Приточно-вытяжня вентиляция: принцип работы, устройство, расчет мощности системы

Стандартные задачи системы вентиляции

Проект вентиляции преимущественно зависит от площади помещения, количества людей, рода их деятельности, уровня физической активности, оборудования (если это производственный цех или что-то подобное). Если говорить о бытовых задачах, то вентиляция должна:

– создавать нормальный климат в рабочей зоне, не создавая при этом излишнего шума

– устранять из помещения вредные газообразные вещества, примеси, неприятные запахи

– подавать в помещение свежий или очищенный воздух

– быть удобной в эксплуатации и монтаже

– не создавать во время работы шума, вибраций, сквозняков и т.д.

Необходимый объем свежего воздуха:

– для офисных помещений – 60 м3/ч на человека;

– для жилых комнат 20 м3/ч на человека;

– температура воздушных потоков от 20±2 °С.

Объем удаляемого воздуха:

– для санузла или ванной комнаты 50 м3/ч;

– для кухонь 10 м3/ч на квадратный метр;

– для рабочих помещений рассчитывается исходя из количества работников.

Дополнительные требования можно посмотреть в СНиП 2.04.05-91* «Отопление, вентиляция и кондиционирование (с Изменениями N 1, 2, 3)».

Допустим, речь идет об офисном помещении, где постоянно находится определенное количество работников, занимающихся умственным трудом. Использовать только приточную, либо только вытяжную вентиляцию неразумно, т.к. для обеспечения воздухообмена персонал начнет открывать окна, может появиться неприятный сквозняк, в помещение будет проникать посторонний шум, работоспособность снизится. Разумнее использовать приточно-вытяжную систему, которая создаст необходимый микроклимат.

Свежий воздух всасывается через воздухозаборные решетки и,  очищенный и подогретый, подается в помещение, загрязненный, тем временем, отводится через вытяжку наружу. Использование шумоглушителей остается на усмотрение проектировщиков. Воздуховод может быть подобран таким образом, что воздушная масса будет двигаться, не производя особого шума, а за разговорами коллег, работой офисной техники шум и вовсе не будет слышен.Схема движения воздуха в приточно-вытяжной системе вентиляции в офисе

Устройство естественной вентиляции

Чтобы выполнить устройство вентиляции, работающей по гравитационному принципу, нужно использовать некоторые элементы из списка ниже:

1. Доступ воздуха может обеспечиваться через щели и негерметичные ограждающие конструкции. В нежилых помещениях для этого специально делают отверстия, слуховые окна и продухи.
2. Окна в режиме микрощелевого или обычного проветривания и открытые форточки обеспечивают приток свежего воздуха.
3. Стеновые или оконные приточные клапаны позволяют воздуху проникать в помещение при закрытых герметичных окнах.
4. Иногда с этой целью прокладывается система воздуховодов.
5. Вентиляционные шахты и каналы обустраиваются в многоквартирных и частных домах для удаления застоявшегося воздуха из помещения.
6. Если в доме есть камин или печь, то дымоход может одновременно удалять дым и использованные воздушные массы из помещения.
7. Дефлекторы позволяют усиливать тягу в вытяжной трубе.
8. Вентиляционные решетки закрывают отверстия вентканалов в помещении. Есть решетки, которые монтируются на улице. Они защищают канал от попадания в него мусора, осадков, насекомых, грызунов и птиц.
9. Анемостаты – специальные решетки, отличающиеся от традиционного варианта внешним видом и принципом работы.
10. Иногда для вентиляции устанавливают переточные клапаны в дверном полотне. Вместо них такие же функции может выполнять щель под дверью.
11. Обратный клапан монтируется на воздуховоды с целью защиты от обратной тяги.

Настенные приточные клапаны

Стеновые клапаны пропускают воздух, но хорошо защищают от уличного шума. Они устраняют повышенную влажность и духоту в помещении. Для регулировки потока воздуха есть заслонка. После поступления холодных воздушных масс они смешиваются с теплыми и обеспечивают комфортную температуру в доме.

Стеновые клапаны устанавливают на расстоянии 1,5-2 м от пола. От откоса оконного проема отступают минимум 30 см, в противном случае простенок будет промерзать. Также их можно монтировать под подоконником возле батареи, чтобы холодный воздух с улицы сразу подогревался.

Клапаны на окна

Приточные клапаны на окнах защищают конструкции от запотевания и позволяют проветривать помещения. Существует несколько разновидностей оконных клапанов: одни устанавливаются без сверления рамы или створки, другие требуют сверления отверстий, но отличаются большей эффективностью. Также есть клапаны-ручки, они могут быть укомплектованы сетчатыми фильтрами.

Вентканалы

Вентканалы в стене дома делают в процессе его возведения. Стандартный размер вентиляционных каналов 140х140 мм. Каналы обязательно делают в ванной комнате, в санузле и на кухне. Причем в многоквартирном доме из каждой квартиры идут отдельные каналы. Запрещено делать один вентканал из нескольких помещений.

Вытяжки

Дефлекторы, жалюзийные решетки, усилители тяги и обратные клапаны устанавливаются на вентканалы и воздуховоды с целью повышения эффективности системы и защиты от следующих нежелательных явлений:

• опрокидывания тяги;
• низкой эффективность вентиляции;
• задувания нагревательного оборудования;
• попадания мусора в вентканалы.

Проектирование и расчет вентиляционной системы

Проектирование приточно вытяжной вентиляции обычно начинается с составления общего плана здания с указанием площади и назначения каждого отдельного помещения. После этого разрабатывается схема вентиляции помещений, предусматривающая все необходимые элементы и места их установки.

Перед тем как рассчитать приточно вытяжную вентиляцию необходимо определить ее основные параметры, к которым относится:

• производительность системы, обеспечивающая требуемый воздухообмен в помещениях;
• необходимое давление в системе, создаваемое вентиляторами;
• скорость потока воздуха в воздуховодах и площадь их сечения;
• допустимые уровни шумов при работе системы;
• мощность воздухонагревателя для поступающего наружного воздуха.

Существующие нормы приточно вытяжной вентиляции предписывают минимально необходимый воздухообмен в помещениях, который зависит от их площади и числа пребывающих в них людей. Для жилых помещений нормы составляют 2-3 кубометра в час на один квадратный метр или 20-30 кбм/ч на одного взрослого человека. Для бытовых помещений (кухня, ванная комната, туалет и пр.) с высоким содержанием в воздухе вредных примесей, неприятных запахов или повышенной влажности, эти нормы увеличиваются в два или три раза.

Рабочее давление в воздуховодах зависит от технических характеристик вентиляторов: производительности (кбм/ч) и создаваемом полном давлении в рабочей зоне (Па), а также от типа и размера сечения трубопроводов, их длины, наличия поворотов, переходов и других добавочных элементов вентсистемы. При расчете должны учитываться удельные потери давления в воздуховодах, измеряемые в Паскалях на один погонный метр трубопроводов, которые определяются с помощью специальной диаграммы.

Полное давление, создаваемое вентилятором, должно превышать общие потери в вентиляционной системе. Поэтому, чем длиннее и сложнее по устройству и конфигурации воздухопроводная сеть, тем мощнее должен быть вентилятор.

Приточно вытяжная механическая вентиляция должна обеспечивать скорость воздушного потока в пределах 3-5 м/с. Превышение этого предела приводит к снижению рабочего давления в системе и возникновению сильных аэродинамических шумов, недопустимых в жилых и рабочих помещениях.

Площадь сечения воздуховодов рассчитывается с учетом требуемого расхода воздуха и скорости воздушного потока по специальной диаграмме.

Например, для жилого помещения с воздухообменом 500 кбм/ч и скоростью воздуха 5 м/с размер сечения должен быть не менее 160х200 мм для прямоугольного или 200 мм в диаметре для круглого типа воздуховодов.

Мощность используемого воздухонагревателя зависит от температуры наружного воздуха и производительности системы и рассчитывается по формуле:

Мощность нагревателя (Вт) = Разность температуры на входе и выходе системы (°С)*Производительность системы (кбм/ч)/Постоянный коэффициент (2,98).

Например, для квартиры с воздухообменом в 400 кбм/ч и разностью температур 28°С (на улице -10°С, внутри +18°С) мощность нагревателя составит: 400*28/2,98=3758 Вт или 3,8 кВт.

Для жилых помещений типичная мощность калорифера обычно составляет 1-5 кВт, для офисных – 5-20 кВт.

Особенности монтажа и обслуживания системы

Для эффективного вентилирования воздуха в помещениях необходим правильный и качественный монтаж приточно вытяжной вентиляции, который, в зависимости от сложности системы, может быть выполнен самостоятельно или специалистами в данной сфере.

Установленная приточно вытяжная вентиляция своими руками позволяет значительно сократить затраты, но при этом увеличивается риск совершения ошибок в расчетах и/или монтаже и получение неработоспособной системы, что может привести к еще большим расходам на их устранение.

Чтобы обеспечить работоспособность системы, необходимо проводить периодическое техническое обслуживание приточно вытяжной вентиляции, которое заключается в проверке состояния и герметичности соединений воздухопроводной сети, чистке или замене фильтрующих элементов, контрольных замерах основных параметров системы, работы автоматики и т.д.

Учитывая специфику выполняемых профилактических работ, обслуживание приточно вытяжной вентиляции лучше всего доверить профессионалам, имеющим необходимое оборудование и соответствующие навыки.

Вентиляция для кухни и санузла

Решая вопрос, как сделать вентиляцию самому, не стоит и забывать о том, что в каждой квартире или частном доме есть помещения, которые нуждаются в повышенном уровне проветривания. Например, кухня, ванная и туалет они подвержены повышенному образованию влажности. Если в ванной комнате вентиляция осуществляется не должным образом, Это затхлый запах, сырость, плесень и грибки на стенах, это прямые последствия недостаточного проветривания.

В основном приточная вентиляция в туалете обеспечивается за счет установленных в нижней части двери воздухозаборных решеток. Данное помещение имеет небольшую площадь. Самое главное это хорошая вытяжка, достигаемая путем установки в отверстие для оттока воздуха специального вентилятора, имеющего защитный корпус от проникновения внутрь влаги и конденсата.

В случае если вы не хотите покупать дверь с такими решетками оставьте зазор между дверью ванной комнаты и полом, как минимум 20 мм. Это также позволит обеспечить необходимый объем нового воздушного потока.

Если же данная решетка не помогает обеспечить помещение необходимым количеством нужного воздуха, то можно смонтировать специальное отверстие в стене, только его следует обязательно оснастить решетками с закрывающимися шторками, чтобы поток проникающего воздуха можно было регулировать. Но такой способ применяется крайне редко.

Принудительная приточная вентиляция

Надо обозначить, что существует и принудительная вытяжная вентиляция, которая от принудительной приточной отличается лишь тем, что вентилятор устанавливается на вытяжку. Есть ещё один вариант, который носит название – принудительная приточно-вытяжная схема. Это когда вентиляторы устанавливаются и на приток воздуха, и на вытяжку. Данную систему чаще используют в частном домостроении. В квартирах − или вытяжную, или приточную. Хотя надо отметить, что сегодня производители вентиляционного оборудования предлагают различные новинки в виде приточно-вытяжных установок для квартир. Они компактны, эффективны, но стоят недёшево.

Так как тема статьи именно приточная вентиляция квартиры, то будем рассматривать именно этот вариант. Как уже было сказано выше, приточная схема – это наличие вентилятора. Поэтому на рынке присутствуют воздушные клапаны, внутри которых установлены небольшой мощности вентиляторы. На фото ниже показаны две разновидности таких устройств: с цилиндрической формой канала и прямоугольной.

Два типа воздушных клапанов с вентиляторами внутри

В принципе, сам процесс установки такого клапана от предыдущего ничем не отличается:

• надо также перфоратором и коронкой сделать сквозное отверстие;
• установить в него цилиндрической формы клапан;
• заполнить пространство между прибором и стенками отверстия монтажной пеной;
• провести подключение вентилятора к сети питающего тока;
• установить со стороны улицы крышку, которая будет защищать отверстие от проникновения птиц и мелких животных, мусора и грязи;
• изнутри на клапан устанавливается декоративная решётка, с помощью которой можно регулировать мощность и направление потока входящего воздуха.

Принудительная вентиляция в квартире – это не только установка клапанов с вентиляторами внутри. Существует несколько вариантов организации вентиляционной системы данного типа.

Кондиционер с приточной вентиляцией для квартиры

Обычные кондиционеры работают так: воздух из помещения прогоняется через фильтр, затем через теплообменник, где он охлаждается, а затем его заново загоняют в комнату. То есть, воздушные массы очищаются, охлаждаются, но не становятся свежими, насыщенными кислородом.

Сегодня производители кондиционеров предлагают модели, в которых установлены небольшие вентиляторы как отдельный элемент, с их помощью свежий воздух загоняется в комнаты квартиры. Конструктивные особенности установки вентиляторов у каждого производителя сильно разнятся, но смысл у всех один. Вентилятор с улицей соединён воздуховодом, который пропускается по тому же каналу, что и все коммуникации сплит-системы.

Необходимо обозначить, что сам вентилятор может быть установлен на улице или внутри дома на корпусе внутреннего блока кондиционера. На фото ниже показан первый вариант с установкой вентилятора на улице, который соединён с комнатой в квартире шлангом.

Кондиционер с подмешиванием свежего воздуха с улицы

Необходимость установки узлов регулирования

Установки приточной системы вентиляции согласно основным требованиям нормативных документов должны подавать свежий наружный воздух, предварительно нагретый до определенной температуры. Температура приточного воздуха должна соответствовать типу вентилируемого помещения в случае общеобменной вентиляции или технологическому процессу в случае какого-либо производственного цикла.

Принцип работы приточно-вытяжной системы вентиляции.

Кроме того, температура воздуха должна быть постоянной вне зависимости от температуры наружного воздуха и корректировки температурного графика теплоносителя. То есть, при похолодании и снижении температуры на улице тепловые сети, как правило, повышают температуру теплоносителя, а температура воздуха на выходе из приточной установки должна оставаться на заданном уровне.

Следовательно, тепловая нагрузка в течение отопительного периода не является постоянной величиной, а теплоноситель следует регулировать. В противном случае будет перерасход тепловой энергии, повышение температуры и избыточный перегрев помещений, что неблагоприятным образом может сказаться на самочувствии людей или технологическом процессе.

Нагрев воздуха происходит в калориферах приточной установки, количество которых может отличаться в зависимости от принятой схемы теплоснабжения. Наиболее распространен вариант установок с одним калорифером, но их может быть и два и больше.

Калориферы предназначены для нагрева воздуха в приточной и приточно-вытяжной системе вентиляции.

Для некоторых учреждений, где нагрев воздуха необходим и в переходное время года, предусматривают два раздельных контура системы теплоснабжения. Один калорифер работает весной и осенью, второй контур в зимнее время. В случае экстремальных морозов, когда главный калорифер не будет справляться с нагрузкой, второй может догревать воздух до заданно температуры.

Приточная установка системы вентиляции.

Также одним из главных достоинств такой схемы является практически 100% резервирование поверхности теплоотдачи. В случае возникновения аварийных ситуаций, когда один калорифер вышел из строя или разморозился, второй нагреватель будет подключен в работу и справится полностью с основной функцией. Поэтому при расчете установки желательно предусматривать два одинаковых калорифера, с поверхностью соответствующей максимальной мощности из двух режимов работы.

При расчете приточной установки можно столкнуться с ситуацией, когда подобранный калорифер в максимальном режиме выдаст тепловую мощность во много раз превышающую требуемую. Это связано с ограниченным числом типоразмеров калориферов у производителя. Поэтому для того чтобы иметь постоянную температуру приточного воздуха необходима установка регулирующих узлов системы теплоснабжения на каждом контуре теплоснабжения и на каждой установке. Управление этими узлами будет происходить от системы автоматики всех вентиляционных систем комплекса.

Естественная и принудительная вентиляция помещений

Приточная вентиляция, в отличие от естественных способов вентиляции, обладает функцией охлаждения воздуха и насыщения помещения кислородом. Необходимость установки принудительной вентиляции объясняется массовым использованием в помещениях герметичных пластиковых окон. Одновременно сводится на нет внутридомовое вентилирование: в комнате становится душно, наблюдается высокая степень влажности и образование вредного для организма грибка.

Схема движения воздуха в доме с естественной вентиляцией

Принудительные системы вентилирования могут быть нескольких видов. К ним относится несложная конструкция оконного клапана, который монтируется на верхней части рамы пластикового окна и обеспечивает проникновение свежего воздуха. Другим устройством является приточный вентилятор. Он устанавливается в проеме окна или в подготовленном отверстии стены. Эти элементарные приточные установки имеют ряд недостатков:

• воздух, поступающий в жилое помещение, не очищается, что имеет значение, когда окна выходят на внешнюю (проезжую) часть улицы;
• в зимнее время воздушный поток имеет низкую температуру, что может негативно отразиться на здоровье;
• влажный воздух, проникающий в помещение, может способствовать повреждению мебели (набуханию или растрескиванию), отклеиванию обоев и пр.

Металлопластиковое окно с установленным воздушным клапаном

Основные этапы устройства приточной вентиляции

Чтобы сделать своими руками приточную вентиляцию в доме или квартире, важно провести грамотную предварительную работу. Она заключается в нескольких моментах

Проведение расчётов. Для строящегося частного коттеджа вентиляционная система может быть спроектирована вместе с общим планом. Для готового сооружения и квартиры в многоэтажке создают автономный воздуховод с учётом площади всех помещений и каждой комнаты в отдельности. Все расчёты проводятся по формуле, в которой используются значения, необходимые для оптимальной циркуляции воздушных масс. В их число входят:

• общая мощность и производительность приточной системы;
• мощность вентилятора на входе;
• скорость поступления воздуха;
• максимальный уровень шума от работы устройства;
• диаметр приточных отверстий, размеры и протяжённость труб;
• мощность и энергопотребление дополнительных приборов (калорифера, рекуператора и др.).

При проведении расчётов учитывают коэффициенты, установленные САНПиНом.

Исходя из выполненных расчётов, составляется подробная схема расположения всех компонентов устройства.

Далее проводится подбор деталей из остатков строительных материалов и закупка недостающих элементов.

Сейчас стало возможным приобретение готовых вентиляционных устройств приточного и приточно-вытяжного типа. У разных производителей они стоят по-разному. Но зачем тратить лишние деньги, если каждому мужчине по силам смонтировать такую систему у себя дома своими силами. Приточно-вытяжная вентиляция своими руками создаётся дольше и немного сложнее. Гораздо проще оборудовать обычный проточный воздуховод.

Система принудительной приточно-вытяжной вентиляции

Схема принудительной приточно-вытяжной вентиляции

Вытяжное устройство с принудительной вентиляцией имеет самую высокую стоимость по сравнению с другими типами систем очистки воздуха. Это обусловлено наличием в ее конструкции нескольких фильтров и вентиляторов.

Принудительные приточно-вытяжные вентиляции бывают нескольких типов:

• с НЕРА-фильтром, который очищает воздух от примесей пыли;
• бытовые вытяжные системы с вентиляторами;
• бризер или проветриватель (компактная вентиляция);
• ПВУ (центральная приточная вентиляция).

Устройство приточно-вытяжной вентиляции работает благодаря воздухозаборнику. Его устанавливают в северной части квартиры, где обычно проходит большее количество потоков воздуха.

Отверстие для вывода воздушных масс располагают в южной стороне помещения.  Для увеличения мощности работы воздухозаборника, устанавливают дефлектор.

Дефлектор — металлическое устройство, благодаря которому увеличивается скорость циркуляции в помещении, а следовательно, свежего воздуха поступает больше.

Обеспечивают стабильную работу системы и другие элементы конструкции:

• калорифер — нагревает входящий воздух;
• шумопоглощающие устройства — приглушают громкие звуки работающего оборудования;
• воздуховоды — распределяют воздушные потоки по комнате;
• вентилятор — создает нужное давление в установке.

Системы принудительной приточно-вытяжной вентиляции весьма эффективны. Они работают долго и бесперебойно. Но такие устройства имеют несколько недостатков. К ним относятся:

• высокая стоимость;
• большое энергопотребление;
• невозможность самостоятельной установки конструкции;
• риск поломки автоматического управления.

В зависимости от размеров здания и особенностей его обустройства разрабатывается схема приточно-вытяжной вентиляции. Она индивидуальна для каждого случая.

Монтаж приточно-вытяжной вентиляции с рекуперацией

Зимой обогретое жильё может очень быстро отдавать тёплый прогретый воздух, при этом много энергии затрачивается на обогрев поступающего, холодного. Вентиляция «с погашением» — это система, в которой установлен специальный прибор — рекуператор. Благодаря его теплообменнику, воздух, входящий с улицы, подогревается от выходящего тёплого, не смешиваясь с ним.

В случае если в вентиляционную схему включён рекуператор, входные и выходные каналы должны сходиться и проходить параллельно в корпусе прибора.

Не советуется располагать рекуператор над жилыми комнатами. Лучше разместить его в коридоре или подсобном помещении.

Учитывать нужно, в каком положении советуется устанавливать конкретную модель. Иногда приборы должны устанавливаться только вертикально, или только плашмя.

Если в конструкции рекуператора предусмотрен сбор влаги, он должен располагаться только в тёплом помещении. Слив делается под наклоном к ближайшему стояку канализации.

Обратите внимание на рекуператоры с кассетами из целлюлозы. Такие приборы не столь подвержены обледенению, не требуют монтажа слива

Кроме того, впитавшись в целлюлозные стенки, влага попадает в канал входящего потока и увлажняет его. Таким образом, рекуператор становится немного увлажнителем.