Till- och frånluftsventilation: funktionsprincip och designegenskaper

I ett rum fyllt med frisk luft kan du andas lättare, arbeta mer produktivt och sova bättre.Men att öppna fönstret för ventilation var 2-3 timme är problematiskt, håller du med? Speciellt på natten, när alla familjemedlemmar sover gott.

En av de automatiserade lösningarna för denna uppgift är till- och frånluftsventilation (PVV) av rummet. Men hur gör man det korrekt? Vi hjälper dig att studera funktionsprincipen och förstå funktionerna i arrangemanget.

Vår artikel diskuterar komponenterna i tillförsel- och avgassystemet, reglerna för deras beräkning och luftväxlingsstandarder i rum av olika typer.

Diagram för ventilationsarrangemang, fotografier som visar enskilda delar av systemet och användbara videorekommendationer för att installera ett ventilationssystem i ett privat hem med dina egna händer.

Vad är ventilation?

Hur ofta ventilerar vi rummet? Svaret ska vara så ärligt som möjligt: ​​1-2 gånger om dagen, om du kommer ihåg att öppna fönstret. Och hur många gånger på natten? En retorisk fråga.

Enligt sanitära och hygieniska standarder måste den totala luftmassan i ett rum där människor ständigt är närvarande förnyas helt varannan timme.

Konventionell ventilation avser processen för utbyte av luftmassor mellan ett slutet utrymme och miljön. Denna molekylära kinetiska process ger möjligheten att avlägsna överskottsvärme och fukt med hjälp av ett filtreringssystem.

Ventilationen säkerställer också att luften i rummet uppfyller sanitära och hygieniska krav, vilket sätter sina egna tekniska begränsningar på utrustningen som kommer att generera denna process.

Ventilationsdelsystemet är en uppsättning tekniska anordningar och mekanismer för intag, utblås, rörelse och rening av luft. Det är en del av ett heltäckande kommunikationssystem för lokaler och byggnader.

Vi rekommenderar att inte jämföra begrepp ventilation och luftkonditionering – mycket lika kategorier som har ett antal skillnader.

1. Huvudtanken. Luftkonditionering säkerställer upprätthållandet av vissa luftparametrar i ett begränsat utrymme, nämligen temperatur, fuktighet, grad av partikeljonisering och liknande. Ventilation ger en kontrollerad ersättning av hela luftvolymen genom in- och utlopp.
2. Huvud funktion. Luftkonditioneringssystemet arbetar med luften som finns i rummet och själva flödet av frisk luft kan vara helt frånvarande. Ventilationssystemet arbetar alltid i gränsen mellan det slutna utrymmet och miljön genom utbyte.
3. Medel och metoder. Till skillnad från ventilation i en förenklad form är luftkonditionering ett modulärt system av flera block som bearbetar en liten del av luften och därmed upprätthåller sanitära och hygieniska luftparametrar i det specificerade området.

Systemet ventilation i huset kan byggas ut till vilken skala som helst och ger, i händelse av en nödsituation i rummet, ett ganska snabbt utbyte av hela volymen luftmassa. Vad händer med hjälp av kraftfulla fläktar, värmare, filter och ett omfattande rörsystem.

Du kanske är intresserad av informationen om att arrangera en ventilationsrörledning från plastluftkanaler, diskuterad i vår andra artikel.

Förutom huvudfunktionen kan ventilationssystem vara en del av en interiör i industriell stil, som används för kontors- och butikslokaler, nöjeslokaler

Det finns flera klasser av ventilation, som kan delas in efter metod för att generera tryck, distribution, arkitektur och syfte.

Konstgjord luftinjektion i systemet utförs med hjälp av injektionsenheter - fläktar, fläktar. Genom att öka trycket i rörledningssystemet är det möjligt att flytta gas-luftblandningen över långa avstånd och i betydande volymer.

Detta är typiskt för industrianläggningar, produktionslokaler och offentliga lokaler med centralt ventilationssystem.

Genereringen av lufttryck i systemet kan vara av flera typer: konstgjord, naturlig eller kombinerad. En kombinerad metod används ofta

Lokala (lokala) och centrala ventilationssystem beaktas. Lokala ventilationssystem är "spot", snävt riktade lösningar för specifika lokaler där strikt efterlevnad av standarder är nödvändig.

Central ventilation ger möjlighet att skapa ett regelbundet luftutbyte för ett betydande antal rum med samma syfte.

Och den sista klassen av system: tillförsel, avgassystem och kombinerat. Till- och frånluftsventilationssystem ger samtidig till- och frånluft av luft i ett utrymme. Detta är den vanligaste undergruppen av ventilationssystem.

Sådana konstruktioner ger enkel skalning och underhåll för en mängd olika industri-, kontors- och bostadslokaler.

Fysisk grund för ventilationssystemet

Till- och frånluftsventilationssystemet är ett multifunktionellt komplex för ultrasnabb bearbetning av gas-luftblandningen. Även om detta är ett system för påtvingad gastransport, är det baserat på helt förståeliga fysiska processer.

För att skapa effekten av naturlig konvektion av luftflöden placeras värmekällor så lågt som möjligt och avgaselement placeras i taket eller under det

Ordet "ventilation" i sig är nära besläktat med begreppet konvektion. Det är ett av nyckelelementen i luftmassornas rörelse.

Konvektion är fenomenet med cirkulation av termisk energi mellan kalla och varma gasflöden. Det finns naturlig och påtvingad konvektion.

Lite skolfysik för att förstå essensen av vad som händer. Temperaturen i rummet bestäms av lufttemperaturen. Molekyler är bärare av termisk energi.

Luft är en multimolekylär gasblandning som består av kväve (78 %), syre (21 %) och andra föroreningar (1 %).

Eftersom vi befinner oss i ett stängt utrymme (rum), har vi inhomogenitet av temperaturen i förhållande till höjden. Detta beror på heterogeniteten i koncentrationen av molekyler.

Med tanke på enhetligheten hos gastrycket i ett slutet utrymme (rum), enligt den grundläggande ekvationen för molekylär kinetisk teori: trycket är proportionellt mot produkten av koncentrationen av molekyler och deras medeltemperatur.

Om trycket är detsamma överallt, kommer produkten av koncentrationen av molekyler och temperaturen överst i rummet att vara likvärdig med samma produkt av koncentration och temperatur:

p=nkT, n_topp*T_topp=n_botten*T_botten, n_topp/n_botten=T_botten/T_topp

Ju lägre temperatur, desto större koncentration av molekyler, och därför desto större är gasens totala massa. Det är därför de säger att varm luft är "lättare" och kall luft är "tyngre".

Rätt ventilation i kombination med konvektionseffekten kan bibehålla inställd temperatur och luftfuktighet i rummet under perioder med automatisk avstängning av huvudvärmen

I samband med ovanstående blir den grundläggande principen för att ordna ventilation tydlig: Lufttillförseln (inflöde) är vanligtvis utrustad underifrån rummet, och utloppet (utloppet) är ovanifrån. Detta är ett axiom som måste beaktas vid design av ett ventilationssystem.

Funktioner för till- och frånluftsventilation

Tillufts- och frånluftsventilation samverkar med två luftflöden av olika sammansättning och syfte, som sedan bearbetas.

I PVV är all nödvändig utrustning och ytterligare system placerade i en enda ram, som kan installeras inuti loggian, på vinden, på väggen utanför huset, etc.

Installationens speciella utformning ger stora möjligheter att ge ventilation till nästan valfritt antal rum i byggnaden.

Förutom huvudfunktionen att röra luft, inkluderar till- och frånluftsventilation följande arsenal av extra delsystem och ytterligare funktioner.

Bland dessa finns följande:

• luftkylning och uppvärmning;
• jonisering och befuktning av partiklar;
• luftdesinfektion och filtrering.

Låt oss överväga en typisk driftscykel för ett tillförsel- och frånluftsventilationssystem, som är baserat på en tvåkretstransportmodell.

I det första skedet tas kall luft in från omgivningen och varm luft tas ut ur rummet. På båda sidor passerar luften genom ett reningssystem.

Den kalla luften överförs sedan till värmare (värmare) - typiskt för PVV med värmeåtervinning. Dessutom överförs värme till den kalla gasen från den varma frånluften - typiskt för konventionella system.

Efter uppvärmning och värmeväxling avlägsnas frånluften genom en extern kanal och den uppvärmda friskluften tillförs rummet.

En populär layout av ventilationsmodulen inkluderar en värmeväxlingskammare (recuperator), i vilken termisk energi utbyts mellan motluftflöden. I alla fall passerar varje ström genom ett dubbelfiltreringssystem

Huvudprinciperna för till- och frånluftsventilation är effektivitet och ekonomi.

Det klassiska till- och frånluftsventilationssystemet har följande fördelar:

• hög grad av rening av ingångsströmmen
• tillgänglig drift och underhåll av löstagbara element
• designens integritet och modularitet.

För att utöka funktionaliteten är luftbehandlingsaggregaten utrustade med extra styr- och övervakningsenheter, filtersystem, sensorer, automatiska timers, ljuddämpare, överlastlarm för elmotorer, återhämtningsenheter, kondensatbrickor etc.

Dynamiska ventilationsparametrar

Det finns ganska många problem förknippade med designen av ett ventilationssystem, eftersom om egenskaperna beräknas felaktigt kan ett helt ekonomiskt ventilationssystem förvandlas till ett slösaktigt "monster" av energiresurser.

Vilket direkt påverkar de ekonomiska kostnaderna för dess underhåll. Som ett resultat övervägs inte själva idén om ekonomisk drift av utrustning.

Ventilationssystemets huvudbelastning faller på fläkten.Fläktens prestanda beror på formen på pumphjulet (hjul med blad), kvaliteten på material och utrustningsmontering

För att korrekt designa tillförsel- och frånluftsventilation rekommenderas det att göra algebraiska beräkningar av installationens prestanda och dynamiska parametrar för luftflöden.

Det finns flera olika beräkningsmetoder och algoritmer, men vi kommer att presentera ett av de enklaste och mest pålitliga alternativen.

Allt relaterat till de sekundära processerna för befuktning, ytterligare jonisering och sekundär rening kan ignoreras i detta skede.

Byggnormer

Det är irrationellt att tillhandahålla en komplett lista över sanitära normer och regler (SNiP) som gäller för olika ventilationssystem, eftersom det finns tillräckligt med material för ett par böcker, men det är nödvändigt att känna till referenskonstanterna för bostads- och kontorslokaler.

När det gäller kontorslokaler, när man bygger ett ventilationssystem, ägnas den största uppmärksamheten åt de områden där kontorspersonal kommer att finnas.

Vidare anges alla standarder per person. I en klassisk kontorsbyggnad, på en våning, finns ett komplett utbud av lokaler med olika syften.

Till exempel på ett kontor bör 60 kubikmeter luft bytas ut på en timme, i operationssalar - 30-40 m³, i badrummet - 70 m³, i rökrummet - mer än 100 m³, i korridorer och lobbyer - 10 m³.

Enligt allmänna sanitära standarder för bostadslokaler sker ett fullständigt utbyte av luftmassa i mängden 30 m på en timme³ per person - beräkning utifrån antalet boende.

Det finns ett annat tillvägagångssätt för att beräkna luftvolym - efter område. För varje kvadratmeter boyta finns det 3 m³.

Separat är det värt att nämna ventilationen av industrianläggningar och lagerhangarer - 20 m³ per ytenhet. I sådana enorma rum är ventilationssystem byggda på basis av ett flerkomponentsystem av parade fläktar (4, 8, 16 eller fler delar i en ram)

För resterande grovkök finns färdiga regleringsparametrar. Så, ett kök med en elektrisk spis - mer än 60 m³, med gasspis - mer än 80 m³, badrum - minst 25 m³ etc.

Dessutom måste man komma ihåg att för vardagsrum är luftflödeshastigheten inte mer än 2 m/s, och för kök och badrum bör hastigheten vara 4-6 m/s.

Formler och förklaringar till dem

Låt oss gå direkt till egenskaperna och formlerna. Beräkningar sker i flera steg, vid var och en av dem beräknar vi en av ventilationssystemets egenskaper.

Arbetsluftsvolym

Låt oss överväga att beräkna luftens arbetsvolym (m³/h).

För ett kontor rekommenderar vi att man beräknar antalet personer:

V=35*N,

Var N - antalet personer samtidigt i rummet.

För lägenheter och privata hus är det nödvändigt att göra en beräkning av volymen av bostadsyta:

V=2*S*H,

Var: 2 — Luftväxlingshastighet per tidsenhet (per 1 timme). S - boyta; H - höjden på lokalerna.

Beräkning av kanaltvärsnitt

Sektion luftkanal för ventilation räknat i cm². Huvudluftkanaler är av två typer i tvärsnitt: runda och rektangulära.

Rörets tvärsnittsarea beräknas enligt förhållandet:

S_sektionerad=V*2,8/ω,

Var: S_sektionerad - tvärsnittsarea; V — luftvolym (m³/h); 2,8 — dimensionell matchningskoefficient. ω — Flödeshastighet i huvudledningen (m/s).

Hastigheten för luftflödet som passerar genom huvudledningen motsvarar vanligtvis 2-3 m/s.

Genom att beräkna kanalens tvärsnittsarea kan du bestämma diametern för en rund kanal eller bredd/höjd för en rektangulär kanal. Genom att känna till bredden kan vi hitta höjden på sektionen och vice versa. Diametern på den cirkulära sektionen kommer att vara lika med √4*S_sektionerad/pi

Antal och storlek på diffusorer

Låt oss sedan överväga hur man beräknar antalet och storleken på diffusorer. Sprutans dimensioner väljs vanligtvis 1,5-2 gånger större än huvudlinjens tvärsnittsarea.

Antalet diffusorer är lite mer komplicerat; de beräknas med formeln:

N=V/(2820*ω*d²),

Var: N – det erforderliga antalet diffusorer; V – luftmassflöde (m³/h); ω – luftflödeshastighet (m/s); d – diffusordiameter (m), om den är rund.

Om diffusorn är rektangulär, då:

N=π*V/(2820*ω*4*a*b),

Var: π - Pi, a Och b - sektionsmått.

Installationsprestandaalternativ

De två viktigaste egenskaperna hos ventilationsaggregatet är kända - effekt och graden av genererat tryck. Effekten av ventilationsstationen beräknas enligt följande:

P=ΔT*V*Cv/1000,

Var: ΔT — Lufttemperatur delta vid inlopp/utlopp (°C). V — luftmassflöde (m³/h); CV — luftens värmekapacitet (0,336 W*h/m³*°С).

Det genererade trycket bestäms från huvudfläktens prestandakarakteristiska kurva.

Denna parameter måste vara likvärdig med luftnätets aerodynamiska motstånd. Fläkttillverkare tillhandahåller ett kurvdiagram i produktdatabladet.

Dessutom är det viktigt att ha en allmän förståelse för inloppsluftvärmare - luftvärmare.Detta är en separat del av ventilationssystemet där luften värms upp. Genom att till exempel passera en termisk radiator värms luften upp.

En värmare där uppvärmning sker genom en radiator och utbyte av termisk energi med avgasflödet kallas en rekuperator. Det finns enkel- och flersektionsrecuperatorer som låter dig blanda luftflöden med stor skillnad i deras ingångstemperaturer

Sammanfattningsvis är det värt att nämna strömförsörjningsspänningen för ventilationsaggregatet. Det rekommenderas att använda en nätspänning på 380 V; det kommer att säkerställa tillförlitlig drift av installationen av eventuell ström.

Specifikationer för installation av mekanisk ventilation

En hemhantverkare skulle utan tvekan klara installationen av ett ventilationsaggregat av försörjningstyp utan inblandning av arbetare.

Det är dock värt att komma ihåg att arbetet utförs på en farlig höjd för en oerfaren artist. Därför är det bättre att involvera de som har erfarenhet, verktyg och säkerhetsanordningar för att utföra följande steg:

Efter slutförandet av de mycket svåra manipulationerna med att installera själva luftbehandlingsaggregatet återstår bara att ansluta den till kommunikationen.

Låt oss ta en närmare titt på denna process med hjälp av följande fotoval.

Information om installationssekvensen för forcerade ventilationsenheter kommer att hjälpa till att undvika många av de allvarligaste misstagen som görs av oerfarna installatörer.

Funktioner i konstruktionen av naturlig PVV

Vid utveckling av högkvalitativ naturlig tillförsel- och frånluftsventilation följer de flesta specialister en viss "stadga" för design- och installationsarbete.

Dessa regler hjälper till att skapa verkligt effektiva och kostnadseffektiva lösningar även för de mest icke-standardiserade arrangemangen av rum och grovkök. i ett privat hus Och flerrumslägenhet höghus.

När du designar ventilation måste du försöka skapa ett naturligt luftflöde från vardagsrummen genom korridorerna till badrummet och köket

I detta fall fungerar korridorer som flödesutrymmen. Därför bör systemets huvudventilationsenhet placeras i mitten av huset, högst upp i korridorerna eller grovkök.

Till exempel kan en ventilationsmodul för ett 2-vånings privat hus placeras på bottenvåningen överst i ett grovkök eller huvudkorridor. För ett 1-planshus, som tillval, i nedre delen av vinden.

När du lägger huvudledningen måste du komma ihåg att tilluften ska gå in i vardagsrummen och frånluften ska gå ut genom kök och grovkök.

Därför placeras tillförseldon vid den konventionella "rum-miljö"-gränsen och fläktar placeras i kök, badrum, grovkök och toalett.

Donet kombinerar två funktioner: jämn fördelning av frisk luft och avlägsnande av använd luft. De finns i en mängd olika former. Tillverkad av tunn plåt och plast

Det finns kommentarer angående höjden på placeringen av inlopps- och utloppsluftöppningarna. Ventilationssystemets utlopp måste placeras ovanför byggnadens taknivå.

Detta kommer att skydda PVV från det sekundära intaget av nyutsläppt luft genom utblåsningsöppningarna.

Frisk luft ska tas in på en höjd av minst 2 meter från markytan.

Eftersom små slipande partiklar och damm kan stiga upp med hjälp av vindströmmar till en höjd av mer än 1 meter och flyga in i tillförseldonen och därigenom snabbt täppa igen primärfiltren.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Videon förklarar och demonstrerar funktionerna i designen och installationen av PVV i ett privat hus:

Ett annat tydligt exempel på en färdig lösning för ventilation av ett privat 1-vånings trähus:

Sammanfattningsvis av ovanstående information noterar vi att till- och frånluftsventilation är ett enkelt system att designa, tillgängligt för inköp och installation.

Ventilation i kombination med värmesystemet gör att du kan organisera en balans mellan frisk och varm luft i rummet.

Har du varit med och ordnat ventilation i din dacha? Eller känner du till hemligheterna med att designa och installera ett ventilationssystem i en lägenhet? Vänligen dela din erfarenhet - lämna dina kommentarer om den här artikeln.