Системы приточной и вытяжной механической вентиляции цеха, расчет, схема

Схемы работы вентиляции

В зависимости от поставленных задач, которые должна выполнять вентиляция, она подразделяется на 4 вида:

• приточная. Для такого рода вентиляции также характерно попадание воздушных масс в дом с улицы через микротрещины и поры в строительных материалах, приточные клапаны, а также во время проветривания. Но интенсивность нагнетания воздуха естественным путем желает лучшего, а в жаркий период приток воздуха может сильно замедлиться либо даже остановиться. Полагаться только на природную вентиляцию – нерационально. По этой причине современный рынок предлагает мощные приточные устройства, обеспечивающие полноценный воздухообмен при экономичном расходе электроэнергии;
• вытяжная, которая осуществляет отток отработанного воздуха по специальным воздуховодам. А инфильтрация чистого воздуха с улицы в помещение совершается через любые микротрещины и щели (природный путь), а также во время проветривания;
• приточно-вытяжная. Для ее установки в противоположных углах помещения монтируют два канала, первый из которых подает чистый воздух с улицы, а второй выводит уже отработанный наружу. Явным преимуществом такой вентиляции является способность изменять температуру воздуха, а также проводить его ионизацию, увлажнение, обеззараживание и фильтрацию;
• воздушная климатическая система – это воздушное отопление, которое может работать круглый год. Технически это выглядит так – к воздухонагревателю подключены воздуховоды, по которым чистый воздух проникает в дом, а отработанный отводится. Все это надежно спрятано от человеческого глаза и не портит интерьер. Визуально воздушное отопление выглядит как вентиляционные решетки, расположенные на полу, стенах или на потолке. Радиаторы, ниши для них, стояки, характерные для привычной нам системы отопления, отсутствуют. Управление очень удобное, оно осуществляется с помощью пультов ДУ.

Воздух может попадать в систему также через грунтовый теплообменник. Воздух, проходя по трубе, расположенной на глубине в 2 метра зимой прогревается теплом земли, а летом тем же способом охлаждается. Как результат – значительная экономия энергоресурсов.

Естественная вентиляция в доме

Для организации естественного обмена воздуха используют концепцию вертикальных вентканалов. Один конец монтируют в помещении, а другой выводят немного выше крыши здания.

Поскольку температура воздуха в доме обычно отличается от уличной, теплые потоки постепенно поднимаются по каналу вытяжки. Свежая порция поступает в комнаты из внешнего пространства через оконные и дверные блоки.

Работоспособность схемы естественной вентиляции зависит от неподвластных человеку факторов – ветра и температуры внешней среды

Среди главных достоинств такой системы – простота и минимальные затраты на обустройство, насыщение комнат природным воздухом, независимость от электричества.

Но есть и существенные минусы. Так, естественная вентиляция в частном строении будет срабатывать лишь пока температура воздуха на улице не превысит отметку 12 градусов по Цельсию. При больших показателях вытяжка не сможет полноценно работать.

На первый взгляд эта ситуация кажется идеальной для зимы, но и здесь есть недостаток, который просто невозможно игнорировать. При значительном перепаде температур уличного и внутреннего воздуха система начнет работать быстрее. Все тепло в буквальном смысле будет свободно вылетать в трубу.

Поэтому жители коттеджей и частных домов на обогрев тратят больше энергоресурсов, чем того требуют нормальные климатические условия.

Нестабильная работа в летний период – основной минус схемы естественной вентиляции

Для организации вентиляционной системы этого типа прокладывают отдельные трубы-воздуховоды из каждого подсобного помещения в общую шахту. Из кухни нужно проложить два канала – один от вытяжной решетки под потолком, а другой – от кухонной вытяжки.

А еще необходимо уделить особое внимание всем помещениям, полностью/частично расположенным ниже уровня земли в доме. В них накапливается токсичный радон

Чтобы уменьшить количество опасного газа, следует обустроить мощный вытяжной канал.

Кроме того, нужно позаботиться о надежной гидроизоляции подвала. Ведь даже наиболее эффективная приточно-вытяжная система не справится со своими задачами, если в подвальных помещениях частного дома или коттеджа всегда будет сыро.

Как можно повысить эффективность?

Существуют несколько способов, которые помогут улучшить действие системы воздухообмена с естественным побуждением:

• установить специальный клапан на входе в канал;
• смонтировать решетки с клапанами на каналы притока и оттока;
• использовать дефлектор.

Оснащенный автоматикой клапан реагирует даже на незначительное изменение влажности воздуха. Его монтируют на входе в воздуховод внутри здания. Когда в комнате повышается влажность, автоматическое реле срабатывает и внутренний клапан приоткрывает канал больше.

В случае понижения показателей, устройство закрывает вход. Чувствительным элементом является датчик, улавливающий сигналы из окружающей среды. Его устанавливают снаружи дома.

В зимний период клапан нужно дополнительно прикрывать. Это позволит минимизировать попадание холодного воздуха в жилое здание. Однако установка такого приспособления не перекроет все недостатки естественной вентиляции.

Вытяжные вентиляционные каналы обустраивают в капитальных внутренних стенах здания. Воздуховоды целесообразно объединять в небольшие группы таким образом, чтобы проход через крышу был организован в одной трубе

Другой действенный метод – монтаж решеток с клапанами на каналы притока и удаления воздушных масс. Управлять ними возможно только вручную. Положение клапана необходимо регулировать как минимум один раз в сезон, при изменении температуры воздуха на улице.

Усилению тяги в вытяжных вертикальных каналах может способствовать и ветер. Чтобы задействовать природную силу на верхнюю часть трубы надевают дефлектор – специальное приспособление, которое защищает воздуховод от мусора и осадков, а также увеличивает тягу.

Применение дефлектора позволяет повысить производительность дымохода/вентиляционного канала на 20%

Дефлектором один воздушный поток рассекается на два или даже больше с разными скоростями. Он создает разрежение, которое, в свою очередь, увеличивает перепад давления в трубе. В результате воздуховод лучше вытягивает отработанный воздух.

Требования к оборудованию

Вентиляции приточно-вытяжного вида могут нормально эксплуатироваться в сооружениях жилого плана только при качественном монтаже и оборудовании

В этой работе стоит брать во внимание следующие требования:

• оптимальную мощность и производительность вентилятора;
• необходимую длину сечения каналов воздухоотвода, которая должна подбираться по таблице;
• расчёт системы вентиляции, что должен осуществляться с учётом объёма помещения, которое будет проветриваться;
• обеспеченность свободного воздушного притока через вентиляционный канал, форточку, механический проветриватель при монтаже вентилятора вытяжки;
• закрытость каждого отверстия для входа и выхода газа решёткой или сеткой с небольшими ячейками;
• осуществление забора свежего воздуха на высоте не менее двух метров от поверхности земли, а отток отработанного газа должен происходить выше;
• система должна иметь смотровой съёмный люк каждого скрытого узла, а также деталей установки.

5 Последовательность и правила расчётов

Проектирование вытяжной вентиляции принято начинать на стадии планирования объекта строительства. Данное правило не зависит от того, это жилое помещение или производственный комплекс. При таком подходе подсоединить вытяжку к вентиляционному каналу не составит особого труда.

Производим расчет

Предварительно следует определиться с самой установкой, устранить потенциальные очаги распространения опасных составов.

Отсутствие таковых даёт возможность вести расчёт системы вентиляции по следующей формуле:

O=m * n

где: n – количество работников; m – нормированная величина объёма воздуха из расчёта на 1 сотрудника, O – объём, указанный в санитарных нормах.

Вытяжные системы проектируют таким образом, чтобы на 1 сотрудника приходилось не менее 30 м3 воздуха ежечасно (величина m). Можно ли реализовать метод, схема которого не предполагает притока свежего воздуха? – Такой вариант возможен, но при условии, что на 1 рабочего будет приходиться чистого кислорода от 55-60 м3/час.

Объём воздуха, необходимый для соответствия ПДК, определяют по формуле:

О=Мв\(Ко-Кп)

• Ко – общий уровень концентрации опасного вещества в помещении;
• Кп – концентрация вредной суспензии в приточной системе;
• Мв – приблизительный вес потенциально опасного состава.

Для определения объёма приточного кислорода, предварительно устанавливается уровень избыточного тепла:

Зная все значения, определиться с конкретным изделиям на основе его параметров не составит особого труда.

Виды и типы промышленных систем воздухообмена

В зависимости от функциональных возможностей, особенностей состава и используемых технологий, выделяют следующие виды промышленной вентиляции:

1. Общеобменная – система, используемая в целом для помещения.
2. Местная – система для контроля воздухообмена в определённой зоне.
3. Локальная – система для устранения паров и газов, пыли и иных загрязнений в местах их образования.

Рекомендуем ознакомиться:  Особенности обустройства вентиляции в многоквартирном панельном доме

Помимо обозначенной, действующей также является классификация, по которой промышленная вентиляция подразделяется на:

• Аварийную.
• Противодымную.
• Технологическую.

Естественная система вентиляции

Каждый из перечисленных видов может быть классифицирован на вентиляцию естественного и механического типов.

Под естественной вентиляцией понимается побуждение перемещения воздушных масс в результате ветра или гравитации, то есть естественных условий. Потоки воздуха внутри помещений самостоятельно курсируют через отверстия, например, через щели из-за неплотного прилегания двери к дверному проёму. Для вытяжки в таких системах используется вытяжной воздухоотвод – несколько единиц в необходимом количестве, определить которое позволяет расчёт вентиляции.

Особенности механической вентиляции

Для обеспечения механической вентиляции характерно использование принудительных устройств, например, вентиляторов, которые осуществляют воздухообмен по специальным каналам.

По направлению воздушного потока промышленные вентиляционные системы механического типа подразделяются на приточные, которые устраиваются в верхней части помещений, и вытяжные, которые располагают на уровне 1,5-2 м над уровнем пола.

Для больших производственных площадок требуется  установка промышленной вентиляции смешанного типа, так как для удаления большого объёма воздуха естественным путём с помощью вытяжных отверстий необходимо присутствие в системе принудительных элементов. Поэтому некоторые предприятиям показана комбинированная промышленная вентиляция, монтаж которой позволяет максимально эффективно организовать процесс воздухообмена.

Так, например, для покрасочных цехов будет недостаточно функционирования одной лишь общеобменной вентиляционной системы. Здесь потребуется также внедрение локальной вентиляции в местах образования вредных компонентов. Такая система позволит предотвратить нежелательное перемещение воздушных масс и гарантированно увеличить эффективность вентиляционных процессов в условиях минимального воздухооборота.

Рекомендуем ознакомиться:  Вентиляция в каркасном доме

Естественная вентиляция расчет воздуховодов

Для прямоугольной формы воздуховодов этой концепции проветривания планируют диаметр dЭ равновесный округлому воздуховоду:

В случае использования воздуховодов сделанных не из метала, их удельные издержки давления по трению R, взятые с номограммы для стальных воздуховодов, изменяют, умножив на соответствующий коэффициент k:

• для шлакогипсовых — 1,1;
• для шлакобетонных — 1,15;
• для кирпичных — 1,3.

Избытки давления, Па, на преодоление определённых сопротивлений для разных участков вычисляется за уравнением:

• где – сумма коэффициентов противодействий на участке;
• v2/2 — динамическое напряжение, Па, взятое с нормативов.

Для создания концепции непринужденной вентиляции предпочтительно остерегаться извилистых заворотов, множественного числа задвижек и клапанов, так как утраты на местные противодействия как правило в каналах воздуховодов достигают вплоть до 91% от всех затрат.

Естественная вентиляция содержит небольшой радиус воздействия и среднюю результативность для комнат излишками тепла в которых соввем малы, что возможно относить недостаткам, а достоинством — легкость системы, невысокая цена и простота в сервисном обслуживании.

Производственный контроль вентиляции

Для отслеживания качества микроклиматической среды непосредственно внутри рабочей зоны персонала осуществляется производственный контроль вентиляции. Следует различать проверку эффективности функционирования вентиляционной системы, воздуховодов и производственный контроль систем вентиляции.

В первом случае подразумевается проверка расхода воздуха внутри вентканалов, распределительных решеток, сверяется соответствие данных показателей с проектными расчетами.

Во втором – производственный контроль вентиляции означает снятие параметров воздушной среды именно в рабочей зоне персонала, определение уровня влажности, температуры на соответствие санитарным нормам. Также контроль систем вентиляции производственных помещений предназначен для слежения за уровнем содержания опасных, ядовитых веществ в воздухопотоке, соблюдается ли запроектированная кратность воздухообмена.

Данная процедура довольно дорогостоящая, проводится аккредитованными лабораториями. Как правило, проверяются производства с выбросом опасных веществ в воздух в процессе своей деятельности, также учреждения здравоохранения, другие общественно-культурные, социально важные объекты, которые подвергаются периодическим проверкам со стороны государства.

Выполняет следующие задачи:

• контроль систем вентиляции производственных помещений призван обеспечить безопасные условия труда прежде всего персонала;
• обеспечивает безопасные условия самого производства продукции;
• отслеживать температурно-влажностные показатели, параметры кратности воздушного обмена, концентрацию вредных паров в рабочей зоне для последующей корректировки работы вентсистемы (при необходимости);
• свести к минимуму возникновение опасных, внештатных ситуаций на производстве.

https://youtube.com/watch?v=dhzeNzyOKQc

Вычисление аэрации

Аэрация промышленных комнат летом гарантирует поступление воздушных потоков сквозь просветы снизу ворот и входных дверей. В прохладные месяца поступление в нужных размерах совершается под средством верхних просветов, от 4 м и больше над уровнем пола. Вентиляция на протяжении целого года выполнялась при помощи шахт, дефлекторов и форточек.

Зимой фрамуги открывают только в участках над генераторами усиленных тепловых выделений. Во время генерации в комнатах здания лишней очевидной теплоты, то температурный режим воздуха в нем постоянно больше, чем температурный режим вне здания, и, в соответствии, плотность менее.

Данное явление и приводит к присутствию разницы давлений атмосферы вне и внутри комнат. В плоскости на конкретной высоте комнаты, которую именуют как плоскость одинаковых давлений, данная разница отсутствует, то есть, приравнивается к нулю.

Выше данной плоскости имеется некое излишнее напряжение, что приводит к удалению горячей атмосферы наружу, а внизу от данной плоскости, — разрежение, обусловливающее приток свежего воздуха. Давление, вынуждающее передвигаться воздушные массы в процессе природной вентиляции, можно установить исходя их вычислений:

Вентиляция металлургического цеха

Расчет вытяжной вентиляции цеха основывается на удалении теплоизбытков от доменных печей. Кроме того, аспирационные устройства предназначены для отведения избыточного количества пыли, образующегося, например, при использовании твердого топлива (уголь). Система аспирации оснащается электрофильтрами, рукавными фильтрующими устройствами, которые отличаются высокой производительной мощностью. Отделения подачи топлива к доменным печам оборудуются системами отопления, кондиционирования, вентилирования.

Примеры расчета расхода воздухопотока основываются на учете факторов:

• применение вентиляторов мощностью несколько сотен кВт;
• чрезмерная запыленность воздушной среды;
• опасность возникновения пожара в некоторых зонах;
• необходимость обеспечения приемлемых условий труда персонала;
• поддержание заданных температурных параметров;
• обеспечение простого, малозатратного техобслуживания.

Капремонт или замена?

Приточный клапан, монтируемый в сквозное отверстие в наружной стене здания

Перепланировка, выполненная соседом сверху, или банальное засорение спутникового воздуховода (после длительной эксплуатации из него извлекают килограммы сажи, куски бетона…) часто приводит к тому, что вытяжной воздух из квартиры не удаляется вовсе. Пламя свечи перед вентрешетками даже не колышется. Чтобы реанимировать вентсистему, достаточно бывает обратиться в управляющую компанию, специалисты которой помогут выяснить и устранить причину отсутствия тяги. Впрочем, помощи можно и не дождаться…

Если терпеть затхлый воздух в своем доме вы не в силах, есть вариант организовать индивидуальную систему вытяжной вентиляции квартиры, сбрасывающую отработанный воздух из кухни и санузла непосредственно на улицу, а на существующие вытяжные вентиляционные отверстия в этих помещениях просто поставить заглушки.

Приточная установка для одной комнаты в интерьере

Такая система может работать в постоянном режиме или же «по требованию» (например, включаться по сигналу от датчиков влажности или датчиков качества воздуха в квартире). Узкое место подобных установок — обмерзание вытяжных отверстий на улице в лютые холода. Однако большую часть года они функционируют без проблем — было бы в доме электричество.

Первым делом для нормальной работы системы необходим доступ свежего воздуха с улицы в жилые помещения — спальню, гостиную. Если в комнатах старые деревянные окна, никакого специального оборудования не потребуется. Если же установлены пластиковые окна с герметичным притвором, то приток воздуха в жилые комнаты, скорее всего, придется организовать. Например, с помощью уже упомянутых выше приточных клапанов, монтируемых в сквозные отверстия в наружных стенах.

Вытяжку воздуха из кухни часто устраивают с помощью настенного центробежного вытяжного вентилятора, накладываемого на сквозное отверстие, прорезанное в наружной стене дома. Со стороны фасада дома отверстие замыкается вытяжной вентрешеткой.

Центробежный настенный вентилятор для кухни должен иметь встроенный обратный клапан, дабы не допустить притока холодного воздуха в помещение с улицы, когда он выключен. Пример: вентиляторы серии ЦФ (Vents). В южных регионах применяют также осевые вытяжные вентиляторы с автоматическими жалюзи, монтируемые в сквозное отверстие диаметром 100–150 мм в оконном остеклении. Подобные устройства поставляются на российский рынок под торговыми марками Vortice, Sylavent, O. ERRE, Xpelair, Ductex и другими.

Для вытяжки воздуха из ванной и туалета — помещений, которые обычно не соприкасаются с наружными стенами дома, потребуется влагозащищенный канальный вентилятор производительностью примерно 80–150 м3/ч: ставят его обычно в санузле, за подшивным потолком. Влажный воздух из ванной и туалета выкачивается с его помощью на улицу по воздуховоду — влагостойкому и шумоизолированному. Прокладывать такой воздуховод приходится через жилые комнаты, по кратчайшему пути к ближайшей наружной стене, в пространстве за подшивным потоком, или же в пустотах декоративного понижения потолка по периметру помещения. Воздухозабор в санузле и выпуск воздуховода на улице закрывают вентрешетками.

Для санузлов в квартире логично покупать центробежный вентилятор с пониженным уровнем шума (32–36 дБ (А)), приспособленный для долговременной работы (ресурс — не менее 30 000–40 000 часов).

Приточная установка для одной комнаты Marta

Можно порекомендовать VKP-mini (Vents) производительностью от 80 до 176 м3/ч. К впускным патрубкам этого устройства могут подключаться до 4 коротких воздуховодов, выпускной патрубок — всего один. Долговечные модели канальных вентиляторов из полимерных материалов, которым нипочем долго­временный контакт с влажным загрязненным воздухом, выпускают Vortice (модельный ряд Lineo), Cata (SMT), Panasonic (FV-12NS1), Shuft и другие.

Среди производителей воздуховодов отметим компании DEC, Diaflex, Sodiamex. Качественные приточные и вытяжные вентрешетки в широком ассортименте есть у компаний Trox, Systemair, Halton, Swegon, IMP Klima, «Арктос».

Расчет приточно-вытяжного оборудования

расположение оборудования в частном доме

Для правильного выбора необходимо знать основные технические характеристики приточно-вытяжной вентиляции.

Определение производительности

Рассчитываем объем каждой обслуживаемой комнаты:

V=h*S,

здесь h — высота помещения, S — площадь помещения.

Рассчитываем кратность воздухообмена:

K=n*V,

здесь n — табличное значение, для жилого помещения составляет 2.

Увеличиваем полученное значение К на 25-30% и производительность приточно-вытяжной вентиляции рассчитана.

Средние значения производительности составляют:

• для квартир — 100 — 500 кубометров\час;
• для загородных домов — 1000 — 2000 кубометров\час.

W=0,36*O*T,

здесь O — объем проходящего воздуха, Tз — средняя температура зимы.

W=h*S*u

здесь h — высота помещения, S — площадь помещения, u — минимальная влажность для жилого помещения — 30.

Расчет диаметра воздуховодов

Для подсчета площади сечения вентиляционных труб в жилом доме или квартире можно использовать простые соотношения:

• для квартиры или частного дома на 1 кв. метр площади комнаты 5,4 кв. см площади сечения трубы;
• для сараев и гаражей — 17,6 кв.см.

Расчет потребляемого электричества

Можно заранее спланировать будущие расходы на содержание домашней приточно-вытяжной вентиляции.

Sm=(∆Td *K*c*Pd*Ld+∆Tn*K*c*Pn*Ln)*Nd/1000,

длинная формула расшифровывается довольно просто:

∆Td и ∆Tn — перепад дневных и ночных температур, вычисляются отдельно для каждого месяца, можно посмотреть значения в интернете, К — мощность установки, с — теплоемкость воздуха, постоянная величина 0,336, Ld и Ln — цена киловатт\часа для дня и для ночи, Pd и Pn продолжительность дня и ночи в часах, Nd — количество дней в месяце.

Уменьшить расходы на электроэнергию можно с помощью рекуператора или VAV-системы. При этом цена установки увеличивается в среднем на 20%.