Вентиляция

Вентиля́ция (от лат. ventilatio — проветривание) — процесс удаления отработанного воздуха из помещения и замена его наружным. В необходимых случаях при этом проводится: кондиционирование воздуха, фильтрация, подогрев или охлаждение, увлажнение или осушение, ионизация и т. д. Вентиляция обеспечивает санитарно-гигиенические условия (температуру, относительную влажность, скорость движения воздуха и чистоту воздуха) воздушной среды в помещении, благоприятные для здоровья и самочувствия человека, отвечающие требованиям санитарных норм, технологических процессов, строительных конструкций зданий, технологий хранения и т. д.

Также под этим термином в технике часто имеются в виду системы оборудования, устройств и приборов для этих целей.

Основное назначение вентиляции — борьба с вредными выделениями в помещении. К вредным выделениям относятся:

• избыточное тепло;
• избыточная влага;
• различные газы и пары вредных веществ;
• пыль.

• Типы вентиляционных систем

  Вентиляционная система — совокупность устройств для обработки, транспортирования, подачи и удаления воздуха. Системы вентиляции классифицируются по следующим признакам:

• По способу создания давления и перемещения воздуха: с естественным и искусственным (механическим) побуждением
• По назначению: приточные и вытяжные
• По способу организации воздухообмена: общеобменные, местные, аварийные, противодымные
• По конструктивному исполнению: канальные и бесканальные

• По количеству воздуха на человека в час. К примеру, в бомбоубежище — не менее 2,5 м³/ч, в офисном помещении — не менее 20 м³ в час для посетителей, находящихся в помещении не более 2 часов, для постоянно находящихся людей — не менее 60 м³ в час. Расчёт вентиляции производится с помощью следующих параметров: производительность по воздуху (м³/ч), рабочее давление (Па) и скорость потока воздуха в воздуховодах (м/с), допустимый уровень шума (дБ), мощность калорифера (кВт). Норматив по воздухообмену регламентируется строительными нормами и правилами (СНиП) и санитарными нормами и правилами (Сан Пин)

Вентиляционное оборудование

Системы вентиляции включают в себя группы самого разнообразного оборудования: прежде всего, это вентиляторы, вентиляторные агрегаты или вентиляционные установки. Среди дополнительного оборудования — шумоглушители, воздушные фильтры, электрические и водяные воздухонагреватели, регулирующие и воздухораспределительные устройства и пр.

Вентиляторы

Вентилятор представляет собой механическое устройство, предназначенное для перемещения воздуха по воздуховодам системы вентиляции. По конструкции и принципу действия вентиляторы делятся на канальные (круглые и прямоугольные), крышные, осевые (аксиальные), центробежные (радиальные) и тангенциальные (диаметральные), батутные и т.д.

Осевые вентиляторы

Осевой вентилятор представляет собой расположенное в цилиндрическом кожухе (обечайке) колесо из консольных лопастей, закреплённых на втулке под углом к плоскости вращения. Рабочее колесо как правило насаживается непосредственно на ось электродвигателя.
При вращении колеса воздух захватывается лопастями и перемещается в осевом направлении. При этом перемещение воздуха в радиальном направлении практически отсутствует.
Осевые вентиляторы имеют больший КПД по сравнению с радиальными и диаметральными. Такие вентиляторы, как правило, применяют для подачи значительных объёмов воздуха при малых аэродинамических сопротивлениях вентиляционной сети.

Центробежные (радиальные) вентиляторы

Центробежный (радиальный) вентилятор представляет собой расположенное в спиральном кожухе лопаточное (рабочее) колесо, при вращении которого воздух, попадающий в каналы между его лопатками, двигается в радиальном направлении к периферии колеса и сжимается. Под действием центробежной силы он отбрасывается в спиральный кожух и далее направляется в нагнетательное отверстие.

В зависимости от назначения вентилятора, лопатки рабочего колеса изготавливают загнутыми вперёд или назад. Количество лопаток бывает различным в зависимости от типа и назначения вентилятора. Применение радиальных вентиляторов с лопатками, загнутыми назад, даёт экономию электроэнергии примерно 20 %. Также они легко переносят перегрузки по расходу воздуха. Преимуществами радиальных вентиляторов с лопатками рабочего колеса, загнутыми вперёд, являются меньший диаметр колеса, а соответственно и меньшие размеры самого вентилятора, и более низкая частота вращения, что создаёт меньший шум.

Диаметральные (тангенциальные) вентиляторы

Диаметральный (тангенциальный) вентилятор состоит из рабочего колеса барабанного типа с загнутыми вперёд лопатками и корпуса, имеющего патрубок на входе и диффузор на выходе. Действие диаметральных вентиляторов основано на двукратном поперечном прохождении потока воздуха через рабочее колесо.

Используются в основном в кондиционерах (внутренние блоки сплит-систем) и тепловых завесах. В вентиляционных сетях диаметральные вентиляторы используются крайне редко.

Шумоглушители

Установка в систему вентиляции шумоглушителей является одной из эффективных мер по снижению аэродинамического шума в воздушном потоке. Наиболее часто применяемые шумоглушители конструктивно делятся на пластинчатые и трубчатые. Главная их особенность — наличие развитых поверхностей, облицованных звукопоглощающим материалом (минеральная вата, стекловолокно и пр.).
Чаще всего шумоглушитель устанавливается между вентилятором и магистральным воздуховодом.
Необходимость установки шумоглушителя в вентиляционной системе должна быть подтверждена специальным акустическим расчётом.

Воздушные фильтры

Служат для очистки приточного воздуха, а в некоторых случаях и вытяжного воздуха. Существует множество типов конструкций воздушных фильтров. Принцип действия, конструкция и материал фильтра зависят от требуемых параметров воздуха. В вентиляционных системах воздушные фильтры классифицируются по степени очистки воздуха. Чем меньше частички пыли, эффективно улавливаемые фильтром, тем выше его класс очистки. Согласно принятой международной классификации, существует четыре класса фильтров грубой очистки воздуха (классы G1-G4), пять классов тонкой очистки (классы F5-F9), пять классов фильтров особо тонкой очистки, именуемых так же HEPA-фильтрами (классы H10-H14), а также три класса ультра-тонкой очистки воздуха, или ULPA-фильтры (классы U15-U17). Помимо класса очистки, важными параметрами фильтров являются их пылеемкость и аэродинамическое сопротивление.

Воздухонагреватели

В современных зданиях система вентиляции, как правило, работает совместно с системой отопления здания, а в некоторых случаях полностью её заменяет. Для подогрева воздуха в вентиляционных системах используются воздухонагреватели. Большинство воздухонагревателей в вентиляционных системах — водяные либо электрические. Водяные воздухонагреватели это по сути теплообменники, в которых воздух получает тепло от горячей воды, нагретой в отопительном котле или поступающей из центральной теплосети. Электрические воздухонагреватели питаются от электросети и преобразуют электрическую энергию в тепловую.

Кроме активных воздухонагревателей применяются пассивные системы рекуперации тепловой энергии. Рекуперация осуществляется за счет теплообмена между вытяжным каналом и притоком. Теплообмен может производиться при помощи нескольких основных типов теплообменников:

1. перекрестноточный пластинчатый рекуператор, в котором несмешивающиеся воздушные потоки притока и вытяжки текут по многочисленным каналам с общими для разных потоков стенками - рекуперация тепла по разным данным может составлять от 70 до 85%;
2. роторный рекуператор, в котором теплообмен происходит в роторе, при этом происходит частичное смешение приточного и вытягиваемого воздуха - степень рекуперации тепла аналогична показателям пластинчатого рекуператора;
3. рекуператор с промежуточным теплообменником, в котором линии притока и вытяжки разнесены в пространстве на некоторое расстояние, а перенос тепла между вентканалами осуществляется путем перекачки жидкого теплоносителя между индивидуальными теплообменниками в каналах - степень рекуперации тепла в таких системах достигает 50-60%, но бывает оправдана, когда необходимо гарантированно исключить воздухообмен между вытяжкой и притоком.

 

Противопожарные клапаны

Клапан противопожарный — автоматически и дистанционно управляемое устройство для перекрытия вентиляционных каналов или проемов в ограждающих строительных конструкциях зданий, имеющее предельные состояния по огнестойкости, характеризуемые потерей плотности и потерей теплоизолирующей способности:

• нормально открытый (закрываемый при пожаре);
• нормально закрытый (открываемый при пожаре);
• двойного действия (закрываемый при пожаре и открываемый после пожара).

Корпус клапана — неподвижный элемент конструкции клапана, который устанавливается в монтажном проеме ограждающей конструкции или на ответвлении воздуховода.

Заслонка клапана — подвижный элемент конструкции клапана, установленный в корпусе и перекрывающий его проходное сечение.

Привод клапана — механизм, обеспечивающий перевод заслонки в автоматическом и дистанционном режимах в положение, соответствующее его функциональному назначению. Привод клапана является исполнительным механизмом.

Одной из главных характеристик клапана является тип привода клапана.

Пружинный привод с тепловым замком

Пружинный привод с тепловым замком дешевле остальных и не требует дополнительной автоматики и подвода электропитания. Однако он имеет ряд существенных недостатков:

• срабатывание привода происходит только после расплавления теплового замка, для этого необходимо, чтобы горячие продукты горения достаточно длительное время проходили через клапан и омывали тепловой замок. Привод в результате этого имеет большую инерцию и срабатывает не в начале пожара, а значительно позже;
• невозможно включение привода от внешнего устройства. Это не позволяет периодически проверять работоспособность клапана и включать его в случае пожара вручную;
• после срабатывания требуется замена клапана или его теплового замка, в результате после однократного срабатывания система оказывается незащищенной.

Пружинный привод с электромагнитной защелкой

Данный привод также называют электромагнитным.

В 1950 году в СССР началось внедрение на мукомольных производствах рециркуляционных установок, имеющих в своем составе клапан с электромагнитной защелкой, который при пропадении напряжения закрывался под собственным весом и весом груза. При возникновении пожара в вентиляционный сети срабатывал тепловой извещатель, установленный внутри воздуховода. Происходило закрытытие клапана и отключение вентилятора.

В клапанах современных конструкций срабатывание происходит при подаче напряжения на электромагнит. Защелка при срабатывании освобождает заслонку и под действием пружины клапан переходит в рабочее положение. Возврат заслонки в исходное положение после срабатывания клапана производится вручную.

Электромеханический (электромоторный) привод с возвратной пружиной

Электромеханический привод часто называют по названию швейцарской фирмы BELIMO.

Управляющим сигналом на срабатывание клапанов является снятие напряжения с привода, после чего возвратная пружина переводит заслонку в рабочее положение. Подача напряжения на привод электродвигателя переводит заслонку в исходное положение и удерживает её, потребляя при этом незначительную мощность.