ВИДЫ ВЕНТИЛЯЦИИ, ИХ НАЗНАЧЕНИЕ И СОСТАВ Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

УДК 62

М.В. Крайнова

ВИДЫ ВЕНТИЛЯЦИИ, ИХ НАЗНАЧЕНИЕ И СОСТАВ

Рассмотрены виды вентиляции, компоновка типичной вентиляционной системы, принципы управления ими. Приведены способы энергосбережения вентиляционных систем.

Ключевые слова: вентиляция, энергосбережение, управление, энергоэффективность.

Свежий воздух - одно из непременных условий нашей жизни. Человек ежедневно вдыхает 20 000 литров воздуха. Для нормального самочувствия и работоспособности нам нужен природный воздух, насыщенный озоном, ионами и фитонцидами.

К сожалению, предусмотренная в большинстве жилых помещений система не обеспечивает необходимый для нормальной жизнедеятельности воздухообмен. А после того как в строительстве начали широко применять герметичные стеклопакеты и монолитный бетон, современные дома стали походить на герметичные сосуды, не пропускающие внутрь себя ни глотка свежего воздуха.

Следствием плохой вентиляции являются чрезмерная влажность и конденсация влаги, неприятные запахи из кухни и туалетных комнат, затхлый воздух. Открывая форточку, мы впускаем в помещение загазованность, пыль, шум, сквозняки. Все это в той или иной мере ухудшает микроклимат помещений, в которых человеку приходится проводить большую часть своего времени.

С целью эффективного устранения вредных веществ из воздуха и рекомендуется установка вентиляционного оборудования. Вентиляция помогает создавать и контролировать благоприятные условия для эффективной и здоровой жизнедеятельности человека (поддержание постоянной температуры, относительной влажности, скорости движения воздуха, допустимой концентрации вредных примесей).

И если о необходимости присутствия в доме кондиционера еще можно поспорить, то наличие хорошей вентиляции - непременное требование к качественному жилью.

Виды вентиляции

Системы вентиляции предназначены для комфортных условий в помещениях различного назначения. Вентиляционные системы можно классифицировать по следующим признакам:

• способу создания давления для перемещения воздуха - с естественным и искусственным побуждением;

• назначению - приточные и вытяжные;

• зоне обслуживания - местные и общеобменные;

• конструктивному исполнению - канальные и бесканальные.

• Приточные системы вентиляции

• Предназначены для подачи воздуха в помещение. Свежий воздух подается, как правило, после предварительной подготовки, которая может включать очистку, подогрев, охлаждение и увлажнение.

• Система вентиляции может размещаться в одном корпусе или набираться из отдельных элементов: вентиляторов, фильтров, калориферов, охладителей, клапанов, необходимым элементом является система воздуховодов и распределителей воздуха (решеток, диффузоров и др.).

• Производительность приточных установок может изменяться от нескольких десятков (мини-приточки) до нескольких десятков тысяч (центральные приточные установки) кубических метров воздуха в час.

•Нагревающий элемент (калорифер) обеспечивает в зимнее время подогрев свежего воздуха до температуры подачи в помещение (от 18-20° до 27-29°С).

Компоновка

Типовая приточная механическая вентиляционная система состоит из следующих компонентов:

© Крайнова М.В., 2020.

Научный руководитель: Стариков Альберт Николаевич - кандидат технических наук, доцент, Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых, Россия.

1. Воздухозаборная решетка. Через нее наружный воздух поступает в систему вентиляции. Эти решетки, как и другие элементы вентиляционной системы, бывают круглой или прямоугольной формы. Воз-духозаборные решетки не только выполняют декоративные функции, но и защищают систему вентиляции от попадания внутрь капель дождя и посторонних предметов.

2. Воздушный клапан. Служит для предотвращения попадания в помещение наружного воздуха при выключенной системе вентиляции. Воздушный клапан особенно необходим зимой, поскольку без него в помещение бесконтрольно будут проникать холодный воздух и снег. Как правило, в приточных системах вентиляции устанавливаются воздушные клапаны с электроприводом, что позволяет полностью автоматизировать управление системой: при включении вентилятора клапан открывается, при выключении - закрывается.

3. Фильтр. Этот элемент необходим для защиты как самой системы вентиляции, так и вентилируемых помещений от пыли, пуха, насекомых. Обычно в системе устанавливается один фильтр грубой очистки, который задерживает частицы величиной более 10 мкм. Если к чистоте воздуха предъявляются повышенные требования, то дополнительно могут быть установлены фильтры тонкой очистки (для частиц до 1 мкм) и особо тонкой очистки (задерживают частицы до 0,1 мкм). Фильтрующим материалом в фильтре грубой очистки служит ткань из синтетических волокон - например, акрила. Фильтр необходимо периодически очищать от грязи и пыли, обычно не реже 1 раза в месяц.

4. Калорифер или воздухонагреватель. Предназначен для подогрева воздуха, который подается с улицы в зимнее время. Калорифер может быть водяным (температура горячей воды должна быть не менее 70°С) или электрическим. Для небольших приточных установок выгоднее использовать электрические калориферы, поскольку установка такой системы требует меньших затрат. Для больших помещений (площадью более 100 м2) желательно использовать водяные нагреватели, иначе затраты на электроэнергию окажутся очень большими. Для значительного снижения затрат на подогрев холодного воздуха используется рекуператор - устройство, в котором холодный приточный воздух нагревается за счет теплообмена с удаляемым теплым воздухом. Воздушные потоки при этом не смешиваются.

5. Шумоглушитель. Поскольку вентилятор является источником шума, рядом обязательно устанавливают шумоглушитель, чтобы предотвратить распространение шума по воздуховодам. Основным источником шума при работе вентилятора являются турбулентные завихрения воздуха на его лопастях, то есть аэродинамические шумы.

6. Вентилятор. Служит для подачи свежего воздуха в помещение и создания необходимого давления воздушного потока в сети.

7. Воздуховоды. После выхода из шумоглушителя обработанный воздушный поток готов к распределению по помещениям.

Для этих целей используется воздухопроводная сеть, состоящая из воздуховодов и фасонных изделий (тройников, поворотов, переходников). Основными характеристиками воздуховодов являются площадь сечения, форма (круглая или прямоугольная) и жесткость (бывают жесткие, полугибкие и гибкие воздуховоды).

Скорость потока в воздуховоде не должна превышать определенного значения, иначе воздуховод станет источником шума. Поэтому размер воздуховодов подбирается исходя из расчетного значения воздухообмена и максимально допустимой скорости воздуха. Жесткие воздуховоды изготавливаются из оцинкованной жести и могут иметь круглую или прямоугольную форму. Полугибкие и гибкие воздуховоды имеют круглую форму и изготавливаются из многослойной алюминиевой фольги. Круглую форму таким воздуховодам придает каркас из свитой в спираль стальной проволоки. Такая конструкция удобна тем, что воздуховоды при транспортировке и монтаже можно складывать «гармошкой». Недостатком гибких воздуховодов является высокое аэродинамическое сопротивление, вызванное неровной внутренней поверхностью, поэтому их используют только на участках небольшой протяженности.

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 служат для равномерного рассеивания воздушного потока по помещению, а также для индивидуальной регулировки воздушного потока, направляемого из воздухораспределительной сети в каждое помещение.

9. Системы регулировки и автоматики. Последним элементом вентиляционной системы является электрический щит, в котором обычно монтируют систему управления вентиляцией. В простейшем случае система управления состоит только из выключателя с индикатором, позволяющего включать и выключать вентилятор. Однако чаще всего используют систему управления с элементами автоматики, которая включает калорифер при понижении температуры приточного воздуха, следит за чистотой фильтра, управляет

воздушным клапаном и т. д. В качестве элементов системы управления используют термостаты, гигростаты, датчики давления и т. п.

Управление приточной системой

Для вентиляции квартир и небольших офисов сегодня активно используются небольшие вентиляционные системы: сеть воздуховодов с приточной установкой. Управлять современным оборудованием удобно и просто. При помощи выносного пульта управления можно осуществить пятиступенчатую регулировку подачи воздуха, в зимнее время плавно регулировать температуру от 5 до 28°С. Кроме того, некоторые приборы имеют таймер, осуществляющий включение установки в определенный день недели или время суток.

Предусмотрена также возможность подключения внешнего вытяжного вентилятора. Автоматика обеспечит синхронное включение и выключение приточного и вытяжного вентиляторов. На случай аварии управление оснащено системой защиты. Агрегат надежно защищен от перегрева. В обмотку электродвигателя вентилятора встроена тепловая защита. При срабатывании она останавливает вентилятор, сигнализируя аварийной лампой. Нагревательные элементы калорифера оборудованы термостатами, предохраняющими от перегрева и пожара.

Также приточные системы дополнительно можно укомплектовать дифференциальным манометром, предназначенным для измерения перепада динамического давления в воздушном потоке на участке воздушного фильтра, и отсечным клапаном, монтируемым на приточном участке воздуховодов. При остановке работы агрегата заслонка при помощи привода автоматически блокирует поступление наружного холодного воздуха в помещение.

Энергосберегающие мероприятия в системах вентиляции

В силу ряда причин, связанных с экономикой, социальной сферой, экологией, важнейшей проблемой XXI века является сокращение объемов потребления топливно-энергетических ресурсов, влияющее на состояние окружающей среды, а значит, и на здоровье людей. Наиболее эффективный способ ее решения — применение энергосберегающих технологий, которые к тому же призваны способствовать формированию благоприятного микроклимата в помещениях, улучшая потребительские характеристики зданий.

Сдерживающим фактором широкого внедрения энергосберегающих технологий являются недооце-нивание простым обывателем влияния качества среды обитания на здоровье и продолжительность жизни, недостаточная осведомленность специалистов строительной индустрии в этих вопросах, а также низкая стоимость энергоносителей в России.

Однако на строительном рынке энергосберегающее жилое или общественное здание с более высокими потребительскими характеристиками обладает значительным конкурентным преимуществом. Все чаще построенный дом не продается инвестором, а сдается в аренду под управление собственной управляющей компании, кровно заинтересованной в снижении эксплуатационных расходов и максимальном использовании энергосберегающих технологий.

Определенное противоречие между энергосбережением и качеством среды обитания наглядно продемонстрировало массовое применение во всем мире герметичных окон из ПВХ со стеклопакетами. Ведь основным способом вентилирования жилых помещений была и остается естественная вентиляция с притоком внешнего воздуха через «несплошности оконных столярных изделий» и удалением загрязненного воздуха через вентиляционные каналы в подсобных помещениях (кухня и санузлы). Герметизация окон приводит к застою воздуха в помещениях, увеличению уровня относительной влажности, появлению конденсата на стеклах, плесени и грибковым поражениям строительных конструкций. Конечно, это не означает, что надо отказываться от современных герметичных окон. Нужно просто применять такие энергосберегающие технологии, которые не ухудшают качество внутреннего воздуха.

Поиски такого компромисса между герметичностью окон и притоком свежего воздуха показали, что обычное периодическое проветривание путем открывания створок окна не решает проблему полностью, поскольку крайне неудобно и не эффективно в плане энергосбережения. Кроме того, оно может свести «на нет» энергосберегающий потенциал герметичных окон. Дело в том, что параллельно с улучшением энергосберегающих характеристик окон развиваются и технологии возведения теплых стен, что приводит к изменению структуры тепловых потерь здания (стоки тепла через стены, подвалы, крыши, потери на вентиляцию). Поскольку ограждающие конструкции становятся все более теплосберегающими, а нормы воздухообмена (количество приточного холодного воздуха зимой) не могут снижаться ниже установленных (санитарных), доля тепла, расходуемого на подогрев приточного воздуха, в структуре потерь все время растет и достигает на сегодняшний день 50-60%. Таким образом, в современных герметичных теп-

лых зданиях потери тепла на подогрев приточного воздуха становятся «врагом номер один» в плане энергосбережения. Необходимы технологии экономного расходования приточного воздуха, адаптированные к реальным, постоянно изменяющимся во времени потребностям в свежем воздухе в жилых помещениях.

Критериев загрязненности воздуха жилых помещений может быть много, но есть два основных: концентрация углекислого газа и уровень относительной влажности воздуха. Практические исследования показали, что в течение суток в квартире концентрации углекислого газа и паров воды изменяются синхронно, то есть за критерий загрязненности воздуха можно взять один из параметров. Исходя из таких предпосылок, была разработана концепция гигрорегулируемой (влагочувствительной) вентиляции.

В полной комплектации гигрорегулируемая система вентиляции состоит из приточных автоматически работающих шумозащитных клапанов, монтируемых через внешнюю стену или непосредственно в переплет окна без уменьшения светового проема (если окна уже стоят, их демонтаж и замена стеклопаке-тов не требуется), вытяжных решеток с переменным управляемым проходным сечением и механического вентилятора для удаления грязного воздуха. Вытяжные решетки, кроме режима гигрорегулирования, имеют также дополнительные опции (активация пикового режима при ручном включении, автоматическое включение пикового режима при помощи тепловых датчиков присутствия или движения людей). Для наиболее эффективной работы системы используются механические вентиляторы с квазигоризонтальной рабочей характеристикой, различные по мощности и назначению. Все это позволяет создавать энергоэффективные вентиляционные системы с малым потреблением электроэнергии в многоквартирных жилых домах, коттеджах, офисах, общественных зданиях.

Библиографический список

1.Сазонов Э.В. Вентиляция общественных зданий - Воронеж: ВТУ, 1951

2.http://www.aereco.ru

3. http : //www. apic.ru/customer/folder/8. php

КРАЙНОВА МАРГАРИТА ВИТАЛЬЕВНА - магистрант, Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых, Россия.