператором.

Устройства без рекуперации мало отличаются от отдельных приточных и вытяжных систем, в основном — подобранными вентиляторами для обеспечения одинакового расхода воздуха. Устройства с рекуперацией тепла — современное и эффективное оборудование, особенность в том, что компоновка оборудования для обеих веток в одном корпусе позволяет уменьшить потребление энергоресурсов.
Рекуперация – это возврат тепла из вытяжного воздуха обратно в помещение. При работе обычной системы вытяжной воздух удаляются из комнаты, безвозвратно унося тепло. А подаваемый в помещение наружный холодный воздух в зимний период требует постоянного нагрева. Это приводит к перерасходу энергоресурсов на отопление. Рекуперация позволяет частично решить эту проблему. Тепло из удаляемого воздуха с помощью рекуператоров передается приточному.

Пластинчатые рекуператоры

Пластинчатые (перекрестные, перекрестноточные), в которых воздух двигается в специальном пакете из алюминиевых, бумажных или медных пластин, где приток и вытяжка не смешивается. Второе название появилось из за направления движения воздуха — они как бы перекрещиваются. Отличаются средней эффективностью около 80%.

Роторные рекуператоры

Роторные приточно-вытяжные установки. В них смонтирован ротор из материала с хорошей теплоемкостью, который медленно вращается по оси, расположенной между приточной и вытяжной ветками. Во время вращения часть ротора нагревается от вытяжного воздуха. Нагретая часть ротора при вращении перемещается в приточную зону и передает тепло проходящему там холодному воздуху. Наиболее эффективные системы. В некоторых случаях она может превышать 90%.

Рекуператоры с тепловым насосом

Редко, но все же применяются системы с тепловым насосом. В них используется компрессор и теплообменники, которые расположены в приточных и вытяжных ветках. Компрессор как бы перекачивает тепло из вытяжной зоны в приточную. Чаще всего применяются для бассейнов, так как позволяют организовать удаление влаги.

Гликолевые рекуператоры

С гликолевым рекуператором. По конструкции схожи с тепловым насосом, только тепло переносит из вытяжной ветки в приточную не фреон, а теплоноситель — смесь гликоля и воды. Их эффективность не очень высокая (до 50%) и по этому показателю они проигрывают роторным и пластинчатым. Применяют в основном для больших систем.

Читайте также:
Вентиляция в кафе и ресторане своими руками: нормы и расчеты

Эффективность рекуперации зависит и от вида оборудования, и от особенностей эксплуатации. Также влияние на этот параметр имеет температура и влажность воздуха и в приточной, и вытяжной системе. Чаще всего она находится в пределах 70-80%, но иногда и 40-50% уже дает существенную экономию в энергоресурсах.

Схема вентиляция в доме чаще всего предусматривает пластинчатый рекуператор реже роторный. Тепловые насосы нашли свое распространение в вентиляционных установках для бассейнов. Виды производственной вентиляции, которые используют рекуперацию включают себя все озвученные системы.

Местные

Назначение местной вентиляции – обслуживание определенной зоны в помещении. Она используются для того, чтобы уменьшить потребность в воздухе и удешевить систему. Например, вытяжной зонт над обычной домашней кухонной вытяжкой является местной вентиляцией. Какие виды вентиляции существуют? Местные системы бывают таких разновидностей:

  • Вытяжные зонты над бытовыми и промышленными кухонными плитами, вытяжка над сварочным постами, станками и другим промышленным оборудованием.
  • Воздушные души, которые являются местной приточной системой и подают необходимое количество воздуха в рабочую зону. Например, на рабочее место в цеху.

Применение местных систем позволяет сократить затраты на оборудование и на нагрев воздуха.

Общеобменные

Общеобменная система, в отличие от местной, обслуживает весь объем помещения или здания. Например, виды вентиляции в частном доме в большинстве своем общеобменные. Они могут быть как механические, так и естественные. В общеобменных системах важно правильно распределить воздух, для этого нужно знать особенности помещения и расположение рабочих зон.

Вытяжку чаще всего устраивает в верхней зоне, потому что теплый загрязненный воздух чаще поднимается под потолок откуда его легче удалить. Но в некоторых системах вытяжку необходимо устраивать возле пола. Это относится к производствам, где возникают тяжелые газы. В том же самом гараже угарный газ опускается к полу.

Принудительная система вентиляции в доме также должна учитывать расположение, людей рабочих мест, кроватей и мест отдыха.

Рассмотренные назначение и классификация систем вентиляции позволяют в общем сориентироваться в этой важной инженерной сети и подобрать для своих целей оптимальное оборудование.

Системы вентиляции: виды, устройство, назначение

Что такое вентиляция

Вентиляция — это движение воздуха в помещении. В любое здание воздух поступает с улицы. Попадая внутрь комнаты, воздух наполняется различными веществами: углекислым газом от нашего дыхания, пылью, химическими выделениями от предметов, шерстью животных и т.п. Этот уже загрязненный воздух движется к вытяжке и выводится через нее наружу. В это время в комнату поступает новая порция свежего воздуха снаружи, которая также уйдет в вытяжку. Весь этот процесс называется вентиляцией.

Климатическое оборудование, которое обеспечивает правильное функционирование описанного процесса, тоже называется вентиляцией. Она бывает естественной и механической, канальной и компактной, приточной и вытяжной и много какой еще. Обо всех типах вентиляции и их особенностях рассказано ниже. А пока давайте разберемся, насколько важна вентиляция в квартире или доме.

Зачем нужна вентиляция?

Именно благодаря вентиляции в комнате складывается здоровый и комфортный микроклимат, а именно:

1. Нормализуется уровень углекислого газа
Углекислый газ присутствует в помещении всегда: ведь мы его выдыхаем! Вопрос только в том, каково его количество. Излишне накапливаясь, углекислый газ оказывает негативное воздействие на человеческий организм. Он мешает полноценному снабжению крови и органов кислородом. Мозг начинает “лениться”, и мы чувствуем усталость, вялость, становимся невнимательными. С высокой концентрацией углекислого газа связано также ощущение духоты.

Хорошая вентиляция обеспечивает постоянное обновление воздуха. Поступающий с улицы воздух сменяет воздух в комнате вместе с накопившимся в нем углекислым газом. В таком помещении не душно и комфортно находиться.

2. Нормализуется влажность
Правильная вентиляция предполагает, что излишне влажный воздух из помещений своевременно уходит в вытяжку. Это исключает образование вечно влажных участков в углах и на стенах, где активно растет плесень.

Система вентиляции может также обладать дополнительными функциями. Например, фильтрация воздуха позволяет устранить из воздуха загрязнения еще на входе в помещение и сделать воздух здоровым и безопасным. А функция подогрева в вентиляции предотвращает опасность простудиться от холодного воздуха с улицы.

Если вентиляционная система плохая

Если есть нарушения в работе притока или оттока воздуха, то:

В комнате будет накапливаться углекислый газ

Последствия: ощущение духоты, повышенная утомляемость, вялость, потеря концентрации. А еще в душной комнате трудно как следует выспаться.

Баланс влажности может нарушаться

Если воздух застаивается, то влага в нем может накапливаться. Плохая вентиляция — частая причина сырости и образования плесени.

В воздухе накапливаются загрязнения

Пыль, шерсть животных, споры плесени, антропотоксины, вредные химические выделения из мебели (например, формальдегид) — все это «обогащает» воздух в условии плохой вентиляции и в конечном счете попадает в наш организм через легкие.

Поэтому важно подобрать качественную вентиляцию, которая справится с потребностями в воздухообмене и обеспечит комфортный микроклимат.

Виды вентиляции

Виды систем вентиляции по месту размещения

Для большого загородного дома подойдет одна система вентиляции, для маленькой городской квартиры — другая. Или, например, рациональная в условиях офиса канальная вентиляция просто-напросто не поместится в хрущевской пятиэтажке.

Как определиться, какой вид вентиляции подойдет для Вашего дома, офиса, квартиры? Все зависит от площади, конфигурации, местонахождения и назначения комнат или кабинетов, для которых Вы подбираете вентиляционную систему. И, конечно, немаловажную роль играет Ваш бюджет. Купить систему вентиляции — значит, сделать долгосрочное вложение в собственный комфорт и комфорт своих близких. Так что выбирать тип вентиляции стоит тщательно.

Системы вентиляции. Классификация, расчет, эксплуатация и обслуживание систем

Для создания благоприятной среды, оптимальной температуры и влажности во всех жилых и производственных помещениях используют системы вентиляции. В зависимости от способа циркуляции воздуха, предназначения, конструкции исполнения и области применения системы вентиляции делят на типы. Чтобы быть уверенным в целесообразности применения той или иной системы для конкретного помещения, необходимо ознакомиться с основными видами, функциями и назначением вентиляционных систем.

Читайте также:
Калориферы для приточной вентиляции: водяные и электрические

Правильное обустройство системы вентиляции — залог здорового микроклимата в доме

Классификация систем вентиляции

Различают следующие типы вентиляционных систем:

В зависимости от способа перемещения воздушных потоков:

  • с естественным побуждением (естественная вентиляция);
  • с механическим побуждением (принудительная вентиляция).

В зависимости от назначения:

  • приточная вентиляция;
  • вытяжная вентиляция;
  • комбинированная вентиляция.

Приточно-вытяжная вентиляционная система с рекуператором, установленным в подвальном помещении

В зависимости от обслуживающей зоны помещения:

  • местная система вентиляции;
  • общеобменная система вентиляции;
  • аварийная вентиляция;
  • противодымная вентиляция.

В зависимости от конструктивного исполнения:

  • наборная;
  • моноблочная.

Рекуператор, встроенный в наружную стену дома — простое решение поступления чистого воздуха в помещение

Естественные системы вентиляции

К естественной относят систему вентиляции воздуха, не оснащенную электрическим оборудованием. Циркуляция воздуха в такой системе осуществляется вследствие разности давления и температуры наружного воздуха и воздуха внутри помещения, а также давления ветра. Для многоэтажного строительства устраивают вертикальные вентиляционные воздуховоды, которые в месте выхода в помещениях (кухня, санузел) закрывают вентиляционными решетками. Каналы вентиляции выводят за крышу и устанавливают на них дефлекторы (аэродинамические устройства), способствующие усилению вывода воздуха посредством силы ветра. Поступление свежего потока воздуха обеспечивают неплотности дверей и окон, а также открытое их положение. Движение воздушных потоков в схеме системы вентиляции естественного типа происходит снизу вверх.

Схема движения воздуха при естественной вытяжной вентиляции

Естественная система вентиляции помещения, с одной стороны, надежна и долговечна, так как не имеет механизмов и автоматики, с другой – высока зависимость системы от природных факторов (температуры воздуха, наружной скорости потока воздуха), есть риск засорения воздуховодов. Помимо этого, с повсеместным использованием в помещениях герметичных конструкций пластиковых окон, снизился объем приточного потока.

Принудительные системы вентиляции

В случае, когда естественная вентиляция не способна обеспечить требуемый воздухообмен, применяют системы вентиляции с механическим побуждением. За счет использования в схемах таких установок различных устройств, как вентилятор, рекуператор, фильтр и т.д., перемещение потока воздуха происходит вне зависимости от метеоусловий. Кроме того, принудительные системы способны очищать, нагревать или охлаждать подаваемый воздух, регулировать скорость потока. Системы искусственного воздухообмена достаточно эффективны, но более затратные в эксплуатации и зависят от подачи электроэнергии. Принудительные установки снабжены автоматическим управлением.

Конструкция рекуператора для принудительной вентиляции помещений

В схеме комбинированной системы могут быть предусмотрены вентиляторы вытяжного потока, встраиваемые в воздуховоды кухни и/или санузла. Причем вентиляторы могут быть наделены искусственным интеллектом (таймером, гидростатом, датчиком движения), что также поможет избежать лишнего расхода электроэнергии. В то время, когда устройство автоматически отключается, приток воздуха осуществляется естественным путем. Иногда для увеличения притока воздуха используют оконные или стеновые приточные клапаны.

Полезный совет! Комбинированные системы позволяют снизить расходы на электроэнергию и обеспечить необходимый уровень воздухообмена .

Грамотный расчет эффективности той или иной вентиляционной системы производится специалистом.

Схема движения воздуха при комбинированной приточно-вытяжной вентиляции

Приточные и вытяжные системы вентиляции

Приточная система вентиляции обеспечивает приток наружного воздуха внутрь помещения. С помощью различных устройств, входящий воздух подвергается очищению, увлажнению, нагреву или охлаждению. Вытяжка загрязненного воздуха происходит с помощью вытяжных систем вентиляции. Работа приточной и вытяжной установки должна основываться на расчете сбалансированности воздухообмена.

Статья по теме:

Воздуховоды для вентиляции. Монтаж, эксплуатация и обслуживание систем. Материалы для изготовления. Способы соединения элементов системы. Очистка и дезинфекция систем воздуховодов.

Имеет место использование вентиляции только приточного типа или, наоборот, только вытяжного. В зависимости от зоны вентилирования в помещении, приточная и вытяжная вентиляции могут быть местными (сосредоточены в конкретном месте) или общеобменными (обслуживают все помещение).

Принцип общеобменной приточно-вытяжной вентиляции

Вентиляции местного и общеобменного типа

Система вентиляции, обслуживающая определенную зону в помещении, является местной вентиляцией. Местная приточная вентиляции обеспечивает свежим воздухом определенное место в помещении, к примеру — рабочую зону, тогда как местная вытяжная вентиляция работает на выведение загрязненного воздуха в местах его концентрации. Применение систем местной вентиляции в основном производственное, как вариант бытового использования местной вытяжной вентиляции – вытяжка над кухонной плитой.

Общеобменная система вентиляции осуществляет воздухообмен всего помещения. Как и местная, общеобменная система вентиляции может быть в двух вариантах – приточная и вытяжная. Приточная общеобменная система выполняется механическим способом, так как почти всегда есть необходимость в очищении и подогреве приточного воздуха. А вытяжная общеобменная вентиляция может быть с естественным побуждением (если иного не требуют нормы) или оснащаться простыми устройствами для вывода загрязненного воздуха.

Местная вытяжная вентиляция работает на выведение загрязненного воздуха в местах его концентрации

Наборные и моноблочные вентиляционные системы

Наборная вентиляционная система – это отдельные элементы и устройства для вентиляции, собранные по схеме в одну систему. Преимущество такой системы вентиляции состоит в том, что ее можно компоновать блоками и устройствами по индивидуальному выбору и для разных по назначению и площади помещений. Обязательным является то, что схема и расчет систем вентиляции в наборном варианте должны выполняться профессионалом.

При моноблочной системе вентиляции все устройства и элементы процесса сосредоточены в одном корпусе (моноблоке), оснащенном шумоизоляцией. Набор устройств в моноблочной установке может быть различным, но зачастую туда входит рекуператор тепла. Среди достоинств – легкость и быстрота установки системы вентиляции, минимум расходных материалов, низкий уровень шума. Все устройства собираются и проходят испытания на этапе их производства, поэтому моноблочные системы достаточно эффективны.

Наборная вентиляционная система

Воздушная система отопления и вентиляции

Воздушное отопление одно из современных перспективных видов отопления помещений. Схема такой системы отопления имеет ряд преимуществ:

  • объединение функции отопления и вентиляции;
  • безопасный режим работы;
  • высокие санитарно-гигиенические показатели;
  • использование в работе разных теплоносителей.
Читайте также:
Естественная система вентиляции домов и квартир: устройство, расчет

Принцип работы рекуператора с подогревом приточного воздуха

Системы воздушного отопления выполняют одновременно работу по отоплению и вентиляции. В период подачи отопления они работают с применением рециркуляции воздуха. Учитывая имеющиеся в помещении источники тепла, установки воздушного отопления могут быть оснащены электрическим или водяным калорифером. Воздушное отопление работает благодаря приточной системе вентиляции с калорифером, нагревающимся от системы центрального отопления. Наличие автоматического управления позволяет выбрать необходимый режим работы и регулировать температуру отапливаемого помещения. Воздушные системы отопления, совмещенные с вентиляцией, вполне способны обеспечить теплом все обслуживаемое помещение.

Расчет вентиляционных систем

Результатом расчета вентиляции должна быть надежная и удобная в управлении система вентиляции, обеспечивающая требуемый воздухообмен с малым уровнем шума. Многие при расчете пользуются подготовленными калькуляторами для автоматического подбора параметров вентиляционной установки.

Воздушные системы отопления, совмещенные с вентиляцией, способны обеспечить теплом весь дом

Полезный совет! При расчете вентиляции требуется обязательное руководство государственными стандартами и правилами, выраженными в СНиП 41- 01-2003, а также соответствующими санитарно-гигиеническим требованиями.

Расчет системы вентиляции объединяет в себе несколько этапов. Рассчитывается воздухообмен (производительность по воздуху), определяется в метрах кубических в единицу времени (час). Для расчета составляется схема всего объекта с указанием размеров и назначения каждого помещения. Воздухообмен рассчитывается по двум показателям: количество людей и кратность.

  • Расчет производительности по количеству людей:

L (необходимый воздухообмен) = Lnorm х N, где

Lnorm – нормативный расход на 1 человека;

N – количество человек.

Пример местной вытяжной вентиляции — кухонная вытяжка

  • Расчет по кратности:

L (необходимый воздухообмен) = n х H х S, где

n – кратность (нормативная) воздухообмена;

H – высота помещения, м;

S – площадь помещения, м².

Значение n для жилых объектов 1-2, для офисных 2-3.

Из полученных значений воздухообмена для вентиляции принимается большее.

Расчет воздуховодов производят после того, как составлена схема сети воздуховодов. Такая схема должна учитывать длину сети и расчетный воздухообмен во всех помещениях. По схеме воздуховодов рассчитывают параметры воздуховодов и распределителей воздуха.

Расчет воздуховодов производят после того, как создана схема системы вентиляции

  • Формула вычисления площади сечения (расчетной) воздуховода:

Sс = L х 2,778 / V, где

Sс — площадь (расчетная) сечения, см²;

2,778 – коэффициент соразмерности (часы/секунды, метры/сантиметры);

L – расход воздуха, проходящего через воздуховод, м³/ч;

V – скорость воздуха, м/с.

Металлопластиковое окно со встроенным воздушным клапаном для естественной вентиляции

  • Формула расчета площади сечения (фактической):

для круглого сечения:

для прямоугольного сечения:

S = A х B / 100, где

S – площадь сечения, см²;

D – диаметр круглого сечения, мм;

А, В – высота и ширина прямоугольного сечения, мм.

При расчете вентиляции специалисты руководствуются государственными стандартами и соответствующими санитарно-гигиеническим требованиями

Следующим этапом является расчет сопротивления воздухораспределительной сети. В расчете необходимо учесть каждый элемент сети. Выполняется специалистами с помощью определенной программы или калькулятора для параметров вентиляции.

Далее рассчитывается мощность нагревательного элемента (калорифера).

  • Формула расчета мощности калорифера (P, кВт):

P = ΔT х L х Cу / 1000, где

ΔT – разность температур на входе и выходе калорифера, ºС;

Cу – теплоемкость воздуха (принимаем равной 0,336 Вт·ч/м³/ ºС);

L – производительность по воздуху, м³.

Придерживаясь в расчетах требований СНиП, можно минимизировать затраты на все элементы вентиляционной установки и ее эксплуатацию. Современные вентиляционные приточные системы снабжены выносным пультом автоматического управления, что позволяет регулировать воздухообмен и подбирать оптимальный режим работы. Автоматическое управление регулирует температуру воздуха в помещении, скорость вентилятора, а также осуществляет контроль работы калорифера.

Современные вентиляционные системы снабжены выносным пультом автоматического управления

Полезный совет! Выбирая вентиляционную систему, отдавайте предпочтение установкам с цифровой системой автоматики. На дисплее пульта такого управления отображается информация о работе всей вентиляционной системы.

Более современные системы автоматического управления позволяют контролировать загрязненность фильтра, функционировать по таймеру, осуществлять управление увлажнителем воздуха.

Испытания вентиляционных систем, их эксплуатация и обслуживание

Как только будут завершены работы по монтажу, выполняются испытания систем вентиляции. Проведение испытаний документально подтверждается Актом выполненных работ.

Своевременная чистка вентиляционной системы необходима для ее правильного функционирования

В индивидуальные испытания оборудования включаются следующие мероприятия:

  • контроль соответствия смонтированного оборудования требованиям СНиП;
  • испытания смонтированных установок в режиме холостого хода в течение четырех часов непрерывного функционирования. В этот этап включаются испытания пусковых устройств, уровень нагрева электродвигателей, качество сальников, контроль сборки и монтажа.

Испытания вентиляционных установок проводят, когда объект еще не введен в эксплуатацию. Так как распределители воздуха устанавливаются самыми последними, испытания проводятся без них. Если система работает исправно, то при их подключении работа будет нормальной. В акте отражается, что испытания системы проводились без подключения воздухораспределителей. Контрольные замеры при испытаниях проводит независимая лаборатория, имеющая соответствующую аккредитацию.

Монтаж вентиляционной системы осуществляется специалистами

Правильная эксплуатация систем вентиляции требует проведения таких мероприятий:

  • запланированный осмотр и устранения неисправностей вентиляционной установки;
  • своевременная замена сломанных креплений вытяжных решеток;
  • замена фильтров:
  • очистка систем вентиляции от засоров;
  • дезинфекция воздуховодов.

Необходимые сведения по видам систем вентиляции, их эксплуатации и обслуживанию помогут в выборе оптимального оборудования для необходимого воздухообмена в помещении.


Типы систем вентиляции

Вентиляция помещений классифицируется по следующим основным признакам:

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.

Читайте также:
Обратный клапан для вентиляции своими руками

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 стеклопакеты с приточными клапанами, 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.

Приточная, вытяжная и общеобменная вентиляция

Приточные системы – один из видов механической вентиляции, служат для подачи в вентилируемые помещения чистого воздуха взамен удаленного. Приточный воздух, как правило, подвергается специальной обработке (очистке, нагреванию, увлажнению и т.д.) с помощью соответствующего дополнительного оборудования.

Вытяжная вентиляция удаляет из помещения (цеха, корпуса) загрязненный или нагретый отработанный воздух. В общем случае в помещении предусматриваются как приточные системы вентиляции, так и вытяжные системы. Их производительность должна быть сбалансирована с учетом возможности поступления воздуха в смежные помещения или из смежных помещений. 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 проемы или удаляется из данного помещения наружу, или перетекает в смежные помещения. Как приточная, так и вытяжная вентиляция может устраиваться на рабочем месте (местная вентиляция), или для всего помещения (общеобменная вентиляция).

Местной вентиляцией называется такая вентиляция, при которой воздух подают на определенные места (местная приточная вентиляция) и загрязненный воздух удаляют только от мест образования вредных выделений (местная вытяжная вентиляция).

Местная вентиляция требует меньших затрат, чем общеобменная вентиляция. В производственных помещениях при выделении вредных газов, влаги, теплоты и т.д. обычно применяют смешанную систему вентиляции – общую во всем объеме помещения и местную (местные притоки) для подачи свежего воздуха к рабочим местам.

Местную вытяжную вентиляцию применяют, когда места выделения вредных веществ и выделений в помещении локализованы и можно не допустить их распространении по всему помещению. Местная вытяжная вентиляция в производственных помещениях обеспечивает улавливание и отвод вредных выделений: газов, дыма, пыли и частично выделяющегося от оборудования тепла.

Для вытяжки на местах применяются местные отсосы (укрытия в виде шкафов, зоны, бортовые отсосы, завесы, укрытия в виде кожухов у станков и др.)
Местные вытяжные системы вентиляции, как правило, весьма эффективны, так как позволяют удалять вредные вещества непосредственно от места их образования или выделения, не давая им распространиться в помещении. Благодаря отводу значительной концентрации вредных веществ (паров, газов, пыли), обычно удается достичь хорошего санитарно-гигиенического эффекта при небольшом объеме удаляемого воздуха.
Однако местные системы вентиляции не могут решить всех задач вентилирования. Не все вредные выделения могут быть локализованы этими системами. Например, когда вредные выделения рассредоточены на значительной площади или в объеме, подача воздуха в отдельные помещения не может обеспечить необходимые условия воздушной среды. То же самое, если работа производится на всей площади помещения или ее характер связан с перемещениями и т.д.

Общеобменная вентиляция

Общеобменные системы вентиляции – как приточные, так и вытяжные, предназначены для осуществления вентиляции в помещении в целом или в значительной его части. Общеобменные вытяжные системы относительно равномерно удаляют воздух из всего обслуживаемого помещения, а общеобменные приточные системы подают воздух и распределяют его по всему объему вентилируемого помещения.

Общеобменная приточная вентиляция

Общеобменная приточная вентиляция устраивается для ассимиляции избыточного тепла и влаги, разбавления вредных концентраций паров и газов, не удаленных местной вентиляцией и общеобменной вытяжной вентиляцией, а также для обеспечения расчетных норм и свободного дыхания человека в рабочей зоне.

При отрицательном тепловом балансе, то есть 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.

Общеобменная вытяжная вентиляция

Простейшим типом общеобменной вытяжной вентиляции является отдельный вентилятор (обычно осевого типа) с электродвигателем на одной оси, расположенный в окне или в отверстии стены. Такая установка удаляет воздух из ближайшей к вентилятору зоны помещения, осуществляя лишь общий воздухообмен.

В некоторых случаях установка имеет протяженных вытяжной воздуховод. Если длина вытяжного воздуховода превышает 30-40 м и соответственно потери давления в сети составляют более 30-40 кг/кв. м., то вместо осевого вентилятора устанавливается вентилятор центробежного типа. Когда вредными выделениями в цехе являются тяжелые газы или пыль и нет тепловыделения от оборудования, вытяжные воздуховоды прокладывают по полу цеха или выполняют в виде подпольных каналов.

Читайте также:
Ремонт вентиляции квартиры и дома: ОКПД, диагностика, обслуживание

В промышленных зданиях, где имеются разнородные вредные выделения (теплота, влага, газы, пары, пыль и т.п.), и их поступление в помещение происходит в различных условиях (сосредоточенно, рассредоточено, на различных уровнях и т.п.), часто невозможно обойтись какой-либо одной системой, например, местной вентиляцией или общеобменной. В таких помещениях для удаления вредных выделений, которые не могут быть локализованы и поступают в воздух помещения, применяют общеобменные вытяжные системы.

Канальная и безканальная вентиляция

Системы вентиляции либо имеют разветвленную сеть воздуховодов для перемещения воздуха (канальные системы), либо каналы-воздуховоды могут отсутствовать, например, при установке вентиляторов в стене, в перекрытии, при естественной вентиляции и т.д. (безканальные системы).

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 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.

Вентиляция перемешиванием и вентиляция вытеснением

Различают два основных, часто встречающихся типа вентиляции: вентиляция перемешиванием и вентиляция вытеснением.

Перед тем как более подробно рассмотреть эти два типа, необходимо рассмотреть наиболее часто используемые термины, характеризующие качество воздуха.

Эффективность вентиляции – это величина, показывающая, как быстро загрязнённый воздух удаляется из помещения.
Она определяется отношением концентрации вредных примесей, содержащихся в вытяжном воздухе к концентрации вредных примесей в помещении.
Эффективность вентиляции часто используется для качественной оценки способности системы обеспечивать комфортные условия по чистоте воздуха. Данный показатель находится в зависимости от геометрии помещения, взаимоположения приточных и вытяжных отверстий и плотности распределения источников вредных примесей в помещении.
Вентиляция вытеснением позволяет получить значения эффективности вентиляции свыше 100%, в то время как при вентиляции перемешиванием они не превышают 100%.

Данный параметр характеризует скорость замещения воздуха в помещении.
Он зависит от условий раздачи воздуха в помещении, расположения и размеров диффузоров, расположения источников тепла и т.д.
При применении метода вытеснения, возможно, получить значения коэффициента воздухообмена от 50 до 100%, в то время, как при вентиляции перемешиванием они не превышают 50%.

Это наиболее эффективный метод, традиционно используемый при вентиляции промышленных объектов. Кроме того, данный метод вентиляции нашел широкое применение в так называемых системах комфортной вентиляции. При правильно рассчитанной схеме этот метод позволяет эффективно удалять излишки тепловыделений и достигнуть максимальной эффективности вентиляции.
Для более подробного описания данного метода необходимо выделить следующие понятия: рабочая зона и прилегающая зона

Рабочая зона

Часть комнаты занимаемая или используемаялюдьми.
Рабочей зоной принято считать пространство отстоящее на 50 см от стен и оконных проемов, и от 10 см до 180 см над полом.

Прилегающая зона

Это пространство вокруг приточного низкоскоростного диффузора, где им создаётся определённая локальна скорость воздуха. Для систем комфортной вентиляции принято считать, что локальная скорость воздуха в прилегающей зоне не должна превышать 0,2 м/с.
Такие требования предъявляются с целью максимально возможного уменьшения прилегающей зоны вокруг диффузоров.

Скорость воздуха и температура

При вентиляции вытеснением воздух подаётся на нижний уровень и течёт в рабочую зону с малой скоростью. Приточный воздух должен быть несколько холоднее, чем окружающий воздух помещения для работы принципа вытеснения.
Дл комфортных систем, температура подаваемого воздуха должна быть на 1 °C ниже комнатной температуры, а для промышленных или специальных систем эта величина составляет от 1 до 5 °C.
При слишком низкой температуре на притоке, всегда возникает риск образования т.н. конвекционных потоков.

Преимущества и недостатки

Вентиляция вытеснением очень удобна для применения в промышленности, где много вредных примесей и тепловыделений.
Правильно спроектированные системы для вентиляции вытеснением обеспечивают очень хорошее качество воздуха, но данный принцип имеет некоторые ограничения:

  • Приточные диффузоры требуют больше места;
  • Приточные диффузоры по ошибке могут чем-нибудь накрыть;
  • Прилегающая зона становится гораздо больше;
  • Вертикальный температурный градиент становится очень высоким.

При проектировании данных систем необходимо также учитывать взаиморасположение по высоте и мощности отопительных устройств, которые влияют на динамику воздушных потоков внутри помещения. При сочетании с посторонними токами воздуха помещения, неравномерный нагрев по высоте в некоторых случаях вызывает смещение нагретых слоёв воздуха вниз. На практике, это приводит к функционированию вентиляционной системы по другому принципу – перемешиванию

При вентиляции перемешиванием приточный воздух одним или несколькими потоками подается в рабочую зону, вовлекая в движение большое количество воздуха внутри помещения. Рабочая зона лежит в зоне возвратного потока, где скорость воздуха составляет 70%от скорости основного воздушного потока.

Длина струи

Под длиной струи принимается расстояние от воздухораспределителя до сечения воздушной струи ,в котором скорость ядра потока снижается до 0,2 м/с.

Эжекция

Эжекция это способность диффузоров подмешивать в струю прилегающий воздух помещения.
Диффузоры струйного типа (где воздух закручивается проходя на большой скорости через сопла)-являются яркими примерами приточных устройств с высокой степенью эжекции. Диффузоры для вентиляции вытеснением имеют низкую степень эжекции.
Для устранения ощущения сквозняка при температуре приточной струи ниже комнатной температуры необходимо использовать приточные диффузоры с высокой степенью эжекции.

Читайте также:
Вытяжка для кафе в жилом доме и требования к вентиляции

Настилающий эффект

При расположении отверстия вентиляции в достаточной близости от плоской поверхности, выходящий ток воздуха отклоняется в её сторону и стремится течь непосредственно по поверхности. Этот эффект возникает вследствие образования разряжения между струёй и поверхностью, а так как нет возможности подмеса воздуха со стороны поверхности то струя отклоняется в её сторону.
Для возникновении настилающего эффекта расстояние между приточным отверстием и потолком не должно превышать 30 см.

Скорость воздуха и температура

Приемлема скорость воздуха в рабочей зоне зависит от таких факторов как: температура в помещении, род деятельности в помещении, внутренний интерьер. Отмечено, что ощущение сквозняка устраняется, при скорости воздуха меньше 0,18 м/с и температуре от 20 до 22 °C.

Препятствия

Воздушный поток, вероятно, изменит направление при наличии препятствий свисающих с потолка, таких как светильники, перекрытия и др. Если выступ не превышает 2% от высоты потолка, то воздушная струя, обогнёт препятствие.

“ИНТЕХ” – инжиниринговая компания. На нашем ресурсе air-ventilation.ru Вы можете узнать необходимую информацию и получить коммерческое предложение.

Отзывы о компании ООО “ИНТЕХ”:

Информация, размещенная на сайте, носит ознакомительный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой.

© 2003-2021 ИНТЕХ – Вентиляция и кондиционирование. Контакты

Расчёт вентиляции

Вентиляция служит для поддержания достаточного количества свежего чистого воздуха в помещении и для удаления отработанного загрязненного воздуха из помещения. Кроме того, вентиляция обеспечивает движение воздуха в помещении, что способствует устранению лишней влаги, сырости, застойного воздуха и накопившихся запахов. Для того, чтобы подобрать все необходимые комплектующие, требуется произвести расчёт системы вентиляции.

Расчёт приточной вентиляции

Расчёт приточной вентиляции выполняется для каждого из помещений в отдельности. Алгоритм расчёта зависит от назначения помещения. Так, для офисных помещений, фойе и переговорных будут применены различные зависимости.

В первую очередь, выполняя расчёт приточной вентиляции, следует обратиться к нормативным документам — сводам правил (СП) для рассматриваемого типа объекта:

  • СП 44.13330.2011 — Административные и бытовые здания
  • СП 54.13330.2016 — Здания жилые многоквартирные
  • СП 56.13330.2011 — Производственные здания
  • СП 57.13330.2011 — Складские здания
  • СП 113.13330.2016 — Стоянки автомобилей
  • СП 118.13330.2012* — Общественные здания и сооружения
  • СП 278.1325800.2016 — Здания образовательных организаций высшего образования

В сводах правил приведены таблицы кратностей воздухообмена для различных помещений. Например, согласно п. 7.31 СП 118.13330.2012 кратность воздухообмена в магазине должна быть не менее 1. Напомним, что кратность воздухообмена показывает, сколько раз воздух в помещении должен смениться за один час. Следовательно, чтобы провести расчёт приточной вентиляции нужно определить объём помещения магазина.

Предположим, площадь магазина составляет 50 м 2 , высота потолков 3 метра. Тогда объем помещения составит 150 м 3 , а требуемый расход приточного воздуха будет равен 150·1=150 м 3 /ч.

Для других типов объектов в нормах может быть указана не кратность воздухообмена, а расход воздуха, приходящийся на одного человека. Так, согласно таблице 7.3 СП 118.13330.2012 в зрительных залах кинотеатров расход воздуха на одного зрителя должен быть не менее 20 м 3 /ч. В этом случае расчёт приточной вентиляции будет заключаться в подсчёте числа зрителей и умножении полученного значения на 20 м 3 /ч. Для зрительного зала вместимостью 300 человек получим: 300·20 = 6000 м 3 /ч.

Расчёт вытяжной вентиляции

Расчёт вытяжной вентиляции также ведётся с учетом требований сводов правил, список которых приведён выше. Например, однократный воздухообмен в магазине будет означать, что производительность вытяжной системы также должна составлять 1 объём помещения в час (150 м 3 /ч для рассмотренного магазина).

Однако при расчёте вытяжной вентиляции есть одна особенность. В «чистых» помещениях (офисы, кабинеты, переговорные, жилые комнаты и другие помещения с постоянным пребыванием человека) рекомендуется, чтобы расход вытяжного воздуха был на меньше расхода приточного воздуха. Это делается для того, чтобы «лишний» воздух уходил в смежные помещения — в коридоры и технические помещения. Тем самым обеспечивается защита от перетекания запахов из смежных помещений и жилые и офисные зоны.

Кроме того, на любом объекте есть помещения, где предусматривается только вытяжка — санузлы, душевые, технические помещения, гардеробы и другие. Как правило, нормы предписывают устраивать для них отдельные вытяжные системы. При этом расчёт вытяжных систем ведётся исходя из следующих цифр:

  • Вытяжка от одного унитаза: 50 м 3 /ч
  • Вытяжка от одной раковины: 25 м 3 /ч
  • Вытяжка от одной душевой кабинки: 75 м 3 /ч
  • Вытяжка из технических помещений: 1 крат.

Расчёт приточно-вытяжной вентиляции

Расчёт приточно-вытяжной вентиляции сводится к расчёту приточной и вытяжной систем вентиляции по отдельности. Далее, функцию двух систем может выполнять один агрегат — приточно-вытяжная установка.

Приточно-вытяжные установки обычно применяют для общеобменных систем вентиляции. Учитывая преобладание притока над вытяжкой, о котором говорилось выше, в таких установках расход приточного воздуха больше, чем вытяжного. Кроме того, аэродинамическое сопротивление приточной системы всегда выше, чем вытяжной ввиду наличия секций фильтрации, нагрева, а иногда и охлаждения. Поэтому вытяжные вентиляторы, как правило, предусматриваются меньшей мощности, нежели приточные.

Наконец, выполняя расчёт приточно-вытяжной вентиляции, можно сэкономить, предусмотрев рекуператор тепла. Это устройство, которое передаёт тепло от вытяжного воздуха приточному. В зимнее время рекуператор способен достаточно сильно прогреть приточный воздух за счёт вытяжного и, как следствие, существенно снизить мощность нагревателя.

Например, в приточной системе вентиляции требуется нагреть 1000 м 3 /ч воздуха с ‑26°С до +20°С. Мощность нагревателя составит 0,335·1000·(20-(-26)) = 15,3 кВт.

Предположим, в рекуператоре удалось нагреть приточный воздух до температуры +7°С. Тогда нагревателю останется лишь догреть его до искомых +20°С. Мощность такого нагревателя составит 0,335·1000·(20-7)=4,3 кВт. Таким образом, применение рекуператора позволило понизить энергозатраты системы на 11 кВт или на 72%.

Читайте также:
Приточно-вытяжная вентиляция в квартире своими руками

Расчёт естественной вентиляции

Суть естественной вентиляции — обеспечение естественного воздухообмена в помещении. Приточная естественная вентиляция обычно представляет собой открытые окна. Естественная вытяжная вентиляция — это шахта, которая поднимается на определенную высоту. Чем выше — тем сильнее тяга, и тем интенсивнее будет работать естественная вентиляция в целом.

Естественная вентиляция. 1 — вытяжная решетка, 2 — открытое окно, 3 — вытяжная шахта.

Расчёт естественной вентиляции позволяет определить сечение вытяжной шахты и, при необходимости, высоту подъёма этой шахты. В ходе расчёта определяется располагаемое гравитационное давление (тяга), подбирается сечение, рассчитываются аэродинамические потери и проверяется условие, чтобы потери не превышали тягу.

Располагаемое гравитационное давление определяется по формуле:

где g — ускорение свободного падения (g=9,81 м/с 2 ); h — высота шахты (м); ρН — плотность наружного воздуха (принимается для +5°С равной 1,27 кг/м 3 ); ρВ — плотность внутреннего воздуха (принимается для +18°С равной 1,21 кг/м 3 ).

Площадь сечения шахты рассчитывается исходя требуемого расхода и скорости воздуха. Скорость воздуха задаётся самостоятельно, рекомендуется принимать не более 1,5 м/с, желательно — 1 м/с.

где L — расход воздуха (м 3 /ч), v — скорость воздуха (м/с).

По полученной площади сечения шахты определяется длина А и ширина В сечения (так, чтобы A·B ≈S) для прямоугольных шахт или диаметр круглых шахт (D=корень(4·S/p)).

Далее определяется аэродинамическое сопротивление шахты ΔРШ, включая сопротивление вытяжной решетки в помещении и дефлектора на улице. Оно должно быть как минимум на 10% меньше располагаемого гравитационного давления ΔРГ:

Если это условие не выполняется, следует принять меньшую скорость движения воздуха в шахте (это позволит снизить ΔРШ) или увеличить высоту шахты (это позволит увеличить ΔРГ).

Расчёт воздуховодов вентиляции

Расчёт воздуховодов вентиляции сводится к определению сечения воздуховодов — сторон прямоугольных воздуховодов или диаметра круглых. Расчёт сечения вентиляции ведётся по формуле:

где L — расход воздуха (м 3 /ч), v — скорость воздуха (м/с). Скорость воздуха в системах принудительной вентиляции принимается:

  • До 15 м/с в системах противодымной вентиляции
  • До 6 м/с в магистральных воздуховодах общеобменной вентиляции
  • До 4 м/с в ответвлениях от магистральных воздуховодов общеобменной вентиляции.

Далее для прямоугольных воздуховодов подбираются такие размеры проходного сечения А и В, чтобы А·В≈S. Кроме того, А и В должны быть кратны 50 миллиметрам. Например, для S=0,07 м 2 можно предложить А=350мм и В=200 мм или А=300 мм и В=250 мм.

Для круглых воздуховодов выполняется расчёт диаметра вентиляции D: D=корень(4·S/p).

Далее принимается ближайший больший диаметр воздуховода из ряда стандартных диаметров: 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 650, 800, 1000 миллиметров. Более подробно о стандартных диаметрах круглых воздуховодов читайте в отдельном материале.

Например, для той же площади сечения S = 0,07 м 2 получим D ≈ 300 мм. Ближайший больший круглый воздуховод имеет диаметр 315 миллиметров — именно его и следует принять.

Более подробно о видах воздуховодов и их классификации читайте в отдельной статье.

Пример расчёта вентиляции

В качестве примера рассмотрим небольшой офис компании, включающий ресепшен (2 рабочих места) и три кабинета (4, 6 и 8 рабочих мест и по 2 места для посетителей в каждом из них). Напомним, что на каждое постоянное рабочее место требуется 60 м 3 / ч, на каждого посетителя — 20 м 3 /ч. Расход приточного воздуха для такого объекта составит:

  • Для ресепшена — 2·60 = 120 м 3 /ч
  • Для кабинета 1 — 4·60+2·20 = 280 м 3 /ч
  • Для кабинета 2 — 6·60+2·20 = 400 м 3 /ч
  • Для кабинета 3 — 8·60+2·20 = 520 м 3 /ч

Общий расход приточного воздуха составит 120+280+400+520 = 1320 м 3 /ч.

Примем скорость воздуха v = 4 м/с. Получим площадь сечения S = 1320/(3600·4) = 0,092 м 2 . Примерно такую площадь сечения имеет круглый воздуховод диаметром 400 мм. Но такой диаметр считается слишком большим, рекомендуется применять прямоугольные воздуховоды.

Среди прямоугольных воздуховодов можно предложить, например, 400×250 мм — именно такого типоразмера далее следует подбирать вентилятор, шумоглушители, воздухонагреватель, фильтр и другие элементы приточной системы вентиляции.

Кстати, рассчитаем мощность воздухонагревателя для данной системы (нагрев с −26°С до +18°С):

Заключение

Расчёт вентиляции следует выполнять в соответствии с требованиями Сводов Правил и иных нормативных документов РФ. В ходе расчёта определяется производительность систем, сечение воздуховодов, подбираются все элементы, входящие в состав той или иной системы.

Юрий Хомутский, технический редактор журнала «Мир климата»

Как рассчитываются параметры вентиляционных систем

Проектирование вентиляции жилого, общественного или производственного здания проходит в несколько этапов. Воздухообмен определяется исходя из нормативных данных, используемого оборудования и индивидуальных пожеланий заказчика. Объем проекта зависит от типа здания: одноэтажный жилой дом или квартира рассчитываются быстро, с минимальным количеством формул, а для производственного объекта требуется серьёзная работа. Методика расчета вентиляции строго регламентирована, а исходные данные прописаны в СНиП, ГОСТ и СП.

Этапы

Подбор оптимальной по мощности и стоимости системы воздухообмена проходит пошагово. Порядок проектирования очень важен, так как от его соблюдения зависит эффективность работы конечного продукта:

  • Определение типа вентсистемы. Проектировщик анализирует исходные данные. Если требуется проветрить небольшое жилое помещение, то выбор падает на приточно-вытяжную систему с естественным побуждением. Этого будет достаточно, когда расход воздуха небольшой, вредных примесей нет. Если требуется рассчитать большой венткомплекс для завода или общественного здания, то предпочтение отдаётся механической вентиляции с функцией подогрева/охлаждения приточки, а если понадобится, то и с расчётом по вредностям.
  • Анализ выбросов. Сюда входит: тепловая энергия от осветительных приборов и станков; испарения от станков; выбросы (газы, химикаты, тяжёлые металлы).
  • Расчет воздухообмена. Задача систем вентилирования – удаление из помещения избытков тепла, влаги, примесей с равновесной или чуть отличающейся подачей свежего воздуха. Для этого определяется кратность воздухообмена, согласно которой подбирается оборудование.
  • Подбор оборудования. Производится по полученным параметрам: требуемый объем воздуха на приточку/вытяжку; температура и влажность внутри помещения; наличие вредных выбросов, подбираются вентустановки или готовые мультикомплексы. Самый важный из параметров – объём воздуха, необходимый для поддержания проектной кратности. Фильтры, калориферы, рекуператоры, кондиционеры и гидравлические насосы идут как дополнительные устройства сети, обеспечивающие качество воздуха.
Читайте также:
Калориферы для приточной вентиляции: водяные и электрические

Расчёт выбросов

Объём воздухообмена и интенсивность работы системы зависят от двух этих параметров:

K1 – загрузочный коэффициент 0,7-0,9

Т – температура воды, 0 С

F-площадь поверхности испарения, м 2 ;

Рн1, Рн2 – парциальные давления насыщенного водяного пара при определенной температуре воды и воздуха в помещении, Па;

РБ – давление барометрическое. Па.

Используя данные, полученные в результате вычисления вредных выделений, проектировщик продолжает рассчитывать параметры вентиляционной системы.

Вычисление воздухообмена

Специалисты используют две основные схемы:

  • По укрупненным показателям. В данной методике не предусматриваются вредные выбросы, такие как тепло и вода. Условно назовем его «Способ №1».
  • Метод с учётом избытков тепла и влаги. Условное название «Способ №2».

Способ №1

Единица измерения – м 3 /ч (кубические метры в час). Применяют две упрощенные формулы:

L=K ×V(м 3 /ч); L=Z ×n (м 3 /ч), где

K – кратность воздухообмена. Отношение объёма приточки за одни час, к общему воздуху в помещении, крат в час;
V – объём помещения, м 3 ;
Z – значение удельного обмена воздуха за единицу верчения,
n – количество единиц измерения.

Подбор вентрешёток осуществляется по специальной таблице. При подборе также учитывается средняя скорость прохождение потока воздуха по каналу.

Таблица выбора размеров вентиляционных решёток

Способ №2

При расчёте учитывается ассимиляция тепла и влаги. Если в производственном или общественном здании избыток тепла, то используется формула:

где ΣQ – сумма тепловыделений от всех источников, Вт;
с – тепловая ёмкость воздуха, 1 кДж/(кг*К);
tyx – температура воздуха, направленного на вытяжку,°С;
tnp – температура воздуха, направленного на приточку,°С;
Температура воздуха, направленного на вытяжку:

где tp.3 – нормативная тем-ра в рабочей зоне, 0 С;
ψ- коэффициент увеличение температуры, зависящий от высоты измерения, равный 0,5-1,5 0 С/м;
Н – длина плеча от пола до середины вытяжки, м.

Когда технологический процесс предполагает выделение большого объема влаги, то используется другая формула:

где G – объём влаги, кг/ч;
dyx и dnp – содержание воды на один килограмм сухого воздуха приточки и вытяжки.

Существует несколько случаев, более подробно описанных в нормативной документации, когда требуемые воздухообмен определяется по кратности:

k – кратность смены воздуха в помещении, раз в час;
V – объём помещения, м 3 .

Расчёт сечения

Площадь поперечного сечения воздуховода измеряется в м 2 . Её можно посчитать по формуле:

где v – скорость воздушных масс внутри канала, м/с.

Различается для основных воздуховодов 6-12 м/с и боковых придатков не более 8 м/с. Квадратура влияет на пропускную способность канала, нагрузку на него, а также уровень шума и способ монтажа.

Расчёт потерь давления

Стенки воздуховода не гладкие, и внутренняя полость не заполнена вакуумом, поэтому часть энергии воздушных масс при движении теряется на преодоления этих сопротивлений. Величина потери рассчитывается по формуле:

где ג – сопротивление трению, определяется, как:

Формулы, приведенные выше, являются правильными для каналов круглого сечения. Если воздуховод квадратный или прямоугольный, то существует формула приведения к эквиваленту диаметра:

где a,b – размеры сторон канала, м.

Мощность напора и двигателя

Напор воздуха от лопастей H должен полностью компенсировать потери давления P, при этом создавая расчётное динамическое Pд на выходе.

Мощность электрического двигателя вентилятора:

Подбор калорифера

Часто отопление интегрируется в систему вентиляции. Для этого используются калориферы, разные виды рекуператоров, а также метод рециркуляции. Выбор устройства осуществляется по двум параметрам:

  • Qв – предельный расход тепловой энергии, Вт/ч;
  • Fk – определение поверхности нагрева для калорифера.

Расчёт гравитационного давления

Применяется только для естественной системы вентилирования. С его помощью определяется её производительность без механического побуждения.

Подбор оборудования

По полученным данным о воздухообмене, форме и размере сечение воздуховодов и решёток, количестве энергии для обогрева подбирается основное оборудование, а также фитинги, дефлектор, переходники и другие сопутствующие детали. Вентиляторы подбираются с запасом мощности под пиковые периоды работы, воздуховоды с учетом агрессивности среды и объёмов вентилирования, а калориферы и рекуператоры – исходя из тепловых запросов системы.

Ошибки при проектировании

На этапе создания проекта нередко встречаются ошибки и недоработки. Это может быть превышенный шумовой фон, обратная или недостаточная тяга, задувание (верхние этажи многоэтажных жилых домов) и другие проблемы. Часть из них можно решить и после завершения монтажа, с помощью дополнительных установок.

Яркий пример низкоквалифицированного расчета – недостаточная тяга на вытяжке из производственного помещения без особо вредных выбросов. Допустим, вентканал заканчивается круглой шахтой, возвышающейся над крышей на 2 000 – 2 500 мм. Поднимать её выше не всегда возможно и целесообразно, и в подобных случаях используется принцип факельного выброса. В верхней части круглой вентшахты устанавливается наконечник с меньшим диаметром рабочего отверстия. Создаётся искусственное сужение сечения, которое влияет на скорость выброса газа в атмосферу – она многократно увеличивается.

Пример проекта

Методика расчёта вентиляции позволяет получить качественную внутреннюю среду, правильно оценив негативные факторы, её ухудшающие. В компании «Мега.ру» работают профессиональные проектировщики инженерных систем любой сложности. Мы оказываем услуги на территории Москвы и соседних областей. Также компания успешно занимается удалённым сотрудничеством. Все способы связи указаны на странице «Контакты», обращайтесь.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: