Устройство приточно вытяжной вентиляции жилого дома
Система приточно-вытяжной вентиляции может обеспечить свежим воздухом даже очень большое помещение. Ведь приток воздуха и удаление «отработанной» воздушной массы происходит за счет принудительной конвекции. Причем приточно-вытяжная система может прокачать сквозь вентилируемое пространство любой объем воздуха. Но на практике воздухообмен ограничивается лишь 2-3 объемами вентилируемого помещения. Иначе такая схема получится чрезмерно энергозатратной.
Словом, приточно-вытяжная система имеет и неоспоримые достоинства, и некоторые недостатки. Поэтому в данной статье мы рассмотрим некоторые нюансы обустройства подобной схемы воздухообмена, позволяющие нивелировать ее недостатки и возвысить положительные качества.
Подобная система воздухообмена функционирует по следующему принципу:
- Воздух забирается с улицы с помощью приточного компрессора. При этом он фильтруется и подогревается до комнатной температуры.
- Далее чистый и подогретый поток перетекает по приточным воздуховодам к вентиляционным решеткам, впускающим поток в комнату.
- Отток воздуха осуществляется с помощью вытяжного компрессора, генерирующего разряжение в особом воздуховоде, подключаемом к заборной вентиляционной решетке.
Такая схема приточно вытяжной вентиляции гарантирует максимально комфортный режим воздухообмена при сохранении приличной скорости реализации процесса. Ведь при должных габаритах канала воздуховода и нужном количестве вентиляционных решеток в помещение можно «закачать» (или выкачать) любой объем воздуха.
При этом степень и скорость воздухообмена определяется производительностью компрессоров, технические характеристики которых определяются по потребностям пользователя. В итоге с помощью такой схемы мы сможем обустроить вентиляцию в помещении действительно любых размеров.
Однако в силу вышеописанной схемы работы, помимо высокой производительности, такая система демонстрирует еще и не менее значительный уровень шума – пара мощных компрессоров генерирует десятки децибел шумового загрязнения. Кроме того, невозможно не отметить и высокие энергетические затраты приточно-вытяжных систем. Ведь электроэнергия расходуется не только на питание обеспечивающих циркуляцию компрессоров, но и на подогрев «входящего» потока.
Исходя из вышеописанной схемы и принципов работы, приточно-вытяжная система вентиляции должна состоять из следующих элементов:
- Воздухозаборного узла, состоящего из раструба, регулирующего клапана и решетки. Причем приток воздуха можно регулировать и с помощью компрессора, и посредством клапана, который может менять пропускную способность приточного канала.
- Комплекта фильтров, часть которых встраивается прямо в раструб воздухозаборника.
- Узла подогрева приточного потока до нужной температуры.
- Приточного воздуховода, набираемого из труб круглого или квадратного сечения, габаритами не менее 100 мм., по диаметру или 100х100 мм., по контуру, соединяемых в раструб, с помощью таких же фитингов. Этот воздуховод начинается от коллектора у компрессора и тянется до проветриваемого помещения.
- Приточных вентиляционных каналов, встраиваемых в плинтусы или потолки, сквозь которые проходит подогретых и отфильтрованный свежий воздух. Причем в эти каналы стоит вмонтировать еще один комплект фильтров, ориентированных, в том числе, и не шумоподавление.
- Вытяжных вентиляционных каналов, встраиваемых в стены или потолки, сквозь которые проходит «откачиваемый» воздух, уносящий их помещения углекислый газ и водяной пар.
- Вытяжного воздуховода, связывающего соответствующий канал и коллектор.
- Компрессора, генерирующего разряжение в вытяжном канале.
- Выпускной трубы, сбрасывающей вытяжной поток от компрессора за пределы помещения.
Из вышеупомянутых элементов состоит любая типовая приточно вытяжная механическая вентиляция. Особые проекты, ориентированные на режим сбережения энергии, разумеется, устроены немного иначе. В частности такие вентиляции принято комплектовать общим компрессорным блоком, генерирующим и напор на приточной ветви, и разрежение в вытяжном канале. Кроме того, энергосберегающие системы комплектуются узлом рекуперации, предполагающим нагрев приточного потока за счет энергии горячего вытяжного воздуха.
Помимо этого любые системы вентиляции приточно-вытяжного типа комплектуются достаточно сложными блоками управления, отслеживающими интенсивность, скорость и «кратность» воздухообмена и подстраивающими эти характеристики под нужды жильцов или персонала. Ведь коммерческое помещение нуждается в 100-процентной интенсивности воздухообмена только в рабочее время, а жилой дом можно проветривать по минимуму как раз во время рабочего дня.
В итоге, с помощью таких дополнительных устройств мы можем преодолеть низкую энергоэффективность приточно-вытяжных систем вентиляции. Ну а с шумовым загрязнением справятся соответствующие фильтры и антивибрационные прокладки на стыках воздуховодов и у крепежа компрессоров.
Эксплуатационные характеристики любой вентиляционной системы можно улучшить за счет внедрения в ее конструкцию особых энергосберегающих узлов. Но лучшим способом оптимизации работы системы является точный расчет конструкции, в результате которого можно улучшить не только энергоэффективность, но и саму суть реализуемого процесса воздухообмена.
Поэтому установка приточно вытяжной вентиляции начинается с расчетов, в процессе которых определяется и мощность компрессора, и габариты каналов воздуховодов. Причем основой для расчета является санитарные нормы на вентиляцию конкретных функциональных зон жилого или рабочего помещения.
Например, жилой дом нуждается в притоке как минимум 60 кубических метров свежего воздуха в час. И это на одного жильца. А в офисное здание придется закачать не менее 20 м3 в час. И это только на одного работника.
Воздухообмен в промышленных помещениях определяется нюансами производственного процесса и может как равняться, так и превосходить «офисные» или жилые объемы.
Кроме того, расчет потребности в притоке свежего воздуха можно произвести и по площади помещения, исходя из пропорции – 3 кубометра притока на 1 квадратный метр поверхности пола помещения.
Зная суммарный объем притока в час можно решиться на покупку компрессора, соотнеся эту потребности с его производительностью, которая соизмеряется с теми же кубометрами в час. Кроме того, опираясь на скорости потока, генерируемого компрессором, и объемы перекачиваемого воздуха, мы можем рассчитать и сечение воздуховода, и количество вытяжных каналов.
При этом расчет габаритов воздуховодов ведется графическим способом, с помощью особых диаграмм, увязывающих данный параметр со скоростью потока и объемами приточных и вытяжных масс.
Словом, расчет вентиляции – это, несомненно, нужное, но очень сложное дело. Поэтому предусмотрительные домовладельцы заказывают эту операцию специализированным бюро, оказывающим услуги по проектированию инженерных систем.
В отличие от проектирования, монтаж вентиляции можно выполнить и своими руками. Но для этого необходимо иметь определенные строительные навыки, поскольку обустройство скрытой проводки воздуховодов возможно лишь во время строительства межэтажных перекрытий.
А вот укладку воздуховодов за подвесным потолком может освоить любой домашний мастер. Ведь монтаж элементов трубопроводов приточной и вытяжной системы осуществляется по самому простому принципу – «в раструб», с последующей фиксацией стыка герметиком или саморезами. При этом такие нехитрые манипуляции помогут вам сэкономить значительную часть сметы сборки вентиляции. Поскольку прокладка воздуховодов стоит весьма недешево.
О монтаже компрессорной установки такого не скажешь. Такую работу должны делать только профессионалы. Способные подключить напорное оборудование к воздуховоду и провести необходимые пуско-наладочные работы. Тем более что большинство производителей предоставляют гарантию на компрессоры только в случае «профессионального» монтажа.
Обслуживание вентиляции приточно-вытяжного типа заключается в своевременной чистке каналов, смазывании движущихся деталей компрессора и замене фильтров. С этой работой справится любой человек.
В помещении, наполненном свежим воздухом, легче дышится, продуктивнее работается и крепче спится. Но открывать окно для проветривания каждые 2-3 часа проблематично, вы согласны? Особенно, в ночное время, когда все члены семьи сладко спят.
Одним из автоматизированных решений для этой задачи является приточно-вытяжная вентиляция (ПВВ) помещения. Но как правильно ее сделать? Мы поможем вам изучить принцип работы и разобраться с особенностями обустройства.
В нашей статье рассмотрены составные элементы приточно-вытяжной системы, правила их расчета и нормативы воздухообмена в помещениях различного типа.
Подобраны схемы обустройства вентиляции, фото с изображением отдельных элементов системы, приведены полезные видеорекомендации по устройству вентсистемы в частном доме своими руками.
Как часто мы проветриваем комнату? Ответ должен быть максимально честным: 1–2 раза в день, если не забыли открыть окно. А ночью сколько раз? Риторический вопрос.
Согласно санитарно-гигиеническим нормам общая масса воздуха в комнате, где постоянно находятся люди, должна полностью обновляться каждые 2 часа.
Под обычной вентиляцией понимают процесс обмена воздушных масс между замкнутым пространством и окружающей средой. Этот молекулярно-кинетический процесс предоставляет возможность удаления излишков теплоты и влаги с помощью фильтрационной системы.
Вентиляция также обеспечивает соответствие воздуха в помещении санитарно-гигиеническим требованиям, что накладывает собственные технологические ограничения на оборудование, которое будет генерировать этот процесс.
Вентиляционная подсистема – совокупность технологических устройств и механизмов для забора, отвода, перемещения и очистки воздуха. Она является частью комплексной системы коммуникаций помещений и зданий.
Рекомендуем не сопоставлять понятия вентиляции и кондиционирование – очень схожие категории, которые имеют ряд отличий.
- Основная идея. Кондиционирование обеспечивает поддержку определённых параметров воздуха в замкнутом пространстве, а именно температуру, влажность, степень ионизации частиц и тому подобное. Вентиляция же производит управляемую замену всего объёма воздуха через приток и отвод.
- Главная особенность. Система кондиционирования работает с воздухом, который находится в помещении и сам приток свежего воздуха может вообще отсутствовать. Система вентилирования всегда работает на границе замкнутого пространства и окружающей среды посредством обмена.
- Средства и методы. В отличие от вентиляции в упрощённом виде кондиционирование являет собой модульную схему из нескольких блоков, которая обрабатывает небольшую часть воздуха и таким образом поддерживает санитарно-гигиенические параметры воздуха в указанном диапазоне.
Система вентиляции в доме может быть расширена до любого необходимого масштаба и обеспечивает, в случае аварийной ситуации в помещении, довольно быструю замену всего объёма воздушной массы. Что происходит с помощью мощных вентиляторов, нагревателей, фильтров и разветвлённой системы трубопроводов.
Вам может быть интересна информация от обустройстве вентиляционного трубопровода из пластиковых воздуховодов, рассмотренная в другой нашей статье.
Выделяют несколько классов вентиляции, которые можно разделить относительно способа генерации давления, распространения, архитектуры и назначения.
Искусственное нагнетание воздуха в системе производится с помощью нагнетательных установок — вентиляторов, воздуходувок. Увеличив давление в системе трубопроводов, можно перемещать газовоздушную смесь на большие расстояния и в значительном объёме.
Это характерно для промышленных объектов, производственных помещений и общественных объектов с центральной системой вентилирования.
Рассматривают системы вентиляции местные (локальные) и центральные. Локальные системы вентиляции — «точечные» узконаправленные решения для конкретных помещений, где необходимо строгое соответствие стандартам.
Центральное вентилирование предоставляет возможность создать регулярный обмен воздуха для значительного количества одинаковых по назначению помещений.
И последний класс систем: приточные, вытяжные и комбинированные. Приточно-вытяжные системы вентиляции обеспечивают одновременный приток и вытяжку воздуха в пространстве. Это наиболее распространённая подгруппа систем вентилирования.
Такие конструкции обеспечивают лёгкое масштабирование и обслуживание для самых разнообразных помещений промышленного, офисного и жилого типа.
Приточно-вытяжная вентиляционная система являет собой многофункциональный комплекс сверхбыстрой обработки газовоздушной смеси. Хоть это и система принудительной транспортировки газа, но в её основе лежат вполне объяснимые физические процессы.
Само слово «вентиляция» тесно связано с понятием конвекции. Она является одним из ключевых элементов при перемещении воздушных масс.
Конвекция — явление циркуляции тепловой энергией между холодными и теплыми потоками газа. Существует естественная и принудительная конвекция.
Немного школьной физики для понимания сути происходящего. Температура в комнате определяется температурой воздуха. Переносчиками тепловой энергии являются молекулы.
Воздух — многомолекулярная газовая смесь, которая состоит из азота (78%), кислорода (21%) и остальных примесей (1%).
Находясь в замкнутом пространстве (помещении), имеем неоднородность температуры относительно высоты. Это связано с неоднородность концентрации молекул.
Учитывая равномерность давления газа в замкнутом пространстве (помещении), согласно основного уравнения молекулярно-кинетической теории: давление пропорционально произведению концентрации молекул на их среднюю температуру.
Если давление везде одинаково, тогда произведение концентрации молекул на температуру в верхней части комнаты будет эквивалентна такому же произведению концентрации на температуру:
Чем ниже температура, тем больше концентрация молекул, а значит и больше общая масса газа. Поэтому говорят, что тёплый воздух «легче», а холодный — «тяжелее».
В связи с вышеизложенным становится ясен основной принцип обустройства вентиляции: подача (приток) воздуха обычно оборудуется снизу помещения, а отвод (вытяжка) — сверху. Это аксиома, которую требуется учитывать во время проектирования системы вентиляции.
Приточно-вытяжная вентиляция взаимодействует с двумя разными по составу и назначению потоками воздуха, которые впоследствии обрабатываются.
В ПВВ всё необходимое оборудование и дополнительные системы размещены в едином каркасе, который можно устанавливать внутри лоджии, на чердаке, на стене снаружи дома и т.д.
Специальная конструкция установки предоставляет широкие возможности по обеспечению вентилирования практических любого количества комнат в здании.
Кроме основной функции перемещения воздуха, приточно-вытяжная вентиляция включает в себя следующий арсенал вспомогательных подсистем и дополнительных функций.
- охлаждение и подогрев воздуха;
- ионизация и увлажнение частиц;
- обеззараживание и фильтрация воздуха.
Рассмотрим типичный рабочий цикл приточно-вытяжной системы вентилирования, которая базируется на двухконтурной модели транспортировки.
На первом этапе происходит забор холодного воздуха от окружающей среды и вытяжка тёплого воздуха из помещения. С обеих сторон воздух проходит систему очистки.
После холодный воздух передаётся в калорифер (нагреватель) — характерно для ПВВ с рекуперацией тепла. Кроме того, тепло холодному газу передаётся от вытяжного тёплого воздуха — характерно для обычных систем.
После нагревания и обмена теплом вытяжной отработанный воздух отводится через внешний канал, а нагретый свежий воздух подаётся в помещение.
Главными принципами работы приточно-вытяжной вентиляции являются эффективность и экономия.
Классическая схема приточно-вытяжной вентиляции имеет следующие преимущества:
- высокая степень очистки входного потока
- доступная эксплуатация и обслуживание съёмных элементов
- целостность и модульность конструкции.
Для расширения функционала приточно-вытяжные установки оснащают вспомогательными блоками управления и контроля, фильтр-системами, датчиками, автотаймерами, шумоглушителями, сигнализаторами перегрузки электродвигателей, рекуперативными блоками, поддонами для конденсата и т. п.
С проектированием системы вентиляции связано достаточно много вопросов, поскольку в случае ошибочного расчёта характеристик из вполне экономичного вентиляционного комплекса можно получить расточительного «монстра» энергоресурсов.
Что напрямую влияет на финансовые затраты его обслуживания. В результате сама идея экономичной эксплуатации оборудование не рассматривается.
Дабы корректно спроектировать приточно-вытяжную вентиляцию рекомендуется произвести алгебраические расчёты производительности установки и динамические параметры воздушных потоков.
Есть несколько разнообразных методик и алгоритмов вычислений, но нашему вниманию будет представлен один из самых простых и надёжных вариантов.
Всё что связано со второстепенными процессами увлажнения, дополнительной ионизации и вторичной очистки на данном этапе можно не учитывать.
Приводить полный перечень санитарных норм и правил (СНиП), которые выдвигаются к различным системам вентилирования нерационально, поскольку материала хватит на пару книг, но знать опорные константы для жилых и офисных помещений необходимо.
Что касается офисных помещений, при построении системы вентиляции основное внимание обращается на те помещения, где будет находится персонал офиса.
Далее все нормативы указываются в расчёте на одного человека. В классическом офисном здании на одном этаже располагается полноценный набор разнообразных по назначению помещений.
Например, в кабинете за один час должна происходить замена 60 кубов воздуха, в операционных залах — 30-40 м 3 , в санузле — 70 м 3 , в курилке — более 100 м 3 , в коридорах и вестибюлях — 10 м 3 .
Согласно общих санитарных норм для жилых помещений, в один час происходит полный обмен воздушной массы в количестве 30 м 3 в расчёте на одного человека — расчёт по количеству жильцов.
Существует ещё один подход в расчёте объёма воздуха — по площади. На каждый квадратный метр жилого пространства приходится 3 м 3 .
Для остальных подсобных помещений имеются готовые нормативные параметры. Так, кухня с электроплитой — более 60 м 3 , с газовой плитой — более 80 м 3 , ванная — не менее 25 м 3 и т. д.
Кроме того, необходимо помнить, что для жилых комнат скорость воздушных потоков составляет не более 2 м/с, а для кухни и санузла скорость должна быть в 4-6 м/с.
Переходим непосредственно к характеристикам и формулам. Вычисления происходят в несколько этапов, на каждом из которых мы высчитываем одну из характеристик системы вентиляции.
Рассмотрим вычисление рабочего объёма воздуха (м 3 /ч).
Для офиса рекомендуем делать расчёт по количеству людей:
Где N — количество человек одновременно находящихся в помещении.
Для квартир и частных домов необходимо производить просчёт относительно объёма жилого пространства:
Где: 2 — коэффициент кратности обмена воздуха в единицу времени (за 1 час); S — жилая площадь; H — высота помещений.
Сечение воздуховода для вентиляции рассчитывается в см 2 . Магистральные воздуховоды бывают двух типов в сечении: круглые и прямоугольные.
Площадь сечения трубы рассчитывается по соотношению:
Где: Sсечен — площадь сечения; V — объём воздуха (м 3 /ч); 2,8 — коэффициент согласования размерностей; ω — скорость потока в магистрали (м/с).
Скорость потока воздуха, проходимого по магистрали, обычно эквивалентна 2-3 м/с.
Рассмотрим далее как вычислить количество и размер диффузоров. Габариты распылителя обычно выбирают в 1.5-2 раза больше от площади сечения основной магистрали.
С количеством диффузоров немного сложнее, их вычисляют по формуле:
N=V/(2820*ω*d 2 ),
Где: N – искомое количество диффузоров; V – расход воздушной массы (м 3 /ч); ω – скорость потока воздуха (м/с); d – диаметр диффузора (м), если он круглый.
Если диффузор прямоугольного сечения, тогда:
N=π*V/(2820*ω*4*a*b),
Где: π — число Пи, a и b — габариты сечения.
Известны две наиболее важные характеристики вентиляционного блока — мощность и степень генерируемого давления. Мощность вентиляционной станции высчитывается так:
Где: ΔT — дельта температур воздуха на входе/выходе (°С); V — расход воздушной массы (м 3 /ч); Cv — теплоёмкость воздуха (0,336 Вт*ч/м³*°С).
Генерируемое давление определяется по характеристической кривой производительности главного вентилятора.
Этот параметр должен быть эквивалентен аэродинамическому сопротивлению воздушной сети. Производители вентиляторов предоставляют график кривой в техническом паспорте на изделие.
Кроме того, немаловажно иметь общее представление о нагревателе входного потока воздуха — калорифере. Это обособленная часть вентиляционной системы, где происходит нагревание воздуха. Проходя, например, через тепловой радиатор, воздух тем самым нагревается.
В заключение стоит упомянуть о напряжении сети питания для вентиляционного блока. Рекомендуется использовать сеть напряжения 380 В, она обеспечит надёжную эксплуатацию установки любой мощности.
С монтажом вентиляционной установки приточного типа домашний мастер, вне сомнений смог бы справиться без привлечения рабочих.
Однако стоит помнить, что работы проводятся на опасной для неопытного исполнителя высоте. Потому лучше привлечь тех, кто имеет опыт, инструменты и страховочные приспособления для выполнения следующих этапов:
По завершению вовсе непростых манипуляций по монтажу непосредственно приточной установки останется только ее подключить к коммуникациям.
Рассмотрим подробнее этот процесс с помощью следующей фотоподборки.
Сведения о последовательности монтажа принудительных вентиляционных установок поможет избежать многих грубейших ошибок, допускаемых неопытными монтажниками.
При разработке качественной естественной приточно-вытяжной вентиляции, большинство специалистов соблюдают некий «устав» проектно-монтажных работ.
Эти правила помогают создать действительно эффективные и экономичные решения даже для самых нестандартных расположений комнат и подсобных помещений в частном доме и многокомнатной квартире многоэтажки.
Коридоры в этом случае выступают в роли проточных пространств. Поэтому главный вентиляционный блок системы нужно располагать по центру дома, в верхней части коридоров или подсобных помещений.
Например, вентиляционный модуль для 2-этажного частного дома можно расположить на первом этаже вверху подсобного помещения или основного коридора. Для 1-этажного дома, как вариант, в нижней части чердака.
Прокладывая магистральный трубопровод, нужно помнить что приточный воздух должен идти в жилые комнаты, а вытяжной — уходить через кухни и подсобные помещения.
Поэтому приточные диффузоры размещаются на условной границе «комната-среда», а вытяжки на кухне, в ванной, подсобке, туалете.
Существуют замечания касательно высоты расположение входных и выходных воздушных проёмов. Выход вентиляционной системы размещают обязательно выше уровня крыши здания.
Это обезопасит ПВВ от вторичного забора только что выведенного воздуха через вытяжные отверстия.
Забор свежего воздуха необходимо производить на высоте не менее 2 метров от поверхности земли.
Потому что мелкие абразивные частички и пыль может подниматься с помощью ветровых потоков на высоту более 1 метра и залетать в приточные диффузоры, тем самым быстро засорять фильтры первичной очистки.
В ролике рассказывают и демонстрируют особенности проектирования и монтажа ПВВ в частном доме:
Ещё один наглядный пример готового решения для вентиляции частного 1-этажного деревянного дома:
Резюмируя вышеизложенную информацию, отметим что приточно-вытяжная вентиляция несложная для проектирования, доступная для приобретения и монтирования система.
Вентиляция в совокупности с системой отопления позволяет организовать баланс свежего и тёплого воздуха в помещении.
Вы занимались обустройством вентиляции на даче? Или знаете секреты проектирования и монтажа вентсистемы в квартире? Поделитесь, пожалуйста, своим опытом — оставляйте свои комментарии к этой статье.
13 Апр 2019 admin 14