Виды вентиляции, преимущества и недостатки вентиляционных систем, их устройство

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 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, рассредоточенно, на различных уровнях и т. п.), часто невозможно обойтись какой-либо одной системой, например, местной или общеобменной.

В таких помещениях для удаления вредных выделений, которые не могут быть локализованы и поступают в воздух помещения, применяют общеобменные вытяжные системы.

В определенных случаях в производственных помещениях, наряду с механическими системами вентиляции, используют системы с естественным побуждением, например, системы аэрации.

Вывод

Необходимость качественной вентиляции в помещении.

Чистый воздух является одним из важнейших условий существования жизни как таковой. Однако в воздухе всегда содержатся примеси, количество которых зависит от многих причин. Для снижения загрязненности наружного воздуха принимаются различные меры.

В то же время для повышения качества воздуха в помещениях делается очень немного. И это несмотря на то, что во всех частях света большую часть времени люди проводят в помещении. Например, жители Северной Европы проводят в помещении до 90 % времени.

Воздух в помещении изначально загрязнен примесями, содержащимися в наружном воздухе. Поэтому газ, который мы вдыхаем, является смесью наружного воздуха и примесей, выделяемых строительными материалами, машинами, людьми, животными и другими источниками загрязнения, находящимися в помещении. Современные дома обычно отличаются плотной изоляцией, поэтому внутри зданий быстро накапливаются загрязняющие вещества, если для их удаления не используются специальные системы.

Где бы ни находились люди — на работе, в школе или дома, при вдыхании очищенного воздуха их самочувствие и работоспособность улучшаются. Результаты исследований показывают, что с улучшением вентиляции в офисе уменьшается количество заболеваний (а, значит, и отпусков по болезни) среди персонала. Это подчеркивает необходимость улучшения качества воздуха.

Качество воздушной среды неразрывно связано с вентиляцией. Уменьшение количества кислорода и увеличение количества углекислого газа вызывают состояние духоты в помещениях. Повышенная концентрация углекислого газа приводит к кислородному голоданию мозга, сердечной недостаточности, удушью. Повышенная концентрация в воздухе пыли, табачного дыма и других загрязнителей отравляет организм человека. Неприятные запахи создают дискомфорт или раздражают нашу нервную систему, снижают трудоспособность. Повышенная скорость воздуха вызывает ощущение сквозняка, а пониженная приводит к застою воздуха в различных частях помещений, что вызывает ускоренное размножение бактерий и плесени. Находясь в помещении, мы ощущаем на себе воздействие любого из этих факторов. Именно в результате отсутствия циркуляции воздуха, плохого проветривания и недостаточного притока свежего воздуха в доме создаются условия, при которых вредные вещества могут действовать на человека, представляя непосредственную угрозу его здоровью.

Быстрыми темпами растет количество людей, страдающих различными видами аллергии. Даже наука не в состоянии объяснить причину столь широкого распространения этого заболевания. Очень важным фактором является внутренняя среда помещения — это признано всеми. Таким образом, снижение заболеваемости аллергией напрямую связано с повышением качества вентиляционной системы.

Сегодня практически не существует препятствий для улучшения качества воздуха в помещении. В этой области выработаны современные требования, которые должны неукоснительно выполняться

Вряд ли найдется человек, который станет отрицать важность исследований влияния качества воздуха на наше здоровье и самочувствие. В правительственном отчете о состоянии здравоохранения и окружающей среды (№ SOU 1996: 124) сформулирована основная задача государственной комиссии по изучению данного вопроса: «Должна быть исключена возможность заболевания или ухудшения самочувствия из-за низкого качества внутренней среды помещения»

Бризер как часть приточно-вытяжной системы

Приточно-вытяжная система представляет собой “шкаф” с вентиляционным оборудованием. Обычно его размещают на балконе или в шкафу: такая система занимает много места и заметно шумит, поэтому рекомендуется размещать ее вне жилого пространства. Для воздуховодов также понадобится место: потолок опускают на 20-25 см.

Бризер можно установить на любой стене: он компактен и впишется в любое помещение. Установка устройства занимает всего один час и не портит ремонт. Не будет пыли и грязи. По своей функциональности система охладителя и обдува не уступает приточно-вытяжной установке, а с возможностью адаптации к потребностям конкретного владельца даже выигрывает.

Еще одним важным фактором является цена приточно-вытяжной вентиляции. В случае приточно-вытяжной установки, чем она выше, тем компактнее устройство. Приточно-вытяжная вентиляция такого типа для трехкомнатной квартиры может стоить от 170 000 до 200 000 рублей.

Виды вентиляции, преимущества и недостатки вентиляционных систем

Чтобы выбрать оптимальный процесс воздухообмена, нужно знать все положительные и отрицательные стороны каждой вентиляционной системы.

Плюсы	Минусы
Естественная
Организация притока воздуха путем проветривания без дополнительных затрат	Зависимость от климатических условий.
Механическая
Выполнение любой очистки воздуха.Они не зависят от изменения погоды.	Высокое энергопотребление.Устройство системы требует больших затрат, чем естественное вентилирование.
Приточная и вытяжная
Можно подобрать систему с необходимым комплектом установок.	Организацию систему нужно планировать на этапе проектирования.Высокое энергопотребление.
Приточно-вытяжная
Не требуется установка дополнительного оборудования, что снижает затраты на организацию системы.	Требуется периодическая очистка вентиляционных каналов.В прохладное время есть вероятность их замерзания.При неправильной установке трубы может возникнуть эффект обратной тяги в вентиляции частного дома.Система работает на разнице температурных режимов, это значит, что эффективным вентилирование будет только в ночное или прохладное время года.

Виды вентиляционных систем по способу подачи воздуха

По способу подачи (перемещения) воздуха вентиляционные системы подразделяются на естественные и принудительные.

Для принудительных схем часто используется термин «механические». Остановимся подробнее на каждой из этих разновидностей.

Естественная

Как следует из названия, естественная вентиляционная система функционирует за счет свободного перемещения воздушных потоков. С физической точки зрения, данный процесс подчиняется простым закономерностям.

Между температурой и атмосферным давлением воздуха снаружи и внутри любого сооружения возникает разница величин, которая и вызывает движение воздушных масс.

При этом свежий воздух попадает в помещения через щели в оконных рамах, дверные проемы и т. п. (инфильтрация) или открытые форточки (проветривание), а загрязненный вытесняется на улицу.

Чем больше разница температур, тем выше скорость воздухообмена. Движение воздуха происходит самопроизвольно, без использования технических средств.

Естественная вентиляционная схема бывает неорганизованной, или самопроизвольной, и организованной. Принцип движения воздуха по первому типу описан выше.

Организованная система отличается тем, что в стенах на разном уровне делаются вентиляционные отверстия, которые обеспечивают приток наружного воздуха, а отработанные массы выбрасываются в атмосферу по вытяжным воздушным шахтам или каналам.

Чтобы работа была бесперебойной, расстояние по высоте между приточным отверстием и высшей точкой выпускного коллектора не должно быть менее 3 м.

Среди разновидностей организованной естественной вентиляции различают также ярусную, гравитационную и аэрацию. При аэрации воздух попадает в помещение и выводится из него через открытые фрамуги и окна.

Большим преимуществом естественного вентилирования является его простота, доступность и отсутствие сколько-нибудь существенных затрат. Это самая распространенная система.

Однако есть и недостатки. Поскольку циркуляция воздуха определяется только природными факторами, работа естественной вентиляции бывает нестабильной, особенно летом, в жаркую погоду.

Принудительная

Вентиляция механического типа, или принудительная, характеризуется наличием спецоборудования, которое позволяет осуществлять непрерывное вентилирование внутри зданий по воздухопроводам, независимо от атмосферных процессов.

Кроме того, зачастую присутствует опция по улучшению качества поступающего уличного воздуха. Устройство принудительной системы вентиляции позволяет оптимизировать температуру, влажность приточного потока и очищать его от пыли и других примесей.

В качестве агрегатов, которые отвечают за скорость воздухообмена, используются различные модели вентиляторов. Электронное управление обеспечивает эффективную работу комплекса без участия человека.

Рассматриваемая вентиляционная система имеет более высокую стоимость по сравнению с предыдущей и потребляет довольно много энергии. Но это тот случай, когда достоинства многократно перекрывают недостатки.

Комбинированная

На практике для качественной вентиляции помещений часто используется так называемая комбинированная схема. Она объединяет достоинства естественной и принудительной вентиляции.

Такое сочетание позволяет уменьшить затраты и экономить электроэнергию

Это особенно важно в медицинских учреждениях, жилых и общественных зданиях

Характеристики вентиляции механического типа

Вентиляционная система‚ при помощи которой воздух подают и удаляют с использованием дополнительных побудителей на внушительные расстояния‚ называется механической. Есть и другие названия у этого вида вентиляции — принудительная и искусственная.

Применяют ее как для обеспечения технологических процессов на различных производствах, так и для создания комфортных условий для человека.

Простым в установке и эксплуатации прибором, обеспечивающим вытяжку отработанного воздуха из ванных комнат, кухонь и санузлов частных домов, является система вентилирования с автоматическим микропроцессором:

Механическая вентиляция‚ в отличие от естественной‚ не зависит от внешних условий. Она полностью подконтрольна и управляема. Воздух‚ подаваемый в помещение‚ проходит обработку и при отлаженной системе все его параметры отвечают стандартам. Выбросы также поступают в атмосферу уже очищенными от вредных включений до нужной степени.

Механическая система включает приборы и оборудование — автоматику вентиляторы‚ пылеулавливатели‚ нагреватели воздуха‚ электродвигатели. Все это потребляет много электроэнергии

Наличие механической вентиляционной системы позволяет оптимально распределить воздух с подачей его к конкретному месту. С ее помощью вредные выбросы улавливают у источника их образования не позволяя загрязнить воздух всего помещения.

Недостаток механической вентиляции — большие финансовые вложения при ее монтаже и эксплуатации. Чтобы пользоваться всеми ее преимуществами‚ придется бороться с загрязнением каналов‚ регулярно выполнять замену фильтров.

Если установлен вентиляционный фильтр с функцией рекуперации тепла‚ нужно перед наступлением летнего периода переходить на летний вкладыш. Если оставить зимний вариант‚ он будет снижать эффективность вентиляции.

Механическая вентиляция бывает как местной‚ так и общеобменной. Последнюю реализуют в 2 вариантах — бесканальном и канальном. Замещение воздуха в канальной системе происходит при помощи вентиляторов — центробежных или осевых‚ эжекторных установок.

На производстве для вытяжки чаще применяют эжекторные установки‚ особенно там‚ где присутствую взрывоопасные газы. Использование обыкновенных вентиляторов здесь недопустимо‚ т.к. они могут искрить в случае возникновения неисправности. Их установку практикуют при монтаже приточной или приточно-вытяжной системы

Местная приточная система в помещении

Требования к вентиляции производственных помещений не всегда удовлетворяются общеобменной вентиляцией. И тогда устанавливается местная приточная система.

Виды местной приточной вентиляции:

• воздушно-тепловые завесы;
• воздушные души;
• оазисы;
• воздушные завесы.

Воздушный душ это поток чистого воздуха, направленный на рабочее место. Цель его — усилить теплоотдачу организма сотрудника и предотвратить перегрев.

Установки душирования могут быть:

• стационарными;
• мобильными.

Душирование организуется в горячих цехах, а также при инфракрасном облучении персонала более 350 Вт/кв. метр.

Нормы вентиляции производственных помещений такого типа зависят от тяжести работы, температуры воздуха в цехе и интенсивности ИК-облучения. В среднем температура воздуха в воздушном душе от +18 до +24 градусов. Двигается поток со скоростью от 0,5 до 3,5 метра в секунду. Скорость прямо пропорциональна температуре воздуха и интенсивности облучения. А температура приточного потока обратно пропорциональна этим показателям.

Воздушные оазисы обслуживают целый участок цеха, который отгораживается от остальной площади легкими ширмами. На участке воздух двигается с рассчитанной скоростью и температурой. В оазисе кратность вентиляции промышленного помещения тщательно рассчитывается.

Воздушно-тепловые и воздушные завесы предназначены для предупреждения переохлаждения сотрудников и выхолаживания помещений через открытые двери или проемы.

Существует 2 вида завес:

• с подогревом приточного воздуха;
• без подогрева.

Общеобменная вентиляция необходима в тех случаях, когда влага, жар и загрязнения поступают по всему объему цеха и с помощью локальных мер нормы вентиляции производственных помещений соблюсти невозможно. При общеобменной системе вентиляции отработанный воздух в производственном помещении разбавляется чистым до требований санитарно-гигиенического контроля. Это не экономная и не очень эффективная система.

Для предотвращения подсоса грязного воздуха из цеха, вентиляционные камеры и воздуховоды тщательно уплотняются и монтируется вентиляция производственного помещения в наиболее чистых местах.

Согласно нормам санитарно-гигиенического контроля вентиляционных систем производственных помещений, все составляющие содержатся в чистоте и проходят периодические проверки.

Вентиляция против дыма

Основная задача противодымной вентиляции — как можно быстрее удалить дым из помещения или здания‚ заблокировать его распространение и защитить тем самым людей при их эвакуации.

На фото — схема действия противодымной вентиляции. Ее монтируют в дополнение к основной вентиляции‚ чтобы гарантировать эвакуацию людей при возникновении пожара и отрезать пути расползания дыма

Устанавливают такую вентиляцию там, где при постоянном присутствии большого количества людей‚ невозможен приток воздуха естественным путем. Это лифты‚ лестничные клетки‚ глухие коридоры и им подобные места. В основу работы противодымной вентиляции заложена приточно-вытяжная схема.

Каналы, мощные вентиляторы, входящие в состав вентиляции‚ обладают повышенной огнестойкостью и способностью не поддаваться деформации под продолжительным действием высоких температур.

Участки системы оснащены двумя видами клапанов — противодымным и огнесдерживающим. Составляющими противодымной системы являются и прочные‚ непроницаемые для газов и дыма экраны и двери.

Чтобы избежать неприятностей во время осуществления эвакуации людей‚ в конструкцию противодымной вентиляции закладывают 2 вида управления — автоматическое и дистанционное ручное.

В систему обязательно включают элементы, оповещающие о возникновении пожара:

• извещатели‚ при срабатывании которых‚ автоматом происходит открывание вытяжных вентиляторов и дымовых клапанов;
• сигнал «Пожар» на центральном пульте;
• включение противодымной вентиляции вручную.

Дымовыводящие клапаны распределяют равномерно под потолком. Площадь охвата не должна превышать 900 м². Систему зонируют на секции‚ и кроме люков и клапанов‚ оснащают дымососами.

Она не только отводит дым‚ но и удаляет угарный газ‚ мелкие взвеси, образующиеся при горении. Подробнее о монтаже системы дымоудаления можно прочесть в этом материале.

Основные элементы

Приточная вентиляция включает в себя следующие элементы:

1. Воздуховоды представляют собой трубы, через которые снаружи поступает воздух. Их изготавливают из нержавеющей стали, пластика или алюминиевых сплавов. Они могут быть твёрдыми или гибкими. Конкретная разновидность воздуховода зависит от используемой системы.
2. Устройство для нагрева предназначено для подогрева поступающего с улицы в помещение воздуха. Оно используется только в холодное время года. Применяется водяной или электрический подогрев. Первый вариант подходит для больших помещений, второй используется в небольших помещениях.
3. При подогреве воздуха может использоваться тепло воздуха внутри помещения. Для того, чтобы это сделать, используется рекуператор.
4. Вентилятор используется для того, чтобы создать приток воздуха с улицы в помещение.
5. Поступающий воздух может содержать пыль, грязь, насекомых, пыль, шерсть. Для того, чтобы загрязнения не попадали в помещения, используются фильтры. Они могут быть различных типов в зависимости от того, от чего они защищают. Качественные фильтры защищают от всех типов загрязнений, но существуют и такие, которые препятствуют попаданию в комнату только насекомых.
6. Некоторые системы вентиляции издают при работе шум. Для шумопоглощения используются детали из специальных материалов.
7. Для того, чтобы вентиляцией было удобно управлять, используется система автоматического контроля. Для работы используются различные датчики и регуляторы.

элементы приточной вентиляции

Дополнительно может быть предусмотрено использование увлажнителей, осушителей и обеззараживателей воздуха.

Физическая основа вентсистемы

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.

Для создания эффекта от естественной конвекции воздушных потоков, источники тепла размещают максимально низко, а вытяжные элементы в потолке или под ним

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:

p=nkT, n_верх*T_верх=n_низ*T_низ, n_верх/n_низ=T_низ/T_верх

Чем ниже температура, тем больше концентрация молекул, а значит и больше общая масса газа. Поэтому говорят, что тёплый воздух “легче”, а холодный — “тяжелее”.

Правильная вентиляция в совокупности с эффектом конвекции способны поддерживать в помещении установленный температурный режим и влажность в периоды автоматического отключения основного обогрева

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.

Особенности принудительного воздухообмена

Если естественная вентиляция не обеспечивает полноценное обновление воздуха, в частном доме монтируют мощную приточно-вытяжную систему.

Она помогает сбалансировать воздушные потоки, которые циркулируют между комнатами и внешней средой непрерывно. Такая вентиляция гарантирует стабильную подачу очищенного свежего воздуха и удаление наружу загрязненного.

Описание варианта механической вентиляции

Современные многофункциональные установки приточно-вытяжной вентиляции максимально используют энергию подаваемых воздушных потоков и преобразуют ее в тепло.

Подобные системы производят глубокую очистку приточного воздуха, полностью фильтруя от пыли, различных аллергенов, бактерий и других вредных микроорганизмов.

Дополнительную обработку создают с применением фильтрационного оборудования, высокоэффективных поглотителей шума, ионизационных и увлажняющих устройств, иногда задействуют ароматизирующие аппараты.

Воздушные потоки, которые прошли обработку, распределяются по дому через специальные вентиляционные коробы. Подготовленный чистый воздух поступает в спальню и детскую комнату, кабинет, гостиную, кухню и санузлы, вспомогательные помещения, а удаляется оттуда вытяжной системой

Функциональными элементами системы с принудительным побуждением воздухообмена являются фильтры и рекуператоры, вентиляторы, вытяжки, приборы управления и, непосредственно, блок вентиляции.

Встроенная электроника дает возможность выборочно устанавливать оптимальные пользовательские режимы работы системы по показателям температуры и влажности, по времени. Значительно упрощают эксплуатацию пульты ДУ и смарт-контроллеры.

Механическая вентиляция помогает предупредить образование неприятных запахов на кухне, препятствует появлению сырости и распространению разноцветной плесени, решает проблему постоянной влажности в ванной комнате и конденсата на поверхности теплого пола, стеклопакетов, дверных блоков.

Мощные блоки с интегрированными фильтрами, специальными шумопоглотителями и нагревателями занимают много пространства. Чтобы их расположить, нужно освободить место на чердаке или в подвале частного дома

Современные многофункциональные системы вентиляции с принудительным побуждением часто объединяют с интеллектуальными комплексами управления и контроля. Такие меры оптимизируют работу оборудования всех установленных инженерных систем в доме, позволяют организовать удобное для пользователя удаленное управление техникой через интернет.

Механическая вентиляция с рекуперацией тепла

В схемах с рекуперацией тепла за воздухообмен в здании отвечает приточно-вытяжная стационарная установка. Воздух из окружающей среды поступает в систему, после чего фильтром очищается от пыли, загрязнений и направляется для основного подогрева в рекуператор.

До необходимой температуры воздушные массы нагреваются в электрическом/водяном калорифере и по прочным вентиляционным каналам из оцинкованной стали распределяются по всему дому.

Система с рекуперацией тепла обеспечит высокое качество воздуха в жилом доме круглый год. На низких оборотах работающих вентиляторов приточно-вытяжные стационарные установки функционируют практически бесшумно.

Автоматика дает возможность гибко управлять работой оборудования: регулировать поступление воздуха, устанавливать комфортную температуру, изменять скорость воздушных потоков.

Рекуперация – рациональное использование тепловой энергии вытяжного воздуха для последующего подогрева приточного. Это позволяет сократить до 85% затрат тепла на нагрев воздушного потока из внешней среды в зимний период

Техобслуживание такой установки заключается в регулярной смене фильтров. Новые элементы для очищения воздуха от пыли рекомендовано заменять один раз в квартал.

Система без рекуперации тепла

Чтобы организовать функциональную приточно-вытяжную вентиляцию без воздушного рекуператора используют сразу несколько вытяжных систем и центральную приточную установку. Уличный воздух подогревается или охлаждается, затем проходит очистку в фильтре, после чего по сети каналов распределяется по жилым комнатам.

Удаление отработанных тяжелых масс воздуха производится вытяжками в помещениях хозяйственного и технического назначения. Такие системы делают отчасти естественными и частично принудительными. Они функционируют за счет естественной тяги и благодаря канальным вентиляторам.

Приточно-вытяжные схемы без рекуперации тепла обеспечивают подогрев и очищение поступающего в дом воздуха, но расходуют большое количество энергии на постоянную обработку воздушных потоков.

Виды воздуховодов для вентиляции

В системы вентилирования входят различные устройства, соединенные каналами воздуховодов. Они являются неотъемлемой частью естественной и механической вентиляции. Основной их функцией является транспортировка воздушных масс для создания комфортного микроклимата.

Эффективность их работы напрямую зависит от трех факторов:

• форма воздуховодов;
• используемый для их изготовления материал;
• размер сечения устройства.

Пример обустройства пластикового воздуховода для кухонной вытяжки

Классификация воздуховодов по виду материала:

• Металлические – используются для производственных помещений. Способны выдерживать большие нагрузки.
• Пластиковые – используются для любых помещений. Основной плюс данного типа в том, что из таких конструкций можно собрать канал необходимой конфигурации. Данный материал имеет еще и высокий уровень шумо- и теплоизоляции.

Классификация по типу сечения:

• Прямоугольные – легки в установке. Прямые линии не требуют дополнительных креплений.
• Круглые – имеют большой диапазон размеров, занимают небольшие площади.

Использование в системе вентиляции гибкого гофрированного воздуховода

Существует еще разделение на жесткие и гибкие воздуховоды. Гибкие применяются там, где необходимо разветвление каналов. Для их монтажа требуются дополнительные крепления. Чаще всего только комбинирование различных видов воздуховодов приносит нужные результаты.