Вентиляционные системы (приточная вентиляция). Ч. 2
Все виды приточных систем вентиляции предназначены для подачи «свежего воздуха» в помещение. Этот воздух транспортируется по воздуховодам, чаще всего после предварительной его подготовки (например, очистки, подогрева, охлаждения и даже увлажнения).
Система вентиляции может размещаться в едином блоке-корпусе или собираться из различных элементов: например, вентиляторов различного диаметра и мощности, специальных фильтров, массивных калориферов, охладителей, клапанов с удалённым управлением, а также всеми необходимыми элементами подвода воздушного потока, которыми являются воздуховоды и распределители потока воздуха в помещениях (решётки, диффузоры и другие).
Производительность активных приточных установок может быть в пределах от нескольких десятков (мини) до нескольких десятков тысяч (большие автоматизированные центральные приточные установки) кубических метров воздуха за час их работы.
По сезону, устанавливаемый в систему, нагревающий элемент (калорифер) обеспечивает в холодное время года подогрев подаваемого воздуха в помещение до необходимой температуры (обычно в пределах от 18-20° до 27-29°С).
Как работает приточная система вентиляции в здании
Классическая приточная механическая вентиляционная система состоит из следующих основных компонентов: 1. Воздухозаборная решётка («воздухозаборник»). Через неё наружный воздух с крыши или фасада здания поступает прямо в систему вентиляции. Эти решётки, как и многие элементы воздуховодов вентиляционной системы, изготавливаются круглой или прямоугольной формы. Следует помнить, что воздухозаборные решётки благодаря наклону плоскостей самой решётки выполняют не столько декоративные функции, сколько обеспечивают защиту самой системы активной вентиляции от проникновения внутрь капель воды (снега, дождя) и посторонних твёрдых предметов (например, птиц, листьев и так далее).
2. Воздушный клапан. Этот клапан нужен для предотвращения «обратной тяги», то есть попадания в помещение наружного воздуха при отключении системы вентиляции. Это устройство особенно необходимо в холодную пору (зимой), поскольку без его установки в помещение будет проникать холодный воздух и снег. Чаще всего в приточных системах вентиляции устанавливаются автоматические воздушные клапаны (оснащённые электроприводом), что обеспечивает управление системой вентиляции в целом. Так, при включении основного вентилятора клапан автоматически открывается и происходит забор свежего воздуха, а при отключении – система закрывается.
3. Фильтр. Этот важный элемент системы вентиляции нужен для двух целей: во-первых, защиты самой системы; во-вторых, вентилируемых помещений от твёрдых частиц (например, различной пыли, пуха, насекомых, бактерий и пыльцы). Как правило в системе вентиляции устанавливается как минимум один «фильтр грубой очистки», который задерживает инородные твёрдые частицы величиной более 10 мкм. Если же к составу и чистоте воздуха предъявляются особые требования, то система комплектуется дополнительными фильтрами «тонкой очистки» (улавливаются твёрдые частицы до 1 мкм) или же «особо тонкой очистки» (улавливаются частицы до 0,1 мкм). Часто основным фильтрующим материалом в фильтре «грубой очистки» является материал состоящий из синтетических волокон, например акрила. Фильтр «грубой очистки» нужно периодически вычищать, освобождая его от грязи и пыли (ориентировочно не реже 1 раза в месяц).
4. Калорифер (воздухонагреватель). Основное его назначение состоит в подогреве воздуха, который подаётся прямо с улицы в холодное время года. По исполнению, калорифер может быть водяным (горячая вода должна иметь температуру не менее 70°С) или с электрическим подогревом. Для компактных приточных установок экономически выгоднее использовать именно электрические калориферы, поскольку их монтаж и эксплуатация требует меньших затрат. Для обширных помещений (с общей площадью более 100 м2) лучше использовать именно водяные нагреватели, в противном случае затраты на электроэнергию будут очень значительными. Для существенного снижения затрат на подогрев наружного (холодного) воздуха используется специальное устройство - «рекуператор». В этом устройстве холодный приточный воздух прогревается за счёт осуществления теплообмена с удаляемым из помещения тёплым воздухом, без смешивания самих потоков.
5. Шумоглушитель (шумопоглощение). Так как сам электрический вентилятор является источником значительного шума, то в систему устанавливают специальный шумоглушитель, чтобы снизить распространение этого шума по воздуховодам внутри помещения. Главным источником шума при работе вентилятора системы являются аэродинамические шумы (турбулентные завихрения воздуха на лопастях вентилятора).
6. Электрический вентилятор. Необходим для подачи свежего воздуха в помещение, создаёт нужное давление воздушного потока в вентиляционной сети.
7. Воздуховоды и воздухопроводы. Предназначены для распределения воздушного потока по помещениям. С целью уменьшения шума, могут быть изготовлены из различных материалов, и разного сечения. Для целей распределения используется общая воздухопроводная сеть, которая состоит самих воздуховодов и прочих фасонных изделий (соединяющие и поворотные элементы: тройники, повороты, переходники). По характеристиками воздуховодов подразделяются по площади сечения, форме (круглой или прямоугольной) и жёсткости (жёсткие, полугибкие и гибкие).
Скорость потока в воздуховоде должна соответствовать номинальному значению, чтобы сам воздуховод не стал источником сильного шума. При проектировании и изготовлении воздуховодов сечение и материалы подбираются исходя из проведённых расчётов воздухообмена в помещении и максимально допустимой скорости воздуха в данном типе воздуховода. Жёсткие воздуховоды изготавливаются из оцинкованной жести, могут быть круглой или прямоугольной формы. Полугибкие и гибкие воздуховоды чаще имеют круглую форму профиля, изготавливаются из многослойной алюминиевой фольги. Круглая форма воздуховодов обусловлена наличием внутри жёсткого каркаса из свитой в виде спирали стальной проволоки. Такая конструкция воздуховодов также имеет преимущества при транспортировке и монтаже, так как позволяет складывать сам воздуховод «гармошкой». Существенным недостатком всех круглых гибких воздуховодов является высокое аэродинамическое сопротивление потоку воздуха, так как оно спровоцировано самой конструкцией и присущей им неровной внутренней поверхностью. Гибкие воздуховоды стараются использовать лишь на участках небольшой протяжённости, как соединители блоков устройств вентиляции или финишные участки воздуховода. 8. Распределители воздуха.
Через воздухораспределители воздух из воздуховода попадает в помещение. Как правило, в качестве воздухораспределителей используют решетки (круглые или прямоугольные, настенные или потолочные) или диффузоры (плафоны). Помимо декоративных функций воздухораспределители нужны для полного рассеивания воздушного потока в помещении и регулировки его интенсивности.
9. Системы регулировки и автоматики вентиляции. Завершающим, но тем не менее важным элементом вентиляционной системы является общий электрический щит, в котором устанавливают единую систему управления вентиляцией. В самом простом случае эта система управления состоит только из тумблера/выключателя с индикатором. Она может лишь включать и выключать единственный вентилятор в системе (активный элемент). Однако чаще всего монтируют полную систему управления с элементами автоматики, которая подключает обогреватель-калорифер при понижении температуры приточного воздуха, отслеживает чистоту фильтров, управляет воздушными клапанами в системе и так далее. В качестве базовых элементов системы управления чаще всего используются различные термостаты, гигростаты, датчики скорости потока воздуха и давления, и другие.
Управление приточной системой вентиляции
Для эффективной вентиляции, с точки зрения затрат энергии, квартир и небольших офисных помещений сегодня всё более активно используются компактные вентиляционные системы. Обычно в их роли выступают: сеть эффективных воздуховодов с компактной приточной установкой. Управлять всем современным оборудованием достаточно удобно и просто, существуют даже удалённые пульты управления через сеть Интернет. При помощи же стандартного выносного пульта управления вентиляцией легко можно провести необходимую регулировку (обычно закладывается пять позиций работы системы) подачи воздуха, а в холодное зимнее время достаточно плавно регулировать внутреннюю температуру в помещении от + 5 до + 28°С. Кроме того, многие современные приборы имеют программируемые таймеры, которые могут подключать установку по заранее заданной программе, в установленный день недели или даже определённое оператором время суток.
Существует также возможность установки внешнего вытяжного вентилятора. Полная автоматизация процесса вентиляции помещений обеспечит его синхронное включение и выключение, совместно с приточным вентилятором. На случай же аварийной ситуации само управление системой имеет специальную программу защиты. Компактный агрегат эффективно защищён от общего перегрева. В обмотку всех электродвигателей установленных вентиляторов встроена надёжная тепловая защита. При превышении температуры обмотки, она приостанавливает работу вентилятора, сигнализируя о неисправности и перегреве аварийной лампой на пульте управления. Все установленные в системе нагревательные элементы (калориферы) также оборудованы термостатами, которые предотвращают их излишний перегрев и защищают систему от возникновения пожара.
В качестве опции современные приточные системы вентиляции можно доукомплектовать дифференциальным манометром, который будет измерять перепады динамического давления в воздушном потоке на участке расположенном между воздушным фильтром, и установленным отсечным клапаном, на приточном участке воздуховодов вентиляционной системы. При возможной остановке работы вентиляционного агрегата автоматическая заслонка при помощи электрического привода полностью блокирует поступление наружного холодного воздуха в вентилируемое помещение.