Приточно-вытяжная вентиляция: принцип работы и особенности обустройства

Естественная вытяжная вентиляция

Вытяжная система может входить в комплекс, отвечающий за естественную циркуляцию воздуха. Процесс обмена масс в нем основан на разнице внешних и внутренних параметров температуры, давления, работает от порывов ветра. Все эти физические явления — двигатели циркуляции. Влияние погоды на функционирование является недостатком подобных конструкций. Так летом воздухообмен отсутствует. Ведь в помещениях и на улице температура одинакова. В зимний же период возникает большая разница этих показателей. Снаружи приходит холодный воздух, обогрев которого нагружает отопление с большими затратами.

КПД можно увеличить, открывая форточки, делая зазоры под дверьми. В жилых зданиях каналы воздуховодов располагаются на кухнях и в ванных комнатах. В основном естественная вытяжная вентиляция практически неуправляема. Нужно отметить множество «плюсов» у таких систем. Но недостатки могут создать трудности для эксплуатации, в ходе которой уже ничего нельзя будет изменить. Однако, естественное вентилирование может быть оптимизировано. При недостатке тяги в ряде точек размещают вентиляторы и клапаны в каналах, предотвращающие уход масс не на улицу, а к соседям.

Основные характеристики бытовых приточно-вытяжных установок

При выборе установки приточно-вытяжной вентиляции специалисты прежде всего советуют обратить внимание на следующие характеристики

Производительность ПВУ по воздуху

Точные расчеты системы вентиляции для конкретного дома или квартиры может сделать только специалист. Но на предварительном этапе можно воспользоваться следующей подсказкой:

Приточно-вытяжная установка для квартиры	Приточно-вытяжная установка для дома
Число комнат	Производительность (куб. м/ч)	Площадь дома (кв. м)	Производительность (куб. м/ч)
1	150 — 200	100	800 — 1200
2	200 — 350	150	1000 — 1500
3	300 — 400	200	1500 — 2500
4	400 — 500	250	2500 — 3000

Внимание! Производители указывают в документации максимальную производительность ПВУ. Фактическая же производительность установленной вентиляционной системы будет ниже этого значения, из-за сопротивления, возникающего в воздуховодах

Уровень шума, создаваемого работающей приточно-вытяжной установкой

От этого показателя непосредственно зависит комфорт тех, кто живет в доме или квартире. Согласитесь, жить среди вечного шума очень утомляет. Поэтому сильно шумящая приточная вентиляционная система сводит на нет все свои преимущества

При выборе нужной вам модели приточно-вытяжной установки обратите внимание, что показателей, по которым измеряется шум от работающей ПВУ, довольно много. Во-первых, этот шум имеет неоднородный характер и различается в зависимости от местоположения

Поэтому производители обычно указывают 3 «шумовых» показателя:

• на входе системы (там, где происходит забор воздуха);
• на выходах или на выпусках — там, где установлены вентиляционные решетки или диффузоры;
• на корпусе моноблочной приточной установки.

Внимание! Последний показатель особенно важен, если ваша ПВУ будет располагаться не в специальном нежилом помещении — вентиляционной камере, а непосредственно там, где будут постоянно находиться люди. В этом случае лучше выбрать вариант с минимальным значением этого показателя

Наталья Соколова, Продакт-менеджер компании «Systemair»

«Европейские производители обязаны наносить на оборудование специальные наклейки, на которых указан класс энергоэффективности модели, расход воздуха и уровень шума установки при 100 Па. Данные характеристики позволяют конечному пользователю сократить процесс выбора из всего многообразия вентиляционных установок, представленных на рынке

Дополнительные сложности создает и то, что для оценки уровня шума нередко в документации производители указывают не только уровень шума или акустическую мощность (обозначается LwA), но и другой показатель: Уровень звукового давления (обозначается LpA). Помните, что некорректно сравнить разные показатели между собой. А LpA всегда несколько меньше, чем LwA.

Но даже сравнение одинаковых показателей не всегда носит объективный характер, т.к. разные производители могут замерять уровень шума своих изделий по-разному.

Мощность воздушного нагревателя

Еще одним важным фактором при выборе установки приточно-вытяжной вентиляции является мощность нагревателя, который служит для подогрева холодного воздуха «с улицы». Если ваша система вентиляции зимой будет подавать в дом воздух, имеющий отрицательную температуру, это вряд ли кому-либо понравится. Поэтому воздушный нагреватель необходим, но здесь возникает новая проблема: чтобы нагреть большое количество всасываемого воздуха, мощность нагревателя должна быть довольно велика. Это гарантирует не только серьезные расходы за электроэнергию. Хуже другое — многие дома старой постройки имеют систему электроснабжения, не рассчитанную на такую мощность.

В этом случае придется приобретать ПВУ с нагревателем меньшей мощности, а, чтобы воздух все же мог нагреться, искусственно снижать в холода число оборотов вентилятора приточно-вытяжной установки. Ряд моделей ПВУ уже имеют встроенную функцию автоматического снижения скорости вентилятора при низкой температуре воздуха.

Как правило, для квартиры достаточна мощность воздушного нагревателя в пределах 3–5 кВт.

Естественная вентиляция в доме

Для организации естественного обмена воздуха используют концепцию вертикальных вентканалов. Один конец монтируют в помещении, а другой выводят немного выше крыши здания.

Поскольку температура воздуха в доме обычно отличается от уличной, теплые потоки постепенно поднимаются по каналу вытяжки. Свежая порция поступает в комнаты из внешнего пространства через оконные и дверные блоки.

Работоспособность схемы естественной вентиляции зависит от неподвластных человеку факторов – ветра и температуры внешней среды

Среди главных достоинств такой системы – простота и минимальные затраты на обустройство, насыщение комнат природным воздухом, независимость от электричества.

Но есть и существенные минусы. Так, естественная вентиляция в частном строении будет срабатывать лишь пока температура воздуха на улице не превысит отметку 12 градусов по Цельсию. При больших показателях вытяжка не сможет полноценно работать.

На первый взгляд эта ситуация кажется идеальной для зимы, но и здесь есть недостаток, который просто невозможно игнорировать. При значительном перепаде температур уличного и внутреннего воздуха система начнет работать быстрее. Все тепло в буквальном смысле будет свободно вылетать в трубу.

Поэтому жители коттеджей и частных домов на обогрев тратят больше энергоресурсов, чем того требуют нормальные климатические условия.

Нестабильная работа в летний период – основной минус схемы естественной вентиляции

Для организации вентиляционной системы этого типа прокладывают отдельные трубы-воздуховоды из каждого подсобного помещения в общую шахту. Из кухни нужно проложить два канала – один от вытяжной решетки под потолком, а другой – от кухонной вытяжки.

А еще необходимо уделить особое внимание всем помещениям, полностью/частично расположенным ниже уровня земли в доме. В них накапливается токсичный радон

Чтобы уменьшить количество опасного газа, следует обустроить мощный вытяжной канал.

Кроме того, нужно позаботиться о надежной гидроизоляции подвала. Ведь даже наиболее эффективная приточно-вытяжная система не справится со своими задачами, если в подвальных помещениях частного дома или коттеджа всегда будет сыро.

Как можно повысить эффективность?

Существуют несколько способов, которые помогут улучшить действие системы воздухообмена с естественным побуждением:

• установить специальный клапан на входе в канал;
• смонтировать решетки с клапанами на каналы притока и оттока;
• использовать дефлектор.

Оснащенный автоматикой клапан реагирует даже на незначительное изменение влажности воздуха. Его монтируют на входе в воздуховод внутри здания. Когда в комнате повышается влажность, автоматическое реле срабатывает и внутренний клапан приоткрывает канал больше.

В случае понижения показателей, устройство закрывает вход. Чувствительным элементом является датчик, улавливающий сигналы из окружающей среды. Его устанавливают снаружи дома.

В зимний период клапан нужно дополнительно прикрывать. Это позволит минимизировать попадание холодного воздуха в жилое здание. Однако установка такого приспособления не перекроет все недостатки естественной вентиляции.

Вытяжные вентиляционные каналы обустраивают в капитальных внутренних стенах здания. Воздуховоды целесообразно объединять в небольшие группы таким образом, чтобы проход через крышу был организован в одной трубе

Другой действенный метод – монтаж решеток с клапанами на каналы притока и удаления воздушных масс. Управлять ними возможно только вручную. Положение клапана необходимо регулировать как минимум один раз в сезон, при изменении температуры воздуха на улице.

Усилению тяги в вытяжных вертикальных каналах может способствовать и ветер. Чтобы задействовать природную силу на верхнюю часть трубы надевают дефлектор – специальное приспособление, которое защищает воздуховод от мусора и осадков, а также увеличивает тягу.

Применение дефлектора позволяет повысить производительность дымохода/вентиляционного канала на 20%

Дефлектором один воздушный поток рассекается на два или даже больше с разными скоростями. Он создает разрежение, которое, в свою очередь, увеличивает перепад давления в трубе. В результате воздуховод лучше вытягивает отработанный воздух.

Какие существуют нормативы для вентиляционных систем

Рекомендуемые параметры воздухообмена зависят от различных условий и прописаны в соответствующих нормативных актах, которые обязательно учитываются при проектировании. В общем виде для бытовых помещений, когда на одном этаже сосредоточены комнаты разного назначения, за час должно смениться такое количество воздуха:

• рабочий кабинет – 60 кубов;
• общие гостиные или залы – 40 кубов;
• коридоры – 10 кубов;
• санузлы и душевые – 70 кубов;
• курительные комнаты – свыше 100 кубов.

В жилых комнатах обмен воздушной массы рассчитывается на одного человека. В час он должен составлять более 30 кубов. Если расчет производится исходя из жилой площади, то норматив составляет 3 куба на 1 метр.

Для нежилых помещений средний норматив составляет 20 кубов на метр площади. Если площадь велика, то вентиляционные системы включают многокомпонентную систему парных вентиляторов.

Советы по обустройству естественной вентиляции

Каждое помещение в загородных строениях или дачном доме имеет особенности, которые нужно учитывать при монтаже вентиляционных устройств.

В санузле

Для туалета и ванной комнате в загородном строении, необходимо предусмотреть возможность микропроветривания через окна или двери.

В бане

При оборудовании вентиляции в бане предусматривают размещение приточного канала в месте установки печи. Уличный воздух проникает снизу, постепенно вытесняя теплый воздух к потолку, нагреваясь сам. Вытяжной клапан в парной устанавливают под потолком.

Клапана открываю при необходимости быстро просушить парилку или моечную.

В котельной

Если загородный дом обогревается газом, в нем обязательно предусматривают отдельное помещение для размещения оборудования. Газовый котел является объектом повышенной опасности, поэтому требования к оборудованию котельной вытяжкой, достаточно серьезные.

Вентиляция котельной монтируется отдельно и не врезается в общую вытяжную трубу, чаще всего для избавления от дыма и газа применяют наружную трубу.

Для доставки наружного воздуха в котельные используют приточные приборы. Слабым местом приточно-вытяжной системы естественного типа в котельных является зависимость от мощности ветра. В тихую, безветренную погоду, обеспечить хорошую тягу невозможно.

Повороты вентиляционных каналов снижают эффективность на 10%.

В жилых комнатах

Для обеспечения эффективной циркуляции воздуха между отдельными комнатами в доме необходимо устраивать в нижней части дверных полотен небольшие отверстия или зазоры между дверным полотном и полом.

На кухне

При монтаже вытяжной вентиляционной решетки над плитой, нужно располагать это устройство на расстоянии 2 метров от пола. Такое положение вытяжки позволяет эффективно удалять избытки тепла, копоть и запахи, не давая распространиться им по помещению.

Вентиляция, созданная искусственно (механическая) на производстве

Данный вид обеспечивает поступление и удаление воздушных потоков с помощью вентиляторов. Организация механической системы требует вложения больших энергоресурсов и экономических затрат. Несмотря на это, имеет ряд преимуществ:

• Позволяет производить забор воздуха из необходимого места
• Есть возможность влиять на физические свойства: охлаждать или подогревать воздушный поток, повышать или понижать уровень влажности
• Можно осуществить подвод воздуха напрямую на рабочее место или отвод с последующей фильтрацией

Очищение загрязненного воздуха из помещений, обязательное условие на производстве. Данный фактор на строгом контроле у природоохранных организаций.

Механическая система в зависимости от конструкции, целей, и задач поставленных перед ней различается:

1. Приточная
2. Вытяжная
3. Приточно-вытяжная

В производственных местах воздушная система подбирается исходя из нужд и специфики места эксплуатации.

Приточно вытяжная естественная вентиляция в помещении

Миф №2 – естественная вытяжка функционирует при любых условиях внешней среды.

Реальность – естественная вытяжка функционирует при разнице температур воздуха внутри и снаружи помещения. В остальных ситуациях она становится притоком или вовсе не работает.

Так, вытяжное проветривание хорошо осуществляется в зимнее время, когда температура воздуха на улице в разы ниже, чем в квартире. В результате теплые воздушные массы поднимаются по вытяжным каналам и выбрасываются наружу.

При этом, в жаркую погоду приток наоборот с улицы поступает в дом с более прохладной температурой. Именно поэтому в помещении становится душно, а постоянная работа кондиционеров не избавляет от недостатка кислорода.

Тоже самое касается ситуаций, когда внешняя и внутренняя температура в доме совпадает, — проветривание помещения не осуществляется, происходит застой микроклимата.

Миф №3 – вентилятор способен осуществлять принудительное движение отработанного воздуха.

Реальность – при отсутствии притока в помещении вентилятор для вытяжки работает напрасно, «вхолостую». Это означает, что устройство для принудительного движения воздуха в ванной комнате не сможет обеспечить вытяжку, если в помещение установлена герметичная дверь.

Поэтому при монтаже вентилятора в санузле для вентиляции естественной приточно-вытяжной обязательно наличие небольшой щели под дверью высотой до 5 мм. Тогда вытяжка начнет функционировать, а воздушный приток будет поступать из соседних комнат.

Миф №4 – нагрев приточного воздуха осуществляется самостоятельно.

Реальность – для нагрева воздушного притока, который поступает в помещение при естественной вентиляции, необходима дополнительная энергия. Холодный воздух нагревается за счет бытовых предметов, людей и радиаторов отопления, как бы «отбирая» у них тепловую энергию.

Виды систем

Эти конструкции существуют в нескольких видах.

• С рекуперацией теплоты. Установки данного вида предназначены для очищения и смены температурного режима воздушных масс, также они осуществляют экономию ресурсов. Благодаря наличию рекуператора, в холодное время года воздух который приходит снаружи подогревается теплом того, что выбрасывается. В жаркий сезон происходит наоборот.
• С рециркуляцией. Такие системы вентиляции способны экономить энергопотребление за счёт смешивания части поступаемого и выделяемого воздуха. Недостатком вентиляций с рециркуляцией считается их невозможность использования в помещениях, где присутствуют взрывоопасные вещества. Такие устройства неспособны оптимально смешивать воздух разной температуры при холоде.

• С охлаждением. Этот вид систем вентиляции актуален для помещений, где происходит хранение продуктов, материалов, которым требуется холод. Их принято использовать в помещениях, где технологические процессы нуждаются в низкой температуре и общественном месте в летний период года.
• С кондиционером. Это устройство с тепловым насосом, кондиционером и фильтрами, что находятся в изолированном от тепла корпусе. Такой вид вентиляции с водяным нагревателем считается актуальным для помещений с высокой влажностью, например, бассейнов.

Большой популярностью в наши дни пользуется компактная приточная и вытяжная установка «ВУТ 100 П мини». Её используют, чтобы организовать энергосберегающую вентиляцию отдельной комнаты в зданиях, что имеют самое разное назначение. Должного внимания заслуживают настенные подвесные установки SkyStar-2 и SkyStar- 4. Данные системы считаются идеальным вариантом для зданий торгового, административного и ресторанного назначения, они стоят недорого и довольно просты в монтаже.

Агрегаты для локальной вытяжной системы

Существующие укрытия, которыми комплектуются системы вытяжной вентиляции, делятся на несколько специализированных категория:

• агрегаты, установленные на источнике загрязнения;
• решения, перекрывающие собой источник загрязнения;
• изделия-передувки.

На практике огромной популярностью пользуются агрегаты, с помощью которых источник распространения опасных веществ локализуется в определенной зоне. Впрочем, подобные решения далеко не всегда удобно и целесообразно применять. Им на смену пришли более современные вытяжки с отводом в вентиляцию:

• металлические и поликарбонатные зонты с функцией вытяжки;
• локальные отсасывающие агрегаты;
• мощные вытяжные шкафы;
• капсулированные решения;
• отвод выделений из корпуса станков и рабочих агрегатов;
• витринные, фасонные и бортовые решения.

Системы местной вентиляции очень распространены в местах, где необходимо обеспечить требуемые нормы по воздухообмену в конкретной, локальной зоне.

Вытяжные зонты – самые популярные и распространенные конструкции отсосов. Ими оборудуют небольшие рабочие зоны (столы для пайки, готовки). Опасные примеси оперативно собираются и перенаправляются вверх, после чего отводятся. Вентиляция для вытяжки функционирует как посредством естественной тяги, так и принудительной.

Специализированные отсосы – вытягивают нежелательные и потенциально опасные вещества с минимальным расходом кислорода. Промышленная вытяжная вентиляция зачастую представлена несколькими местными агрегатами. Основная их особенность – они не препятствуют работе.

Вытяжные шкафы – одни из самых эффективных решений для принудительного удаления вредных испарений, веществ, формируя при этом минимальный уровень воздухообмена. В продаже представлено несколько разновидностей таких шкафов:

• с устройством верхнего отвода, посредством которого удаляется горячий и влажный воздух;
• с удалением загрязненных потоков боковой конструкции – речь идёт о некотором аналоге «улитки», для сбора остаточных продуктов;
• с отводными решениями комбинированного типа, находящимися снизу агрегата.

Локальные вытяжки: а — вытяжной шкаф; б — витринное укрытие; в — укрытие-кожух для заточного станка; г — вытяжной зонт; д — зонт-козырек над открытым проемом печи; е — вытяжная воронка при сварке крупногабаритных изделий; ж — нижний отсос; з — боковой отсос; и — наклонная вытяжная панель; к — двухбортовой отсос от гальванической ванны; л — однобортовой отсос с передувкой; м — кольцевой отсос для ручного сварочного пистолета

Вентилятор, расположенный в системе воздухообмена, создает завихрение потока таким образом, чтобы пыль локализировалась в небольшой зоне, а не распространялась по комнате. Пример такой установки – сварочный пост, где принудительная вытяжная вентиляция представлена небольшим шкафом. Отсос в них располагается вверху конструкции.

Если речь идёт об отводе неопасных веществ, то скорость движения допускается в следующих пределах:

• 0.5 – 0.7 м/c;
• 1.1 – 1.6 м/с – для тех случаев, когда из помещения отводятся ядовитые примеси, металлические испарения.

Вытяжные шкафы устанавливают в химических лабораториях

Что касается всасывающих панелей, то их применяют в случаях, когда воздух в замкнутом пространстве насыщен ядовитыми газами, пылью и теплом. Панель располагают так, чтобы ядовитые составы находились на максимальной удаленности от работника. Вытяжные трубы для вентиляции дополняют встроенным двигателем и оперативно удаляют опасные суспензии. Рассматриваемые установки используют на сварочных постах, при обработке крупных изделий. От сварки они располагаются на удаленности до 3.5 м, оборудуются вентиляторами с одним или двумя двигателями.

Скорость движения воздушных масс должна соответствовать следующим критериям:

• от 3.5 до 5 м/с, если речь идёт о выделении горячей пыли;
• от 2 до 3.5 м/с, если при работе выделяются ядовитые или непыльные суспензии.

Специалисты акцентируют внимание на одном важном моменте – монтаж вытяжной вентиляции осуществляют при условии, кто 1 м2 панели отводит 3.3 тыс. м3 воздуха ежечасно

Бортовые отсосы актуальны для случаев, когда источник загрязнения удерживается в вертикальном положении, при помощи специальных подъёмников. Подобные установки получили широкое распространение в цехах, где проводится гальваническая обработка металлов, при которой опасные вещества наливают в специальную ёмкость, а затем засасываются через небольшое отверстие.

С конструктивной точки зрения вытяжная вентиляция производственных помещений представляет собой несколько воздуховодов, входные отверстия которых имеют узкую форму (до 10 см), располагаются они у краев ванны.

Физическая основа вентсистемы

Приточно-вытяжная вентиляционная система являет собой многофункциональный комплекс сверхбыстрой обработки газовоздушной смеси. Хоть это и система принудительной транспортировки газа, но в её основе лежат вполне объяснимые физические процессы.

Для создания эффекта от естественной конвекции воздушных потоков, источники тепла размещают максимально низко, а приточные элементы в потолке или под ним

Само слово “вентиляция” тесно связано с понятием конвекции. Она является одним из ключевых элементов при перемещении воздушных масс.

Конвекция — явление циркуляции тепловой энергией между холодными и теплыми потоками газа. Существует естественная и принудительная конвекция.

Немного школьной физики для понимания сути происходящего. Температура в комнате определяется температурой воздуха. Переносчиками тепловой энергии являются молекулы.

Воздух — многомолекулярная газовая смесь, которая состоит из азота (78%), кислорода (21%) и остальных примесей (1%).

Находясь в замкнутом пространстве (помещении), имеем неоднородность температуры относительно высоты. Это связано с неоднородность концентрации молекул.

Учитывая равномерность давления газа в замкнутом пространстве (помещении), согласно основного уравнения молекулярно-кинетической теории: давление пропорционально произведению концентрации молекул на их среднюю температуру.

Если давление везде одинаково, тогда произведение концентрации молекул на температуру в верхней части комнаты будет эквивалентна такому же произведению концентрации на температуру:

p=nkT, nверх*Tверх=nниз*Tниз, nверх/nниз=Tниз/Tверх

Чем ниже температура, тем больше концентрация молекул, а значит и больше общая масса газа. Поэтому говорят, что тёплый воздух “легче”, а холодный — “тяжелее”.

Правильная вентиляция в совокупности с эффектом конвекции способны поддерживать в помещении установленный температурный режим и влажность в периоды автоматического отключения основного обогрева

В связи с вышеизложенным становится ясен основной принцип обустройства вентиляции: подача (приток) воздуха обычно оборудуется снизу помещения, а отвод (вытяжка) — сверху. Это аксиома, которую требуется учитывать во время проектирования системы вентиляции.

Устройство приточно-вытяжной системы

Согласно названию, приточно-вытяжная система в своем составе имеет две независимых части, которые обеспечивают нормальное функционирование всей системы. Так приточная часть системы обеспечивает принудительное поступление воздуха в комнату его нагрев, очистку при необходимости также может его и охлаждать. Назначение второй части также становится понятным из его названия, а именно обеспечивает отток воздуха из помещения. Очень часто в этом случае используют просто воздуховод, тем не менее, иногда могут устанавливаться специальные вытяжные системы.

Так как зимой необходимо нагревать поступающий воздух, для этого очень часто используется комплексное решение, в котором применяется своеобразный теплообменник. Он называется рекуператор. Данный агрегат работает по принципу, где выходящий воздух из комнаты нагревает поступающий воздух, при этом смешивание двух потоков не происходит.

Приточные вентиляционные установки: основные узлы и принцип работы

Приточные вентиляционные установки служат для постоянного притока свежего воздуха в помещении, при этом выполняется его предварительная фильтрация, нагрев, охлаждение и в некоторых моделях осушение/увлажнение. Практически все модели имеют свойство регулировать заданную температуру приточного воздуха путем нагрева или охлаждения (при наличии блока охлаждения).

Чтобы понять принцип работы приточных вентиляционных установок,  сначала стоит ознакомиться с их основными элементами.

Вентилятор

Основной элемент системы, который обеспечивает поступление свежего воздуха, благодаря создаваемому принудительному давлению.

Фильтр

Устанавливается на входе приточного устройства и нужен для очищения приточных воздушных масс от посторонних запахов, защиты от мелких насекомых, пыли и других загрязнений механического плана. В зависимости от установленного комплекта фильтров (грубой/тонкой/ультратонкой очистки), зависит уровень и качество фильтруемого воздуха.

Воздушный клапан

Необходим для контроля над воздушными потоками поступающего воздуха и его перекрытия в случае выключения вентиляционной системы.

Калорифер (нагреватель)

Служит для нагрева приточного воздуха до требуемой температуры. Калориферы могут быть водяными или электрическими. Первые подключаются к системе теплоснабжения (технической воды или отопления) здания, а вторые работают от электрической сети.

Шумоглушитель

Предназначен максимально снижать уровень шума, который возникает во время движения воздуха по воздуховодам и от вибраций вентилятора.

Таким образом, принцип работы приточных установок состоит в подаче свежего, предварительно очищенного от пыли воздуха, нагретого/охлажденного до нужной температуры, путем его принудительного нагнетания посредством вентилятора.

Как вам статья?