Принцип работы вытяжной вентиляции разных видов, расчет и выбор места установки

Виды вентиляционных систем многоэтажных жилых домов

Спланированная путем кропотливого расчета, еще до момента строительства, вентиляционная шахта в многоэтажном доме призвана стать «легкими» здания. Различают три основных вида вентиляционных систем, применяемых в строительстве жилых домов:

• естественная,
• принудительная,
• смешанная.

Работа естественной вентиляции предполагает реализацию воздухообмена при помощи разной плотности воздуха снаружи и внутри помещения. «Грязный» воздух удаляется через вентиляционные окна, расположенные в санузлах, ванных комнатах и кухнях. Проходит путь по вентиляционной шахте и высвобождается на улицу через оголовок канала, расположенный под кровлей или непосредственно над ней. Приток чистого воздуха осуществляется через форточки, не плотности в оконных фрамугах, дверных коробках.

Принудительная вентиляция работает при помощи дополнительных механических устройств. Устанавливаются они поквартирно или в общей вентиляционной шахте. Принудительной вентиляцией оборудованы домостроения повышенной этажности, где устройство индивидуальных каналов технически невозможно или затруднительно.

Смешанная схема предусматривает комплексное или поочередное использование способов удаления воздуха из квартир. Такая система является универсальной, так как изначально предусматривает обеспечение бесперебойной работы вентиляции жилого дома. Однако ее устройство излишне дорогостоящее, что сделало смешанную схему не очень популярной в многоэтажной застройке.

Как правильно сделать вентиляцию частного дома своими руками?

Для изготовления и монтажа системы вентиляции частного дома необходимо принять решение, какая система наиболее эффективна для данного здания.

Другими словами в проекте предусматриваются вентиляционные каналы, которые производят воздухообмен за счет законов физики, которые заставляют теплые воздушные массы выходить из помещения, поднимаясь вверх, а холодные поступать в помещения здания через оконные и дверные проемы. В этом случае не предусматривается дополнительное вентиляционное оборудование, что значительно экономит средства застройщика, но не исключает попадания посторонних запахов и различных микроэлементов и пыли вместе с уличным воздухом. Эффективность работы в этом случае будет ощутимо зависеть от погодных условий и климатических особенностей региона строительства.

Часто применяется приточная система, которая предполагает подачу насосом наружного воздуха в специальные фильтры. После очистки воздух нагревается до необходимой температуры, производится регулировка его влажности и осуществляется подача в помещения.

Вытяжная система аналогична приточной с той разницей, что насос не подает наружный воздух, а выводит воздух из помещений на улицу через вентиляционные шахты.

Наиболее подходящей для современных домов с площадью равной 300 – 500 м2 является система вентиляции, которая совмещает свойства приточно-вытяжной с рекуператором. Другими словами создаётся система полностью регулирующая подачу воздуха, его обработку и распределение в помещения дома, вывод отработанного воздуха наружу и частичную смесь теплого воздуха с наружным (рекуперацию) для снижения затрат на его нагревание.

После выбора системы вентиляции частного дома можно на основании сделанных расчетов закупать материалы и монтировать оборудование. Самым рациональным будет закрепить основную вытяжную трубу на одной из внутренних несущих стен, а от неё развести вентиляционные каналы по всем помещениям этажа. Материал труб для вентканалов может быть самым разнообразным. Не стоит забывать, что в совсем недалеком прошлом их сбивали из деревянных досок, а в наши дни наиболее практичным материалом стали пластиковые трубы. Их вес позволяет закрепить трубы в любом удобном месте, они не подвержены коррозии, их легко монтировать, и они сравнительно дешевы.

Рынок предлагает огромный выбор фильтров, но наиболее рационально использовать комбинированные фильтры, состоящие из двух компонентов – для частиц пыли и для газов. Они не допускают проникания в жилые помещения ни твердых частиц содержащихся в воздухе, ни запахов смога, разлагающихся органических частиц, запахов пищи и дыма.

Из всех образцов рекуператоров предлагаемых производителями для вентиляции частного дома наиболее подходит рекуператор пластинчатого типа. Он очень прост в установке, что позволит все работы по монтажу выполнить своими руками, простая конструкция и отсутствие динамических нагрузок от вращающихся или двигающихся деталей исключает поломки, не требует подачи электроэнергии и имеет прекрасный КПД.

Калориферы для вентиляции частного дома необходимо подбирать таким образом, чтобы они обеспечивали необходимую расчетную температуру подаваемого воздуха и были достаточно экономичными в потреблении энергии. Питанием может служить не только электроэнергия, но и природный газ, что поможет экономить затраты на содержание и эксплуатацию всей системы.

Местом для установки вентиляторов может служить чердачное помещение или технический этаж. Основным показателем вентиляторов является его мощность, которая определяется расчетом

При выборе стоит особое внимание обратить на показатели шума

Производя монтаж системы вентиляции частного дома, нужно продумать каким образом, она будет задекорирована. Оптимальным вариантом будет спрятать все воздуховоды и оборудование над потолком. Если дом имеет несколько этажей, то можно использовать подвесные потолки типа «Армстронг». При правильном сочетании элементов потолка и диффузоров они могут придать помещению стиль и оригинальность.

Приточно-вытяжная вентиляция

В общем случае вентиляция должна быть и приточной и вытяжной. При этом, производительность обоих видов должна быть сбалансирована, с учетом вероятности поступления воздуха из смежных помещений или его удаления в таковые. Сбалансированный приточно-вытяжной воздухообмен позволяет в значительной степени снизить фактор сквозняков и избежать эффекта «хлопающих дверей».

Однако, на практике, зачастую используют либо приточную (тогда воздух удаляется из помещения через неплотности проемов, окна, форточки, фрамуги), либо вытяжную (когда удаляется теплый и загрязненный воздух, а приток свежего производится естественным путем).

Приточная вентиляция

Производится посредством приточных установок. Вентиляционная приточная установка служит для подачи свежего воздуха в помещение взамен удаляемого.

Приточная установка в современном исполнении может быть как моноблочной, так и наборной. Моноблочные системы имеют большую монтажную готовность и не требуют специальных навыков и знаний при их установке, однако имеют большую стоимость, чем наборные системы приточной вентиляции. Для установки моноблочной системы достаточно закрепить установку на стене и подвести к ней сеть воздуховодов и электропитание.

Приточная установка в качестве основных узлов имеет калорифер, вентиляторы, систему фильтрации и электроавтоматику для управления и контроля.

Если к качеству воздуха предъявляются особые требования, то приточный воздух может подвергаться дополнительной обработке, такой как нагрев, охлаждение, осушение воздуха, увлажнение воздуха, очистка с помощью фильтров и т.д. Приточные установки бывают как промышленного назначения (используются на промышленных объектах), так и бытового.

Вытяжная вентиляция

Является прямо противоположным явлением приточной и предназначена для удаления отработанного воздуха из жилых, производственных и других помещений. Различают общеобменную (осуществляющую воздухообмен для всего помещения) и местную (устанавливаемую непосредственно на рабочем месте).

Как правило, вытяжная вентиляция оправдывает себя на промышленных объектах, когда необходимо удалять избыточное тепло и вредные примеси либо из всего объема воздуха помещения, либо только из определенных мест. Однако, для квартир также может использовать вытяжные установки — на кухнях, в ванных комнатах, туалетах. Работа вытяжной установки может быть основана как на принципе естественного воздухообмена, так и иметь механическое побуждение движения воздуха, например, используя вентиляторы.

РАСЧЕТ.

Расчет начинаем с тёплого периода года ТП, так как воздухообмен при этом получается максимальным.

Последовательность расчета (см. Рисунок 1):

1. На J-d диаграмму наносим (•)  Н – с параметрами наружного воздуха:

t_Н„А“ = 22,3 °C;   J_Н„А“ = 49,4 кДж/кг

и определяем недостающий параметр — абсолютную влажность или влагосодержание d_Н„А“.

Точка наружного воздуха — (•) Н будет являться и точкой притока — (•) П.

2. Наносим линию постоянной температуры внутреннего воздуха — изотерму t_В

t_В = t_Н„А“  3 = 25,5 °C.

3. Определяем тепловое напряжение помещения:

где: V – объём помещения, м3.

4. Исходя из величины теплового напряжения помещения, находим градиент повышения температуры по высоте.

Градиент температуры воздуха по высоте помещений общественных и гражданских зданий.

Тепловая напряженность помещения Qя / Vпом.	grad t, °C / м
кДж / м3	Вт / м3
Более 80	Более 23	0,8 ÷ 1,5
40 ÷ 80	10 ÷ 23	0,3 ÷ 1,2
Менее 40	Менее 10	0 ÷ 0,5

и рассчитываем температуру воздуха, удаляемого из верхней зоны помещения

t_y=t_B + grad t(H-h_p.з.), ºС

где: Н — высота помещения, м;h_р.з. –  высота рабочей зоны, м.

На J-d диаграмму наносим изотерму уходящего воздуха t_y*.

Внимание! При кратности воздухообмена более 5, принимается ty=tB. 5. Определяем численное значение величины тепло-влажностного отношения:

Определяем численное значение величины тепло-влажностного отношения:

5. Определяем численное значение величины тепло-влажностного отношения:

(численное значение величины тепло-влажностного отношения примем 6 200).

На J-d диаграмме через точку 0 на шкале температур проводим линию тепло-влажностного отношения с численным значением 6 200 и проводим луч процесса через точку наружного воздуха — (•)H параллельный линии тепло-влажностного отношения.

Луч процесса пересечёт линии изотерм внутреннего и уходящего воздуха в точке В и в точке У.

Из точки У проводим линию постоянной энтальпии и постоянного влагосодержания.

6. По формулам определяем воздухообмен по полному теплу

и по влагосодержанию

Полученные численные значения должны совпадать с точностью ±5%.

7. Вычисляем нормативное количество воздуха, требуемое для людей находящихся в помещении.

Минимальная подача наружного воздуха в помещения.

Род зданий	Помещения	Приточные системы
с естественным проветриванием	без естественного проветривания
Подача воздуха
Производственные	на 1 чел., м3/ч	на 1 чел., м3/ч	Кратность воздухообмена, ч-1	% от общего воздухообмена не менее
30*; 20**	60	≥1	—	Без рециркуляции или с рециркуляцией при кратности 10 ч-1 и более
—	60 90 120	—	20 15 10	С рециркуляцией при кратности менее 10 ч-1
Общественные и административно-бытовые	По требованиям соответствующих глав СНиПов	60 20***	—	—	—
Жилые	3 м3/ч на 1 м2		—	—	—

Примечание. * При объеме помещения на 1 чел. менее 20 м3

3

Принцип действия

схема работы приточно-вытяжной вентиляции

Принцип работы приточно-вытяжной вентиляции прост и эффективен. Из квартиры вытягивается отработанный воздух, насыщенный парами, пылью, канцерогенами, неприятными запахами и аллергенами. Одновременно с этим подается уличный воздух, очищенный от всех возможных вредностей и доведенный до приятной температуры.

Плюсы приточно-вытяжной вентиляции дома очевидны:

• В квартире чистый воздух. Кстати, обладатели подобного оборудования практически лишены необходимости вытирать пыль! Установка удаляет до 97% всех частиц, оседающих на поверхностях столов и буфетов;
• Оборудование экологически безопасно, оно не выделяет в атмосферу никакие вредные вещества;
• Вентиляция квартиры соответствует нормам по пожарной безопасности;
• Установка позволяет создать в жилище идеальный микроклимат, не требует постоянного внимания и управляется автоматически.

Простой и понятный принцип работы сделал приточно-вытяжные вентиляционные установки наиболее востребованными среди существующих видов климатической техники.

Канальная и бесканальная система вентиляции

Следующая характеристика, по которой классифицируют вентиляционные системы – это способ конструкции. Они могут быть канальные и бесканальные.

Канальная система состоит из множества воздуховодов, основная задача которых – транспортировать воздух. Важным плюсом таких систем являются их компактные размеры и возможность скрытой установки. Канальная вентиляция позволяет использовать оборудование без выделения отдельного пространства. Она может быть расположена в нишах, шахтах, под подвесным потолком. Основана такая система на базе оборудования с прямоугольным или круглым сечением. Наибольшей популярностью в наши дни пользуются установки с прямоугольным сечением.

Циркуляция воздуха при принудительной вентиляции

Естественная вентиляция эффективна в период, когда между пространством внутри и вне него, устанавливается значительная разница температур. В остальных случаях пользоваться таким типом вентилирования нерентабельно. Без принудительного воздухообмена не обойтись. В его основе – направление чистого кислорода за счет его нагнетания вентилятором.

Принцип действия децентрализованной принудительной приточно-вытяжной вентиляции

Вентилятор устанавливается в стене, либо в окне. Дополнительно монтируется вытяжка для принудительного отвода загрязненного воздуха из комнаты. Мощность подбирается с учетом степени загрязнения кислорода.

Системы принудительной вентиляции для жилых комнат

Для циркуляции воздуха в жилых комнатах, устанавливают приточно-вытяжную систему моноблочного типа. Установка состоит из нескольких функциональных узлов:

• вентилятор;
• теплообменник;
• фильтры.

В процессе работы такая установка практически беззвучна, а ее конструкцию легко скорректировать под индивидуальные требования заказчика.

Вентиляционная система с рекуперацией

Система с рекуперацией – это система, в которой предусмотрен тепловой обмен между поступающими и уходящими воздушными массами. Иными словами, воздух в такой системе греет сам себя. Организован данный процесс посредством использования соответствующего оборудования.

Блоку присущи все функции приточного вентилятора. Однако, устройство спроектировано таким образом, что кроме теплового обмена ничего – никакие запахи, загрязнения и пыль, не передаются.

Такая система вентиляции стоит существенно дороже, чем приточно-вытяжной аналог. Однако она оправдает вложенные усилия и средства с момента начала своей работы. Так как средняя экономия на энергоресурсах составит 60%. К тому же систему можно дооборудовать блоком автоматического контроля, который будет следить за атмосферой в помещении и подскажет, когда нужно заменить фильтры и прочие комплектующие.

Элементы сети и местные сопротивления

Имеют значение и потери на элементах сети (решетки, диффузоры, тройники, повороты, изменение сечения и т. д.). Для решеток и некоторых элементов эти значения указаны в документации. Их можно рассчитать и произведением коэффициента местного сопротивления (к. м. с.) на динамическое давление в нем:

Pм. с.=ζ·Pд.

Где Pд=V2·ρ/2 (ρ – плотность воздуха).

К. м. с. определяют из справочников и заводских характеристик изделий. Все виды потерь давлений суммируем для каждого участка и для всей сети. Для удобства это сделаем табличным методом.

Сумма всех давлений будет располагаемым для этой сети воздуховодов, а потери на ответвлениях должны быть в пределах 10% от полного располагаемого давления. Если разница больше, необходимо на отводах смонтировать заслонки или диафрагмы. Для этого производим расчет нужного к. м. с. по формуле:

где Pизб – разница располагаемого давления и потерь на ответвлении. По таблице выбираем диаметр диафрагмы.

Нужный диаметр диафрагмы для воздуховодов.

Правильный расчет воздуховодов вентиляции позволит подобрать нужный вентилятор по графикам производителей. Используя найденное располагаемое давление и общий расход воздуха в сети, это будет сделать несложно.

Основное назначение вентиляции – обновление воздуха, скопившегося в помещении. Различают вентиляцию вытяжную, которая обеспечивает удаление воздуха, и приточную – которая подает свежий воздух с улицы, третий вид – приточно-вытяжная вентиляция, обеспечивающая как удаление воздуха из помещения, так и подачу свежего кислорода. Обычно такой вид вентиляции обустраивают в помещениях, где скапливается отработанный воздух (кухня, ванная) и большое количество людей (рестораны, кафе) и др. Стоит отметить, что устройство приточно-вытяжной вентиляции не такое уж и простое дело, система состоит из множества частей: воздуховодов, калорифера, охладителя, шумопоглатителя, фильтров, а также датчиков (уровня углекислого газа, температуры воздуха в помещении и др.). Монтаж вентиляции приточно-вытяжной довольно сложен и многоэтапен, но при определенной сноровке и большом желании можно установить приточную вентиляцию своими руками. О том, как это сделать расскажет наша статья.

Вентиляционная шахта в многоэтажном доме схема

Схема 1

В жилых домах повышенной этажности распространена система вентиляции, где квартирные воздуховоды объединяются в общую шахту. Подключение каналов спутников происходит на этаж или два выше, расположения горизонтального воздуховода. Такая схема чревата перетоком воздуха и попаданием запахов из одной квартиры в другую. Врезка кухонных вытяжек и даже элементарных вентиляторов в санузлах в такую систему лишь усугубит проблему. Решается она путем устройства принудительной вытяжки, расположенной в общей шахте или ее оголовке.

Схема 2

Вентиляционные шахты оканчиваются оголовком, накрытым зонтом из оцинкованного железа или бетонной плитой. Такие меры предупреждают попадание осадков и крупного мусора в шахты. Кладка оголовка должна быть герметична, оштукатурена. Оголовки должны быть пронумерованы по порядку, а так же иметь маркировку расположенных в общей шахте квартирных выводов.

Физическая основа вентиляции

Движения воздушных потоков основано на простейших физических процессах. Обработка газовоздушной массы и ее транспортировка осуществляется благодаря существующим конвекционным процессам. Чтобы использовать этот естественный процесс источники тепла и нагрева размещают в наиболее низких областях, а приточные элементы, наоборот, максимально приближены к потолку.

В общем значении термин «конвекция» представляет собой перераспределение между нагретым и холодным потоками газа тепловой энергии. Конвекционные процессы могут происходить естественным способом, либо принудительно.

В закрытом пространстве общая температура определяется степенью нагревания воздуха. Величина не является постоянной во всем пространстве, меняется по высоте. Явление обусловлено неоднородной концентрацией молекул при постоянном давлении внутри комнаты. При более высокой температуре концентрация частиц газа меньше, значит, и меньше его масса. Поэтому существует понятие, что нагретый воздух «более легкий», а холодный «более тяжелый». Этот факт объясняет устройство вентиляционных систем: вытяжные узлы располагаются сверху, а приточные – снизу.

Движение воздуха обычно происходит снизу вверх 

Грамотно спроектированная система вытяжной вентиляции в сочетании с естественными конвекционными процессами позволяет поддержать установленный уровень температуры и влажности внутри помещения.