Приточно-вытяжная система кондиционирования: проектирование и монтаж

Для нормальной жизнедеятельности человека в помещении, будь то квартира или производственный цех, необходимо поступление чистого свежего воздуха. Можно, конечно, открыть окно. Но в таком случае в помещение вместе с воздухом поступит пыль, выхлопные газы, другие вредные вещества. Особенно тяжело приходится людям, проживающим на первых этажах. Что касается производственных помещений, то в них одним проветриванием проблему загрязнения воздуха не решить.

Для обеспечения поступления чистых воздушных масс разрабатываются различные системы вентиляции. Одной из самых распространенных считается приточно-вытяжная система. О ней и поговорим в статье.

Общие сведения

Системы приточно-вытяжной вентиляции воздуха обеспечивают чистым воздухом помещения любой площади в любом здании. В них предусматривается несколько уровней фильтрации. За счет этого пыль, неприятные запахи не проникают в помещение.

Приточно-вытяжная вентиляционная система, кроме того, обеспечивает устранение запахов, образующихся на кухне и в санузле: они не распространяются по квартире, а моментально поглощаются.

Плохая циркуляция воздуха в помещении может привести к серьезным негативным последствиям:

• Нарушению деятельности ЦНС и сердечно-сосудистой системы.
• Снижению работоспособности.
• Повышению влажности.
• Развитию грибка, других патогенных микроорганизмов.
• Повышению количества вредных веществ.

Классификация

Приточно-вытяжные системы вентиляции зданий разделяются на несколько видов в зависимости от:

• Принципа перемещения воздуха в помещении.
• Непосредственного назначения.
• Зоны обслуживания (локальные и общие).
• Принципа исполнения (канальные и бесканальные).

Принудительная циркуляция воздуха

Оснащаются такие приточно-вытяжные системы автоматикой, различными электронными устройствами, вентиляторами, позволяющими в принудительном режиме обеспечить циркуляцию воздуха в помещении.

Недостатком таких систем является потребление большого количества энергии.

Естественный воздухообмен

В таких приточно-вытяжных системах движение воздушных потоков обеспечивается за счет физических явлений. Среди них:

• Перепады температур. Разница между температурами воздуха снаружи и внутри помещения приводит к его движению. Теплые массы поднимаются наверх, а холодные – тяжелые – опускаются вниз.
• Перепады давления воздуха на нижнем и верхнем этажах.

Такие системы, как правило, маломощные. Их используют в небольших помещениях. Достоинством таких систем считается отсутствие затрат на электроэнергию.

Конструктивные элементы

Приточно-вытяжная система кондиционирования состоит из двух независимых каналов удаления и подачи воздуха. В каждом из них присутствуют отдельные устройства, соединенные друг с другом воздуховодами. Как правило, основными конструктивными элементами проточно-вытяжной системы являются:

• Воздухозаборные решетки. Они обеспечивают приток воздуха снаружи и предотвращают попадание посторонних предметов в систему.
• Воздушные клапаны. С их помощью регулируется расход воздуха, проникающего снаружи. При отключении системы клапаны предотвращают проникновение холодных потоков.
• Воздушные фильтры. Эти элементы предназначены для очистки воздуха, поступающего снаружи, от разных примесей, насекомых и пр.
• Воздуховоды с фасонными частями. Они обеспечивают соединение всех элементов системы в одну воздухораспределительную сеть.
• Распределители воздуха. Они обеспечивают перемещение потоков внутри помещения.
• Электронные устройства. С их помощью осуществляется управление работой отдельных компонентов сети и контроль их основных параметров.

Дополнительные элементы

В некоторых приточно-вытяжных системах также устанавливаются:

• Охладители.
• Дроссельные клапаны.
• Рекуператоры.
• Воздухонагреватели.
• Увлажнители воздуха и пр.

Дополнительные элементы обеспечивают регулировку температуры, влажности и прочих показателей.

Принцип работы

При первом взгляде на приточно-вытяжную систему можно подумать, что она очень сложная. Но на самом деле ее устройство достаточно простое.

По всему помещению прокладывается сеть специальных каналов. По ним воздух поступает в помещение. По вытяжным каналам, соответственно, он выводится наружу. Для обеспечения поступления воздушных масс устанавливается вентилятор.

В помещении монтируется конвектор. В нем происходит, во-первых, очистка уличного воздуха. Во-вторых, в зависимости от температуры снаружи и внутри, а также от времени года, может происходить нагрев или охлаждение потоков. Температурный уровень задается в процессе настройки.

Мощный вентилятор затягивает воздух в систему, за счет этого создается перепад давления. Имеющийся в помещении воздух самостоятельно поступает в вытяжные каналы, в результате давление стабилизируется.

Как правило, фильтрация потоков осуществляется с помощью ультрафиолетовой лампы. Однако по усмотрению владельца помещения можно установить поролоновый или сантониновый фильтр.

Нюанс

Стоит сказать несколько слов об особенностях установки приточно-вытяжной системы. Особых проблем не возникает в частных домах. Владельцы малоэтажных сооружений могут проложить все воздушные каналы самостоятельно без каких-либо ограничений.

Сложности возникают у собственников квартир в многоэтажных домах. В проекте здания уже, как правило, предусматривается система вентиляции. Она обеспечивает воздухообмен по всему дому. Установить индивидуальную систему можно, если она не окажет влияния на несущие конструкции и не повредит внешний вид сооружения.

Подготовка к монтажу приточно-вытяжной системы

Стоит сразу сказать, что установить оборудование может и непрофессионал. Основные сложности могут возникнуть на подготовительном этапе.

Прежде чем монтировать систему, нужно провести расчет параметров. К примеру, для объема помещения в 700 м3 для обеспечения эффективной циркуляции подача воздуха должна быть в пределах 300-400 м3/час. При большем показателе увеличится расход электроэнергии, при меньшем – система не будет функционировать полноценно.

Установку осуществляют по проекту. На схеме размечают участки монтажа рукавов и прочих элементов.

Специалисты рекомендуют устанавливать сначала центральный воздушный канал, а от него прокладывать каналы в другие помещения.

Технические требования

Система вентиляции в квартире должна быть:

• Компактной.
• По возможности бесшумной.
• Обеспечивающей эффективную фильтрацию воздуха.

Разумеется, система должна гармонировать с интерьером. Габаритные элементы по возможности следует устанавливать снаружи помещения или под потолком. При этом к ним должен быть обеспечен доступ для проведения ремонта.

К приточно-вытяжной системе вентиляции в частном доме также предъявляется ряд требований. В первую очередь, она должна быть мощной. Проектировать систему нужно так, чтобы каналы проходили по всем помещениям. Целесообразно предусмотреть автоматическое управление. Как правило, оно обеспечивается с помощью wi-fi.

Проектирование

Как правило, его начинают с составления плана сооружения. На чертеже указываются площади и назначение каждого помещения. На основании плана создается схема разводки. Для расчета необходимы следующие параметры:

• Производительность системы, при которой будет обеспечиваться необходимая циркуляция воздуха.
• Уровень давления, создаваемое вентиляторами.
• Допустимый уровень шума.
• Скорость воздушных потоков в воздуховодах и размер их сечения.
• Мощность нагревателя для воздуха, поступающего снаружи.

При проектировании следует учитывать существующие нормы воздухообмена в помещении. Они устанавливаются в зависимости от площади и количества людей, находящихся в них.

Для жилого помещения норма составляет 2-3 м3/час на 1 м2 или 20-30 м3 на человека. В бытовых помещениях (санузле, на кухне и пр.) указанные параметры увеличиваются в 2-3 раза.

Расчет

Он осуществляется по нескольким параметрам, связанным между собой:

• Рабочему давлению и скорости перемещения воздушных потоков.
• Форме и площади сечения воздуховодов.
• Уровню шума.

На показатель рабочего давления влияют технические характеристики вентиляторов, в частности, их производительность и полное давление, создаваемое в рабочей зоне, размер сечения и тип трубопроводов, их длина, наличие переходов, поворотов и прочих дополнительных элементов в системе.

При расчете необходимо учитывать удельную потерю давления в воздуховодах. Они измеряются в Паскалях на 1 метр (погонный) трубопровода. Удельные потери измеряют по специальной диаграмме.

Полное давление, которое создается вентилятором, должно быть больше общих потерь в системе. Соответственно, чем длиннее и сложнее по конфигурации и устройству сеть воздуховодов, тем больше должна быть мощность вентилятора.

Скорость потока

Система механической приточно-вытяжной вентиляции должна обеспечивать скорость воздуха 3-5 м/с. При превышении показателя снижается рабочее давление, возникают сильные аэродинамические шумы, уровень которых превышает допустимые в рабочих и жилых помещениях.

Расчет площади сечения воздуховодов осуществляется с учетом необходимого расхода воздуха и скорости потока по диаграмме. К примеру, если воздухообмен в жилом помещении составляет 500 м3/ч, а скорость воздуха 5 м/с, круглый воздуховод должен иметь диаметр не менее 200 мм, а площадь сечения квадратного – не меньше 160х200 мм.

Мощность нагревателя воздуха

Она зависит от температуры воздуха снаружи и производительности всей системы. Расчет осуществляют по формуле:

Мощность (в ВТ) = разница температуры на входе и выходе х производительность/2,98 (постоянный коэффициент).

К примеру, если в квартире воздухообмен 400 м3/ч, разность температур составляет 28 град (-10 на улице, +18 в помещении), мощность будет такой:

400*28/2,98=3,8 кВт (3758 Вт).

В жилых помещениях используются нагреватели мощностью 1-5, а в офисных – 5-20 кВт.

Система приточно-вытяжной вентиляции с рекуперацией

В такой системе нагретый воздушный поток забирается воздухозаборниками из помещений, в которых уровень влажности наиболее высок: из кухни, санузла, хозяйственного помещения и пр. Через воздуховоды он выводится наружу. Но перед этим поток проходит через теплообменник, в котором оставляет часть своего тепла. Им впоследствии нагревается холодный воздух, поступающий снаружи. Этот поток также проходит через теплообменник, но в другом направлении. Нагретый воздух направляется в другие помещения: гостиную, спальню и пр. В результате в помещении обеспечивается постоянная циркуляция.

Приточно-вытяжная система с рекуперацией может иметь разную мощность и размер. Все будет зависеть от общего объема помещений, их назначения.

Простая конструкция представляет собой набор взаимосвязанных компонентов, заключенный в стальной корпус, изолированный акустически и термически:

• 2 вентилятора.
• Теплообменник.
• Фильтры.
• Система для удаления конденсата.

В процессе работы теплообменник пропускает через себя 2 воздушных потока: наружный и внутренний. При этом они друг с другом не смешиваются.

Дальновидные домашние мастера устанавливают сразу две сети: естественную (гравитационную) и принудительную приточно-вытяжную систему с рекуперацией. Первая является аварийной. Она используется при неполадках принудительной системы и, как правило, в неотапливаемое время.

Необходимо помнить, что в процессе эксплуатации принудительной системы воздуховоды гравитационной сети воздуховодов следует плотно закрывать, иначе она потеряет свою эффективность.

Пластинчатые рекуператоры

В конструкции системы используются специальные пластины. Приточный и удаляемый воздух проходит с обеих сторон.

На пластинах может скапливаться конденсат, поэтому в системе должны быть предусмотрены отводы для него. В сборниках конденсата устанавливаются водяные затворы. Они препятствуют захвату влаги вентиляторами и ее подаче в канал.

Выпадение конденсата может привести к образованию льда. Соответственно, должна быть система размораживания.

Рекуперация может регулироваться также с помощью перепускного клапана. Он контролирует расход воздуха, проходящего через пластины.

Роторные устройства

В таких вентиляционных системах тепло передается ротором, вращающимся между каналами приточного и удаляемого воздуха.

Эта система является открытой. Соответственно, высока вероятность проникновения запахов в приточный воздух из удаляемого потока. Предотвратить эту ситуацию можно правильным размещением вентиляторов.

Уровень рекуперации регулируется изменением скорости вращения ротора.

В такой системе присутствуют подвижные части. Риск обмерзания довольно низкий.

Промежуточный теплоноситель

В качестве него используют воду или водно-гликолиевый раствор. В таких системах теплоноситель циркулирует между теплообменниками. Один из них располагается в вытяжном, а второй – в приточном канале.

Нагрев теплоносителя осуществляется удаляемым потоком. Тепло передается воздуху, поступающему снаружи.

Циркуляция теплоносителя осуществляется в замкнутой сети. Соответственно, вероятность попадания загрязнений из одного потока в другой исключена.

Передачу тепла можно регулировать корректировкой скорости перемещения теплоносителя.

Дополнительно

В последнее время многие домовладельцы устанавливают модульные системы вентиляции. Они представляют собой комплекс компонентов, включающих в себя:

• Фильтрующий элемент.
• Вентилятор.
• Нагреватель воздуха.
• Вспомогательные узлы.
• Автоматику.
• Глушитель шума.

Несомненными достоинствами системы являются ее мобильность, возможность подобрать компоненты необходимой мощности. Минусом этой модели является сложность проектировки. Для создания схемы потребуются специальные знания.

Еще один тип приточно-вытяжной вентиляции – моноблочная система. Она выполнена в виде блока, в котором размещаются все основные компоненты. Несомненным плюсом такой модели является простота монтажа. Установку может выполнить даже непрофессионал. Вместе с тем стоимость такой системы намного выше, чем других типов.